Diseño e implementación de un inversor trifásico de 3 kW basado en módulos inteligentes de potencia para excitación de motores en electrodomésticos

Abstract

[ES] En este Trabajo Fin de Máster se ha llevado a cabo el diseño y construcción de un inversor trifásico de 3 kW basado en módulos inteligentes de potencia para alimentar motores utilizados en electrodomésticos. El diseño teórico se ha basado en la utilización del software especializado en circuitos electrónicos PSIM. A través de simulaciones de diferentes circuitos se han logrado dimensionar de manera óptima todas las etapas que componen este equipo: circuito de precarga, circuito Chopper de frenado, rectificador, bus de DC-Link con filtro de tipo LC, inversor, medición de tensión del bus DC y sensado de corriente de salida AC, adaptación de señales de velocidad de giro leídas a través de un encoder e interface y comunicación con una placa de evaluación de un microcontrolador. El prototipo se ha diseñado con los programas Orcad Capture (esquemáticos) y Orcad PCB Editor (PCB). Este diseño se ha finalizado con la fabricación y montaje de todos los elementos que componen el prototipo.

[CA] En aquest Treball Final de Màster s’ha portat a fi el disseny i construcció d’un inversor trifàsic de 3 kW basat en mòduls intel·ligents de potència per alimentar motors utilitzats en electrodomèstics. El disseny teòric es troba basat en la utilització del software especialitzat en circuits electrònics PSIM. Mitjançant simulacions de diferents circuits s’ han aconseguit dimensionar de manera òptima totes les etapes que composen aquest equip: circuit de precàrrega, circuit Chopper de frenada, rectificador, bus de DC-Link amb filtre de tipus LC, inversor, mesurament de la tensió de bus DC i sensat de la corrent d’eixida AC, adaptació de senyals de velocitat de gir llegides amb un encoder i interface i comunicació amb una placa d’avaluació d’un microcontrolador. El prototip s’ha dissenyat amb els programes Orcad Capture (esquemàtics) i Orcad PCB Editor (PCB). Aquest disseny ha finalitzat amb la fabricació i muntatge de tots els elements que composen el prototip.

[EN] In this Master Thesis it has been carried out the design and construction of a 3-phase inverter of 3 kW based on intelligent power modules to feed electric motor drives in home appliances. The theoretical design has been completed with the software PSIM, specialized in electronic circuits. Through the simulation of different circuits all the stages that integrate this device have been sized: preload circuit, Chopper braking system, rectifier, DC-Link bus with LC filter, inverter, measurement of the DC bus voltage and of the output AC current, adaptation of the incoming signals from an encoder and interface and communication with the evaluation board of a microcontroller. The prototype has been designed with the software Orcad Capture (schemes) and Orcad PCB Editor (PCB). This design has finished with the manufacturing and mounting of all the elements that integrate the prototype.