Simulación eficiente de inversores PWM monofásicos en modo diferencial

Esta tesis se centra en el desarrollo de estrategias novedosas para abordar los desafíos que presenta la simulación de inversores PWM, fundamentales en el diseño y análisis de la electrónica de potencia. La presencia de conmutaciones de alta frecuencia introduce discontinuidades frecuentes en los modelos matemáticos, lo que dificulta su integración numérica cuando se emplean modelos realistas (modelos conmutados). Como resultado, el costo computacional y los requerimientos de procesamiento pueden volverse excesivos. Existen estrategias de modelado que permiten simular largos períodos de tiempo con menor carga computacional, como los denominados modelos promediados. Sin embargo, estas estrategias sacrifican detalles en la simulación y/o precisión para lograr mejoras en los tiempos de cómputo. Con el fin de mejorar la eficiencia sin sacrificar detalles en los resultados, esta tesis propone dos enfoques complementarios. Primero, se estudian los beneficios de emplear métodos de integración numérica basados en la cuantificación de estados (QSS, por Quantized State Systems) para simular modelos conmutados de inversores PWM. Segundo, se presenta una estrategia de modelado original denominada Modelado Mixto de Inversores PWM Monofásicos en Modo Diferencial, que combina el uso de modelos promediados y conmutados en un único esquema. Los modelos desarrollados fueron implementados en Modelica y µ-Modelica, y las simulaciones se realizaron con OpenModelica, Wolfram System Modeler y la herramienta Stand-Alone QSS Solver, que permite comparar métodos QSS y métodos clásicos de integración numérica. Los estudios comparativos demuestran que las estrategias propuestas reducen significativamente los tiempos de simulación sin comprometer la precisión, aportando soluciones innovadoras para la simulación eficiente de inversores PWM.