Estudio comparativo de las tres topologías clásicas de los inversores multinivel controlados mediante modulación SPWM y un motor de inducción tipo jaula de ardilla como carga.

Inverters over time have been and are currently employed in industry for the conversion of direct current to alternating current. Conventional inverters that are mostly used have drawbacks such as low sine output voltage with high harmonic content. Multilevel inverters have become increasingly inter...

Ամբողջական նկարագրություն

Պահպանված է:

Մատենագիտական մանրամասներ
Հիմնական հեղինակ:	Guerrero Moreta, Fernando Marcelo (author)
Այլ հեղինակներ:	Montaluisa Taco, Pablo Andrés (author)
Ձևաչափ:	bachelorThesis
Լեզու:	spa
Հրապարակվել է:	2021
Խորագրեր:	THD DIODE CLAMPED FLYING CAPACITOR MOTOR DE INDUCCIÓN INGENIERÍA ELÉCTRICA
Առցանց հասանելիություն:	http://repositorio.utc.edu.ec/handle/27000/7920
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description	Inverters over time have been and are currently employed in industry for the conversion of direct current to alternating current. Conventional inverters that are mostly used have drawbacks such as low sine output voltage with high harmonic content. Multilevel inverters have become increasingly interested in DC-AC conversion, since, with an appropriate modulation technique, they provide a multi-level output voltage signal (similar to sine wave) with reduced harmonic content and with better efficiency compared to conventional inverters. This research project presents a comparative study of the three classic topologies of multilevel inverters, Diode Clamped, Flying Capacitor and Cascaded H-Bridge of 5 levels, applying a sine pulse width modulation technique (SPWM) and a squirrel cage induction motor as load to determine which topology presents greater feasibility for its future implementation. This is done by establishing a weighted weight table that considers both technical and economic parameters: voltage and current THD, machine behavior (speed and torque), modulation complexity, scalability, number of elements and costs. To this end, Simulink-Matlab simulation software has been used for the design of the power circuit of each topology and the SPWM control circuit, which is based on the comparison of a reference signal or fundamental frequency modulator with a high frequency carrier signal to obtain the control signals required to form the desired voltage levels at the inverter output. After analyzing and comparing the results obtained in the simulation of each of the topologies using the table of weights weighted, it was determined that the inverter capacitors floating 5 levels in comparison with the other two topologies has a lower percentage of THD of supply current and a better behavior on the part of the induction motor, in addition to representing a lower cost because it requires a smaller number of elements, concluding that this topology is the most feasible for future implementation.
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This research project presents a comparative study of the three classic topologies of multilevel inverters, Diode Clamped, Flying Capacitor and Cascaded H-Bridge of 5 levels, applying a sine pulse width modulation technique (SPWM) and a squirrel cage induction motor as load to determine which topology presents greater feasibility for its future implementation. This is done by establishing a weighted weight table that considers both technical and economic parameters: voltage and current THD, machine behavior (speed and torque), modulation complexity, scalability, number of elements and costs. To this end, Simulink-Matlab simulation software has been used for the design of the power circuit of each topology and the SPWM control circuit, which is based on the comparison of a reference signal or fundamental frequency modulator with a high frequency carrier signal to obtain the control signals required to form the desired voltage levels at the inverter output. After analyzing and comparing the results obtained in the simulation of each of the topologies using the table of weights weighted, it was determined that the inverter capacitors floating 5 levels in comparison with the other two topologies has a lower percentage of THD of supply current and a better behavior on the part of the induction motor, in addition to representing a lower cost because it requires a smaller number of elements, concluding that this topology is the most feasible for future implementation.Los inversores a lo largo del tiempo han sido y son actualmente empleados en la industria para la conversión de corriente continua (DC) a corriente alterna (AC). Los inversores convencionales que son mayormente utilizados presentan inconvenientes como un voltaje de salida poco senoidal con gran contenido armónico. Los inversores multinivel han ido adquiriendo cada vez más un mayor interés en la conversión DC-AC, ya que, con una adecuada técnica de modulación proporcionan una señal de voltaje de salida de varios niveles (similar a la senoidal) con reducido contenido armónico y con una mejor eficiencia respecto a los inversores convencionales. En el presente proyecto de investigación se presenta un estudio comparativo de las tres topologías clásicas de los inversores multinivel, Diode Clamped, Flying Capacitor y Cascaded H-Bridge de 5 niveles, aplicando una técnica de modulación por ancho de pulso senoidal (SPWM) y un motor de inducción tipo jaula de ardilla como carga con el fin de determinar que topología presenta mayor factibilidad para su futura implementación. Esto se realiza estableciendo una tabla de pesos ponderados que considera parámetros tanto técnicos como económicos: THD de voltaje y corriente, comportamiento de la máquina (velocidad y torque), complejidad de modulación, escalabilidad, número de elementos y costos. Con este objetivo, se ha utilizado el software de simulación Simulink-Matlab para el diseño del circuito de potencia de cada topología y el circuito de control SPWM, el cual se basa en la comparación de una señal de referencia o moduladora de frecuencia fundamental con una señal portadora de elevada frecuencia para obtener las señales de control requeridas para formar los niveles de tensión deseados a la salida del inversor. Luego de analizar y comparar los resultados obtenidos en la simulación de cada una de las topologías mediante la tabla de pesos ponderados, se determinó que el inversor con capacitores flotantes de 5 niveles en comparación con las otras dos topologías presenta un menor porcentaje de THD de corriente y un mejor comportamiento por parte del motor de inducción, además que representa un menor costo debido a que requiere de un menor número de elementos, concluyendo que esta topología resulta la más factible para una futura implementación.Ecuador: Latacunga: Universidad Técnica de Cotopaxi: UTC.Hidalgo, Angel2022-01-06T21:08:51Z2022-01-06T21:08:51Z2021-08info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis76 páginasGuerrero Moreta Fernando Marcelo, Montaluisa Taco Pablo Andrés (2021), Estudio comparativo de las tres topologías clásicas de los inversores multinivel controlados mediante modulación SPWM y un motor de inducción tipo jaula de ardilla como carga. UTC. Latacunga. 76 p.PI-001715http://repositorio.utc.edu.ec/handle/27000/7920spahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/ec/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositorio Universidad Técnica de Cotopaxiinstname:Universidad Técnica de Cotopaxiinstacron:UTC2022-01-07T08:00:48Zoai:oai:repositorio.utc.edu.ec:27000:27000/7920Institucionalhttp://repositorio.utc.edu.ec/Universidad públicahttps://www.utc.edu.ec/..Ecuador...opendoar:02025-01-26T03:44:58.437272Repositorio Universidad Técnica de Cotopaxi - Universidad Técnica de Cotopaxitrue
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