Algoritmos bioinspirados para optimizar el contenido de armónicos de un inversor de potencia PWM

Abstract

Este trabajo se centra en la evaluación de diferentes técnicas de algoritmos bio-inspirados, que permitan reducir la distorsión armónica (THD) de la modulación de ancho de pulso (PWM) en inversores de potencia. Se realizó un amplio estudio que identifica y desarrolla algoritmos de optimización de inspiración biológica basados principalmente en la búsqueda tabú, algoritmos genéticos, optimización por enjambre de partículas y colonia de hormigas. Los métodos de optimización bio-inspirados son usados principalmente para encontrar los mejores parámetros operacionales de un PWM aplicado a inversores de potencia. Los mejores resultados fueron obtenidos cuando la posición de pulso (Pp) se localiza cerca a la posición central (Pp=0.5) o a la simetría del pulso. Dentro de los cuatro métodos estudiados el mejor resultado se encontró usando la técnica de optimización por colonia de hormigas, debido al valor de THD más bajo encontrado e igualmente con el 5 y 7 armónico con menos impulsos (Np= 38), casi 5 veces menor que el resultado usando la técnica optimización por enjambre de partículas, logrando reducir considerablemente las pérdidas bajando la frecuencia de conmutación (4560 Hz) de los dispositivos de potencia. Los algoritmos desarrollados pueden fácilmente adaptarse a cualquier problema de optimización, solo haciendo cambios en el número de variables y en la selección (o eliminación) de los criterios y así de esta manera obtener mejores resultados en problemas complejos.