pamplona

ISSN: 1692-7257 - Volumen 1 - Número 19 - Año 2012
Revista Colombiana de
Tecnologías de Avanzada

Recibido: 28 de enero de 2011
Aceptado: 16 de marzo de 2011

COMPARATIVE ANALYSIS OF HARMONIC DISTORTION IN POWER
INVERTERS
ANÁLISIS COMPARATIVO DE LA DISTORSIÓN ARMÓNICA EN
INVERSORES DE POTENCIA

MSc. Jorge Luis Díaz Rodríguez, Ing. Luis David Pabón Fernández
PhD. Ivaldo Torres Chávez
Universidadde Pamplona
Ciudadela Universitaria. Pamplona. Tel.: 57-7-5685303, Fax: 57-7-5685303 Ext. 156
E-mail: jdiazcu@gmail.edu.co, davidpabon@hotmail.es, ivaldot@gmail.com

Abstract: This paper compares the harmonic distortion contained in the wave of voltage
and current generated by full bridge inverters. The theoretical description explains the
full-bridge inverter topology and multilevel inverterstopologies, giving greater emphasis
to the last two configurations and based on results of simulations performed in Matlab® to
present a comparison of the harmonic content and quality of power obtained. Particularly
to verify the advantages of using multilevel power inverters in applications where you
need to convert CD into a high quality AC power.
Keywords: Power inverters, harmonics, FFT, harmonicdistortion, THD.
Resumen: En este artículo se compara la distorsión armónica contenida en la onda de
tensión y corriente generada por inversores tipo puente. La descripción teórica expone el
inversor tipo puente completo unipolar y dos topologías de inversores multinivel; dando
mayor énfasis a las dos últimas configuraciones y apoyándose en resultados de
simulaciones realizadas en Matlab® parapresentar una comparación de los contenidos
armónicos y de la calidad de potencia obtenida. Todo con el fin verificar las ventajas del
uso de inversores de potencia multinivel en aplicaciones en donde se necesite convertir
CD en CA con una alta calidad de energía.
Palabras clave: Inversores de potencia, armónicos, Transformada Rápida de Fourier
(FFT), distorsión armónica, THD.

Esto significa queexiste contaminación producto
del alto contenido de distorsión armónica total
(THD), rizado en la corriente y ruido que puede a
llegar a afectar severamente la calidad de la energía
entregada.

1. INTRODUCCIÓN
La naturaleza del proceso de conversión de energía
en los sistemas eléctricos de potencia actuales en
algunas ocasiones obliga a la utilización de un
bloque inversor de potencia, esteconvertidor por lo
general se basa en la utilización de la técnica de
modulación PWM (Pulse Width Modulation), el
cual no entrega ondas sinusoidales puras debido a
los armónicos que producen las altas frecuencias de
conmutación de los semiconductores. Así, voltajes
y corrientes no son los deseados.

Universidad de Pamplona
I. I. D. T. A.

Aunque se habla de inversores de onda sinusoidal
pura, usualmente enel mejor de los casos presenta
contenidos armónicos cercanos al 5%, porcentaje
que aunque es bajo y admisible por la normativa
existente [1, 2], hace que pueda ser mejorada.
Motivación para hacer un estudio comparativo de
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ISSN: 1692-7257 - Volumen 1 - Número 19 - Año 2012
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Tecnologías de Avanzada

los contenidos armónicos de las topologías de uso
común con otras modernasque pueden resultar más
adecuadas.

3. INVERSOR TIPO PUENTE
En la fig. 1 se presenta un inversor tipo puente. Su
disposición consta de cuatro interruptores,
colocados en dos ramas que se alimentan de una
única fuente de CD, donde la carga es conectada en
los puntos medios de las dos ramas, la activación
de los interruptores de potencia hace que la
polaridad del voltaje se pueda invertir [4, 5,6].

2. DISTORSIÓN ARMÓNICA
La normativa existente, define y recoge diferentes
parámetros asociados a la distorsión armónica,
entre los cuales se pueden mencionar [1, 2, 3]:
Valor eficaz (RMS): Se define como la raíz
cuadrada de la media de la suma de los cuadrados
de los valores eficaces durante un período:
I RMS =

∑

n

2
h =1 h ( RMS )

I

Donde:
IRMS
Ih (RMS)

,

VRMS =

∑

n

Vh2( RMS )

h...