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

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.