Implementación de un inversor boost monofásico en malla abierta

Abstract

Actualmente se están realizando importantes estudios para la integración de diferentes formas de producción de energía eléctrica, así contribuyendo a reducir la dependencia de los combustibles fósiles, de tal manera evitar las emisiones de CO2 a la atmósfera. Para ello es necesario introducir nuevas fuentes de generación de energía, las cuales deben tener la capacidad de brindar la mayor similitud posible a los métodos primarios de generación de electricidad. Por lo tanto, para el uso de energías alternativas como ejemplo la energía solar, se utilizan dispositivos de electrónica de potencia donde el principal componente es un inversor, que si se desarrollan eficazmente se puede satisfacer los requerimientos de la Industria. En este trabajo de grado se realiza la implementación de un inversor boost monofásico en malla abierta, aquel que está formado por la unión de dos convertidores boost DC-DC bidireccionales que con una estrategia de modulación adecuada tiene la capacidad de acondicionar su voltaje de entrada en una sola etapa, para así generar un voltaje sinusoidal alterno de baja distorsión armónica sin la necesidad de usar ningún tipo de filtro. En este estudio se analiza las principales consideraciones que se debe tomar en cuenta para implementar el dispositivo, como determinar parámetros eléctricos, diseño de circuito a implementar, el dimensionamiento de componentes, la selección de valores comerciales de los elementos, redimensionamiento del circuito con valores comerciales, posteriormente, se simula el inversor boost monofásico en malla abierta con la ayuda de Matlab-Simulink, finalmente se implementa el prototipo. Al culminar la implementación del inversor boost monofásico en malla abierta, se realizó diferentes pruebas de funcionamiento; en estado estable y realizando una perturbación en la carga del inversor. Los resultados son positivos debido a que esta topología presenta una robustez considerable logrando generar excelente calidad de onda senoidal y de baja distorsión armónica con un porcentaje de 0.4% independientemente de la carga, además, se logró obtener un voltaje con amplitud de 170Vp, 120Vrms, a 60Hz cumpliendo con la normativa ecuatoriana. Este inversor está diseñado para usar cualquier tipo de carga con potencia máxima de 200W.