Técnicas de modulación para la reducción de la tensión de modo común en vehículos eléctricos

Abstract

El uso de convertidores conmutados en los vehículos eléctricos (EVs) introduce una tensión de modo común (CMV) que genera ciertos problemas. Entre ellos, destacan las corrientes de fuga que pueden llegar a deteriorar los rodamientos del motor, además de aumentar las interferencias electromagnéticas (EMI). Con el objetivo de prolongar la vida útil de los motores, es importante reducir los efectos negativos producidos por la CMV. Existen numerosas soluciones para hacer frente a la CMV, entre ellas destacan las técnicas de modulación por su sencilla y económica implementación.

En este trabajo se va a analizar el efecto de la CMV en las diferentes arquitecturas de convertidores de potencia, explicando las características, ventajas y desventajas de algunos convertidores de dos niveles y convertidores multinivel. Mediante la herramienta Matlab Simulink se va a estudiar el impacto de las técnicas de modulación en las numerosas topologías de convertidores.

IDIOMA: Español

Ibilgailu elektrikoetan bihurgailu konmutatuak erabiltzeak arazoak eragiten dituen modu komuneko tentsioa sartzen du. Horien artean, motorren errodamenduak hondatu ditzakeen ihes korronteak nabarmentzen dira, interferentzia elektromagnetikoak (EMI) areagotzeaz gain. Motoreen bizitza luzatzeko, garrantzitsua da CMVren efektu negatiboak murriztea. CMVri aurre egiteko irtenbide ugari daude. Irtenbide horien artean, modulazio teknikak nabarmentzen dira beren aplikazio sinple eta ekonomikoagatik. Lan honetan, CMVaren eragina aztertuko da potentzia bihurgailuaren arkitektura desberdinetarako, bi maila eta maila anitzeko bihurgailu batzuen ezaugarriak, abantailak eta desabantailak azalduz. Matlab Simulink tresnari esker, modulazio tekniken bihurketa topologia ugarien eragina aztertuko du.

The use of switched converters in electric vehicles (EVs) introduces a common mode voltage (CMV) that causes certain problems. Among them stand out the leakage currents, that can deteriorate the motor bearings, as well as increasing electromagnetic interference (EMI). In order to extend the life of motors, it is important to reduce the negative effects of CMV. There are numerous solutions to deal with CMV, but the modulation techniques are highlighted between them for their simple and economic implementation. In this proyect, it is analyzed the effect of CMV on different power converter architectures, explaining the characteristics, advantages and disadvantages of some two-level and multi-level converters. Thanks to Matlab Simulink it will be studied the impact of modulation techniques on numerous converter topologies.