inversiÓn dc ac

5/11/2018 INVERSI N DC AC - slidepdf.com

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República Bolivariana de Venezuela

Ministerio Del Poder Popular Para La Educación Superior

Instituto Universitario Politécnico “Santiago Mariño”

Escuelas de Ingeniería en Electrónica y Eléctrica

Extensión Maturín

ELECTRÓNICA DE POTENCIA I(INVERSIÓN CORRIENTE DIRECTA O CONTÍNUA (DC) A CORRIENTE

ALTERNA (/AC)

Profesor:

Ing. José SalazarAsignatura: Electrónica de Potencia I

Maturín, Septiembre 2011.

Realizado por:

Marieliennys Gutiérrez.C.I: 17.091.926

ELECTRÓNICA

Sección “D” Turno: Tarde

1



INDICE GENERAL

PORTADA

INTRODUCCIÓN

CONTENIDO PÁG

CONTENIDO PÁG .....2CONVERTIDOR DE POTENCIA ...................................................................................4INVERSIÓN CORRIENTE DIRECTA O CONTÍNUA (DC) A CORRIENTEALTERNA (/AC) ..............................................................................................................5

CORRIENTE DIRECTA O CONTINUA (DC) ...........................................................5CORRIENTE ALTERNA (AC) ....................................................................................6

INVERSORES ...................................................................................................................8USOS .............................................................................................................................9FORMA DE LA ONDA ................................................................................................ 9

TIPOS DE INVERSORES DE CORRIENTE DIRECTA O CONTINUA (DC) ACORRIENTE ALTERNA (AC) ........................................................................................9

CONVERTIDOR EN PUENTE DE ONDA COMPLETA ..........................................9PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO .......................................................................... 12EL INVERSOR DE ONDA CUADRADA .....................................................................16TENSIÓN DE SALIDA CON FORMA DE ONDA CUADRADA Y FORMA DEONDA DE LA CORRIENTE EN RÉGIMEN PERMANENTE PARA UNA CARGA“R – L” .............................................................................................................................19EL INVERSOR EN MEDIO PUENTE ...........................................................................21INVERSORES TRIFÁSICOS .........................................................................................22

INVERSOR DE SEIS PASOS .................................................................................... 22INVERSOR TRIFÁSICO PWM ..................................................................................... 23

INDICE DE FIGURAS

Nº CONTENIDO PÁG

Bloques que conforman el circuito electrónico de un Convertidor de 12VDC a 120VAC

automático (UPS)……………………………………..…………………………………………...………..5

2



Figura 1 Representación de la tensión en Corriente Directa (DC)

………………………………...6

Figura 2a Onda Sinusoidal de la Corriente Alterna (AC)…………………………………………..7

Figura 2b Onda Sinusoidal de Corriente Alterna (AC) en función de la frecuencia………………8Figura 3a Puente Convertidor de Onda Completa………………………………………………….8

Figura 3b Interruptores S1 y S2 Cerrados…………………………………………………...…….10

Figura 3c Interruptores S3 y S4 Cerrados………………………………………….…………...…10

Figura 3d Interruptores S1 y S3 Cerrados…………………………………………………………10

Figura 3e Interruptores S2 y S4 Cerrados……………………………..………………………..…11

Esquema de un inversor monofásico……………………………..…………..…11

Topología de los interruptores para obtener tensión positiva en la carga………………12

Topología de los interruptores para obtener tensión cero en la carga…………………...13

Tensión en la carga para un inversor monofásico en operación de 2 estados…………..14

Tensión en la carga para un inversor monofásico en operación de 3 estados…………...15

Eliminación de armónicos………………….…………………………………………….16

Figura 4 Tensión de salida con forma de onda cuadrada y forma de onda de la corriente en régimen

permanente para una carga “R – L………………………………………………………………………...19

Figura 5 Puente Inversor de Onda Completa utilizando transistores BJT……………..…………20

