Análisis armónico de sistemas CA/CD en el dominio de las fases basado en redes multi-puerto

Abstract

This thesis describes a phase-domain frequency domain technique for the harmonic analysis of three-phase AC/DC systems. The methodology is based on the harmonic multi-port network concept, expressed in terms of an ABCD parameter matrix which links voltage and current harmonics of different orders on both sides of the converter. Since the commutation angles are unknown, the harmonic interactions are computed by a sequential solution of the AC/DC system state variables, related by the ABCD matrix, and the updating of the commutation periods. A set of analytical equations has been derived to compute commutation times taking place in the converter. Test results are presented which demonstrate the effectiveness of the proposed methodology to assess harmonic interactions on both balanced and unbalanced operating conditions. Results are presented to illustrate how the harmonic interactions take place in the circuit for a given firing and overlap angles and different operative conditions, like rectifier, inverter or HVDC link; in all those cases the effects of the firing angle has been presented. The results include star-delta connection in the transformer. The results are validated with those obtained by a time domain simulation

Esta tesis describe una técnica en el dominio de la frecuencia y en el dominio de las fases para el análisis armónico de los sistemas CA/CD trifásicos. La metodología se basa en el concepto de red multi puerto armónico, expresado en términos de una matriz de parámetros ABCD la cual enlaza voltajes y corrientes armónicos de diferente orden en ambos lados del convertidor. Dado que los ángulos de conmutación son desconocidos, las interacciones armónicas se calculan por una solución secuencial de las variables de estado del sistema CA/CD, relacionadas por la matriz ABCD, y la actualización de los periodos de conmutación. Un conjunto de ecuaciones analíticas se ha derivado para calcular los tiempos de conmutación tomando lugar en el convertidor. Se presentan resultados de varias pruebas los cuales demuestran la efectividad de la metodología propuesta para calcular interacciones armónicas en condiciones de operación balanceadas y desbalanceadas. Asimismo, se presentan resultados para ilustrar como acontece la interacción armónica en el circuito bajo análisis dados ciertos valores de ángulo de encendido y de traslape, y diferentes condiciones operativas del convertidor ya sea como rectificador, inversor o enlace AVCD; mostrando en todos los casos el efecto del ángulo de disparo. Los resultados son validados con los obtenidos por simulaciones en el dominio del tiempo.