inversor multinivel

S.E.P.

S.E.I.T.

D.G.I.T.

CENTRO NACIONAL DE INVESTIGACIÓN
Y DESARROLLO TECNOLÓGICO

cenidet
ANÁLISIS Y DESARROLLO DE UN INVERSOR
MULTINIVEL

T

E

PARA

I

S

EL

GRADO

DE:

OBTENER

MAESTRO
EN
P

S

R

EN
INGENIERÍA
E

S

CIENCIAS
ELECTRÓNICA
E

N

T

A:

ING. ERNESTO BÁRCENAS BÁRCENAS
DIRECTORES DE TESIS

DR. RODOLFO ECHAVARRÍASOLÍS
M.C. SINUHÉ RAMÍREZ GUERRERO

CUERNAVACA, MORELOS

DICIEMBRE 2002

Agradecimientos

A mis hermanos, mi mamá y mi papá, por darme la motivación que
siempre necesité ya que son los mejores modelos de trabajo que puedo seguir.

A mis asesores Dr. Rodolfo Echavarría Solís y M.C. Sinuhé Ramírez Guerrero
por sus consejos y su apoyo.

A los revisores de tesis por sus comentarios yacertadas sugerencias: Dr.
Víctor Manuel Cárdenas Galindo, Dr. Abraham Claudio Sánchez y M.C. José
Antonio Hoyo Montaño.

A mis compañeros de generación: el chivo, la lacrota, el mosh, el tona,
josuelazo, el panzón, la yocuela y su otra parte; por todos los buenos ratos que
pasamos juntos.

A Nancy y Sinuhé por tratar de hacerme más sociable (es inútil).

A todo el personal de Cenidet que hahecho amena mi estancia en el
centro de investigación.

A CONACyT y a la SEP, por proporcionar los medios económicos para
realizar los estudios de Maestría.

ÍNDICE

RESUMEN .................................................................................................. XIII
CAPÍTULO I
INTRODUCCIÓN
I.1 Calidad de la energía................................................................ 1
I.2 Convertidores de potencia .........................................................
2
I.3 Inversores .............................................................................
2
I.3.1 Inversor medio puente ....................................................... 2
I.3.2 Inversor puente completo ................................................... 3
I.3.3 Aplicaciones...................................................................
4
I.3.4 Dispositivos semiconductores de potencia ................................ 4
I.3.5 Técnicas de modulación ..................................................... 4
I.3.6 Pérdidas por conmutación en inversores convencionales ..............
8
I.4 Planteamiento del problema .......................................................9
I.5 Objetivo ...............................................................................
9
I.6 Aportaciones .......................................................................... 10
CAPÍTULO II
INVERSORES MULTINIVEL
II.1 Introducción ..........................................................................
II.2 Estado del arte.......................................................................
II.2.1 Aplicación en compensadores ..............................................
II.2.2 Aplicación en convertidores ................................................
II.3 Inversor multinivel de diodos de enclavamiento (DCMLI) .....................
II.3.1 Estructura monofásica ......................................................
II.3.2 Estructura trifásica..........................................................
II.3.3 Características principales .................................................
II.3.4 Análisis de la topología .....................................................
II.3.5 Recomendaciones de diseño ...............................................
II.3.6 Ventajas y desventajas de la topología ..................................
II.4 Inversormultinivel de condensadores flotantes (FCMLI) ......................

IX

11
12
12
13
15
16
17
17
17
23
25
25

Análisis y desarrollo de un inversor multinivel

II.5

II.6
II.7
II.8
II.9

II.4.1 Estructura monofásica ......................................................
II.4.2 Estructura trifásica ..........................................................
II.4.3...