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Modulador simple con control del equilibrio de tensiones para un convertidor hibrido ANPC+ Flying-capacitor de cinco niveles

Kouro, Samir; Wu, B.; León Galván, José Ignacio; García Franquelo, Leopoldo; Vázquez Pérez, Sergio

Abstract

El convertidor híbrido basado en una celda active neutral-point-clamped conectada en serie con celdas con condensadores flotantes es una topología multinivel reciente con propiedades interesantes como una tensión de salida de alta calidad y una fácil extensión para lograr un elevado número de niveles con un reducido número de dispositivos de potencia. Este trabajo se centra en la introducción de un modulador monofásico simple para el convertidor hibrido de cinco niveles. El control de la tensión de los condensadores flotantes del convertidor se realiza mediante una técnica de control que aprovecha el gran número de estados de conmutación redundantes presentes en la topología. Utilizando esta técnica de modulación, la tensión de los condensadores del dc-link y las tensiones de los condensadores flotantes se controlan a sus valores deseados. Los resultados de la simulación muestran el buen desempeño del control de las tensiones obteniendo simultáneamente buenos resultados en cuanto a la calidad de las tensiones y corrientes de salida.

Full text

Modulado Simple con Con ol del Equilib io de Tensiones pa a un Con e ido H´ ıb ido ANPC + Flying-capaci o de Cinco Ni eles Jose I. Leon*, Leopoldo G. F anquelo*, Sami Kou o+, Bin Wu+and Se gio Vazquez* * Elec onic Enginee ing Depa men Uni e si y o Se ille Se ille, Spain 41092 Email: [email p o ec ed] + Depa men o Elec ical and Compu e Enginee ing Rye son Uni e si y To on o, Canada Email: [email p o ec ed] Abs ac —El con e ido h´ ıb ido basado en una celda ac i e- neu al-poin -clamped conec ada en se ie con celdas con con- densado es lo an es es una opolog´ ıa mul ini el ecien e con p opiedades in e esan es como una ensi´ on de salida de al a calidad y una ´ acil ex ensi´ on pa a log a un ele ado n´ ume o de ni eles con un educido n´ ume o de disposi i os de po encia. Es e abajo se cen a en la in oducci´ on de un modulado mono ´ asico simple pa a el con e ido h´ ıb ido de cinco ni eles. El con ol de la ensi´ on de los condensado es lo an es del con e ido se ealiza median e una ´ ecnica de con ol que ap o echa el g an n´ ume o de es ados de conmu aci´ on edundan es p esen es en la opolog´ ıa. U ilizando es a ´ ecnica de modulaci´ on, la ensi´ on de los condensado es del dc-link y las ensiones de los condensado es lo an es se con olan a sus alo es deseados. Los esul ados de la simulaci´ on mues an el buen desempe˜ no del con ol de la ensiones ob eniendo simul ´ aneamen e buenos esul ados en cuan o a la calidad de las ensiones y co ien es de salida. I. INTRODUCCI ´ ON Los con e ido es mul ini el se han con e ido en una soluci´ on muy a ac i a pa a di e sas aplicaciones indus iales, ales como bombas, en ilado es, g andes cin as anspo ado- as, sis emas HVDC, con e ido es de ansmisi´ on di ec a de la ene g´ ıa e´ olica y sis emas de p opulsi´ on de buques, en e o os. Desde que nacie on en las ´ ul imas d´ ecadas del siglo XX, paso a paso sus p oblemas asociados se han supe ado. En la ac ualidad, la