Figura 6 Corriente en régimen permanente en una carga “R – L”……………………….……… 21

Figura 7 Inversor en Medio Puente con dispositivos IGBT…………...…………………………21

Figura 8 Inversor Trifásico……………….………………………………………………………22

Figura 9 Esquema de conmutación para salida de seis pulsos……………………………..……22

Figura10 Tensiones línea-neutro para una carga conectada en estrella sin toma de

tierra……………………………………………………………………………….………………………23

INTRODUCCIÓN

Muchos aparatos eléctricos necesitan, para funcionar, corriente

continua, en particular los que llevan o poseen electrónica, tales como equipos

3



audiovisuales, ordenadores, entre otros; para ellos se utilizan fuentes de alimentación

que rectifican y convierten la tensión a una adecuada.

Este proceso de rectificación, se realizaba antiguamente mediante dispositivos

llamados rectificadores, basados en el empleo de tubos de vacío y actualmente, de

forma casi general incluso en usos de alta potencia,

mediante diodos semiconductores o tiristores

La función de un inversor o convertidor de corriente directa a corriente alterna,

es precisamente esa, convertir la corriente directa de una batería (acumulador)

en corriente alterna, en tal sentido – para su estudio y comprensión – es necesario

poseer conocimiento acerca de la terminología científica utilizada para la identificación

y caracterización de los diversos tipos de Inversores de Corriente Directa o Continua

(DC) a Corriente Alterna (AC).

En este trabajo se realiza un estudio de los Inversores que generan una salida de

Corriente Alterna (AC) a partir de una entrada de corriente Directa o Continua (DC).

Tal como ocurre, por ejemplo, en un UPS (Ininterrumpible Power Supply) o (SistemaDe Alimentación Ininterrumpida), los cuales son utilizados generalmente por las

computadoras cuando hay cortes de energía eléctrica continua entran en

funcionamiento, manteniendo con energía eléctrica por un determinado tiempo la

computadora o cualquier otro equipo conectado al UPS.

CONVERTIDOR DE POTENCIA

4

http://es.wikipedia.org/wiki/Rectificador

http://es.wikipedia.org/wiki/V%C3%A1lvula_termoi%C3%B3nica

http://es.wikipedia.org/wiki/Diodo

http://es.wikipedia.org/wiki/Semiconductor

http://es.wikipedia.org/wiki/Tiristor

http://es.wikipedia.org/wiki/Rectificador

http://es.wikipedia.org/wiki/V%C3%A1lvula_termoi%C3%B3nica

http://es.wikipedia.org/wiki/Diodo

http://es.wikipedia.org/wiki/Semiconductor

http://es.wikipedia.org/wiki/Tiristor



La conversión de potencia es el proceso de convertir una forma de energía en

otra, esto puede incluir procesos electromecánicos o electroquímicos.

En electricidad y electrónica los tipos más habituales de conversión son:

• DC a DC.

• AC a DC (en fuentes de alimentación).

• Rectificadores

• Fuentes de alimentación conmutadas

• DC a AC (inversores).

• AC a AC

• Transformadores/autotransformadores

• Convertidores de tensión a corriente y viceversa.

INVERSIÓN CORRIENTE DIRECTA O CONTÍNUA (DC) A CORRIENTEALTERNA (/AC)

Bloques que conforman el circuito electrónico de un Convertidor de 12VDC a 120VAC

automático (UPS).

CORRIENTE DIRECTA O CONTINUA (DC)

5



La Corriente Directa (DC) es el flujo continuo de electrones a través de

un conductor entre dos puntos de distinto potencial. A diferencia de la corriente

alterna (AC), en la corriente continua las cargas eléctricas circulan siempre en la misma

dirección (es decir, los terminales de mayor y de menor potencial son siempre los

mismos).

Aunque comúnmente se identifica la Corriente Directa o Continua (DC) con la

corriente constante (por ejemplo la suministrada por una batería); se dice que es

continua toda corriente que mantenga siempre la misma polaridad; tal como se

representa en la Figura 1.

Figura 1.

