Design, Simulation and Prototyping of a 20kW Three-Phase Inverter for heavy-duty applications

Il progetto realizzato in questo lavoro di tesi riguarda la progettazione di un inverter trifase per applicazioni future all'interno di macchine pesanti. In particolare verrà discusso l'aspetto preliminare per la creazione di un prototipo, il che significa ricerca di componenti, sviluppo, progettazione, simulazione, schema e implementazione PCB del prototipo di un inverter trifase con una tensione del bus CC di 700 V e una potenza massima di 20 kW. La prima fase del progetto riguarda la creazione di un modello MATLAB / SIMULINK in grado di simulare e valutare i principali parametri del comportamento dell'inverter in diverse condizioni di lavoro, al fine di ottenere un metodo per confrontare i componenti di potenza disponibili sul mercato e le tecniche di modulazione dal punto in vista dell'efficienza e delle prestazioni ottenibili. Il modello è sviluppato utilizzando poche risorse hardware e poche iterazioni con l'obiettivo di eseguire una simulazione rapida ed efficiente. Inoltre, il modello viene confrontato con alcuni simulatori disponibili su siti Web di diversi produttori di semiconduttori per verificare la validità dei dati ottenuti. Dopo la scelta dei componenti, è possibile passare al progetto delle diverse parti dell'inverter ed è possibile fare una prima stima delle dimensioni fisiche del sistema. Il passo principale per valutare le reali prestazioni del sistema è la progettazione dello schema e del PCB; essa viene effettuata tenendo conto della flessibilità, dei tempi di sviluppo e della facilità di montaggio, delle caratteristiche necessarie per realizzare un sistema prototipale. Il lavoro si inserisce nel contesto di un incarico a lungo termine assegnato all'azienda Flag-MS, che è una testimonianza della tendenza futura dell'industria: un miglioramento continuo del campo dell'elettronica di potenza.