Inverter trifase a 5 livelli con topologia ANPC per applicazioni nella generazione distribuita

L'elemento base di un sistema elettronico di potenza è quindi il convertitore che, in generale, controlla e regola un ingresso elettrico per restituire un segnale che abbia le caratteristiche desiderate. In particolare l'inverter, di cui ci si occupa in questa tesi di laurea, è un convertitore che ha in ingresso una tensione continua e produce in uscita una tensione alternata. In applicazioni di elevata potenza, la realizzazione di convertitori è un obiettivo complesso vista la necessità di operare con valori di corrente e tensione elevati. Inoltre, la tecnologia attuale non consente un utilizzo diretto dei dispositivi di potenza, anche se di ultima generazione, in quanto rimane dicoltoso, se non impossibile, appli- care direttamente ad un singolo semiconduttore di potenza determinati valori di tensione e/o corrente.
La soluzione comunemente utilizzata consiste nella connessione di più dispositivi in parallelo oppure l'utilizzo di una rete interme- dia che possa in parte adeguare le tensioni richieste a quelle consentite dall'attuale tecnologia dei semiconduttori. Le soluzioni non sono di certo ottimali e comportano ulteriori problemi per quanto riguarda le perdite per conduzione, commutazione, dissipazioni termiche, isolamento e costi aggiuntivi. Negli ultimi anni sono stati introdotti i convertitori di potenza multilivello, che permettono di sopportare elevati livelli di tensione mediante la connessione in serie di dispo- sitivi di potenza. Inoltre, consentono una conversione "di qualità" in termini di contenuto armonico rispetto alle topologie classiche, in quanto permettono di approssimare "meglio" le forme d'onda richieste dal carico. Nel presente lavoro è stato sviluppato il controllo di un inverter multilivello. Il sistema di controllo è stato sviluppato su una piattaforma DSP della Texas Instruments della serie Piccolo concepiti per la rapida prototipazione per sistemi di controllo real time operanti nel settore rinnovabile. Lo sviluppo teorico e la realizzazione pratica del sistema sono raccolti nelle pagine seguenti.
Nel primi tre capitoli viene presentato il mondo del microeolico a partire dalle macchine per la generazione, i convertitori e le tecnologie più diffuse.
Nel quarto, è analizzato il convertitore richiesto con la denizione delle speciche e delle scelte macro-progettuali effettuate.
Il quinto capitolo contiene le simulazioni sviluppate con il sistema simulink del Matlab, che consente la denizione ed il tuning di alcuni parametri del sistema.
Il sesto è dedicato interamente alla progettazione Hardware, con una specica denizione della componentistica e della circuiteria necessaria allo sviluppo del prototipo.
Il settimo descrive la piattaforma DSP di sviluppo ed il codice implementato. L'ottavo ed ultimo presenta i risultati dei test di misure effettuati sul prototipo ottenuto.