CORRIENTE ALTERNA (AC)

Se denomina Corriente Alterna (AC) a la corriente eléctrica en la que la

magnitud y dirección varían cíclicamente. La forma de onda de la corriente alterna más

comúnmente utilizada es la de una onda sinusoidal , (Figura 2a. y 2b.), puesto que se

consigue una trasmisión más eficiente de la energía. Sin embargo en ciertas

aplicaciones, se utilizan otras formas de onda periódica, tales como la triangular y la

cuadrada.

La Corriente Alterna (AC) se refiere a la forma en la cual la electricidad llega a

los hogares y a las empresas. Sin embargo, las señales de audio y de radio transmitidas

por los cables eléctricos, son también ejemplos de corriente alterna. En estos usos, el

fin más importante suele ser la transmisión y recuperación de la información codificada

(modulada) sobre la señal de la Corriente Alterna (AC).

6

Vo

+

t

Representación de la tensión en

Corriente Directa (DC)

http://es.wikipedia.org/wiki/Electrones

http://es.wikipedia.org/wiki/Conductor_el%C3%A9ctrico

http://es.wikipedia.org/wiki/Potencial_el%C3%A9ctrico

http://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_alterna


http://es.wikipedia.org/wiki/Carga_el%C3%A9ctrica

http://es.wikipedia.org/wiki/Polaridad

http://es.wikipedia.org/wiki/Electrones

http://es.wikipedia.org/wiki/Conductor_el%C3%A9ctrico

http://es.wikipedia.org/wiki/Potencial_el%C3%A9ctrico



http://es.wikipedia.org/wiki/Carga_el%C3%A9ctrica

http://es.wikipedia.org/wiki/Polaridad



Figura 2a.

Una onda sinusoidal se puede expresar matemáticamente según sus parámetroscaracterísticos, como una función del tiempo mediante la siguiente ecuación (Ec.1):

(Ec.1)

Donde,

A0, es la magnitud de la corriente en Voltios o Amperios.

ω, la pulsación o velocidad angular expresada en radianes/segundos.

t, el tiempo (o período) expresado en segundosβ, el ángulo de fase inicial expresado en radianes.

La fórmula anterior también se puede expresar en función de la frecuencia,

mediante la siguiente expresión:

(Ec. 2)

En la cual,

f, es la frecuencia (expresada en Hertz), y es equivalente al inverso del período f = 1/t.Los valores más empleados en la distribución de frecuencia son 50 Hz y 60 Hz.

7



Figura 2b.

INVERSORES

Los inversores son circuitos que convierten la Corriente Directa o Continua(DC) en Corriente Alterna (AC); es decir, los inversores transfieren potencia desde una

fuente de corriente continua a una carga de corriente alterna.

Los inversores, son circuitos que tienen como finalidad suministrar tensión o

corriente alterna, variable en magnitud y frecuencia a partir de una fuente de corriente

continua. Los rectificadores controlados en algunos casos y dependiendo del ángulo de

disparo pueden trabajar como inversores.

Las principales aplicaciones de los inversores son el control de velocidad y

posición de los máquinas de corriente alterna, la fabricación de fuentes ininterrumpidas

de potencia (UPS) para cargas críticas y dispositivos de corriente alterna que funciones

a partir de una batería como los vehículos eléctricos.

8



USOS

Los inversores se utilizan en aplicaciones tales como motores de alterna de

velocidad ajustable, sistemas de alimentación ininterrumpida (SAI) y dispositivos de

corriente alterna que funcionen a partir de una batería móvil.

FORMA DE LA ONDA

La forma de onda de la corriente en la carga, depende de los componentes de la

carga. En tal sentido, en una carga resistiva la forma de onda de la corriente se

corresponde con la forma de la tensión de salida; mientras que una carga inductiva -

debido a las propiedades de filtrado de las inductancias - tendrá una corriente con más

calidad sinusoidal que la tensión.

De tal manera que, la carga inductiva requiere ciertas consideraciones, al

momento de diseñar los interruptores en el circuito en puente de onda completa,

debido a que las corrientes de los interruptores deben ser bidireccionales.

