Diseño y construcción de un módulo de inversión monofásico multinivel de 3 etapas y 27 niveles para el laboratorio de electrónica de potencia.

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Title: Diseño y construcción de un módulo de inversión monofásico multinivel de 3 etapas y 27 niveles para el laboratorio de electrónica de potencia.
Authors: Tapia Hidalgo, Dayana Noemi
Quishpe Cusi, Emilia Marcela
Advisor: Torres Santos, Eduardo Rodrigo
Abstract: Este proyecto indica el diseño y construcción de un módulo inversor monofásico multinivel de 3 etapas 27 niveles. Está construido en configuración puente H en cascada con fuente común, y convierte la corriente directa en corriente alterna mediante la conmutación de transistores de potencia (IGBT’s). Mediante la rectificación de cada etapa se obtienen formas de ondas distintas que al sumarse a través de transformadores reconstruye una señal sinusoidal tipo escalera de 27 niveles con un voltaje pico de salida de 110Vac a una frecuencia de 60Hz. Dentro de la fase de control se programó un microcontrolador para la generación de las señales de disparos que se envían al circuito aislador de señales formado por optoacopladores (6N137) para separar la etapa de control de las perturbaciones que se generan en la etapa de potencia. Para la etapa de potencia se implementó un circuito de conmutación formado por los drivers IR2110 para estabilizar los pulsos al mismo nivel de voltaje y asegurar los disparos de los interruptores de potencia, también se implementó tres puentes H con IGBT´s que rectifiquen y sumen sus ondas resultantes para obtener la señal sinusoidal reconstruida por medio de transformadores. Se construyó un módulo didáctico para observar la senoidal resultante a la salida con 27 niveles, la cual puede ser conectada a una carga resistiva, resistiva-inductiva y a un motor monofásico de ¼HP y 110Vac. Finalmente, se elaboró un manual técnico del módulo y una práctica de laboratorio para mayor entendimiento del funcionamiento del inversor.
Translated abstract: This project indicates the design and construction of a multilevel inverter module with 3 stages and 27 levels. It is built in bridge H cascade configuration with common source, and converts direct current into alternating current by switching power transistors (IGBT's). Through the rectification of each stage, different waveforms are obtained, which when added through transformers reconstructs a sinusoidal signal of 27 levels with a peak output voltage of 110Vac at a frequency of 60 Hz. Within the control phase, AVR was programmed to generate the trigger signals that are sent to the signal isolator circuit formed by optocouplers (6N137) to separate the control stage from the disturbances generated in the power stage. For the power stage, a switching circuit formed by the IR2110 drivers was implemented to stabilize the pulses at the same voltage level and to ensure the triggering of the power switches. Three H bridges with IGBTs were also implemented to rectify and add up their resulting waves to obtain the sinusoidal signal reconstructed by means of transformers. A didactic module was built to observe the resulting sinusoidal output at 27 levels, which can be connected to a resistive, resistive-inductive load and a single-phase motor of ¼ HP and 110Vac. Finally, a technical manual for the module and a laboratory practice were prepared to better understand the operation of the investor.
Keywords: ENERGÍA ELÉCTRICA
CARGAS ELÉCTRICAS
MÁQUINAS ELÉCTRICAS
TRANSFORMADORES ELÉCTRICOS
Issue Date: Aug-2018
URI: http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/16001
Language: spa
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