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Este documento presenta un análisis sobre los inversores, incluyendo sus diferentes tipos, circuitos, control y armónicos. Se explora el concepto de modulación SPWM y su efecto en la reducción de armónicos, así como consideraciones para carga inductiva y reactiva.
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Inversor dTE - Calidad de Señal Inversor Compuesto por tres elementos básicos: Circuito de interruptores, Etapa(s) de acondicionamiento de potencia, Sistema de control, dos funciones básicas: Ordenar la apertura y cierre de los interruptores de acu...
Inversor dTE - Calidad de Señal Inversor Compuesto por tres elementos básicos: Circuito de interruptores, Etapa(s) de acondicionamiento de potencia, Sistema de control, dos funciones básicas: Ordenar la apertura y cierre de los interruptores de acuerdo con la estrategia de conmutación elegida para sintetizar la forma de onda. Asegurar que la onda sintetizada tenga las características (tensión, frecuencia, etc.), requeridas por la carga. dTE - Calidad de Señal Inversores Clasificación Monofásico Trifásicos Modulados Monofásico Trifásicos dTE - Calidad de Señal Inversor No modulado, Monofásico: Medio Puente Circuito más básico Fuente: L. Arribas de Paz Señales de control típicas con ciclos de trabajo (D) 50% Tensión de salida es una Onda Cuadrada de amplitud Vent/2 Necesidad de 2 fuentes de tensión o toma intermedia dTE - Calidad de Señal Inversor No modulado, Monofásico: Salida NO VÁLIDO, THD > 3% dTE - Calidad de Señal Inversor No modulado, Monofásico: Puente Completo Generador Onda Cuadrada (con IGBT) Formado por 4 Interruptores: funcionan dos a dos No necesita toma intermedia dTE - Calidad de Señal Inversor Conmutado Inversor No modulado, Monofásico: Puente Completo Capaz de Generar una Senoidal Modificada dTE - Calidad de Señal Inversor No modulado, Monofásico: Puente Completo Inversor alimentando una carga inductiva. Componentes reactivas Esta característica La forma de onda de la corriente requiere que un inversor puede ser diferente a la de tensión y sea capaz de trabajar en estar desfasadas. los cuatro cuadrantes. Fuente: L. Arribas de Paz dTE - Calidad de Señal Inversor No modulado, Monofásico: Puente Completo Carga Reactiva Necesidad de Diodos en Antiparalelo (BJT e IGBT) para permitir circulación de corriente reactiva dTE - Calidad de Señal Inversor Trifásico Inversor No modulado, Trifásico Interruptores Activados de 3 en 3 Fuente: P. Pérez Higueras. dTE - Calidad de Señal InversorInversor Onda Cuadrada No modulado Caractérísticas Sencillos de Implementar Generan Gran Distorsión Armónica (Elevado THD) Necesitas Filtros (voluminosos) dTE - Calidad de Señal Inversores Clasificación No modulados Monofásico Trifásicos Monofásico Trifásicos dTE - Calidad de Señal Inversor Modulado sintetizan una onda con baja distorsión armónica permiten operar las cargas de corriente alterna de manera similar a como lo haría la red eléctrica. Mismas topologías que Inversor No Modulado Control de Convertidores basado en PWM dTE - Calidad de Señal Inversor Modulado, SPWM La técnica de modulación más utilizada por la mayoría de fabricantes de inversores sinusoidales es la modulación por anchura de pulso sinusoidal, o SPWM. SPWM consiste en: comparar una señal portadora, en nuestro caso una sinusoide, con una señal moduladora triangular de frecuencia elevada. El resultado de la comparación es una onda modulada formada por pulsos de diferente anchura según sea el valor instantáneo de portadora dTE - Calidad de Señal Inversor Monofásico Inversor Modulado Modulado, Monofásico; Medio Puente, SPWM La anchura de los pulsos varía en función de la amplitud de onda senoidal se reducen armónicos más cercanos dTE - Calidad de Señal Inversor Modulado, Monofásico El voltaje suministrado a la carga consiste en una serie de pulsos cuadrados. El valor medio de estos pulsos forma un voltaje senoidal de la frecuencia y amplitud deseadas. dTE - Calidad de Señal Inversor Modulado, Monofásico Armónicos superiores están situados en múltiplos enteros de la frecuencia de la onda triangular Cuanto mayor sea la frecuencia de ésta, más alejados estarán los armónicos superiores dTE - Calidad de Señal Inversor Modulado, Monofásico: Puente Completo Fuente: L. Arribas de Paz dTE - Calidad de Señal Inversor Control SPWM: PWM Simple (bipolar) Compara señal triangular con sinusoidal Salida controla el Primer par de interruptores Salida invertida y Controla Segundo par de interruptores dTE - Calidad de Señal Inversor Control SPWM: PWM doble (unipolar) Compara señal triangular con sinusoidal controla Primer par de interruptores Compara señal triangular con sinusoidal invertida controla Segundo par de interruptores dTE - Calidad de Señal Inversor Modulado, Monofásico: Puente COmpleto Armónicos Modulación Bipolar Modulación Unipolar Fuente: L. Arribas de Paz dTE - Calidad de Señal Inversor Modulado, Monofásico dTE - Calidad de Señal Inversor Trifásico Inversor Modulado, Trifásico: Puente completo PWM Fuente: OCW_UMA dTE - Calidad de Señal Inversor Modulado, Trifásico Armónicos Fuente: L. Arribas de Paz dTE - Calidad de Señal Inversor Modulado Menor THD. Reducción de los requerimientos del filtro necesario para reducir los armónicos. Control de la amplitud de salida. Circuitos de control más complejos. Pérdidas más elevadas en el inversor debido al incremento en la frecuencia de conmutación. dTE - Calidad de Señal Inversor Tiempos Muertos Tiempo de Encendido y Apagado de SCR no son iguales Posibles retrasos en circuito de control Evitar Posibles cortocircuitos en Ramas dTE - Calidad de Señal