minimizaci´ on de las p´ e didas de po encia, el equilib io de los condensado es del dc-link, la complejidad de los m´ e odos de modulaci´ on y el dise˜ no de es a egias de con ol e icien es han llegado a la madu ez al menos pa a con e ido es de es ni eles. De es a mane a, en la ´ ul ima d´ ecada se pueden encon a en el me cado un g an n´ ume o de p oduc os come ciales con opolog´ ıas neu al-poin -clamped (NPC), condensado lo an e (FC) y cascada (CHB) [1]–[3]. Es e hecho mues a el ´ exi o ac ual y u u o de los con e ido es mul ini el pa a una amplia gama de aplicaciones de media ensi´ on y al a po encia. En e los con e ido es mul ini el, el con e ido NPC de es ni eles es hoy en d´ ıa la opolog´ ıa m´ as come cializada 0 S2 V a a C a S3 S1S1 S1S1 S1S1 VC1C1 C2 Celda Flying-capaci o 3 Ni eles ANPC ia VC2 S1S1 S2S3 Fig. 1. Topolog´ ıa H´ ıb ida ANPC o mada po la conexi´ on en se ie de un con e ido ANPC de es ni eles y una celda de po encia con opolog´ ıa de condensado lo an e. Es a es una opolog´ ıa de cinco ni eles si VC1=VC2=Vdc yV a=Vdc/2. en odo el mundo alcanzando una po encia nominal de has a 44 MVA [1]. Uno de los p oblemas de es a opolog´ ıa es la dis ibuci´ on desigual de p´ e didas de los semiconduc o es de po encia. Es e ema ha sido ampliamen e es udiado en los ´ ul imos a˜ nos y ha sido esuel o g acias a la in oducci´ on de la opolog´ ıa ac i e-neu al-poin -clamped de es ni eles (ANPC) donde se u ilizan semiconduc o es de po encia en luga de diodos de ijaci´ on [4]. La opolog´ ıa ANPC ha sido aplicada po ABB como un powe elec onic building block (PEBB) pa a cons ui con e ido es de al a ensi´ on con IGCTs como semiconduc o es de po encia [5]. La ex ensi´ on del con e ido ANPC con el in de log a una mayo n´ ume o de ni eles se puede lle a a cabo con acilidad. Al igual que en el caso de es ni eles, el con e ido ANPC de TABLE I ESTADOS DE CONMUTACI ´ ON DEL CONVERTIDOR H´ IBRIDO DE CINCO NIVELES BASADO EN ACTIVE-NPC YFLYING-CAPACITOR. S1S2S3Tensi ´ on de ase a Tensi ´ on de ase aIn luencia en V a In luencia en VC1In luencia en VC2 si VC1=VC2=2V a=Vdc si ia>0si ia>0si ia>0 000 −VC2−Vdc − − − 001 V a −VC2−Vdc/2↓ − − 010 −V a −Vdc/2↑ ↑ ↓ 011 0 0 − ↑ ↓ 100 0 0 − ↑ ↓ 101 V a Vdc/2↓ ↑ ↓ 110 VC1−V a Vdc/2↑ − − 111 VC1Vdc − − − N ni eles iene la misma es uc u a que la del con e ido NPC de N ni eles, pe o se u ilizan semiconduc o es de po encia en luga de los diodos de ijaci´ on [6]. Sin emba go, un con e ido ANPC de N ni eles iene los mismos incon enien es que el con e ido NPC de N ni eles en cuan o al con ol de la ensi´ on de los condensado es del dc-link y a un al o n´ ume o de disposi i os de po encia. Recien emen e, ha sido in oducido un nue o con e ido h´ ıb ido basado en una opolog´ ıa ANPC con celdas de opolog´ ıa de condensado lo an e pa a supe a los p oblemas de la opolog´ ıa con encional ANPC [7]. Es e a ´ ıculo es udia el uncionamien o de es e con e ido h´ ıb ido. II. ELCONVERTIDOR H´ IBRIDO ANPC+FLYING CAPACITOR El con e ido h´ ıb ido ANPC con celdas de condensado lo an e es ´ a o mado po la conexi´ on en se ie de un con- e ido ANPC de es ni eles y celdas con opolog´ ıa de condensado lo an e. A modo de ejemplo, el con e ido mono ´ asico ANPC con una celda de condensado lo an e se mues a en la igu a 1. Se