Convertidores CC-CA: inversores

1
Índice
Inversores PWM

• Introducción
• Generalidades sobre modulación
• Inversores monofásicos
• Medio puente
• Puente completo
• Control bipolar
• Control unipolar
• Inversor trifásico PWM

2
Índice
Lección 2 Inversores PWM

• Introducción
• Generalidades sobre modulación
• Inversores monofásicos
• Medio puente
• Puente completo
• Control bipolar
• Control unipolar
• Inversor trifásico PWM

3
Generalidades
Generalidades sobre modulación
VD
4
Generalidades
Generalidades sobre modulación
VD
VD
5
Generalidades
Generalidades sobre modulación
VD
VD
T
6
Generalidades
Generalidades sobre modulación
VD
VD
T
7
Generalidades
Generalidades sobre modulación
VD
VD
T
T
8
Generalidades
Generalidades sobre modulación
VD
VD
T
T
9
Generalidades
Generalidades sobre modulación
VD
VD
T
T
T
10
Generalidades
Generalidades sobre modulación
VD
VD
T
T
T
11
Generalidades
Generalidades sobre modulación
VD
VD
T
T
T
T
12
Generalidades
Generalidades sobre modulación
VD
VD
T
T
T
T
13
Generalidades
Generalidades sobre modulación
VD
VD
T
T
T
T
T
VR media
VD
tiempo
14
Generalidades
Generalidades sobre modulación
Pueden obtenerse señales senoidales?
VD
Valores medios muy aproximados
15
Generalidades
Generalidades sobre modulación
Modulación senoidal-triangular
Cuál cerramos?
T
A
V
/2
D
D

A
A
0
T
A -
V
/2
D

D
A -
16
Generalidades
Generalidades sobre modulación
Modulación continua-triangular
VControl
T
A
V
/2
t
D

D
A
A
0
VA0
VD/2
V
/2
D

D
A -
-VD/2
17
Generalidades
Generalidades sobre modulación
Modulación continua-triangular
VControl
T
A
V
/2
t
D

D
A
A
0
VA0
VD/2
V
/2
D

D
A -
-VD/2
El valor medio de la tensión es nulo
18
Generalidades
Generalidades sobre modulación
Modulación continua-triangular
VControl
T
A
V
/2
t
D

D
A
A
0
VA0
VD/2
V
/2
D

D
A -
-VD/2
El valor medio de la tensión es negativo
19
Generalidades
Generalidades sobre modulación
ltVA0gtTt función de VControl VTriangular VD
VPT
VC
T2TT/2-2T1
T1
T2
T1
TT/2
TT
VD/2
VA0
-VD/2
20
Generalidades
Generalidades sobre modulación
Modulación senoidal-triangular
21
Generalidades
Generalidades sobre modulación
Modulación senoidal-triangular
Vcontrol
Vtriangular
22
Generalidades
Generalidades sobre modulación
Índice de modulación en amplitud (ma)
VPT
VPC
malt1, Sistemas modulados
23
Generalidades
Generalidades sobre modulación
Índice de modulación en amplitud (ma)
VPT
VPC
malt1, Sistemas modulados
magt1, Sistemas sobremodulados
Las ecuaciones deducidas no son válidas para los
sistemas sobremodulados
24
Generalidades
Generalidades sobre modulación
Índice de modulación en frecuencia (mf)
ft
mfgt21, inversores muy modulados
mf
fc
25
Generalidades
Generalidades sobre modulación
Índice de modulación en frecuencia (mf)
ft
mfgt21, inversores muy modulados
mf
fc
mflt21, inversores poco modulados
Deben tomarse algunas precauciones al seleccionar
la frecuencia de conmutación en los inversores
poco modulados
26
Generalidades
Generalidades sobre modulación
Consideraciones
VA0

• Pendientes opuestas

Simetría impargtgtgtSólo tiene términos seno impares
27
Generalidades
Generalidades sobre modulación
Consideraciones. Pendientes opuestas
ma0,8 y mf5
Menor contenido armónico a baja frecuencia.
Importante para mflt9
28
Índice
Lección 2 Inversores PWM

• Introducción
• Generalidades sobre modulación
• Inversores monofásicos
• Medio puente
• Puente completo
• Control bipolar
• Control unipolar
• Inversor trifásico PWM

29
Inversores monofásicos
Medio puente
VD100V
Frecuencia50Hz
ma0,8
mf15
ft750Hz

-
30
Inversores monofásicos
Medio puente
VD100V
Frecuencia50Hz
ma0,8
mf15
ft750Hz

