Simulación de Inversores PWM Monofásicos en Modo Diferencial con métodos basados en cuantificación

Resumen

Este artículo presenta un estudio comparativo sobre la demanda de tiempo de CPU en la simulación de inversores monofásicos en modo diferencial con modulación por ancho de pulso (DMSI PWM, por sus siglas en inglés), utilizando métodos de integración numérica basados en cuantificación de los estados (Quantized State System, QSS) y métodos clásicos de discretización temporal. Dado que estos sistemas presentan discontinuidades frecuentes, los métodos numéricos tradicionales implican altos costos computacionales, tanto por la detección y tratamiento de eventos como por la necesidad de pasos de integración muy pequeños. En este contexto, se analiza cómo los métodos QSS, diseñados para tratar eficientemente ecuaciones diferenciales ordinarias (ODEs) con discontinuidades, permiten reducir significativamente el tiempo de simulación. En particular, se estudia el desempeño de los métodos QSS linealmente implícitos (Linearly Implicit Quantized State System, LIQSS), desarrollados para simular sistemas rígidos y discontinuos, frente a integradores clásicos como DASSL y CVODE-BDF. Este análisis es especialmente relevante en aplicaciones donde los modelos de inversores se integran en sistemas más complejos, con tiempos de simulación mucho mayores que los períodos de conmutación. Como contribución principal, se presentan nuevos modelos de DMSIs PWM desarrollados en µ–Modelica, evaluados en los entornos QSS Solver y OpenModelica, comparando rigurosamente el rendimiento de ambas estrategias de simulación.