puede obse a en la igu a 1 que odos los semiconduc o es de po encia de la opolog´ ıa deben bloquea la misma ensi´ on. Los posibles es ados de conmu aci´ on de es a opolog´ ıa se mues an en la Tabla I. Es e con e ido se denomina de cinco ni eles h´ ıb ido ANPC (5L-ANPC), ya que log a cinco ni eles de ensi´ on de salida sim´ e icos si VC1=VC2=Vdc y la ensi´ on del condensado lo an e V a es igual a Vdc/2 al como se puede obse a en la abla I. Aunque la opolog´ ıa 5L-ANPC es ecien e, ABB ya la ha come cializado como una opolog´ ıa de media ensi´ on back- o-back (400 kVA-1000 kVA) en el equipo llamado ACS2000 y que puede se u ilizado pa a aplicaciones ales como bombas, en ilado es, cin as anspo ado es, mezclado as, comp eso es y molinos [5]. Recien emen e, la opolog´ ıa 5L-ANPC ha sido p opues a pa a aplicaciones de ene g´ ıa e´ olica abajando como un in e so de 6 MVA conec ado a un ec i icado de es ni eles ipo ANPC [8]. III. T´ ECNICAS DE MODULACI ´ ON T´ IPICAS PARA EL CONVERTIDOR 5L-ANPC Tal como se puede obse a en la abla I, hay a ios es ados de conmu aci´ on que ob ienen la misma ensi´ on de salida y a ec an a la ensi´ on del condensado lo an e en sen ido opues o. An e io es publicaciones han demos ado que el con ol de la ensi´ on del condensado lo an e de la opolog´ ıa 5L-ANPC se puede log a median e la elecci´ on adecuada de los es ados edundan es en la secuencia de conmu aci´ on. Recien emen e, una ´ ecnica de modulaci´ on ipo space ec o se ha aplicado a un con e ido i ´ asico 5L-ANPC pa a el lado del ec i icado de una opolog´ ıa en con igu aci´ on back- o-back [9]. La egi´ on de con ol del con e ido es el ´ ıpico hex´ agono ep esen ado en los ejes al a-be a o mado po los es ados de conmu aci´ on. La secuencia de conmu aci´ on y los iempos de cada uno de los es ados se de e minan con los es ec o es m´ as ce canos al ec o de e e encia. Sin emba go, pa a un sis ema de i ´ asico, el ni el de la lexibilidad y la complejidad de es a ´ ecnica de modulaci´ on space ec o es signi ica i o debido al ele ado n´ ume o de posibles ec o es y sus edundan es p esen es en la modulaci´ on. Po o a pa e, se han in oducido a ias ´ ecnicas PWM basadas en m´ ul iples po ado as pa a se aplicadas al con- e ido h´ ıb ido ANPC con celdas de condensado lo an e. Las ´ ecnicas PWM con m´ ul iples po ado as son de ipo le el-shi ed [8] ´ o de ipo phase-shi ed [10]. Especialmen e in e esan e es la ´ ecnica phase-shi ed que aplica las po ado as iangula es de o ma simila al caso del con e ido mul ini el en cascada. El e ec o del desplazamien o de ase de las po ado as conlle a un equilib io na u al de la ensi´ on de los condensado es lo an es pe o pe diendo espues a din´ amica cuando se p esen a un cambio de ca ga impo an e. Es e mismo en´ omeno ambi´ en apa ece en los con e ido es mul ini el de ipo condensado lo an e con encionales. La edundancia de los es ados de conmu aci´ on ambi´ en ha sido u ilizada pa a la in oducci´ on de o as ´ ecnicas de modu- laci´ on p e-p og amadas, ales como la eliminaci´ on selec i a de a m´ onicos (SHE). En es e caso, las conmu aciones del con e ido se de e minan a p io i con el in de elimina la dis o si´ on a m´ onica de algunos a m´ onicos de bajo o den. Los ni eles de ensi´ on que se deben gene a po el con e ido se