convertidor

DISEÑO Y SIMULACIÓN DE UN INVERSOR TRIFÁSICO CON CÉLULAS DE
CONMUTACIÓN DE CUATRO ESTADOS PARA LA CONEXIÓN A RED DE
UN GENERADOR EÓLICO DE 150 kW
Boris Luis Corral Martínez1, Daniel Flores Cortez2, Ivo Barbi2
1

CIPEL, Instituto Superior Politécnico “José Antonio Echeverría” La Habana, Cuba, 2Instituto de
Eletrônica de Potencia (INEP), Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis,Brasil.
1
e-mail: boris@electrica.cujae.edu.cu

RESUMEN
Entre las diversas Fuentes de Energía Renovables siendo explotadas en estos momentos, una de las más
extendidas es la eólica. El desarrollo de esta tecnología en un mercado creciente, debe estar basado en
una búsqueda constante de mayor eficiencia, permitiendo una utilización eficaz de la fuente primaria,
unido a la reducción de loscostos. Este trabajo presenta el diseño y la simulación de un inversor trifásico
para la conexión a la red de un generador eólico de 150 kW. La topología propuesta persigue reducir los
esfuerzos de corriente a los que se encuentran sometidos los semiconductores de potencia además de
generar una tensión con menor contenido de armónicos y reducir el volumen del filtro de salida del
inversor. Lasexpresiones fundamentales para el dimensionamiento de cada uno de los elementos, así
como los resultados de la simulación son presentadas.
PALABRAS CLAVES: inversores conectados a red, inductores acoplados, multinivel, generación
eólica.

DESIGN AND SIMULATION OF A THREE-PHASE INVERTER WITH FOUR
STATES CONMUTATION CELL FOR A 150 kW GRID CONNECTED WIND
GENERATOR.
Boris Luis CorralMartínez1, Daniel Flores Cortez2, Ivo Barbi2
1

CIPEL, Instituto Superior Politécnico “José Antonio Echeverría” La Habana, Cuba, 2Instituto de
Eletrônica de Potencia (INEP), Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, Brasil.
1
e-mail: boris@electrica.cujae.edu.cu

ABSTRACT
Among the diversity of renewable energy sources being used, one of the most popular is the wind energy.
Thedevelopment of this technology on a growing market must be based on a constant will to increase
efficiency, allowing for a better use of the primary source and cost reduction. This work presents the
design and simulation of a three-phase inverter for a 150 kW grid connected wind generator. The
proposed topology intends to provide reduction of the current stress of the power switches, reducedharmonic content of the synthesized voltage waveform, and smaller output filter. Fundamental
expressions for design of each element as well as simulation results are presented.
KEY WORDS: grid-connected inverters, coupled inductors, multilevel, wind generation.
I.

Introducción

En la actualidad la utilización de fuentes renovables de energía (FER) constituye un elemento de
considerableatractivo a nivel mundial. Esto implica una mayor diversificación de la Matriz Energética y

por lo tanto una menor dependencia de los combustibles fósiles sumado a una conducta medioambiental
menos agresiva.
Entre las diversas FER siendo explotadas en estos momentos, una de las más extendidas es la eólica.
Resulta evidente que el desarrollo de esta tecnología en un mercado creciente, debe estarbasado en una
búsqueda constante de mayor eficiencia. Permitiendo una utilización eficaz de la fuente primaria, unido a
la reducción de los costos. Esto representa un reto desde el punto de vista científico y tecnológico.
Un sistema típico de generación eólica consta de 3 etapas fundamentales.
1- Aerogenerador.
2- Etapa de rectificadora.
3- Etapa inversora.
Red
Eléctrica
Generador EólicoLgen

L
CA

CC
CC

Rectificador

C

CA
Inversor

Figura 1 Generador eólico conectado a una red trifásica de energía eléctrica

Este trabajo se enfoca en el diseño del inversor utilizando una topología de inversor trifásico propuesta
por Haussman y Barbi [1], la cual se basa en la conexión de inductores acoplados a la salida de cada una
de las células inversoras. La motivación...