Distorsión en Inversores Multinivel

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En este trabajo realizo una reseña de las principales topologías de inversores multinivel.

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  • 1. Distorsión en inversores multinivel Ing. Rodrigo J. Hernández
  • 2. Usos de los inversores multinivel
    • UPS.
    • Compensadores de energía reactiva.
    • Filtros activos.
    • Generación eléctrica desde fuentes no convencionales, como plantas fotovoltaicas o eólicas.
  • 3. Ventajas
    • Mayor capacidad de potencia.
    • Menor tensión de operación de las llaves.
    • Reducción en la distorsión armónica total de tensión (THDV).
    • Eliminación selectiva de componentes armónicas.
  • 4. Inversores de capacitores flotantes
    • Para L niveles son necesarios 2(L-1) llaves y L-2 capacitores.
    • Balance de carga en los capacitores.
  • 5. Inversores de diodos enclavados
    • La tensión sobre las llaves es siempre Vdc.
    • La tensión máxima en los diodos es de ( L-2)Vdc.
    • La polaridad de la tensión de salida depende del sentido de la corriente.
    • Para obtener n niveles de tensión son necesarias 2(n-1) llaves n-1 capacitores y 2(n-1) diodos de enclavamiento.
  • 6. Inversores cascada
    • Las tensiones sobre las llaves es siempre Vdc .
    • Sólo un capacitor por puente.
    • Balance de carga sobre los capacitores.
    • Pueden construirse inversores asimétricos.
    • En general, para N puentes de tres niveles conectados en cascada se obtienen 2N+1 niveles por fase.
  • 7. Estrategias de control
    • Modulación basada en portadoras: PSCPWM, PDPWM, APODPWM, PODPWM, híbridas.
    • Modulación programada: eliminación armónica, optimización de WTHD.
  • 8. Modulación PSCPWM
  • 9. Inversor cascada de cinco niveles con PSCPWM Forma de onda de salida
  • 10. Inversor cascada de cinco niveles usando PSCPWM Composición armónica
  • 11. Modulación PDPWM
  • 12. Inversor de diodos enclavados de cinco niveles Forma de onda de salida
  • 13. Inversor de diodos enclavados de cinco niveles Composición armónica
  • 14. Inversor híbrido de siete niveles Forma de ondas de salida y de referencias
  • 15. Inversor híbrido de siete niveles Espectro armónico
  • 16. Eliminación armónica L impar L impar Tensiones Vdc iguales
  • 17. Eliminación armónica Tensiones Vdc diferentes