Investigadores del Instituto de Tecnología Vellore de la India han probado un inversor de siete niveles con cinco interruptores semiconductores de potencia para su uso en sistemas de bombeo de agua que funcionan con energía solar y sin conexión a la red.
La nueva topología del inversor se ha probado con una bomba de agua monofásica con motor de inducción y sus desarrolladores afirman que es particularmente eficiente para reducir las pérdidas de conmutación.
“El inversor multinivel propuesto tiene la capacidad de proporcionar menos tensión armónica, lo que reduce los requisitos de filtrado; junto con esto, se utilizan menos componentes en comparación con otros inversores multinivel convencionales”, escribieron los investigadores en el artículo “Investigation of Standalone Solar Photovoltaic Water Pumping System With Reduced Switch Multilevel Inverter”, publicado en Frontiers in Energy Research.
Modulación de ancho de pulso
El equipo de investigación aplicó una modulación de ancho de pulso que implicaba una frecuencia de conmutación de 2 kHz en el primer tramo de tres interruptores, y de 50 Hz en los otros dos. “Este tipo de patrón de pulso ayuda a reducir las pérdidas de conmutación de forma significativa”, se afirma en el documento.
Los científicos también conectaron una pequeña resistencia entre la fuente programable de CC y los cinco interruptores del inversor de siete niveles. Esa innovación, según los desarrolladores del sistema, permitió al dispositivo emular la electricidad solar que entraba en el inversor. “La reducción del número de interruptores, la menor necesidad de circuitos de control de puerta y fuentes de CC, y el aumento de los niveles de voltaje en la salida son las principales características de la topología propuesta del inversor de varios niveles”, se afirma en el documento.
Según los investigadores, el menor contenido armónico alcanzado en el voltaje de salida de su inversor permitió que el motor de inducción proporcionara un rendimiento fuerte y dinámico. Se dice que el motor ha bombeado agua a la velocidad de flujo deseada gracias a la técnica de modulación de la anchura de los impulsos.
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