TIPOS DE INVERSORES DE CORRIENTE DIRECTA O CONTINUA (DC) A

CORRIENTE ALTERNA (AC)

CONVERTIDOR EN PUENTE DE ONDA COMPLETA

Los convertidores en puente de onda completa, pueden funcionar como

inversores en algunos casos, pero en esos casos debe preexistir una fuente de corriente

alterna. En otras aplicaciones, el objetivo es crear una tensión alterna cuando sólo hay

disponible una fuente de tensión continua.

9



El convertidor en puente de onda completa (Figura 3), es el circuito básico

que se utiliza para convertir Corriente Directa o Continua (DC) en Corriente

Alterna (AC); a partir de una entrada de continua se obtiene una salida de alterna

cerrando y abriendo interruptores en una determinada secuencia.

La tensión de salida (νo) puede ser positiva (+νcc), negativa (-νcc) ó cero (0),

dependiendo de qué interruptores están cerrados.

Circuitos equivalentes de las combinaciones de interruptores

INTERRUPORES

CERRADOS

TENSIÓN DE

SALIDA(νo)S1 y S2 +νccS3 y S4 -νccS1 y S3 0S2 y S4 0

Figuras 3 (a,b,c,d,e)

10



En las figuras anteriores se observa que los interruptores “S1” y “S4” no deben

permanecer cerrados al mismo tiempo, así como tampoco los interruptores “S2” y

“S3”, ya que se produciría un cortocircuito en la fuente de tensión continúa.

Los interruptores reales no se abren y cierran instantáneamente; por lo que, al

diseñar el control de los interruptores, se debe tener en cuenta los tiempos de transición

de la conmutación; pues el solapamiento de los tiempos de conducción de los

interruptores produciría un cortocircuito en la fuente de tensión continua, denominado

“fallo de solapamiento” (shoot-throught fault), mientras que el tiempo permitido para la

conmutación se denomina “tiempo muerto” (blanking time).

El esquema de conmutación mas sencillo del convertidor en puente de onda

completa, genera una tensión de salida en forma de onda cuadrada. En este caso, los

interruptores conectan la carga a una tensión de salida positiva (+νcc) cuando los

interruptores “S1” y “S2” están cerrados y a una tensión de salida negativa (-νcc)

cuando los interruptores “S3” y “S4” están cerrados.

La conmutación periódica de la tensión de la carga entre (+νcc) y (-νcc), genera

en la carga una tensión con forma de onda cuadrada; la cual, aún cuando no es de

forma sinusoidal, puede ser una onda de corriente alterna adecuada para algunas

aplicaciones.

11



PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

En la figura 13.1, se presenta el esquema de un inversor monofásico. Esteconvertidor está conformado por cuatro interruptores bidireccionales de corriente. La

operación sincronizada de los interruptores Sw1;2;3;4 permite aplicar sobre la carga

tensiones positivas (+VDC), negativas (-VDC) y cero (0).

Para obtener tensión positiva (+VDC) en la carga, es necesario cerrar los

interruptores Sw1 y Sw3, mientras que Sw2 y Sw4 permanecen abiertos. En la figura

13.2 se presenta la topología del convertidor para esta secuencia de operación de losinterruptores.

Para obtener tensión negativa (-VDC) en la carga, es necesario cerrar los

interruptores Sw2 y Sw4, mientras que Sw1 y Sw3 permanecen abiertos. En la figura

13.3 se presenta la topología del convertidor para esta secuencia de operación de los

interruptores.

12



Para obtener tensión cero (0) en la carga, es necesario cerrar los interruptores

Sw2 y Sw1 o Sw3 ySw4 mientras que los demás permanecen abiertos. Generalmente se

alterna las dos secuencias de disparo, de forma simétrica, para obtener tensión cero en la

carga con la finalidad que todas las componentes manejen los mismos niveles de

pérdidas. En la figura 13.4 se presenta la topología del convertidor para esta secuencia

de operación de los interruptores.