ob ienen inalmen e g acias a la elecci´ on cuidadosa del mejo es ado de conmu aci´ on pa a log a el con ol de la ensi´ on del condensado lo an e [11]–[13]. Una ´ ecnica simila se ha in oducido ambi´ en pa a educi online al m´ ınimo la dis o si´ on a m´ onica o al (THD) [14]. IV. MODULADOR PROPUESTO PARA EL CONVERTIDOR MONOF ´ ASICO 5L-ANPC En es e a ´ ıculo, se p opone una ´ ecnica de modulaci´ on simple eniendo en cuen a el concep o de modulaci´ on in- oducido en [15] denominado 1DM . La ´ ecnica 1DM se puede aplica a cualquie con e ido mul ini el mono ´ asico y s´ olo las se˜ nales de dispa o inales depende ´ an de la opolog´ ıa de con e ido mul ini el. La ´ ecnica 1DM se basa en la gene aci´ on de la ensi´ on de e e encia como la media de los ni eles de ensi´ on m´ as ce canos. El p oblema de la modulaci´ on mono ´ asica se educe a c´ alculos muy simples de e minando de una o ma sencilla la secuencia de conmu aci´ on ( o mada po dos es ados de conmu aci´ on) y los co espondien es iempos de conmu aci´ on. El modulado 1DM s´ olo de e mina los ni eles de ensi´ on de salida que se deben u iliza pa a gene a la ensi´ on de ase con baja dis o si´ on. Sin emba go, no incluye ning´ un obje i o de con ol adicional ales como el equilib ado de la ensi´ on del dc-link, la minimizaci´ on de las p´ e didas de po encia, e c. De es a o ma, el modulado 1DM pod ´ ıa necesi a de un p ocesado auxilia pos e io si o os obje i os adicionales han de log a se. Es e concep o se mues a en la igu a 2 donde es ´ a ep esen ado el diag ama ´ ıpico de un con olado mas un modulado pa a cualquie con e ido de po encia. En es e a ´ ıculo, se a˜ nade un con olado adicional a la ´ ecnica de modulaci´ on 1DM a in de equilib a la ensi´ on del condensado lo an e del con e ido 5L-ANPC. Como se puede obse a en la Tabla I, siemp e hay un es ado en la se- cuencia de conmu aci´ on que iende a equilib a el condensado lo an e del con e ido . Es e algo i mo de con ol adicional pa a consegui el equilib ado del condensado lo an e se basa en elegi el es ado de conmu aci´ on edundan e adecuado eniendo en cuen a los alo es ins an ´ aneos de la di ecci´ on de la co ien e de ase y alo del desequilib io del condensado lo an e. U ilizando el modulado p opues o, se ealiza un m´ aximo de una sola conmu aci´ on du an e el iempo de mues eo Tsen cada pa eja de semiconduc o es de po encia comandados po las a iables S1,S2yS3. El diag ama de lujo del modulado pa a el con e ido mono ´ asico 5L-ANPC se mues a en la igu a 3. El cos e compu acional de la ´ ecnica de modu- laci´ on p opues a es muy baja ya que s´ olo implica exp esiones ma em´ a icas simples. En el diag ama de lujo, la a iable s oma alo es ±1, ya que se de ine como s=sign(V e ).(1) En el diag ama de lujo ep esen ado en la igu a 3, la a i- able de conmu aci´ on Si(i= 1,2,3) oma el alo Si1du an e 1/2,Si2en 1− 1y inalmen e o a ez Si1du an e 1/2. La se˜ nal de conmu aci´ on S1se gene a po simple compa aci´ on con ce o de la ensi´ on de e e encia de la ase V e . Po lo an o, el modulado ue za una ecuencia de conmu aci´ on undamen al en los semiconduc o es de po encia comandados po S1conlle ando a una educci´ on de las p´ e didas de S22=S32=(1+s)/2 1=2(Vdc-|V e |)/Vdc NOSI |V e |>Vdc/2 V 1>Vdc/2 i>0i>0 S21=1 S31=0 NOSI NO