Electronica

Diseño Didáctico de Convertidores CD-CA
(b): Inversor Trifásico.
Miguel Medellín Reyes, Armando Rodríguez Almendarez y Daniel U. Campos-Delgado, Member,
IEEE.

Resumen— En este artículo se presenta un diseño de un
inversor trifásico unipolar (convertidor CD-CA) basado en el
concepto de modulación senoidal de ancho de pulso SPWM. El
objetivo principal de este convertidor es generar unvoltaje
trifásico CA balanceado (desfasamiento de 120° entre cada fase)
a partir de una fuente de CD constante. En este diseño se buscó
optimizar el número de componentes electrónicos y dimensiones
físicas del convertidor, sin perder el énfasis en presentar un
diseño que fuera accesible para poderlo entender e implementar
a estudiantes de licenciatura. Así, su implementación necesita unconocimiento de áreas básicas de electrónica como BJT’s, optoaisladores, microcontroladores, lenguaje ensamblador, principios
básicos de dispositivos semiconductores y conceptos de métodos
numéricos.
Índices—Electrónica de Potencia, Convertidor
Instrumentación Electrónica, Control de Motores.

CD-CA,

I. INTRODUCCIÓN

U

na de las aplicaciones de la electrónica de potencia que
ha tenidomucho auge es el diseño de actuadores para
máquinas eléctricas. Se distinguen dos tipos básicos de
maquinas eléctricas: motores de inducción y motores de CD.
Costo y mantenimiento son las principales ventajas que han
hecho a los motores de inducción más atractivos en las
aplicaciones industriales. Los actuadores para estos motores
requieren convertidores de potencia que puedan proveer unaalimentación senoidal trifásica balanceada de magnitud y
frecuencia variables. De esta manera surgen los inversores
trifásicos [1],[2] como arquitecturas de potencia que pueden
cumplir esta misión.
Los inversores en general son circuitos de potencia que
permiten la conversión de corriente directa en corriente alterna
con amplitud y frecuencia variables. Existen diferentes
estrategias de controlen inversores trifásicos: modulación de
120º, modulación de 180º, modulación constante de ancho de
pulso y modulación senoidal de ancho de pulso (SPWM) [1].
El circuito de potencia en un inversor trifásico consta de 6

El desarrollo de este trabajo fue realizado gracias al apoyo brindado por
PROMEP (Proyecto para la Generación y Aplicación del Conocimiento).
Los autores están en la Facultadde Ciencias (UASLP), Av. Salvador Nava
s/n, Zona Universitaria, C.P. 78290, San Luis Potosí, S.L.P., México. Miguel
Medellín (e-mail: mickymr@galia.fc.uaslp.mx), Armando Rodríguez (e-mail:
armandordx@hotmail.com)
y
Daniel Campos
Delgado
(e-mail:
ducd@fc.uaslp.mx).

interruptores controlables. Ahora, la idea detrás de SPWM es
generar el patrón de conmutación para los 6 elementos depotencia que integran el puente trifásico del inversor con el fin
de producir una salida de voltaje balanceada. Este patrón se
obtiene a partir de la comparación de una señal triangular de
frecuencia y amplitud fija (portadora) con una señal senoidal
de frecuencia y amplitud variables (moduladora).
En el presente trabajo se describe el desarrollo de un inversor
trifásico SPWM, detallando cadauna de las fases de diseño y
finalizando con la implementación experimental del circuito
de control y de potencia. El diseño final posee dos variables
de control: índice de modulación y frecuencia de salida. Por lo
que el presente diseño puede ser utilizado para control de
motores de inducción donde una estrategia V/Hz sea utilizada
para regular la velocidad angular [3].
El orden de lospuntos a tratar en este artículo se detallan a
continuación. La Sección 2 introduce la etapa de diseño del
circuito de generación SPWM. La etapa de acoplamiento
óptico se muestra en la Sección 3. En la Sección 4, se describe
la etapa de potencia y en la Sección 5 se muestran resultados
experimentales con carga resistiva e inductiva-resistiva.
Finalmente el artículo concluye con comentarios...