Controlando el tiempo que el convertidor permanece en cada uno de los estados

de la tabla 13.1, se puede controlar la frecuencia y magnitud efectiva de la tensión o

corriente sobre la carga. Los puentes inversores pueden trabajar con carga pasiva o

activa alterna.

En la figura 13.5, se presenta la forma de onda de tensión sobre la carga para una

operación simétrica del inversor en dos estados (+VDC, -VDC). Controlado el tiempo

de conmutación de los interruptores (T=2), se puede modificar la frecuencia de la onda

de tensión de salida. La tensión efectiva sobre la carga se puede calcular en este caso

como:

13



Para modificar el valor efectivo de la onda de salida del inversor, es necesario

modular el valor de la fuente DC en cada semiciclo de la onda de alterna de forma

simétrica. Esta modulación se puede realizar de forma análoga a la operación de los

controladores DC - DC (chopper) en donde durante el tiempo de conducción de las

componentes se realizaban cortocircuitos en la carga a fin de disminuir el valor de latensión media sobre esta. A este tipo de operación se le conoce como control por tres

estados (+VDC, -VDC, 0). Otra posibilidad de reducir el valor medio de la fuente DC,

durante el semiciclo de operación de la onda alterna es invertir el valor de la fuente

durante un instante de tiempo, a esta operación se le conoce como control por dos

estados (+VDC, -VDC). En la figura 13.6, se presenta la forma de onda de tensión sobre

la carga para un inversor con control de 3 estados. Para este caso la tensión efectiva

sobre la carga en función del ancho del pulso a, es:

14



La tensión de salida del inversor de la figura (13.6), aprovechado su simetría, se

puede expresar en series de Fourier como:

La variación del valor de "x" permite modificar el valor efectivo de la señal de

salida, así como la amplitud de cada armónica de la onda. Por esta razón el contenido

armónico de la señal puede ser controlado con una escogencia adecuada del valor de

"x". Por ejemplo un valor de x = T=12, anula la tercera armónica de la señal y sus

múltiplos. En la figura 13.7, se presenta un ejemplo gráfico de la eliminación de las

terceras y quinta armónica en tres formas de ondas generadas por el inversor. Se puede

observar en la 13.7a y 13.7b como el área positiva y negativa en ambas gráficas se

compensan, ocasionando la anulación de la armónica respectiva. Por otro lado en la

13.7cse observa la forma de onda para la eliminación de la tercer y quinta armónica en

15



la figura 13.7d se evidencia que en el espectro armónico de la señal no hay presencia de

tercera ni quinta armónica.

EL INVERSOR DE ONDA CUADRADA

Para una carga serie “R – L” y una tensión de salida con forma de “onda

cuadrada”, suponemos que los interruptores “S1” y “S2” de la figura (a) se cierran ent = 0. La tensión de salida en la carga es positiva (+νcc), y la corriente comienza a

aumentar en la carga y en “S1” y “S2”.

La corriente se expresa como la suma de las respuestas natural y forzada,

mediante la siguiente ecuación (Ec 3).

(Ec. 3)

16



Donde;

“A" es una contante que se calcula a partir de la condición inicial y = L/R; en t

═T/2, “S1” y “S2” se abren y “S3” y “S4” se cierran; entonces la tensión en la carga

“R – L” pasa a ser negativa (-νcc) y la corriente tiene la forma, que se expresan en la

ecuación (Ec. 4):

(Ec. 4)

Donde la constante “B” se calcula a partir de la condición inicial.

Cuando se proporciona energía al circuito por primera vez y la corriente inicial

de la inductancia es cero (0), se forma un transitorio antes de que la corriente de la

carga alcance el régimen permanente.

En régimen permanente “io” es periódica y simétrica con respecto a cero (0).