S21=0 S31=1 SI SI NO S21=S31=(1-s)/2 1=1-2|V e |/Vdc NOSI V 1>Vdc/2 i>0i>0 S21=1 S31=0 NO S21=0 S31=1 SI SI NO S11=S12=1 V e >0 NOSI S11=S12=0 Fig. 3. Diag ama de lujo del modulado mono ´ asico pa a el con e ido 5L-ANPC con con ol de la ensi´ on del condensado lo an e. conmu aci´ on del sis ema. Es a educci´ on es debida al hecho de que S1es la se˜ nal de la pue a de ocho semiconduc o es, mien as que S2yS3comandan el es ado de una pa eja de ellos espec i amen e. V. RESULTADOS DEL MODULADOR PARA EL CONVERTIDOR MONOF ´ ASICO 5L-ANPC El modulado p opues o se ha aplicado a la opolog´ ıa 5L- ANPC donde los condensado es del dc-link C1yC2son iguales a 7 mF, el condensado lo an e C a es igual a 2 mF y la ensi´ on o al del dc-link 2Vdc es igual a 3000 ol ios y se man iene cons an e g acias a una uen e de ensi´ on. El condensado lo an e es ´ a inicialmen e desca gado y su ensi´ on deseada es igual a 750 ol ios. El con e ido 5L- ANPC es ´ a conec ado a una ca ga esis i a-induc i a o mada po la conexi´ on en se ie de R=10Ωy L=3mH. La ensi´ on de e e encia V e es una ensi´ on sinusoidal pu a con una ampli ud igual a 1500 ol ios. La ecuencia de mues eo s del modulado es igual a 800 Hz. El diag ama de lujo ep esen ado en la igu a 3 ha sido aplicado al con e ido 5L-ANPC mono ´ asico y los esul ados ob enidos son ep esen an en la igu a 4 donde es ´ an p esen es la ensi´ on de ase a, la co ien e de ase ia, la ensi´ on del condensado lo an e V a y la mi ad de la ensi´ on del dc- link VC1. Im´ agenes de alladas de la ensi´ on y la co ien e de ase, la ensi´ on del condensado lo an e y la ensi´ on de uno de los condensado es del dc-link en condiciones de ´ egimen OBJETIVOS DE POST-PROCESADO USANDO LA REDUNDANCIA CARGA CONVERTIDOR DE POTENCIA SECUENCIA MEJORADA OBJETIVOS DE CONTROL - Seguimien o de co ien e - Con ol de ensión del DC-link . . . SIMPLE MODULADOR (SVM SIN REDUNDANCIA) SECUENCIA SIMPLE - Balanceo de ensiones DC - Minimización de pé didas - Eliminación de ensión modo-común . . . V e *SEÑALES DE DISPARO GENERADOR DE (DEPENDIENDO DE LA TOPOLOGÍA) CONMUTACIONES Fig. 2. Diag ama gene al de con ol de un con e ido de po encia incluyendo el con olado , el modulado y los con olado es adicionales pa a la ob enci´ on de los obje i os de con ol auxilia es pe manen e se mues an en la igu a 5. Se puede obse a que la ensi´ on del condensado lo an e alcanza su alo deseado, mien as que la ensi´ on y co ien e de ase p esen an baja dis o si´ on. La ecuencia de conmu aci´ on de semiconduc o es de po encia comandados po S1es de 50Hz mien as que el p omedio de la ecuencia de conmu aci´ on de aquellos comandados po S2yS3es ap oximadamen e 675Hz. Como se puede obse a en la igu a 4 y la igu a 5, las en- siones de los condensado es del dc-link se equilib an de o ma na u al po que la ensi´ on del condensado C1(VC1) oma un alo ap oximado de 1500 ol ios (la mi ad de la ensi´ on del dc-link). Es e en´ omeno puede explica se eniendo en cuen a el expe imen o que se mues a en la igu a 6 y la igu a 7. En es e nue o expe imen o, el con e ido de po encia inicia su ope aci´ on con una si uaci´ on de desequilib io en el dc-link (VC1 yVC2son iguales a 1000 y 2000 ol ios espec i amen e). La ensi´ on del condensado lo an e V a es de 750 ol ios que es la ensi´ on