Parameter List

Este inversor está basado en la conexión en cascada de tres inversores puente completo, como se muestra en la figura 2.5. El circuito esta compuesto por tres fuentes de tensión independientes de igual valor y 24 elementos de conmutación (12 interruptores de potencia S1 a S6; S1’ a S6’ y 12 diodos de circulación D1 a D6; D1’ a D6’ ) que soportan un tercio de la máxima tensión de salida del inversor. Los interruptores S1; S1’, S2, S2’, S3,S3’,S4,S4’, S5 ; S5’ y S6 ; S6’ son complementarios entre si.

Principios de operación sin modulación

Para el análisis del circuito se consideran las siguientes condiciones: • El circuito esta operando en régimen permanente.

• Todos los componentes son considerados ideales.

• La carga es considerada lineal y con un factor de desplazamiento en atraso.

a) Primera etapa de operación (t0, t1)

En la primera etapa de operación, el interruptor S6 es bloqueado y el interruptor S6’ es activado, la corriente decrece negativamente y circula por los interruptores S1’, S3’, S5’ y a través de los diodos D2’, D4’ y D6’, los interruptores S2’, S4’, S6’ están activados, pero no conducen. La tensión Vab de salida es igual a 0 v.

b) Segunda etapa de operación (t1, t2)

En la segunda etapa de operación, el interruptor S5’ es bloqueado y el interruptor S5 es activado, la corriente decrece negativamente y circula por los interruptores S1’, S3’ y a través de los diodos D2’, D4’, D5 y D6’, los interruptores S2’, S4’, S5 y S6’ están activados, pero no conducen. La tensión Vab de salida es igual a "E/3”.

c) Tercera etapa de operación (t2, t3)

En la tercera etapa de operación, el interruptor S3’ es bloqueado y el interruptor S3 es activado, la corriente decrece negativamente y circula por el interruptor S1’ y a través de los diodos D2’, D3, D4’, D5 y D6’, los interruptores S2’, S3, S4’, S5 y S6’ están activados, pero no conducen. La tensión Vab de salida es igual a “2E/3”.

d) Cuarta etapa de operación (t3, t4)

En la cuarta etapa de operación, el interruptor S1’ es bloqueado y el interruptor S1 es activado, la corriente decrece negativamente hasta llegar a cero y circula a través de los diodos D1, D2’, D3, D4’, D5 y D6’, los interruptores S1, S2’, S3, S4’, S5 y S6’ están activados, pero no conducen. La tensión Vab de salida es igual a “E”.

e) Quinta etapa de operación (t4, t5)

En la quinta etapa de operación, la corriente comienza a crecer positivamente y circula por los interruptores S1, S2’, S3, S4’, S5 y S6’ desactivándose los diodos de circulación libre, pero no conducen. La tensión Vab de salida es igual a “E”.

f) Sexta etapa de operación (t5, t6)

En la sexta etapa de operación, el interruptor S1 es bloqueado y el interruptor S1’ es activado, la corriente crece positivamente y circula por los interruptores S2’, S3, S4’, S5, S6’ y a través del diodo D1’, el interruptor S1’ esta activado, pero no conduce. La tensión Vab de salida es igual a “2E/3”.

g) Séptima etapa de operación (t6, t7)

En la séptima etapa de operación, el interruptor S3 es bloqueado y el interruptor S3’ es activado, la corriente crece positivamente hasta su valor máximo y circula por los interruptores S2’, S4’, S5, S6’ y a través de los diodos D1’ y D3’, los interruptores S1’ y S3’ están activados, pero no conducen. La tensión Vab de salida es igual a “E/3”.

h) Octava etapa de operación (t7, t8)

En la octava etapa de operación, el interruptor S5 es bloqueado y el interruptor S5’ es activado, la corriente comienza a decrecer positivamente y circula por los interruptores S2’, S4’, S6’ y a través de los diodos D1’, D3’ y D5’, los interruptores S1’, S3’ y S5’ están activados, pero no conducen. La tensión Vab de salida es igual a 0 v.

