Diseño de un convertidor ANPC trifásico y estudio de sus pérdidas en función de las distintas técnicas de modulación empleadas

Abstract

En este trabajo académico, se va a diseñar la electrónica de un convertidor de potencia de tipo Active Neutral Point Clamped (ANPC) con fines académicos. Se crearán placas de circuito impreso (PCBs) tanto de potencia como de control y se desarrollarán modelos complejos de simulación para realizar análisis de las pérdidas del convertidor. Se analizarán las pérdidas por conducción y por conmutación del inversor en función de una serie de parámetros. El principal, será en función del factor de potencia utilizado, pero, además, también se analizarán las pérdidas en función del tipo de modulación elegido y de la frecuencia de las portadoras. Para ello utilizaremos el Software de simulación Plecs [1] integrado en Simulink [2]. También se realizarán una serie de diseños de PCBs. Para ello, se utilizará el Software Eagle [3] de Autodesk y se explicarán paso a paso tanto las decisiones tomadas para desarrollar los esquemáticos como los propios rutados de la placa de circuito impreso.

In this academic work, the electronics of an Active Neutral Point Clamped (ANPC) power converter will be designed. A series of printed circuit boards of power and control will also be developed, and complex simulation models will be created to analyze the power loss of the mentioned converter. Note that this study is done for merely academic purposes. Both conduction and switching losses of the inverter will be analyzed in function of a series of parameters. The main parameter is the power factor, though power loss will also be analyzed depending on the modulation type choses as well as the frequency of the carriers. This is made possible thanks to the integration of Plecs [1] (advanced simulation software) in Simulink [2]. Lastly, a series of printed circuit boards (PCB) designs will be gone through. For these design purposes, Eagle [3] software by Autodesk will be used. Throughout the academic work, all the details of both schematic design and routing of the PCBs will be explained.