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CAPITULO 4. Inversores para control de velocidad de motores de
inducción mediante relación v/f.

4.1 Introducción.
La frecuencia de salida de un inversor estático está determinada por la velocidad de
conmutación on-off de los dispositivos semiconductores que lo conforman, por lo que se
tiene una salida de frecuencia ajustable intrínseca a esta característica. Sin embargo,
normalmente lasalida del inversor resulta en una onda no senoidal de voltaje y corriente
que puede afectar severamente el funcionamiento del motor. El filtrado de los armónicos no
es factible cuando la frecuencia de salida varía en un rango amplio y la generación de ondas
de ac con bajo contenido armónico es importante [1].
El inversor debe recibir la entrada de dc desde una batería pero en la mayoría de lasaplicaciones industriales se encuentra alimentado por un rectificador, ya sea de diodos o de
tiristores [1].
Los inversores pueden clasificarse según estén alimentados por una fuente de
voltaje (VSI) o de corriente (CSI). Los primeros están alimentados por una fuente de dc de
baja impedancia como puede ser una batería o un rectificador, en el que a la salida tendrá
un filtro LC. El filtrocapacitivo en paralelo con las terminales del inversor mantiene un
voltaje de dc constante. Por lo tanto, este inversor es una fuente de voltaje de frecuencia
ajustable en donde la salida de voltaje es esencialmente independiente de la corriente de
carga [1].
Por otro lado, el inversor de corriente está alimentado por una corriente controlada
desde una fuente de dc de alta impedancia.Típicamente un rectificador de tiristores

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controlados por fase alimenta este inversor con una corriente regulada a través de un
inductor en serie; por lo tanto, la corriente de carga es controlada y el voltaje de salida del
inversor es dependiente de la impedancia de la carga [1].
A continuación se incluirán los puentes inversores monofásico y trifásico
modulados por PWM, siendo éstos del tipofuente de voltaje, ya que son los que nos serán
de utilidad para obtener la relación voltaje/frecuencia variable para controlar la velocidad
de un motor de inducción [1].

4.2 Puente inversor monofásico modulado por PWM.
Un puente inversor monofásico (figura 4.1) entrega como salida de voltaje una onda
cuadrada de amplitud Vd mediante la conmutación de los transistores en pares diagonales;sin embargo, si se introduce un desplazamiento de fase de 120° entre la conmutación de
cada rama como se muestra en la figura 4.2, el voltaje de salida VAB (igual a VA0-VB0) es
una onda casi cuadrada con intervalos de cero voltaje de 120° de duración en cada medio
ciclo [1].
Estos intervalos corresponden a las veces en que las terminales A y B están
conectadas simultáneamente al suministrode dc y la corriente de carga circula a través del
transistor y el diodo de marcha libre [1].

Figura 4.1 Puente inversor monofásico [1].

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Figura 4.2 Ondas de salida para el puente inversor monofásico [1].

La importancia de esta técnica es que el voltaje fundamental de salida puede
variarse desde el valor máximo hasta cero mediante el avance de los ángulos de conducción
de TR3 yTR4 desde cero hasta 180°. Este método general de control de voltaje es llamado
Modulación por anchura de pulsos (PWM) y esta técnica en particular se denomina
modulación de anchura de un pulso por semiperiodo [1].
En general, el proceso de PWM modifica el contenido armónico del voltaje de
salida y puede usarse para minimizar efectos armónicos indeseables en la carga [1].

4.3 PWM cuadrado ypuente inversor trifásico.
Una forma alternativa de PWM, conocida como modulación en anchura de varios
pulsos por semiperiodo o PWM de onda cuadrada, implica obtener una serie de pulsos de
igual anchura en cada medio ciclo, como se puede ver en la figura 4.3. Esto se lleva a cabo

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conmutando la mitad del puente a la frecuencia fundamental requerida y la otra mitad a un
múltiplo de...