Implementación de un inversor trifásico multinivel con fijación por diodos

Abstract

Introducción. Desde sus inicios el inversor multinivel se caracterizó por ser una opción competitiva en el rango de media tensión para aplicaciones como accionamiento de motores, calidad de la energía y conexión de fuentes renovables. Objetivo. Presentar el desarrollo del diseño y la implementación de un inversor trifásico multinivel apoyándose en la simulación para comparar su desempeño frente al inversor convencional de dos niveles, en términos del contenido armónico de las señales de tensión y corriente, y del estrés eléctrico soportado por los interruptores de potencia. Materiales y métodos. A partir de los resultados de la simulación, realizada en Simulink de Matlab®, se establecen algunos criterios de diseño para el montaje del inversor en el cual se utilizan interruptores de potencia, diodos de potencia, circuitos de disparo (drivers), fuentes de alimentación y un procesador digital de señal. La estrategia de modulación es una extensión de la estrategia utilizada en inversores convencionales de dos niveles la cual ha sido ampliamente estudiada y aplicada según la literatura consultada. Resultados. El prototipo presentó en la práctica un comportamiento equivalente al obtenido mediante simulación en cuanto a forma de onda y valores de las tensiones de fase y línea. Se obtuvieron valores del contenido armónico de la tensión y la corriente en la carga, mejores en comparación con el inversor de dos niveles. De igual forma se obtuvo una reducción del nivel del estrés eléctrico soportado por los interruptores. Conclusiones. El inversor implementado permitió confirmar por qué la tecnología multinivel mejora la calidad de las características eléctricas en la carga, demostrando así su competitividad y posibilidad de aplicación.