Estrategias de control discontinuas y topologías invesoras resonantes aplicadas a inducción doméstica

Resumen

En la tecnología actual de encimeras de calentamiento por inducción existen una serie de limitaciones como la existencia de zonas de calentamiento de tamaño fijo no adaptable al diámetro del recipiente, la alcanzabilidad de los distintos niveles de potencia para las estrategias de control habituales y la calidad de transferencia de la potencia al recipiente. Con el objetivo de superar estas limitaciones en esta tesis se abordan dos líneas de mejora. En primer lugar se analizan las topologías inversoras resonantes para zonas de calentamiento formadas por múltiples inductores concéntricos, proponiéndose varias soluciones que adaptan la topología básica a los requisitos de las zonas formadas por tres y cuatro inductores concéntricos. En segundo lugar se realiza un análisis sistemático de las posibles estrategias de control para el semipuente resonante serie y sus topologías derivadas de varias salidas, prestándose especial atención a las estrategias basadas en el modo de operación discontinuo. Así en la tesis se propone una clasificación de las estrategias de control para el semipuente resonante serie y se presentan las principales características de los diferentes grupos de estrategias. Las estrategias de control posibles se analizan en el dominio del tiempo, obteniéndose las expresiones de las condiciones iniciales, potencia en la carga y corrientes en la carga y los dispositivos. Se ha realizado un simulador que permite analizar las estrategias de control para diferentes zonas de calentamiento en aspectos como la alcanzabilidad de potencias, la corriente eficaz en la carga y la eficiencia del inversor. Se han verificado experimentalmente los resultados obtenidos mediante simulación. Finalmente, se han propuesto algunos algoritmos de control basados en la combinación de una estrategia continua con una estrategia discontinua para diferentes zonas y conjuntos de zonas de calentamiento con el objetivo de lograr alcanzabilidades máximas.