Inversores: Tipos y Funcionamiento

Inversores

• Los inversores convierten corriente continua (CC) en corriente alterna (CA).
• Están compuestos por tres elementos básicos: circuito de interruptores, etapa(s) de acondicionamiento de potencia y sistema de control.
• El circuito de interruptores controla la apertura y cierre de los interruptores, basado en una estrategia de conmutación para generar la forma de onda deseada.
• El sistema de control asegura que la onda sintetizada tenga las características (tensión, frecuencia, etc.) requeridas por la carga.
• Se clasifican como modulados o no modulados, siendo cada uno monofásico o trifásico.

Inversores No Modulados

• Presentan una implementación sencilla.
• Generan gran distorsión armónica (THD elevado).
• Requieren filtros voluminosos para reducir la distorsión.
• Se pueden clasificar en monofásico (medio puente, puente completo) o trifásico (interruptores activados de 3 en 3).

Inversores No Modulados, Monofásicos

• El circuito medio puente utiliza 2 interruptores.
• Funciona con ciclos de trabajo (D) del 50%.
• La tensión de salida es cuadrada y necesita 2 fuentes de tensión.
• La salida con la implementación de puente completo utiliza 4 interruptores.
• La conmutación funciona de dos a dos.
• No requiere la toma intermedia.
• Son capaces de generar una onda senoidal modificada.
• Cuando se alimenta con carga inductiva, la forma de onda de la corriente puede ser diferente de la de tensión y están desfasadas.
• La necesidad de diodos en antiparalelo (para los interruptores) permite la circulación de corriente reactiva.

Inversores No Modulados, Monofásicos: Salida

• La distorsión armónica total es del 48%.
• No se considera válido ya que el THD es mayor al 3%.
• Se utiliza para generar una onda cuadrada y se analizan sus componentes armónicos.

Inversores No Modulados, Trifásicos

• Se activa un grupo de interruptores (3 en 3).
• Se utiliza un circuito con varias etapas y transistores.
• Se muestra los tipos de señales de entrada para activar los transistores.
• Generan tensiones de salida, como VAB, VBC y VCA (voltajes entre fases).

Inversores Modulados

• Utilizan técnicas (como SPWM) para sintetizar ondas con baja distorsión armónica.
• Permiten operar las cargas de CA de manera similar a la red eléctrica.
• Las topologías son similares a los inversores no modulados.
• Utilizan control de convertidores basados en PWM.

Modulación SPWM

• La técnica de modulación por anchura de pulso sinusoidal (SPWM) se utiliza en la mayoría de los inversores sinusoidales.
• Se compara la señal portadora con una señal moduladora triangular de alta frecuencia.
• El resultado es una onda modulada con pulsos de diferente anchura, basados en el valor instantáneo de la portadora.
• La anchura de los pulsos varía según la amplitud de la onda senoidal.
• Esto permite reducir los armónicos más cercanos.

Inversores Modulados, Monofásicos

• Puede implementarse con un medio puente.
• Se utilizan pulsos cuadrados para generar la frecuencia deseada de la salida.
• Los armónicos superiores están en múltiplos enteros de la frecuencia de la onda triangular.
• Cuanto mayor es la frecuencia de la onda triangular, mayor es la distancia de los armónicos superiores.

Inversores Modulados, Trifásicos

• El diseño tiene interruptores, diodos y etapas para lograr la conversión.
• Utiliza configuraciones de puente completo con tres sinusoidales desfasadas 120 grados.
• El contenido de armónicos normalizados de la tensión entre fases se muestra para un inversor trifásico modulado.

Inversores Modulados

• Presentan menores THD.
• Disminuye los requerimientos del filtro para reducir los armónicos de la salida.
• Controlan la amplitud de la salida.
• Implementan circuitos de control más complejos.
• Tienen mayores pérdidas debido al aumento en la frecuencia de conmutación.

Tiempos Muertos

• Los tiempos de encendido y apagado de los SCR no son iguales.
• Pueden existir retrasos en el circuito de control.
• Evitan posibles cortocircuitos en las ramas.

Este cuestionario examina los inversores y su funcionamiento, con un enfoque en los inversores no modulados. Se analizarán sus componentes, clasificación y características, incluyendo distorsión armónica y aplicaciones. Ideal para estudiantes de electrónica y profesionales del área.