Pérez Tarragona, Mario
Héctor Sarnago Andía (dir.) ; Óscar Lucía Gil (dir.)
Universidad de Zaragoza,
2020
Resumen: El calentamiento por inducción (IH) evoluciona rápidamente hacia sistemas de mayor rendimiento debido a los avances de la tecnología como la electrónica de potencia, el diseño de componentes magnéticos y el control digital. En este contexto, el calentamiento por inducción doméstico avanza hacia futuras aplicaciones con mayor flexibilidad, potencia, eficiencia y fiabilidad, manteniendo un coste contenido. Teniendo en cuenta estos antecedentes, esta tesis explora el uso de rectificadores correctores del factor de potencia (PFC) ya que aportan mayores prestaciones a futuros sistemas IH domésticos. Actualmente, el estado del arte de la tecnología IH doméstica depende del uso de una pequeña capacidad de filtrado con un alto rizado de tensión para evitar el uso de etapas PFC y conseguir implementaciones rentables. Sin embargo, esta tesis propone el uso de rectificadores multifásicos o monofásicos para obtener ventajas adicionales, como una potencia de salida más elevada, mayor eficiencia debida a un bus de mayor tensión y bajo rizado, sistemas multifásicos y multi-inductores más simplificados, y una compatibilidad electromagnética (EMC) mejorada. Las principales contribuciones de esta tesis incluyen una profunda revisión de la tecnología IH y de los sistemas rectificadores, la propuesta de una topología rectificadora PFC monofásica y una trifásica para nuevas aplicaciones IH domésticas, y la propuesta y análisis de un set completo de estrategias de modulación. Además, para verificar experimentalmente estas propuestas, se ha diseñado e implementado un banco de pruebas experimental completo, incluyendo una fuente de alimentación trifásica de alto rendimiento diseñada a medida, una topología rectificadora PFC monofásica, una topología PFC multifásica y un multi-inversor matricial ZVS para IH doméstico. Se han analizado profundamente los resultados analíticos y experimentales obtenidos según las figuras de mérito más relevantes, probando la factibilidad de las topologías conversoras propuestas y de las estrategias de modulación, y estableciendo los principales criterios de selección y diseño. Como conclusión de esta tesis, se proponen los sistemas rectificadores PFC como una tecnología prometedora para futuros sistemas IH domésticos de elevadas prestaciones. Esta tesis ha sido desarrollada dentro del acuerdo de colaboración entre BSH Home Appliances Group (BSH) y el Group of Power Electronics and Microelectronics (GPEM) de la Universidad de Zaragoza, en el marco de la Cátedra de Innovación BSH-UZ.
Pal. clave: electronica
Titulación: Programa de Doctorado en Ingeniería Electrónica
Plan(es): Plan 513
Nota: Presentado: 04 09 2020
Nota: Tesis-Univ. Zaragoza, , 2020
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