Convertidor de corriente continua a corriente alterna

ÍNDICE

Convertidores CC/CA - Onduladores o Inversores

Introducción…………………………………………………………………..3

Tipos de onduladores o inversores…………………………………………..3

El inversor monofásico en puente completo……………………………......4

El inversor con modulación por onda cuadrada…………………………...6

El inversor con modulación por onda cuasi-cuadrada…………………….8

Control por modulación de anchura de pulsosPWM……………………..9

Sistemas de alimentación ininterrumpida (SAI)……………………….…11

Control de motores………………………………………………………….12

Accionamiento de corriente alterna……………………………………….13

Convertidores CC/CA - Onduladores o Inversores

Introducción
Los onduladores o inversores son convertidores estáticos de energía que convierten la corriente continua CC en corriente alterna CA, con la posibilidad de alimentaruna carga en alterna, regulando la tensión, la frecuencia o bien ambas. Más exactamente, los inversores transfieren potencia desde una fuente de continua a una carga de alterna.

Las aplicaciones típicas de los inversores de potencia pueden ser:
• Accionamientos de motores de CA de velocidad ajustable.
• Sistemas de alimentación ininterrumpida (SAI)
• Dispositivos de corriente alterna quefuncionan a partir de una batería.
• Hornos de inducción., etc.

Tipos de onduladores o inversores
Suelen distinguirse tres configuraciones o topologías de inversores: con transformador de toma media (“push-pull”), con batería de toma media (medio puente) y configuración en puente completo. Corresponden a las tres formas más razonables de realizar la función de inversión de tensión o corrientesuministrada por la fuente de CC con los medios disponibles hoy día en electrónica de potencia. Cada una de ellas tiene sus ventajas e inconvenientes, independientemente de los semiconductores empleados en su realización y de su circuitería auxiliar de excitación y bloqueo. Las figuras muestran las configuraciones push-pull y medio puente, respectivamente. Junto a cada una de las configuraciones semuestra la forma de onda de salida correspondiente a cada una de ellas. En el caso de la configuración push-pull se debe tener en cuenta la relación de espiras entre cada uno de los primarios (teniendo en cuenta que está en toma media) y el secundario. La topología en medio puente se puede implementar con una batería y dos condensadores en toma media o bien con una batería en toma media.
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El inversor monofásico en puente completo
El inversor en puente completo está formado por 4 interruptores de potencia totalmente controlados, típicamente transistores MOSFETs o IBGTs.
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La tensión de salida vC puede ser + VCC, -VCC, ó 0, dependiendo del estado de los interruptores. Las figuras muestran los circuitos equivalentes para algunas de las posibles combinacionesde los interruptores. La tabla siguiente muestra la tensión de salida que se obtiene al cerrar determinadas parejas de interruptores.

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Observe que S1 y S4 no deberían estar cerrados al mismo tiempo, ni tampoco S2 y S3 para evitar un cortocircuito en la fuente de continua. Los interruptores reales no se abren y se cierran instantáneamente, por tanto debe tenerse en cuenta los tiempos deconmutación al diseñar el control de los interruptores. El solapamiento de los tiempos de conducción de los interruptores resultaría en un circuito denominado, en ocasiones, fallo de solapamiento en la fuente de tensión continua. El tiempo permitido para la conmutación se denomina tiempo muerto (“blanking time”). Para obtener una tensión de salida vC igual a cero se pueden cerrar al mismo tiempolos interruptores S1 y S3 o bien S2 y S4. Otra forma de obtener una tensión cero a la salida sería eliminando las señales de control en los interruptores, es decir, manteniendo abiertos todos los interruptores.

El inversor con modulación por onda cuadrada
La técnica de modulación o el esquema de conmutación más sencillo del inversor en puente completo es el que genera una tensión de...
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