deseada. En es e caso, los condensado es del dc-link C1yC2son iguales a 2 mF y el condensado lo an e C a es igual a 1 mF. La ca ga RL es R=10Ωy L=35mH. En la igu a 6, se puede obse a que el desequilib io en las ensiones del dc-link disminuye alcanzando el pun o de ope aci´ on deseado donde ambas ensiones de los condensado es del dc-link son iguales a 1500 ol ios. Un de alle de las o mas de onda de es e expe imen o se mues a en la igu a 7. Las a iables S1 yS2se incluyen en es a g ´ a ica ya que a ec an di ec amen e a las ensiones del dc-link VC1yVC2. Las ensiones de los condensado es del dc-link se equilib an de o ma na u al po que el desequilib io de ensiones c ea un o se en la ensi´ on de ase cuando se aplica el modulado p opues o. Como se puede obse a en la pa e ampliada de la igu a 7, el ni el de ensi´ on ce o no se gene a cuando el dc-link no es ´ a equilib ado. Es e hecho gene a un o se en la co ien e de ase que a ec a di ec amen e a las ensiones de los condensado es del dc-link como se in odujo en la abla I. De es a mane a, si la ensi´ on del dc-link VC1es in e io a 1500 ol ios, un o se posi i o apa ece en la ensi´ on y en la co ien e de ase. Es o, en p omedio, iende a aumen a la ensi´ on del condensado C1 educiendo con ello el desequilib io de la ensi´ on del dc-link. VI. CONCLUSIONES El con e ido ac i e-neu al-poin -clamped (ANPC) es ´ a cen ando cada ez m´ as a enci´ on po pa e de la indus ia y la academia. En es e a ´ ıculo, se ha es udiado una opolog´ ıa h´ ıb ida de cinco ni eles ,llamada 5L-ANPC, o mada po la 0 0.05 0.1 0.15 0.2 1400 1500 1600 Tiempo (s) 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0 250 500 750 1000 0 0.05 0.1 0.15 0.2 −200 0 200 0 0.05 0.1 0.15 0.2 −2000 0 2000 Tension [V] Tension [V] Tension [V] Co ien e [A] a i a V a V C1 Fig. 4. Resul ados de la ´ ecnica de modulaci´ on p opues a aplicada al con e ido mono ´ asico 5L-ANPC. De a iba a abajo: Tensi´ on de ase, co ien e de ase, ensi´ on del condensado lo an e y ensi´ on de la pa e supe io del dc-link. 0.13 0.14 0.15 0.16 0.17 0.18 0.19 0.2 1450 1500 1550 0.13 0.14 0.15 0.16 0.17 0.18 0.19 0.2 700 750 800 0.13 0.14 0.15 0.16 0.17 0.18 0.19 0.2 −200 0 200 0.13 0.14 0.15 0.16 0.17 0.18 0.19 0.2 −2000 0 2000 Tiempo (s) Tension [V] Tension [V] Tension [V] Co ien e [A] a i a V a V C1 Fig. 5. De alle de los esul ados de la ´ ecnica de modulaci´ on p opues a aplicada al con e ido mono ´ asico 5L-ANPC. De a iba a abajo: Tensi´ on de ase, co ien e de ase, ensi´ on del condensado lo an e y ensi´ on de la pa e supe io del dc-link.. conexi´ on en se ie de un con e ido ANPC de es ni eles con una celda de condensado lo an e. El obje i o de es e abajo 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 −2000 0 2000 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 −200 0 200 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0 1 2 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 1000 1500 2000 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 500 750 1000 Tiempo (s) Tension [V] Va iablesTension [V] Co ien e [A] Tension [V] a i a V C1 V a S 2 2S 1 de dispa o Fig. 6. Resul ados de la ´ ecnica de modulaci´ on p opues a aplicada al con e ido mono ´ asico 5L-ANPC comenzando a pa i de una si uaci´ on de desequilib io en el dc-link. De a iba a abajo: Tensi´ on de ase, co ien e de ase, a iables S1yS2, mi ad supe io de la ensi´ on del dc-link VC1y ensi´ on del condensado lo an e. 