Estudio y desarrollo de un convertidor de potencia para la alimentación de imanes tipo Inner Triplet del HL-LHC

SEBASTIAN MAESTRI; NICOLAS WASSINGER; ROGELIO GARCIA RETEGUI; PABLO ANTOSZCZUK; MARCOS FUNES

Vinculación tecnológica. De la universidad al medio socio-productivo.

Universidad Nacional de Mar del Plata

Año: 2023; p. 95 - 99

La evolución del Large Hadron Collider (LHC) en el HL-LHC implica la actualización de varios sistemas dentro de la instalación, por lo que resulta necesario desarrollar nuevos imanes, convertidores de potencia y esquemas de alimentación de energía. En este contexto, el CERN solicitó el desarrollo de un convertidor de potencia para alimentar imanes del tipo inner triplet, especificando como requerimientos el uso de un sistema modular con capacidad de tolerancia a fallas que permita mejorar el desempeño en términos de dinámica y reducción de la perturbación a la red eléctrica debida al consumo de potencia pulsado. En vista de cumplir con estas exigencias, se adoptó el uso de N sub-convertidores conectados en paralelo, construidos a su vez a partir de la asociación de M módulos DC/DC. Cada módulo utiliza una topología de conversión del tipo puente H, capaz de recuperar la energía almacenada en el imán durante su descarga lo que en conjunto con un Sistema de Almacenamiento de Energía (ESS) permite reducir el consumo de potencia pulsado. Dentro de este marco, se realizó un estudio donde se analizó la factibilidad de diferentes soluciones técnicas para el módulo DC/DC y el subconvertidor, se analizaron diferentes escenarios para la conexión entre el ESS y los subconvertidores y se definió el sistema de realimentación y la estrategia de control a aplicar. Finalmente, se diseñó y construyó un sub-convertidor y se lo ensayó a partir de criterios acordados con el CERN.