Diseño e implementación de un prototipo de inversor monofásico para prácticas de electrónica de potencia

Abstract

[ES] En la ETSID se imparten varias asignaturas relacionadas con la Electrónica de Potencia, impartidas en diferentes cursos de grado y máster. En ellas se estudian los convertidores de DC a AC (Inversores) monofásicos y trifásicos. En las prácticas de laboratorio, estos convertidores son analizados empleando softwares de simulación como ORCAD y Matlab/Simulink, pero no se dispone de un sistema físico real para realizar prácticas experimentales.

En el presente TFG se pretende diseñar, simular e implementar un prototipo de inversor monofásico con el objetivo de que pueda ser reproducido posteriormente, y empleado para realizar una práctica experimental que complemente el estudio de estos convertidores.

El alcance del TFG es el siguiente:

Revisión de las topologías y técnicas de control de inversores monofásicos.

Estudio de los condicionantes del diseño y definición de las especificaciones.

Elección y diseño de la etapa de potencia del filtro de salida.

Elección y diseño del circuito de control.

Simulación y análisis del sistema diseñado.

Diseño y rutado de la placa de circuito impreso PCB

Fabricación de la PCB y montaje de los componentes

Puesta en marcha y testeo de la PCB.

[CA] En aquest Treball de Final de Grau es pretén dissenyar i implementar un prototip d'inversor monofàsic per a les pràctiques de les assignatures d'electrònica de potència de l'Escola Tècnica Superior d'Enginyeria del Disseny. L'objectiu és que aquest prototip puga ser reproduït posteriorment, i empleat per a realitzar una pràctica experimental que complemente l'estudi d'aquests convertidors. A partir de la definició d'especificacions i dels condicionants del treball, s'estudien les diferents alternatives per a dur-lo a terme i es desenvolupa la solució triada. Es presenta un estudi del funcionament del sistema dissenyat mitjançant simulacions ideals i un altre mitjançant simulacions amb models reals dels components de potència. Finalment es realitza el disseny d'una placa de circuit imprés sobre el que s'implementa el disseny i es testa de manera experimental.

[EN] In this Final Degree Project, the aim is to design and implement a prototype of a single-phase inverter for the practices of the power electronics subjects of the Higher Technical School of Design Engineering. The objective is that this prototype can be reproduced later, and used to carry out an experimental practice that complements the study of these converters. Starting from the definition of specifications and the conditions of the work, the different alternatives to carry it out are studied and the chosen solution is developed. A study of the operation of the system designed through ideal simulations and another through simulations with real models of the power components is presented. Finally, the design of a printed circuit board is made on which the design is implemented and tested experimentally.