Luego, haciendo que la condición inicial de la corriente - que se describe en la ecuación(3) - sea Imin, y que la condición inicial de la corriente que se describe en la Ecuación (4)

sea Imax , y calculando la corriente en t = 0, se tiene que:

ó sea,

(Ec. 5)

De igual manera para, para t ═T/2; se tiene que:

es decir,

(Ec. 6)

17



En régimen permanente, las formas de onda de la corriente descritas en las

Ecuaciones anteriores, se convierten en:

(Ec. 7)

Evaluando la primera parte de la ecuación anterior, en t ═T/2, se tiene que:

(Ec. 8)

y por simetría: Imin = - Imax

Luego, sustituyendo (- Imax) por ( Imin ) en la Ecuación anterior (Ec.7) y

despejando (Imax) se obtiene la siguiente ecuación (Ec.9).

(Ec. 9)

De tal manera que las ecuaciones (Ec.7) y (Ec.9) permiten describir la corriente

en una carga “R – L” en régimen permanente cuando se le aplica una tensión con

forma de onda cuadrada.

Mientras que en la siguiente figura (F. 4) se muestran las corrientes resultantes

en la carga, la fuente y los interruptores.

18



TENSIÓN DE SALIDA CON FORMA DE ONDA CUADRADA Y FORMA DE

ONDA DE LA CORRIENTE EN RÉGIMEN PERMANENTE PARA UNA

CARGA “R – L”

(Figura 4)

Por otra parte, la potencia absorbida por la carga se puede calcular mediante la

siguiente ecuación (Ec.8), simplificando la integración debido a la simetría de la onda y

porque el cuadrado de cada uno de los semiperíodos de la corriente es idéntico lo cual

permite evaluar solo la primera mitad del período

(Ec.8)

Así mismo, si los interruptores son ideales, la potencia (P) entregada por la fuente debe

ser la misma que la absorbida por la carga. La Potencia de una carga continua se

determina a través de la siguiente Ecuación (Ec.9).

Pcc = VccIs

. (Ec.9)

19



Las corrientes de los interruptores de la figura 4, también permiten observar que

los interruptores en el circuito en puente de onda completa deben ser capaces de

transportar tanto corrientes positivas como negativas para cargas “R – L”.

No obstante, los dispositivos electrónicos reales suelen conducir corriente sólo

en una dirección, por lo que esta dificultad se soluciona colocando “diodos de

realimentación” en paralelo con cada interruptor; lográndose que en el intérvalo de

tiempo en el que la corriente en el interruptor debe ser negativa, es el “diodo de

realimentación” el que permite el paso de la corriente.

Cuando la corriente en el interruptor es positiva, los diodos están polarizados en

inversa. En la figura (F.5) se muestra el inversor en puente de onda completa, con los

interruptores implementados, mediante transistores de unión bipolar con diodos de

realimentación.

(Figura 5)

Puente Inversor de Onda Completa utilizando transistores BJT

Las corrientes de transistor y de diodo para una tensión con forma de ondacuadrada y una carga “R – L”, se muestran en la figura 4 (F.4); donde los módulos

semiconductores de potencia suelen incluir diodos de realimentación junto a los

interruptores.

Así cuando los transistores Q1 y Q2 son apagados, en la figura 6 (F.6), la

corriente de la carga debe ser mantenida y se transferirá a los diodos (D3) y (D4),

haciendo que la tensión de salida sea negativa (-νcc) y poniendo en conducción el

20



encendido de conmutación “3” y “4” antes de que (Q3) y (Q4) sean encendidos; por lo

que hay que encender los transistores (Q3 y Q4) antes de que la corriente de la carga

disminuya hasta cero (0)

(Figura 6)

Corriente en régimen permanente en una carga “R – L”.