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 −2000 0 2000 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 −200 0 200 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0 1 2 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 1000 1200 1400 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 500 750 1000 Tiempo (s) Tension [V] Va iables Tension [V] Co ien e [A] Tension [V] a i a S 2 2S 1 V C1 V a de dispa o Fig. 7. De alle de los esul ados de la ´ ecnica de modulaci´ on p opues a aplicada al con e ido mono ´ asico 5L-ANPC comenzando a pa i de una si uaci´ on de desequilib io en el dc-link. De a iba a abajo: Tensi´ on de ase, co ien e de ase, a iables S1yS2, mi ad supe io de la ensi´ on del dc-link VC1y ensi´ on del condensado lo an e. es p esen a una ´ ecnica de modulaci´ on simple pa a ob ene unas o mas de onda de salida con baja dis o si´ on y con con ol del equilib io de ensiones del condensado lo an e y los con- densado es del dc-link. El m´ e odo de modulaci´ on p opues o se basa en un sencillo modulado mono ´ asico in oducido p e- iamen e pa a se aplicado a o as opolog´ ıas de con e ido es mul ini el. Se a˜ naden a es a ´ ecnica de modulaci´ on c´ alculos auxilia es pa a log a el con ol de la ensi´ on del condensado lo an e y las ensiones del dc-link. La ´ ecnica de modulaci´ on esul an e iene muy bajo cos e compu acional incluyendo s´ olo ecuaciones simples y compa aciones. La aplicaci´ on de la es a egia de modulaci´ on p opues a al con e ido 5L-ANPC mono ´ asico consigue ob ene el con ol de la ensi´ on del condensado lo an e a su alo deseado, que es del 25% de la ensi´ on o al del dc-link, con el in de pa a gene a los cinco posibles ni eles de ensi´ on de la opolog´ ıa dis ibuidos de o ma sim´ e ica. Es e con ol del equilib io de ensi´ on se log a median e una adecuada se- lecci´ on de las se˜ nales de conmu aci´ on del con e ido eniendo en cuen a los alo es eales de la ensi´ on del condensado lo an e y la co ien e de ase. Adem´ as, las ensiones de los condensado es del dc-link se equilib an de o ma na u al po el e ec o de compensaci´ on que p esen a el modulado si apa ece un desequilib io de ensiones del dc-link. El m´ e odo de modulaci´ on p opues o puede se aplicado con muy baja ecuencia de conmu aci´ on. En los expe imen os p esen ados, la ecuencia de mues eo del modulado es 800Hz con una ecuencia de conmu aci´ on de los disposi i os de po encia de 675Hz ap oximadamen e (excep o los comandados po S1que p esen an ecuencia de conmu aci´ on undamen al). AGRADECIMIENTOS Los au o es quisie an mos a su ag adecimien o a los p oyec os PR2010-0162, Fondecy 1110783 y CCTVal (N◦FB0821). REFERENCES [1] S. Kou o, M. Malinowski, K. Gopakuma , J. Pou, L.G. F anquelo, B. Wu, J. Rod iguez, M. A. Pe ez and J. I. Leon, “Recen Ad ances and Indus ial Applica ions o Mul ile el Con e e s,” IEEE T ans. Ind. Elec on., ol. 57, no. 8, pp. 2553–2580, Aug. 2010. [2] J. Rod iguez, L. G. F anquelo, S. Kou o, J. I. Leon, R. Po illo, M. M. P a s and M. A. Pe ez, “Mul ile el Con e e s: An Enabling Technology o High-Powe Applica ions,” P oceedings o he IEEE, ol. 97, no. 11, pp. 1786–1817, No . 