Electronica Aplicada Inversores

Inversores de CC a CA:

Introducción:

Los inversores son circuitos que convierten la corriente continua en corriente alterna. Más exactamente, los inversores transfieren potencia desde una fuente de continua a una carga de alterna. Tanto el voltaje de salida como la frecuencia pueden ser fijos o variables. Si se modifica el voltaje de entrada de CC y la ganancia del inversor se mantieneconstante, es posible obtener un voltaje variable de salida. Por otra parte si el voltaje de entrada de CC se mantiene fijo y no es controlable se puede obtener un voltaje de salida variable si se varia la ganancia del inversor esto generalmente se hace controlando la modulación de ancho de pulso (PWM).
El objetivo es crear una tensión alterna cuando sólo hay disponible una fuente de tensióncontinua. Vamos a centrarnos en los inversores que generan una salida de alterna a partir de una entrada de continua. Los inversores se utilizan en aplicaciones tales como motores de alterna de velocidad ajustable, sistemas de alimentación ininterrumpida (SAl).
En los inversores ideales, las formas de onda de voltaje deberían ser senoidales. Sin embargo, en los inversores reales el voltaje no essenoidal sino que contiene armónicas. Para aplicaciones de mediana y baja potencia puede aceptarse voltajes de forma de onda cuadradas o casi cuadradas; para aplicaciones de alta potencia, son necesarias las formas de ondas senoidales de baja distorsión.
El uso de inversores es muy común en aplicaciones industriales como, la propulsión de motores de CA de velocidad variable, la calefacciónpor inducción y los sistemas de alimentación ininterrumpida. La entrada puede ser una batería, una celda de combustible una celda solar u otra fuente.


Clasificación:

Los mismos pueden clasificarse esencialmente en dos tipos:
1) Inversores Monofásicos
2) Inversores Trifásicos
Cada tipo puede utilizar dispositivos con activación y desactivación controlada (es decir BJT, MOSFET,IGBT, MCT, SIT, GTO) o tiristores de conmutación forzada, según la aplicación. Estos dispositivos utilizan generalmente señales de control PWM para producir un voltaje de salida en CA. Un inversor se llama inversor alimentado por voltaje (VFI) si el voltaje de entrada se mantiene constante; inversor alimentado por corriente (CFI) si la corriente de entrada se conserva constante; e inversor enlazado enCC variable si el voltaje de entrada es controlable.
Dentro de estos dos tipos bien definidos podemos encontrar subtipos como inversores de media onda, inversores en puente de onda completa, etc.

1) Inversores Monofásicos:
a) Inversor en puente de media onda:
Principio de funcionamiento:
Mediante la figura que se encuentra a continuación se puede explicar el principio defuncionamiento de los inversores monofásicos. El circuito inversor esta formado por dos pulsadores. Cuando sólo el transistor Q1 esta activo durante el tiempo T0/2, el voltaje instantáneo a través de la carga v0 es VS /2. Si solo esta activo el transistor Q2 durante un tiempo T0 /2, aparece el voltaje -VS /2 a través de la carga. El circuito lógico debe diseñarse de tal forma que Q1 y Q2 nunca esténactivos al mismo tiempo. La figura siguiente muestra las formas de onda para los voltajes de salida y las corrientes de los transistores en el caso de una carga resistiva. Este inversor requiere de una fuente de CC de tres conductores, cuando un transistor esta inactivo, su voltaje inverso es VS, en vez de VS /2. Este inversor se conoce como inversor en puente de media onda.
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Lostransistores pueden sustituirse por GTO o por tiristores de conmutación forzada. Si tq es el tiempo de desactivación de un tiristor, debe existir un tiempo mínimo de retraso tq entre el tiristor que se desactiva y el disparo del siguiente tiristor. De lo contrario entre ambos tiristores tendría lugar una condición de cortocircuito. Por lo tanto el tiempo máximo de disparo de un tiristor sería de T0 /2-...