Inversores Monofásicos

March 26, 2018 | Author: Jose Pablo Martinez Felipe | Category: Power Inverter, Electrical Engineering, Physics, Physics & Mathematics, Power (Physics)


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Inversores MonofásicosConvertidores CC/CC Convertidores CA/CA Cicloconvertidores Rectificadores CC Inversores CA Generalidades  La función de un inversor es cambiar un voltaje de entrada de corriente continua a un voltaje simétrico de salida de corriente alterna, con la magnitud y frecuencia deseada por el usuario o el diseñador  Los inversores se utilizan para convertir la corriente continua generada por los paneles solares fotovoltaicos, acumuladores o baterías, etc., en corriente alterna y de esta manera poder ser inyectados en la red eléctrica o usados en instalaciones eléctricas aisladas. Diseño de un Inversor  Un inversor simple consta de un oscilador que controla a un transistor, el cual se utiliza para interrumpir la corriente entrante y generar una onda cuadrada.  Los inversores más modernos han comenzado a utilizar formas más avanzadas de transistores o dispositivos similares, como los tiristores, los triac's o los IGBT's.  Los inversores más avanzados utilizan la modulación por ancho de pulsos . Clasificación de los inversores Tensión alterna de salida Monofásicos Trifásicos Estructura de la etapa Medio puente de potencia Puente completo . Inversor medio puente . . Inversor de puente completo . . INVERSORES MONOFASICOS PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO INVERSOR MONOFASICO DE MEDIO PUENTE CON MODULACION DE ONDA CUADRADA Y ALIMENTADO POR FUENTE DE TENSION (VSI) Los semiconductores controlados de potencia se representan por interruptores ideales. mediante flechas. Como se muestra en la sig.: . fig. Indicando la punta de la flecha el único sentido posible de circulación de la corriente. Las formas de onda de las principales magnitudes del circuito. entre la puesta en conduccion de uno de los interruptores de una rama y la desconexion del otro. habra que dejar trancurrir un cierto tiempo.: . No esten en conduccion al mismo tiempo. Por tanto.El diseño del circuito ha de tener en cuenta que TA+ Y TA. conocido como tiempo muerto. con el objetivo de no provocar un cortocircuito. Fig. se pueden ver en la sig. y cuando la tensión es negativa. en el que la carga esta formada por una resistencia pura. de la tensión aplicada ala carga son: . los diodos colocados en antiparalelo con los interruptores nunca conducen. la intensidad es negativa. Este inversor requiere una fuente de DC. la intensidad es positiva.En este caso. amplitud de la componente fundamental y amplitud de los armónicos. siendo la tensión inversa que soporta un semiconductor cuando esta cortando de Vd (tensión total de la fuente de continua) Los valores de la tensión eficaz. No ocurrirá lo mismo cuando la carga este formada por resistencia e inductancia. con tres tomas o simétrica. siendo en este caso el ángulo de la carga de conducción de los diodos en función del ángulo de desfase de la carga. ya que cuando la tensión aplicada ala carga en positiva. al valor eficaz de la componente fundamental de la corriente que circula por la carga. La intensidad que circula por una carga formada por resistencia e inductancia RL. el periodo de la conducción de los interruptores variará de 90° a 180°. se puede calcular como: . quedando fijado su valor por el ángulo de desfase de la carga. Expresión: Si llamamos . la potencia consumida. debida a dicha componente (h=1). se puede obtener a partir de la sig.cuando la carga esta formada por resistencia e inductancia en serie. con un desfase entre ellos de 180°.INVERSOR MONOFASICO EN PUENTE CON MODULACION DE ONDA CUADRADA La técnica de modulación utilizada hace que los interruptores sean controlados por parejas. . . . Representación de las Formas de la onda . . en nuestro