Accionamiento de motor de inducción vía convertidor matricial indirecto de tres niveles

Abstract

El presente seminario de titulación busca lograr el accionamiento de un motor de inducción trifásico por medio de un conversor matricial indirecto de tres niveles modulado con vectores espaciales. Haciendo comparaciones entre las estrategias de modulación para el inversor de dos y tres niveles; su topología, las consideraciones de rendimiento, entre otras, es posible realizar un análisis que permita conclusiones acertadas y predicciones para un trabajo futuro. Para conseguir los objetivos es necesario complementar los conocimientos eléctricos con contenido anexo. Por ejemplo, para realizar pruebas de simulación y modulación fue necesaria la aplicación de programación en “C” para el propio “C Block” de PSim, software de simulación encargado de las pruebas. Por otro lado la complementación con el uso de teoremas y arreglos matemáticos será otro punto importante en el desarrollo de los programas. Apuntando en dirección a la práctica, donde para familiarizarse con las modulaciones y la programación en C fue necesario realizar un trabajo inicial que consiste en modular un inversor de 6 switches de dos niveles a su salida mediante vectores espaciales (SVPWM) y alimentado por una fuente DC específica. Este sistema fue probado en vacío y con carga RL, haciendo un análisis de sus parámetros y de su rendimiento. Haciendo las mismas pruebas, en vacío y con carga RL, se modula el mismo sistema con la estrategia de modulación SPWM para hacer una comparación de resultados, entre las dos estrategias. Completada la parte de dos niveles se procedió a elaborar en primer lugar un sistema de tres niveles, también alimentado por una fuente DC pero usando como estrategia una modulación SPWM dado a que su grado de complejidad en si era menor. Una vez realizadas en él las pruebas en vacío y con carga RL se procedió a implementar el mismo sistema pero esta vez modulado con vectores espaciales (SVPWM), al cual se le realizaron las pruebas anteriores a fin de hacer una comparativa final. En ambos casos, para dos y tres niveles, aparte de la forma de onda de los voltajes de salida, la manera más certera de comprobar si los sistemas estaban bien elaborados decía relación con que el espectro de frecuencia de sus voltajes, este no tenía que presentar contenido armónico de bajo orden, de tal forma que no afectara los parámetros del sistema en general. Para finalizar y de manera de llevar el caso a lo más real posible, para los cuatro experiencias se realiza una prueba con carga motriz, a modo de ver el efecto del circuito sobre los parámetros de la máquina, tanto eléctricos como mecánicos. La dificultad de esta última actividad era agregar rectificador con salida variable a modo de reemplazar la fuente DC por este elemento. La estrategia de modulación del rectificador fue de vectores espaciales. Es necesario considerar que dado a la estrategia utilizada, y a que el conversor indirecto tiene la característica de que sus etapas (rectificación e inversión) están separadas, es netamente infaltable la combinación de los ciclos de trabajo, dado que ambos elementos distintos deben estar en completa sincronización para obtener el estado deseado. De este modo, gracias a la obtención de los datos, realizar los análisis pertinentes, ver la factibilidad eléctrica, mecánica, monetaria entre otras. Así poder llegar a las conclusiones y propuestas para trabajos futuros.