En la actualidad, cada vez se demandan sistemas de accionamiento eléctrico más eficientes y con mejores prestaciones que puedan satisfacer los requisitos de las actuales aplicaciones de media y alta potencia, tales como los medios de transporte electrificados, tanto terrestre como marítimo y aéreo, y las energías renovables. En este aspecto, los sistemas multifase están atrayendo cada vez más atención debido a sus características superiores en comparación con los sistemas trifásicos tradicionales. Entre sus ventajas, destacan la disminución del rizado de par, la reducción de corriente que circula por cada semiconductor, el aumento de la densidad de potencia y, en especial, la tolerancia a fallos. En este sentido, las máquinas eléctricas multifásicas son capaces de operar, aunque de forma degradada, incluso bajo condiciones de falta siempre y cuando queden, al menos, tres fases sanas. A pesar de ello, con el fin de dotar a los sistemas de una verdadera tolerancia a fallos, el empleo de técnicas de control y modulación dedicadas es fundamental. Del mismo modo, es deseable evitar la aparición de fallos en cascada que degraden aún más o detengan permanentemente el funcionamiento del sistema. Por lo tanto, las técnicas postfalta empleadas deben asegurar el mejor rendimiento posible en términos de rizado de par y minimización de pérdidas, manteniendo tanto el convertidor como el motor en un punto de operación apropiado.

Por otro lado, los sistemas multifase no son inmunes a la tensión de modo común (CMV). Esta tensión, la cual se genera debido a las conmutaciones del convertidor de potencia, provoca interferencias electromagnéticas que pueden afectar al funcionamiento de la electrónica de control. A su vez, al descargarse por los condensadores parásitos del motor, la CMV deriva corrientes de fuga circulantes que provocan el deterioro de los rodamientos y del aislamiento del motor. Además, los efectos causados por esta tensión tienen una gran dependencia del tamaño del motor y de la configuración de la conexión a tierra. Por ello, las medidas empleadas para reducir la CMV deben ir estrechamente ligadas con la aplicación objetivo.

En este contexto, esta tesis pretende mejorar las prestaciones del conjunto convertidor-motor mediante el uso de técnicas de modulación. Para ello, este trabajo se ha dividido en tres bloques. En el primero de ellos, se realiza un estudio de los convertidores multifase y de las modulaciones empleadas en ellos. Tras este estudio, se escoge el convertidor de cinco fases, para el cual se desarrollan las aportaciones de esta tesis. A continuación, se dedica un bloque a cada uno de los problemas identificados: la tolerancia a fallos y la tensión de modo común. En el bloque sobre la tolerancia a fallos se estudian, en primer lugar, las faltas que ocurren con mayor frecuencia en el conjunto convertidor-motor. Del mismo modo, se analizan algunas de las técnicas de modulación y control propuestas hasta la fecha. Tras ello, se presenta la primera aportación: las modulaciones discontinuas para el escenario de pérdida de una fase. Finalmente, estas modulaciones se analizan mediante un modelo de simulación y experimentalmente. El tercer bloque sigue el mismo patrón que el anterior, pero centrándose en la CMV. Tras analizar en primer lugar las causas, los efectos y las soluciones tanto activas como pasivas propuestas con anterioridad, se presenta la segunda aportación: las técnicas de modulación para la reducción de la CMV. Dichas técnicas tienen como aplicación objetivo un actuador electromecánico de un tren de aterrizaje, el cual se ha modelado mediante la herramienta Matlab/Simulink. Finalmente, la modulación propuesta se valida en dicha plataforma.