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Cálculo de pérdidas de potencia de semiconductores de un inversor de fuente en Z cuasi trifásico

Autores: Grgi, Ivan; Vukadinovi, Dinko; Bai, Mateo; Bubalo, Matija

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2020

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Acceso abierto

Artículo científico
2020

Cálculo de pérdidas de potencia de semiconductores de un inversor de fuente en Z cuasi trifásico


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Eléctrica y Electrónica

Palabras clave

Pérdidas de semiconductores
Inversor de fuente en Z cuasi trifásico
Conducción
Conmutación
Cálculo de pérdidas
Transistores bipolares de puerta aislada

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 43

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este documento presenta dos algoritmos novedosos para el cálculo de las pérdidas de semiconductor de un inversor de fuente en Z cuasi trifásico (qZSI). Las pérdidas por conducción y conmutación se calculan en función de las características corriente-voltaje de salida y las características de conmutación, respectivamente, proporcionadas por el fabricante del dispositivo semiconductor. El inversor considerado ha sido operado en modo de funcionamiento independiente, donde se ha implementado la modulación de ancho de pulso sinusoidal (SPWM) con la inyección del 3er armónico. Los algoritmos propuestos calculan las pérdidas de los transistores bipolares de puerta aislada (IGBT) y los diodos de circulación en el puente del inversor, así como las pérdidas del diodo de red de impedancia. El primer algoritmo considerado requiere el valor medio del voltaje de entrada del inversor, el valor medio de la corriente del inductor de red de impedancia, el valor pico de la corriente de fase, el índice de modulación, el ciclo de trabajo y el ángulo de fase entre la corriente de fase de salida fundamental y el voltaje. Su implementación es factible solo para las topologías relacionadas con la fuente en Z con la SPWM. El segundo algoritmo considerado requiere los valores instantáneos del voltaje de entrada del inversor, la corriente del diodo de red de impedancia, la corriente del inductor de red de impedancia, la corriente de fase y el ciclo de trabajo. Sin embargo, no impone ninguna limitación con respecto a la topología del inversor o la estrategia de modulación de conmutación. Las pérdidas de semiconductor calculadas por los algoritmos propuestos se compararon con las pérdidas determinadas experimentalmente. Con base en la comparación, se determinó el factor de corrección para las energías de conmutación de los IGBT para reducir los errores de ambos algoritmos a menos del 12%.

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