Diseño y construcción de un módulo inversor trifásico acoplado a un emulador de banco de baterías para la incorporación de energía a una red de entrenamiento de Ciele

Abstract

El presente proyecto consiste en el diseño, construcción y funcionamiento de todas las partes que involucran un módulo inversor trifásico, acoplado a un emulador de bando de baterías , con el objetivo de simular el bus de corriente continua de una fuente de energía renovable convencional. Con la finalidad de incorporar energía a la red de entrenamiento existente en la parte posterior de las instalaciones de la Carrera de Electrícidad (CIELE) de la Universidad Técnica del Norte. El módulo diseñado e implementado, tiene la capacidad de convertir hasta una potencia de 2000 W, a 220 VAC,lo cual, es suficiente para satisfacer la carga instalada en la red de entrenamiento mediante un funcionamiento de forma aislada. El prototipo se encuentra conformado por el emulador de banco de baterías y los componentes tanto de control, como de accionamiento y de potencia del inversor; así mismo de componentes adicionales que brindarán protección y seguridad a los dispositivos más sensibles. Entre los elementos de control se encuentran: la tarjeta de control o (DSP ), el LAUNCHXL-F28379D misma que se encargará de realizar el control y generación de pulsos PWM y enviarlos a las tarjetas de accionamiento por medio de una tarjeta de interfaz adicional, conformada por un buffer (SN74LS540N), quien se encargará de enviar los datos unidireccionalmente desde la DSP hasta las tarjetas de accionamiento. Las tarjetas de accionamiento fueron implementadas con la ayuda de una fuente DC-DC y componentes electrónicos adicionales que garantizarán el correcto funcionamiento, de tal manera que formen un aislamiento entre la parte de fuerza y de control por medio de optoacopladores, los cuales se encargarán de controlar y realizar los accionamiento de compuerta necesarios en los módulos IGBT, quienes otorgarán la señal de salida del inversor. Entre los componentes de potencia que conforman el inversor se encuentran el puente rectificador trifásico, quien es el encargado de subministrar la alimentación a las barras de cobre del bus DC y al mismo tiempo al capacitor electrolítico encargado de rectificar completamente la forma de onda emitida por el puente rectificador y así emular el banco de baterías. Finalmente, los módulos IGBT por medio del accionamiento que reciben; entregarán potencia en las barras de salida desde el emulador de baterías, realizando así, el proceso de conversión de energía DC-AC. Por último, el componente adicional implementado en este proyecto es el banco de transformadores mismos que se encargarán de aislar y brindar protección a los componentes electrónicos de todo el módulo inversor de posibles perturbaciones producidas en la red.