New low cost high efficiency topologies applied to domestic induction cooking systems
- Autores: Magdy Saoudi Abdelfatah
- Directores de la Tesis: Diego Puyal Puente (dir. tes.), Arturo Mediano Heredia (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Zaragoza ( España ) en 2012
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Armando Roy Yarza (presid.), Oscar Lucia Gil (secret.), José Alfonso Santolaria Lorenzo (voc.), Jesús Hernández Pablo (voc.)
- Materias:
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- Resumen
Esta Tesis presenta dos nuevas topologías de electrónica de potencia que emplean multiplexación de inversores y cargas aplicadas a sistemas de calentamiento por inducción en el ámbito doméstico.
La primera es una topología con multiplexado de inversores orientada a maximizar la eficiencia de la cocina. El sistema propuesto consta de dos inversores en semipuente invertidos. Cada inversor se alimenta de un rectificador de media onda. Los dos inversores son equivalentes a un inversor de alta potencia alimentado desde un rectificador de onda completa.
Para las cargas que requieren baja potencia de salida (es decir, recipientes pequeños), el convertidor propuesto alcanza la misma eficiencia en comparación con la topología más extendida para la aplicación: el semipuente resonante serie.
Para las cargas que requieren alta potencia de salida (es decir, recipientes de gran tamaño), los dos inversores del sistema tradicional modulan simultáneamente, lo que conduce a una baja-media densidad de potencia del convertidor y se observa un acoplamiento entre las dos bobinas considerablemente elevado.
El sistema propuesto garantiza alta densidad de potencia del convertidor sin exceder la potencia nominal del dispositivo, ya que cada inversor se activa durante un semiciclo de la tensión de alimentación. Además, el sistema propuesto minimiza el efecto de acoplamiento entre las dos bobinas, lo que disminuye las pérdidas por dicho efecto. En esta propuesta, cada inversor se alimenta de un diodo rectificador en lugar de cuatro diodos en comparación con el sistema tradicional, por lo que se logra una mayor eficiencia, menor tamaño y coste.
El ruido acústico en el sistema propuesto, por la modulación inter-armónicos, puede evitarse porque cada inversor se activa durante un semiciclo separado de la tensión de alimentación.
La segunda clase de topologías que se propone son topologías de multiplexado de cargas para minimizar el coste de cocina de inducción. Se basan en dos inversores resonantes-serie en semipuente que están multiplexados en el tiempo para alimentar tres, cuatro, y hasta N cargas utilizando relés electromecánicos.
El principio de funcionamiento depende principalmente de que los usuarios no suelen conectar todas las cargas al mismo tiempo.
Se consigue de este modo minimizar el número de inversores, lo cual reduce el coste global del sistema.
Las topologías propuestas garantizan un funcionamiento similar al de las soluciones tradicionales del estado del arte si se activan una o dos bobinas. Sin embargo, tienen algunas desventajas como el ruido del relé conmutación o la falta de rendimiento cuando tres o más cargas se activan simultáneamente.
