Estudio comparativo de las distintas tipologías del convertidor matricial acoplado a una microturbina controlada mediante control predictivo

Résumé

Las microturbinas de eje simple son aquellas en las que se montan sobre un mismo eje el compresor, la turbina y el generador. Giran a velocidades que van desde 50.000 hasta 90.000 rpm, por tanto, el alternador genera una tensión trifásica de elevada frecuencia, que está comprendida entre 1.500 y 4.000 Hz. En la actualidad para la transformación de la tensión de salida del generador de la microturbina, se hace una rectificación de la corriente mediante un puente de diodos y posteriormente, mediante una técnica de modulación de ancho de pulso, se pasa a corriente alterna a la frecuencia deseada de 50 o 60 Hz. En esta Tesis se propone acoplar un convertidor matricial a la salida del generador, para lo cual se hace un estudio comparativo de las distintas topologías del convertidor matricial. Se simulan dichas topologías a las frecuencias propias de la microturbina de eje simple, de esta forma se estudia cuál de ellas sería la idónea para el convertidor acoplado al generador de la microturbina. Por otra parte, la microturbina no se adapta bien ante cambios de tipo escalón en la potencia de salida. Igualmente presenta problemas en cuanto al seguimiento de la potencia instantánea. Ante esta situación, se ha propuesto la utilización de un controlador predictivo que actúa sobre la entrada de combustible de la microturbina. La misión de este controlador es mejorar el tiempo de respuesta.