Diseño e implementación de un rectificador trifásico ANPC utilizando SiC MOSFETS

Abstract

La topología de convertidores multinivel ha tenido un fuerte impacto en aplicaciones de media tensión, y si bien ya es una tecnología consolidada, están en constante estudio y desarrollo con la finalidad de poder encontrar un equilibrio entre una topología simple y mejorar el rendimiento del convertidor. Hoy en día existen una multitud de topologías de convertidores multinivel, siendo la más popular y estudiada la NPC (Neutral Point Clamped), y si bien esta topología presenta grandes prestaciones, no está exenta de desventajas como las perdidas de conducción y conmutaación que pueden experimentar los semiconductores de potencia. Así, a modo de repartir mejor estas pérdidas, surge como alternativa el convertidor ANPC (Active Neutral Point Clamped). Este proyecto tiene por objetivo el diseño de un convertidor trifásico ANPC de tres niveles en su modo rectificador. Para ello se realiza un breve análisis sobre el estado del arte y el cómo ha evolucionado la tecnología de los rectificadores de la mano de los semiconductores de potencia, especialmente de la tecnología SiC MOSFET permitiendo alcanzar mayores puntos de operación. El convertidor de potencia se divide en etapas, lo que va a permitir el poder diseñarlo de manera modular. Se presentan los distintos requisitos que debe cumplir el convertidor, lo que va a permitir el poder diseñar cada una de sus etapas, y en específico todos los componentes pasivos que se ven involucrados, además de los componenetes necesarios, ya sea para la conexión, control, entre otro. Con base en los componentes diseñados, se presenta los componenetes seleccionados que se necesita en cada etapa, realizando la debida justificación de su elección, ya sea por un punto de vista técnico, físico o económico(...).