-
Se encuentran en las proximidades de los
múltiplos de mf.
31
Inversores monofásicos
Medio puente
Tabla de contenido armónico mf gt9 e impar
ma h 0,2 0,4 0,6 0,8 1
1 0,2 0,4 0,6 0,8 1 Fundamental
32
Inversores monofásicos
Medio puente
Sobremodulación magt1
Los efectos aparecen en el contenido armónico
33
Inversores monofásicos
Medio puente
Sobremodulación magt1
4/p
1

• Ecuaciones deducidas válidas
• Relación lineal entre ma y la fundamental
• El valor de la fundamental limitado a VD/2

• Ecuaciones deducidas no son válidas
• Relación no lineal entre ma y la fundamental
• El valor de la fundamental limitado a 2VD/p

La señal cuadrada puede interpretarse como un
caso extremo de sobremodulación
ma
1
3,24
34
Índice
Lección 2 Inversores PWM

• Introducción
• Generalidades sobre modulación
• Inversores monofásicos
• Medio puente
• Puente completo
• Control bipolar
• Control unipolar
• Inversor trifásico PWM

35
Inversores monofásicos
Puente completo
Control bipolar
T
T
V
/2
A
B
D

VD
A
VAB
0
B
T
T
V
/2
A -
B -
D

36
Inversores monofásicos
Puente completo
Control bipolar
TA y TB- se cierran a la vez
T
T
V
/2
A
B
D

VD
A
VAB
0
B
T
T
V
/2
A -
VD
B -
D

-VD
37
Inversores monofásicos
Puente completo
Control bipolar
TA y TB- se cierran a la vez
T
T
V
/2
TA- y TB se cierran a la vez
A
B
D

VD
A
VAB
0
B
T
T
V
/2
A -
VD
B -
D

-VD
38
Inversores monofásicos
Puente completo
Tensión VAB (Control bipolar)


-
-
-

39
Inversores monofásicos
Puente completo
Tensión VAB (Control bipolar)
Señales de control ma y mf
Todos los resultados obtenidos para el medio
puente son aplicables cambiando VD/2 por VD
No se ha mejorado el contenido armónico
40
Inversores monofásicos
Puente completo
Funcionamiento con control unipolar

• No necesita dos fuentes de continua
• Una sola señal de control

• No necesita dos fuentes de continua
• Dos señales de control
• Mejora el contenido armónico

41
Inversores monofásicos
Puente completo
Funcionamiento con control unipolar secuencia de
disparo
VD/2
VA0
-VD/2
VB0
VD
VAB
-VD
tiempo
42
Inversores monofásicos
Puente completo
Funcionamiento con control unipolar contenido
armónico
43
Inversores monofásicos
Puente completo
Medio puente o puente completo con control
bipolar tabla de contenido armónico mf gt9 e
impar
ma h 0,2 0,4 0,6 0,8 1
1 0,2 0,4 0,6 0,8 1 Fundamental
44
Índice
Inversores PWM

• Introducción
• Generalidades sobre modulación
• Inversores monofásicos
• Medio puente
• Puente completo
• Control bipolar
• Control unipolar
• Inversor trifásico PWM

45
Inversor trifásico PWM
Inversores trifásicos
46
Inversor trifásico PWM
Inversores trifásicos
47
Inversor trifásico PWM
Puente trifásico con modulación PWM
Neutro (si fuera necesario)
48
Inversor trifásico PWM
Puente trifásico con modulación PWM
Tensión entre fases
Señales de control desfasadas 120º FB120º
49
Inversor trifásico PWM
Puente trifásico con modulación PWM
Contenido armónico
Empleando mf múltiplo de 3 se obtienen señales
idénticas desfasadas 120º en cada semipuente.
Como resultado los armónicos múltiplos de 3 son
eliminados
(V
)
AB
n
(
)
V
V
AB
3
D
1
m


1
a
V
2
D
0.8
m
0,8
a
0.6
m
15
f
0.4
0.2
0
15
30
33
27
Armónicos
Contenido armónico de un semipuete
Contenido armónico de la tensión entre fases
50
Inversor trifásico PWM
Puente trifásico con modulación PWM
Contenido armónico de la tensión entre fases
ma h 0,2 0,4 0,6 0,8 1
1 0,122 0,245 0,367 0,490 0,612 Fundamental
mf ?2 0,010 0,037 0,080 0,135 0,195 mf?4 0,005
0,011 2mf?1 0,116 0,200 0,227 0,192 0,111 2mf?5
0,008 0,020 3mf?2 0,027 0,085 0,124 0,108 0,038
3mf?4 0,007 0,029 0,064 0,096 4mf?1 0,100 0,096 0
,005 0,064 0,042 4mf?5 0,021 0,051 0,073 4mf?7
0,010 0,030
mf múltiplo de 3, impar y mayor que 9