Prototipo de laboratorio para accionamientos eléctricos de media tensión utilizando un convertidor npc de tres niveles

Abstract

Este trabajo consiste en el armado y puesta en marcha de un prototipo de laboratorio utilizando un convertidor NPC de tres niveles, de tres fases, cuatro piernas y cinco submódulos por pierna. En una primera etapa se cotizaron componentes según las tablas de diseño originales y se encontraron reemplazos para los que no estaban disponibles . Luego se soldaron los componentes a cada circuito, se realizaron pruebas eléctricas a los componentes, se verificó la integridad de los circuitos de las PCB y se evaluó la correcta conversión DC/AC en cada fase y en el conjunto total a través de mediciones que fueron contrastadas con simulación computacional en PLECS ante dos escenarios, uno con carga pasiva RL y otro con conexión a una máquina de inducción de jaula de ardilla. Antes de las pruebas experimentales fue necesario diseñar un sistema de protección ante sobrecorrientes, ya que este convertidor no cuenta con uno implementado, por lo que para prevenir fallas por errores en el control digital o de conexión en las fases, se ideó un circuito de protección controlado por un procesador digital de señales (DSP) y otro controlado por hardware, que mide directamente la corriente del convertidor utilizando comparadores. Finalmente, se programaron en el DSP los algoritmos de modulación PWM (Pulse Width Modulation) y SVM (Space Vector Modulation) para controlar la tensión y corriente de salida del convertidor, implementándose además un control escalar de velocidad en lazo abierto. Este convertidor queda disponible para su uso en docencia e investigación para futuros proyectos.