2009. [3] L. G. F anquelo, J. Rod iguez, J. I. Leon, S. Kou o, R. Po illo and M. M. P a s, “The age o mul ile el con e e s a i es,” IEEE Ind. Elec on. Magazine, ol. 2, no. 2, pp. 28–39, Jun. 2008. [4] T. B uckne , S. Be ne , and H. Guldne , “The ac i e NPC con e e and i s loss-balancing con ol,” IEEE T ans. Ind. Elec on., ol. 52, no. 3, pp. 855–868, June 2005. [5] ABB, “New in e e modules o op imum pe o mance,” [Online]. A ailable: h p:// www.abb.com. [6] S. Busque s-Monge and J. Nicolas-Ap uzzese, “An m-le el ac i e- clamped con e e opology - Ope a ing p inciple,” in IEEE In e na ional Symposium on Indus ial Elec onics (ISIE), pp. 3211–3217, 4-7 July. 2010, Ba i (I aly). [7] P. Ba bosa, P. S eime , J. S einke, M. Winkelnkempe and N. Celano ic, “Ac i e-neu al-poin -clamped (ANPC) mul ile el con e e echnol- ogy,” in Eu opean Con e ence on Powe Elec onics and Applica ions (EPE’05), pp. 1–10, 11-14 Sep . 2005, D esden (Ge many). [8] M. Winkelnkempe , F. Wildne and P. K. S eime , “6 MVA i e-le el hyb id con e e o windpowe ,” in 39 h IEEE Powe Elec onics Specialis s Con e ence (PESC’08), pp. 4532–4538, 15-19 June 2008, Rhodes (G eece). [9] F. Kie e ndo , M. Basle , L. A. Se pa, J.-H. Fabian, A. Coccia, and G. A. Scheue , “A new medium ol age d i e sys em based on ANPC-5L echnology,” in IEEE In e na ional Con e ence on Indus ial Technology (ICIT 2010), pp. 643–649, Ma ch 2010, Valpa aiso (Chile). [10] S. R. Pulikan i, S. G. Kons an inou and V. G. Agelidis, “An n-le el lying capaci o based ac i e neu al-poin -clamped con e e ,” in 2nd IEEE In e na ional Symposium on Powe Elec onics o Dis ibu ed Gene a ion Sys ems (PEDG), pp. 553–558, 16–18 June 2010, He ei (China). [11] S. R. Pulikan i and V. G. Agelidis, “Fi e-le el ac i e NPC con e e opology: SHE-PWM con ol and ope a ion p inciples,” in Aus alasian Uni e si ies Powe Enginee ing Con e ence (AUPEC), pp.1–5, 9–12 Dec. 2007, Pe h (Aus alia). [12] S. R. Pulikan i and V. G. Agelidis, “Con ol o neu al poin and lying capaci o ol ages in i e-le el SHE-PWM con olled ANPC con e e ,” in 4 h IEEE Con e ence on Indus ial Elec onics and Applica ions (ICIEA), pp. 172–177, 25–27 May 2009, Xi’an (China). [13] J. Meili, S. Ponnalu i, L. Se pa, P. K. S eime and J. W. Kola , “Op imized Pulse Pa e ns o he 5-Le el ANPC Con e e o High Speed High Powe Applica ions,” in IEEE 32nd Annual Con e ence on Indus ial Elec onics (IECON), pp. 2587–2592, 6–10 No . 2006, Pa is (F ance). [14] Jun Li, Yu Liu, S. Bha acha ya and A. Q. Huang, “An op imum PWM S a egy o 5-le el ac i e NPC (ANPC) con e e based on eal- ime solu ion o THD minimiza ion,” in IEEE Ene gy Con e sion Cong ess and Exposi ion (ECCE), pp. 1976–1982, 20–24 Sep . 2009, San Jose (EEUU). [15] J. I. Leon, R. Po illo, S. Vazquez, J. J. Padilla, L. G. F anquelo and J. M. Ca asco, “Simple Uni ied App oach o De elop a Time Domain Modula ion S a egy o Single-Phase Mul ile el Con e e s,” IEEE T ans. Ind. Elec on., ol. 55, no. 9, pp. 3239–3248, Sep . 2008. [16] J. I. Leon, S. Vazquez, J. A. Sanchez, R. Po illo, L. G. F anquelo, J. M. Ca asco and E. Dominguez, “Con en ional Space-Vec o Mod- ula ion Techniques Ve sus he Single-Phase Modula o o Mul ile el Con e e s,” IEEE T ans. Ind. Elec on., ol. 57, no. 7, pp. 2473–2482, July 2010.