EL INVERSOR EN MEDIO PUENTE

En el Inversor de Medio Puente (Figura 7) el número de interruptores es de dos

(2) si se divide la tensión de la fuente continua en dos partes utilizando condensadores

y en donde cada uno de los condensadores deberá tener el mismo valor y tendrá en

bornas del mismo una tensión salida de la carga igual a (Vcc/2). De tal manera que

cuando se cierra “S1” la tensión en la carga es negativa (- Vcc/2) y cuando se cierra “S1”,

la tensión es positiva (+Vcc/2); de tal manera que se puede generar una salida con forma

de onda cuadrada o una salida bipolar con modulación de anchura de impulsos.(Figura 7)

Inversor en Medio Puente con dispositivos IGBT. La salida es (± Vcc/2)

21



Por otra parte la tensión en bornas de un interruptor abierto es el doble de la

tensión de la carga; es decir 2(Vcc/2) = Vcc ; y al igual que en el puente inversor de

onda completa, se requiere un tiempo muerto para los interruptores , con la finalidad de

prevenir un cort5ocircuito de la fuente, a la vez que se necesitan los diodos de

realimentación para garantizar una continuidad de la corriente para las cargas

inductivas.

INVERSORES TRIFÁSICOS

INVERSOR DE SEIS PASOS

En la figura 8 (F.8), se muestra un circuito que genera una salida de

corriente alterna (AC) a partir de una entrada de Corriente Directa o Continua (DC).

La aplicación principal de este circuito es el control de la velocidad de los motores

de inducción, donde se varía la frecuencia de salida, y los interruptores se abren y se

cierran, de acuerdo al esquema mostrado en la figura 9 (F.9)

(Figura 8) (Figura 9)

Inversor Trifásico Esquema de conmutación

para salida de seis pulsos

Cada interruptor tiene un ciclo de trabajo de 50% y la conmutación tiene lugar

cada intervalo de tiempo T/6, lo cual representa un intervalo angular de sesenta grados

(60º); es decir 360º/6 = 60º.

Los interruptores S1 y S4 se abren y se cierran de manera complementaria, así

como también los pares (S2 y S5) y (S3 y S6). Estos pares de interruptores no deben estar

cerrados al mismo tiempo, pues se produciría un cortocircuito en la fuente.

22



La carga trifásica conectada a esta tensión de salid puede estar conectada en

triangulo o en estrella, con neutro sin toma de tierra. Para una carga conectada en

estrella, la tensión de la carga en cada fase es la tensión de línea a neutro, tal como se

refleja en la figura 10 (F.10)

Figura 10

Tensiones línea-neutro para una carga conectada en estrella sin toma de tierra

Al circuito que posea el esquema de conmutación constituido por seis pulsos en

las formas de onda de salida para la tensión línea a neutro, que resultan de las seis

transiciones de conmutación por período, se le conoce con el nombre de inversor de

seis pasos.

INVERSOR TRIFÁSICO PWM

La conmutación PWM en el inversor trifásico es similar a la del inversor

monofásico, en donde cada interruptor se controla comparando una onda sinusoidal de

referencia con una onda portadora triangular.

Por lo demás, la frecuencia fundamental de salida es igual que la de la onda de

referencia, y la amplitud de salida está determinada por las amplitudes relativas de

las ondas de referencia y portadora; al igual que en el caso del inversor trifásico de

seis pasos, los interruptores se comportan como parejas (S1 , S4 ); (S2 , S5) y (S3 , S6) y

cuando uno de los interruptores de la pareja está cerrado, el otro está abierto.

23



A la vez que, cada pareja de interruptores requiere una onda sinusoidal de

referencia separada. Las tres (3) ondas sinusoidales de referencia están desfasadas 120º

con la finalidad de producir una salida trifásica equilibrada. El control de los

interruptores es el siguiente:

S1 conduce cuando VA > V tri

S2 conduce cuando VC > V tri

S3 conduce cuando VB > V tri

S4 conduce cuando VA < V tri

S5 conduce cuando VC < V tri

S6 conduce cuando VB < V tri

CONCLUSIONES

24



• Se pueden utilizar los convertidores en puente completo o en medio-puente para

conseguir una salida de corriente altera a partir de una entrada de corriente continua.

• Un esquema de conmutación simple, produce una tensión de salida con forma de

onda cuadrada.

• El inversor de seis pasos es el esquema de conmutación básico para generar una

salida alterna trifásica a partir de un generador de corriente continua.

