Estudio comparativo de las tres topologías clásicas de los inversores multinivel controlados mediante modulación SPWM y un motor de inducción tipo jaula de ardilla como carga. Fernando Marcelo Guerrero Moreta y Pablo Andrés Montaluisa Taco.

Incluye CD-Rom y Anexos

Proyecto (Ingeniería Eléctrica en Sistemas Eléctricos de Potencia); Hidalgo, Angel, Dir.

1. Convertidores de potencia. 2. Inversores multinivel. 3. Topologías de los inversores multinivel. 4. Técnicas de modulación para inversores multinivel. 5. Parámetros de desempeño de los inversores multinivel. 6. Motor de inducción.

LOS PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN DE GRADO SON DE USO EXCLUSIVO PARA LA SALA DE LECTURA.

Los inversores a lo largo del tiempo han sido y son actualmente empleados en la industria para la conversión de corriente continua (DC) a corriente alterna (AC). Los inversores convencionales que son mayormente utilizados presentan inconvenientes como un voltaje de salida poco senoidal con gran contenido armónico. Los inversores multinivel han ido adquiriendo cada vez más un mayor interés en la conversión DC-AC, ya que, con una adecuada técnica de modulación proporcionan una señal de voltaje de salida de varios niveles (similar a la senoidal) con reducido contenido armónico y con una mejor eficiencia respecto a los inversores convencionales. En el presente proyecto de investigación se presenta un estudio comparativo de las tres topologías clásicas de los inversores multinivel, Diode Clamped, Flying Capacitor y Cascaded H-Bridge de 5 niveles, aplicando una técnica de modulación por ancho de pulso senoidal (SPWM) y un motor de inducción tipo jaula de ardilla como carga con el fin de determinar que topología presenta mayor factibilidad para su futura implementación. Esto se realiza estableciendo una tabla de pesos ponderados que considera parámetros tanto técnicos como económicos: THD de voltaje y corriente, comportamiento de la máquina (velocidad y torque), complejidad de modulación, escalabilidad, número de elementos y costos. Con este objetivo, se ha utilizado el software de simulación Simulink-Matlab para el diseño del circuito de potencia de cada topología y el circuito de control SPWM, el cual se basa en la comparación de una señal de referencia o moduladora de frecuencia fundamental con una señal portadora de elevada frecuencia para obtener las señales de control requeridas para formar los niveles de tensión deseados a la salida del inversor. Luego de analizar y comparar los resultados obtenidos en la simulación de cada una de las topologías mediante la tabla de pesos ponderados, se determinó que el inversor con capacitores flotantes de 5 niveles en comparación con las otras dos topologías presenta un menor porcentaje de THD de corriente y un mejor comportamiento por parte del motor de inducción, además que representa un menor costo debido a que requiere de un menor número de elementos, concluyendo que esta topología resulta la más factible para una futura implementación.

Facultad de Ciencias de la Ingeniería y Aplicadas ;

Ingeniería Eléctrica en Sistemas Eléctricos de Potencia