Inversor trifásico con DSP TMS320F28335, IGBTs IRG4PC30UD y driver IR2104. Trabajo en contexto académico.

(Three phase power inverter, with TMS320F28335 and IGBTs – academic work)

En el contexto de un curso de magíster,  con mi compañero Waldo M. implementamos un inversor trifásico para energizar una máquina de inducción. En el video podemos ver una prueba del setup, operando en lazo abierto (por ahora, el DSP no está considerando la lectura de los ADCs del loop de realimentación).

Este setup se hizo con lo que teníamos a mano… y no me quedaban disipadores térmicos para los IGBTs ni LDO’s; pero afortunadamente nuestro requerimiento de corriente en la carga es bajo (la máquina de inducción está en vacío), así que no tenemos problema de calentamiento. Espero conseguir una placa de aluminio y aisladores para tener el setup al 100%.

La idea es implementar un inversor trifásico de acuerdo al diagrama mostrado en la Fig. 1, donde tenemos el DSP TMS320F28335 como dispositivo de control. Cuenta con una etapa de potencia, compuesta por un puente trifásico de IGBTs y sus respectivos drivers; además, un loop de realimentación de voltaje nos permite hacer un control PI para la tensión de salida. Para manejar nuestra máquina de inducción, se utilizará un lazo de control con relación voltaje / frecuencia constante. A través de un encoder óptico se mide la velocidad angular, en forma similar al desarrollo que hicimos en el taller de electrónica de potencia anterior.

Fig. 1 Diagrama funcional del setup completo.

La etapa de potencia se basa en los IGBT´s IRG4PC30UD, y como driver para estos dispositivos ocupamos los IR2104 (uno por cada fase del inversor, dado que entrega salidas complementarias y galvánicamente aisladas, que consideran tiempos de retardo para evitar cross-conduction), tal como se muestra en la Fig. 2. Las señales PWM son generadas por el DSP Texas Instruments TMS320F28335, programados desde una extensión de Matlab (aprovechando licencias de la universidad) y Code Composer Studio.

Fig. 2 Drivers y etapa de potencia.

En la Fig. 2 se muestra la etapa de potencia y drivers, pudiendo operar perfectamente en lazo abierto (como se muestra en el video). Por el momento, es el único esquemático que voy a compartir en el blog pues lo demás está sujeto a cambios.

Fig. 3 Setup implementado con nuestro inversor trifásico. Por el momento, en lazo abierto.

Si tienes ganas de construirlo, puedes escribirme por orientación o si tienes alguna propuesta para mejorar el diseño.

Saludos