Inversor pwm

Inversor PWM
1 INTRODUCCION
Los inversores cd-ca se emplean en fuentes de energía ininterrumpida y controles de velocidad para motores de ca. Esto se aplica en el control de la magnitud y la frecuencia de la señal de salida. En la mayor parte del tiempo, el flujo de potencia se da desde el lado de cd hacia el lado de ca, requiriendo una operación en modo inversor, lo cual más comúnmente esconocido como inversor controlado.
Los inversores controlados son de dos tipos: los VSI o inversores fuente de voltaje y los CSI o inversores fuente de corriente. En nuestro caso, el primer tipo será motivo de atención debido a su mayor aplicación dentro de la ingeniería industrial. Existen tres categorías en las que se dividen los VSI, ellas son:
a) Los inversores PWM o de ancho de pulso modulado.Este tipo es capaz de controlar la magnitud y frecuencia de la señal de salida mediante la modulación del ancho del pulso de los interruptores del inversor. Para ello existen varios esquemas que se encargan de producir voltajes de ca con forma de onda seno y bajo contenido de armónicos.
b) Los inversores de onda cuadrada. Este tipo controla la frecuencia de la señal de salida y la magnitud desalida es controlada por otro dispositivo en la entrada cd del inversor. Sin embargo, la forma de onda lograda a través del mismo es una onda cuadrada.
c) Los inversores monofásicos con inversión de voltaje. Este tipo combina las características de las dos primeras agrupaciones de inversores mencionados y no es aplicable a dispositivos trifásicos
2 CONCEPTOS BASICOS
Los inversores controlados sonen realidad convertidores de cuatro cuadrantes, es decir, el flujo de potencia instantánea (Po= Vo Io) durante dos intervalos no continuos de cuatro posibles viaja del lado de cd al lado de ca correspondiéndole un modo de operación de inversor. Sin embargo, durante los dos intervalos restantes no continuos, la potencia instantánea fluye del lado de ca al lado de cd, lo cual corresponde a un modode operación de rectificador. Las variables empleadas para detectar dicho comportamiento son las correspondientes a la salida del inversor Vo e Io, como se aprecia en la siguiente gráfica:
[pic]
2.1 FUNCIONAMIENTO BASICO DE UN PWM
Con el propósito de obtener una señal de voltaje a la salida del inversor con la frecuencia deseada, se compara una señal de control senoidal a la frecuencia deseadacon una señal de onda triangular. La frecuencia de la onda triangular corresponde a la frecuencia de interrupción del inversor y por lo general se mantiene constante. La frecuencia de la señal de control es conocida como la frecuencia modulante, mientras que la frecuencia de interrupción es conocida como frecuencia de acarreo. La señal de control se utiliza para modular la razón de servicio delinterruptor. De lo anterior, se desprende que en la señal de salida es inevitable la presencia de armónicos y por tanto existen ciertas desviaciones de la señal de onda seno según nuestro interés. La razón de modulación de la amplitud se verifica por la fórmula:
Vcontrol : amplitud pico de la señal de control
Vtri : amplitud pico de la señal triangular.
La razón de modulación de la frecuencia sedescribe por la siguiente fórmula:
Fs : frecuencia de conmutación en los interruptores
F1 : frecuencia modulante.
Los voltajes de salida que se obtienen dependen de la comparación de las señales y de la condición de los interruptores como se muestra a continuación:
cuando vcontrol > vtri y S1 está encendido, entonces vo= Vdc/2
cuando vcontrol < vtri y S2 está encendido, entonces vo= -Vdc/2Para este inversor PWM no es posible obtener condiciones de encendido simultánea en los interruptores S1 y S2 y su voltaje siempre oscilará entre Vdc/2 y -Vdc/2. El espectro de sus armónicas presenta las siguientes características:
a) El valor pico a la frecuencia fundamental es un múltiplo de Vdc/2, donde el factor de multiplicación es la razón de modulación de las amplitudes. Sin embargo, esto...