• Una de las principales aplicaciones de los inversores trifásicos es el control de

velocidad de los motores de inducción.

• La modulación por anchura de impulso se puede utilizar tanto para los inversores

trifásicos como para los inversores monofásicos.

• Las ventajas de la conmutación PWM son las mismas que en el caso monofásico; es

decir, pocos requisitos de filtrado para la reducción de armónicos y el control de la

amplitud a la frecuencia fundamental.

• Los inversores, son circuitos que tienen como finalidad suministrar tensión o

corriente alterna, variable en magnitud y frecuencia a partir de una fuente de

corriente continua. Los rectificadores controlados en algunos casos y dependiendo

del ángulo de disparo pueden trabajar como inversores.

• Las principales aplicaciones de los inversores son el control de velocidad y posición

de las máquinas de corriente alterna, la fabricación de fuentes ininterrumpidas de

potencia (UPS) para cargas críticas y dispositivos de corriente alterna que funciones

a partir de una batería como los vehículos eléctricos.

25



REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

• Abraham I. Pressman (1997). Switching Power Supply Design. McGraw-Hill. ISBN

0-070-52236-7.

• Ned Mohan, Tore M. Undeland, William P. Robbins (2002). Power Electronics:

Converters, Applications, and Design. Wiley. ISBN 0-471-22693-9.

• Fang Lin Luo, Hong Ye, Muhammad H. Rashid (2005). Power Digital Power

Electronics and Applications. Elsevier. ISBN 0-120-88757-6.

• IEEE, IEEE Std 1159-1995 IEEE Recommended Practice for Monitoring ElectricPower Quality, vol. 14. IEEE Standards Coordinating Committee, 1995.

• N. Mohan and T. Undeland, Power electronics: converters, applications, and design.

Wiley-India, 2009.

• IEEE, IEEE 519-1992 Recommended practices and requirements for harmonic

control inelectrical power systems. IEEE Standards Coordinating Committee, 1992.

• E. Acha, Power electronic control in electrical systems. Newnes, 2002.

• J. Nan, T. Hou-Jun, B. Liang-Yu, G. Xin, and Y. Xiao-Liang, “Analysis and control

of two switches AC chopper voltage regulator,” WSEAS Transactions on Circuits

and Systems, vol. 9, no. 4, pp. 208–217, 2010.

• N. V. Nho and M. J. Youn, “Comprehensive study on space-vector-PWM and

carrier-based-PWM correlation in multilevel invertors,” in Electric Power

Applications, IEE Proceedings -,vol. 153, pp. 149–158, Jan. 2006.

• O. Lopez, J. Alvarez, J. Doval-Gandoy, F. D. Freijedo, A. Nogueiras, A. Lago, and

C. M. Peñalver, “Comparison of the fpga implementation of two multilevel space

26

http://es.wikipedia.org/wiki/Especial:FuentesDeLibros/0070522367










vector pwm algorithms,”IEEE Trans. On Ind. Electronics, vol. 55, pp. 1537 – 1547,

Apr. 2008.

• F. Z. Peng, “A generalized multilevel inverter topology with self voltagebalancing,”

in IndustryApplications Conference, 2000. Conference Record of the 2000 IEEE,

vol. 3, (Rome,Italy), pp. 2024–2031, 2000.

• H. Miranda, V. Cardenas, J. Perez, and C. Nuñez, “A hybrid multilevel inverter for

shunt active filter using space-vector control,” in PESC 2004, June 2004.

• P. Panagis, F. Stergiopoulos, P. Marabeas, and S. Manias, “Comparison of state of

the art multilevel inverters,” in IEEE-PESC 2008, pp. 4296–4301, June 1998.

• http://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_continua .

• http://www.electricasas.com/diferencias-entre-corriente-continua-y-corriente

alterna/.

• ENCICLOPEDIA ENCARTA 2009.

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http://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_continua

http://www.electricasas.com/diferencias-entre-corriente-continua-y-corriente%20alterna/


http://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_continua



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