Variador trifacico

Diseño Didáctico de Convertidores CD-CA (b): Inversor Trifásico.
Miguel Medellín Reyes, Armando Rodríguez Almendarez y Daniel U. Campos-Delgado, Member, IEEE.
interruptores controlables. Ahora, la idea detrás de SPWM es generar el patrón de conmutación para los 6 elementos de potencia que integran el puente trifásico del inversor con el fin de producir una salida de voltaje balanceada. Estepatrón 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 cada una de las fases de diseño y finalizando con la implementación experimental del circuito de control y de potencia. El diseñofinal 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 los puntos a tratar en este artículo se detallan a continuación. La Sección 2 introduce la etapa de diseño del circuito de generaciónSPWM. 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 finales en la Sección 6. II. CIRCUITO DE GENERACIÓN SPWM A. Bases del Esquema SPWM En la técnica de conmutación SPWM la amplitud de la señalde salida se controla a través del índice de modulación M:

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 un voltaje 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 un conocimiento 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 tenido mucho 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 una alimentación 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 control en inversores trifásicos: modulación de 120º, modulación de 180º, modulación constante de ancho de pulso y modulación senoidal de anchode pulso (SPWM) [1]. El circuito de potencia en un inversor trifásico consta de 6

M =

Am Ap

(1)

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 Facultad de Ciencias (UASLP), Av. Salvador Nava s/n, Zona Universitaria, C.P. 78290, San Luis Potosí, S.L.P., México. Miguel...