Tradicionalmente, los DSPs (Digital Signal Processor) han sido los dispositivos usados para implementar los algoritmos de control de los convertidores de potencia y, en concreto, del Convertidor Matricial (MC). Mientras tanto, las FPGAs han sido utilizadas únicamente como dispositivos auxiliares de los DSPs (normalmente, realizando tareas relacionadas con las conmutaciones de los interruptores), no haciendo uso de todo su potencial. Sin embargo, teniendo en cuenta el desarrollo que han experimentado las FPGAs, pueden ser una solución adecuada que responda de forma eficiente a las necesidades del MC. Con el objetivo de poner a prueba el potencial de las FPGAs de nueva generación y para demostrar que pueden ser los dispositivos de control de los MCs, en esta tesis se ha abordado la implementación del control de los MCs utilizando la FPGA en vez de la solución tradicional basada en el DSP. Este sistema integra en un único circuito las funciones de modulación y control del MC implementados mediante bloques hardware (utilizando el lenguaje VHDL), así como funciones de protección que tienen como objetivo incrementar la robustez del convertidor.

Por otro lado, los sistemas de potencia modernos y sus controles son cada vez más complejos, y el MC es un claro ejemplo. Ello hace que el desarrollo de estos sistemas se alargue y complique. Sin embargo, con el objetivo de reducir el time to market, es necesario acortar ese proceso. Para ello, la simulación es una herramienta indispensable. Simular el modelo que contiene al MC y a su control es complejo, y requiere de muchos recursos y tiempo. Por tanto, son necesarias herramientas que aceleren esas simulaciones y simplifiquen la depuración de los algoritmos de control. En ese sentido, aparecen las simulación de tiempo real SIL (Software In the Loop), HIL (Hardware In the Loop) y RCP (Rapid Control Prototyping). Con ellos, es posible acelerar y simplificar los procesos de desarrollo y depuración del MC y de otros sistemas de potencia. Para implementar esos modos de simulación hay que utilizar simuladores potentes. En este caso, se ha utilizado el simulador RT-Lab eMEGAsim, compuesto por un grupo de PCs y una FPGA. Utilizando el RT-Lab, se han implementado algunas plataformas de tiempo real válidas para acelerar y simplificar los procesos de diseño y validación del MC y de su control. Por un lado, se ha implementado el modelo que simula en tiempo real todo el sistema del MC, tanto la etapa de potencia como la de control. De esa forma, comparado con las simulaciones tradicionales, se consigue acelerar la ejecución de las simulaciones. Por otro lado, se ha hecho una plataforma de prototipado rápido del MC, en la cual se han probado, en tiempo real y en condiciones reales (en un prototipo de MC de 7,5 kW), los algoritmos de control y modulación del MC. En la implementación de las plataformas de simulación de tiempo real, la FPGA del RT-Lab ha realizado algunas tareas importantes del control del MC. Con la FPGA se han hecho, entre otras cosas, los modelos de gran resolución del MC y de la carga RL, o la interacción con el prototipo real del MC.