Construcción de inversor trifásico tipo Active Neutral Point Clamped de cinco niveles

Abstract

La presente memoria de titulación tiene por finalidad la construcción y validación de un prototipo de laboratorio del inversor trifásico de cinco niveles tipo Active Neutral Point Clamped (ANPC-5L) desarrollado en el Laboratorio de Investigación de Accionamientos Eléctricos (LIAcE). Esta memoria consta de tres etapas. La primera consiste en presentar el marco teórico en el que se basa el prototipo de laboratorio del inversor a construir. La segunda etapa es un análisis del inversor 5L-ANPC y la simulación de éste mediante el software Plecs bajo los dos métodos de modulación empleados en el inversor. La tercera y última etapa consiste en la construcción en el laboratorio y su validación experimental utilizando plataforma de control Digital DSP+FPGA (Digital Signal Processor + Field Programmable Gate Array). Se implementa en el inversor una modulación híbrida basada en ancho de pulsos, Pulse Width Modulation (PWM), i) tipo Phase-Shift PWM (PS-PWM) y ii) Level-Shifted PWM (LS-PWM). En ella se emplean dos métodos distintos de modulación: Min-Max e inyección de tercera armónica; Third Harmonic Inyection PWM (THIPWM). Para el balance de los capacitores se comprueba el balance natural de éstos mediante las modulaciones implementadas. La validación experimental se realiza según los resultados de simulación y los obtenidos de forma experimental. Los resultados experimentales indican que en ambos métodos se cumple con el balance natural del inversor y que, además, ambas modulaciones poseen resultados similares. Para la mayor parte de los casos el método Min-Max presenta un menor THD de corriente que THIPWM.