caso de (180°-a). se controlaran utilizando la tecnica de modulación de onda cuadrada. de acuerdo con la siguiente expresión. con un desfase entre el control de ambas ramas menor de 180°.: El ángulo B se puede expresar en función de a. La forma de onda de la tensión aplicada a la carga. sin mas que tener en cuenta pequeñas consideraciones geométricas. .TÉCNICA DE MODULACION POR CANCELACIÓN DE TENSIÓN Consiste en realizar un control independiente de cada una de las ramas del inversor. obtenida con este tipo de modulación se pueden ver en la sig fig. Los interruptores de una misma rama. Cuando a=0. con simetria de media onda . estaríamos en el caso de modulación por onda cuadrada Observamos que Vo es una funcion par. El desarrollo en serie de Fourier puede ser simplificado del siguiente modo: . ESQUEMA DEL PWM (MODULACIÓN EN ANCHO DE PULSO). INVERSOR MONOFÁ SICO DE MEDIO PUENTE . Cuando: . . . . . . pero durante uno cualquiera de ellos. podemos considerar que se mantiene constante.Si consideramos que Vcontrol es senoidal y mf es muy elevado. será idéntico al de la tensión de control. el valor “medio instantáneo” (el que tenemos durante una conmutación a otro. El ritmo del valor medio instantáneo de VA0. por lo que podemos considerar que el valor medio instantáneo es igual ala componente fundamental de VA0. . la variación de Vcontrol en una conmutación es mínima. Asumiendo lo anterior. y por lo tanto se puede considerar despreciable. . . . . INVERSOR MONOFÁSICO EN PUENTE (PWM) La tensión máxima de salida es dos veces la obtenida con el inversor de medio puente. la corriente que circula por los semiconductores es la mitad. estudiado en el punto anterior. Lo cual que para igual potencia suministrada. Para este inversor tenemos dos posibles modos de control: . . . . . Combinaciones de interruptores en conducción y sus correspondientes niveles de tensión . . . .Sistema de alimentación ininterrumpida (UPS). . UPS.Un sistema de alimentación ininterrumpida. Otra de las funciones de los UPS es la de mejorar la calidad de la energía eléctrica que llega a las cargas. es un dispositivo que gracias a sus baterías. filtrando subidas y bajadas de tensión y eliminando armónicos de la red en el caso de usar corriente alterna. puede proporcionar energía eléctrica tras un apagón a todos los dispositivos que tenga conectados. Los UPS dan energía eléctrica a equipos llamados cargas críticas. . industriales o informáticos que. como se ha mencionado anteriormente. como pueden ser aparatos médicos. debido a la necesidad de estar en todo momento operativos y sin fallos (caídas de tensión). requieren tener siempre alimentación y que ésta sea de calidad. Por lo tanto no requieren convertidores entre las baterías y las cargas.UPS de corriente continua (activo) Las cargas conectadas a los UPS requieren una alimentación de corriente continua. por lo tanto éstos transformarán la corriente alterna de la red comercial a corriente continua y la usarán para alimentar a la carga y almacenarla en sus baterías. . UPS de corriente alterna (pasivo) Estos UPS obtienen a su salida una señal alterna. . por lo que necesitan un inversor para transformar la señal continua que proviene de las baterías en una señal alterna. El funcionamiento principal del UPS es suministrar potencia eléctrica en ocasiones de fallo de suministro. en un intervalo de tiempo "corto" (si es un fallo en el suministro de la red. . hasta que comiencen a funcionar los sistemas aislados de emergencia). 7. 54746:0 30. .80N.4 8948&!$4-90303.8-..80N..907J.8:8.381472.8.078475.9073.030/0.97.089.:3.80N.3:33. 5.&!$/0.9073./.803:3.6:0 574.7.9073..4393:.4770390. .89.03.43..1:3.74888902..97./0&!$088:23897.1:3.8.43.034..  .4/08:238974 03:33907.754903.4794 808:31./48/0020703.8.70/ . 6:0.40308:238974/0.4203.5.20394573.4/0 90254.84308/01.. 0F.
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