i) Novena etapa de operación (t8, t9)

En la novena etapa de operación, el interruptor S6’ es bloqueado y el interruptor S6 es activado, la corriente decrece positivamente y circula por los interruptores S2’, S4’ y a través de los diodos D1’, D3’, D5’ y D6 , los

interruptores S1’, S3’, S5’ y S6 están activados, pero no conducen. La tensión Vab de salida es igual a “-E/3”.

j) Décima etapa de operación (t9, t10)

En la décima etapa de operación, el interruptor S4’ es bloqueado y el interruptor S4 es activado, la corriente decrece positivamente y circula por el interruptor S2’ y a través de los diodos D1’, D3’, D4, D5’ y D6, los interruptores S1’, S3’, S4, S5’ y S6 están activados, pero no conducen. La tensión Vab de salida es igual a “-2E/3”.

k) Décima primera etapa de operación (t10, t11)

En la décima primera etapa de operación, el interruptor S2’ es bloqueado y el interruptor S2 es activado, la corriente decrece positivamente hasta llegar a cero y circula a través de los diodos D1’, D2, D3’, D4, D5’ y D6, los interruptores S1’, S2, S3’, S4, S5’ y S6 están activados, pero no conducen. La tensión Vab de salida es igual a “-E”.

l) Décima segunda etapa de operación (t11, t12)

En la décima segunda etapa de operación, la corriente comienza a crecer negativamente y circula por los interruptores S1’, S2, S3’, S4, S5’ y S6 desactivándose los diodos de circulación libre, pero no conducen. La tensión Vab de salida es igual a “-E”.

m) Décima tercera etapa de operación (t12, t13)

En la décima tercera etapa de operación, el interruptor S2 es bloqueado y el interruptor S2’ es activado, la corriente crece negativamente y circula por los interruptores S1’, S3’, S4, S5’, S6 y a través del diodo D2’, el interruptor S2’ esta activado, pero no conduce. La tensión Vab de salida es igual a “-2E/3”.

n) Décima cuarta etapa de operación (t13, t14)

En la décima cuarta etapa de operación, el interruptor S4 es bloqueado y el interruptor S4’ es activado, la corriente crece negativamente hasta su valor máximo y circula por los interruptores S1’, S3’, S5’, S6 y a través de los diodos D2’ y D4’, los interruptores S2’ y S4’ están activados, pero no conducen. La tensión Vab de salida es igual a “-E/3”2.

Las etapas de operación se muestran a continuación:

a) Primera etapa de operación

b) Segunda etapa de operación

Figura 2-6: Etapas de operación (a y b) Inversor multinivel siete niveles de tensión

c) Tercera etapa de operación

d) Cuarta etapa de operación

e) Quinta etapa de operación

Figura 2-7: Etapas de operación (c, d y e) Inversor multinivel siete niveles de tensión

f) Sexta etapa de operación

g) Séptima etapa de operación

h) Octava etapa de operación

Figura 2-8: Etapas de operación (f, g y h) Inversor multinivel siete niveles de tensión

i) Novena etapa de operación

j) Décima etapa de operación

k) Décima primera etapa de operación

Figura 2-9: Etapas de operación (i, j y k) Inversor multinivel siete niveles de tensión

l) Décima segunda etapa de operación

m) Décimo tercera etapa de operación

n) Décimo cuarta etapa de operación

Figura 2-10: Etapas de operación (l, m y n) Inversor multinivel siete niveles de tensión

En la figura (2-11) se muestran los disparos de los interruptores y las principales formas de onda del inversor, tensión y corriente de siete niveles de tensión.

Figura 2-11: Disparos de los interruptores S1, S2, S3, S4, S5, S6, tensión y corriente en la carga.

2.5 ESTUDIO DE LA DISTORSIÓN ARMÓNICA PARA DIFERENTES