Análisis y simulación de un inversor trifásico de tres niveles anclado por diodos aplicado en una red de media tensión

Abstract

En el presente trabajo se desarrolla el análisis del inversor trifásico de 200 KVA, VSI (voltage source inverter) de tres niveles anclado por diodos con serie de dos dispositivos de conmutación IGBT para cada nivel, conectado a transformador de 200 KVA 6350/380-220 V, aplicado en línea media tensión de 16000 Vcc para distribución urbana de energía. Las topologías de mayores niveles en inversores DC/AC presentan la ventaja de reducir las variaciones de tensión en las llaves de conmutación y mejorar el perfil de la tensión alterna sintetizada. A partir del modelo matemático de los elementos que intervienen en el circuito, se realiza un análisis de operación del inversor a través de simulación numérica, considerando un control P-PI multilazo y condiciones de carga límite para evaluar su comportamiento. De los resultados obtenidos, tanto en régimen transitorio como en permanente, se observa un óptimo funcionamiento de la aplicación bajo las condiciones de operación asumidas.

In this work, it develops the study of a 200kVA VSI inverter, NPC (Neutral Point Clamped) of three levels with two switching devices IGBT series for each level connected to a 200kVA transformer with transformation ratio of 6350/380-220 V, applied to a 16kV medium voltage direct current line for energy urban distribution. Higher-level topologies in inverters present the advantage of reducing variations of voltage in the switching devices and enhance the voltage profile of the synthetized alternating current. From the mathematical model of the components in the circuit, a study of the operation of the inverter through numerical simulations was developed, with a multi loop P-PI control, and boundary charge conditions to evaluate the behavior of the VSI. Based on the obtained results of both transient and steady state, is observed optimal performance of the application in the given conditions.