Browsing by Author "Burgos Luengo, Pablo Enrique"

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    Thesis
    Modelación y diseño de cargador inalámbrico trifásico para camiones eléctricos en base a Convertidor Multinivel Modular Matricial (M3C)
    (Universidad Católica de la Santísima Concepción, 2025) Burgos Luengo, Pablo Enrique; Lizana F., Ricardo A.; Espinosa, Eduardo; Rivera, Sebastián
    La Transmisión Inalámbrica de Potencia (WPT) basada en Transmisión de Potencia Inductiva (IPT) se plantea como una alternativa para cargadores de Vehículos Eléctricos (EVs), ofreciendo mayor robustez, compacidad, seguridad y capacidad de transmisión frente a los cargadores cableados. Estos sistemas requieren señales de alta frecuencia, comúnmente generadas por convertidores AC/AC tipo back-to-back con Frente Activo (AFE), los cuales son voluminosos, poco robustos y de baja calidad de señal. Como solución, se propone el uso del Convertidor Multinivel Modular Matricial (M3C) el cual utiliza 9 ramas de Convertidores Modulares Multinivel (MMC) en serie, ofreciendo un diseño más robusto y compacto que el esquema back-to-back tipo AFE. Además, su señal de salida puede ser escalada en calidad y/o nivel de tensión añadiendo más módulos en serie. Debido a las ventajas del M3C y su escalabilidad a medias-altas tensiones, se propone utilizarlo para la creación de un cargador inalámbrico trifásico para camiones eléctricos. Primeramente, se tomó el diseño de un sistema IPT monofásico para 20 [kW] de alta eficiencia. Posteriormente se escaló este diseño a 500 [kW] mediante el uso del sistema p.u en las bobinas, para así cumplir la potencia requerida para la carga inalámbrica de vehículos pesados. Luego se adaptó este diseño a un sistema trifásico, normalmente esto añade complejidades al diseño. Sin embargo, mediante la utilización de algunas técnicas físicas de diseños de bobina como el “overlapping”, se simplifica la adaptación, considerando cada una de las fases del sistema trifásico como un sistema monofásico. Cabe mencionar que en este documento no se ahondó en diseños físicos de la bobina, sino que se enfocó en el diseñó de parámetros eléctricos. Finalmente se presentó y adaptó el M3C para acoplarle el sistema IPT trifásico de 500 [kW] desarrollado anteriormente. Para comprobar los procedimientos durante el desarrollo del presente documento, se realizaron simulaciones en Matlab Simulink. Los resultados muestran que el cargador inalámbrico de alta eficiencia funciona correctamente, al igual que su escalamiento a 500 [kW], el cual conserva los comportamientos establecidos por el diseño original de 20 [kW]. La adaptación al sistema trifásico conserva una alta eficiencia y divide el estrés de la carga entre las 3 fases. Finalmente, se demuestra que la adaptación del cargador inalámbrico al nuevo convertidor funciona adecuadamente, por lo que es posible crear un cargador inalámbrico para camiones eléctricos utilizando el permitiendo un diseño de cargador inalámbrico trifásico más compacto y robusto que los convertidores back-to-back tipo AFE.