Índice
Inversores PWM
Introducción
Generalidades sobre modulación
Inversores monofásicos
Medio puente
Puente completo
Control bipolar
Control unipolar
Inversor trifásico PWM
Generalidades sobre modulación:
Generalidades
VD
(Gp:) +
(Gp:) –
(Gp:) VR
T
T
T
T
T
tiempo
VR media
VD
VD
Generalidades sobre modulación:
Generalidades
VD
(Gp:) +
(Gp:) –
(Gp:) VR
(Gp:) tiempo
(Gp:) VD
Valores medios muy aproximados
¿Pueden obtenerse señales senoidales?
(Gp:) Sólo valores positivos
VD>VR>0
(Gp:) VR media
(Gp:) VD
(Gp:) 0
Generalidades sobre modulación:
Generalidades
Modulación senoidal-triangular
T
A +
T
A –
A
D
A+
D
A –
0
V
D
/2
V
D
/2
¿Cuál cerramos?
(Gp:) t
(Gp:) TA+ si VControl > VTriangular
(Gp:) TA- si VControl < VTriangular
Generalidades sobre modulación:
Modulación continua-triangular
T
A +
A
D
A+
D
A –
0
V
D
/2
V
D
/2
(Gp:) +
(Gp:) –
t
VControl
VA0
VD/2
-VD/2
(Gp:) +
(Gp:) +
(Gp:) +
(Gp:) –
(Gp:) –
(Gp:) –
(Gp:) El valor medio de la tensión es positivo
(Gp:) T
(Gp:) A –
Generalidades
Generalidades sobre modulación:
Modulación continua-triangular
T
A +
A
D
A+
D
A –
0
V
D
/2
V
D
/2
(Gp:) +
(Gp:) –
t
VControl
VA0
VD/2
-VD/2
El valor medio de la tensión es nulo
(Gp:) T
(Gp:) A –
(Gp:) +
(Gp:) +
(Gp:) –
(Gp:) –
(Gp:) –
Generalidades
Generalidades sobre modulación:
Modulación continua-triangular
T
A +
A
D
A+
D
A –
0
V
D
/2
V
D
/2
(Gp:) +
(Gp:) –
t
VControl
VA0
VD/2
-VD/2
El valor medio de la tensión es negativo
(Gp:) T
(Gp:) A –
(Gp:) –
(Gp:) –
(Gp:) –
(Gp:) +
(Gp:) +
(Gp:) +
Generalidades
Generalidades sobre modulación:
Generalidades
Tt función de VControl ; VTriangular ; VD
VD/2
-VD/2
VPT
VC
TT
TT/2
T2
T1
T1
VA0
(Gp:) T1=
(Gp:) VC
(Gp:) VPT
(Gp:) TT
(Gp:) 4
T2=TT/2-2T1
Generalidades sobre modulación:
Generalidades
Modulación senoidal-triangular
(Gp:) V
(Gp:) D
(Gp:) /2
(Gp:) –
(Gp:) V
(Gp:) D
(Gp:) /2
(Gp:) V
(Gp:) A0
(Gp:) T
(Gp:) T
(Gp:) /2
(Gp:) T1 T2 T3
(Gp:) T
(Gp:) T
(Gp:) V
(Gp:) C
(Gp:) V
(Gp:) PT
(Gp:) tiempo
(Gp:) tiempo
Generalidades sobre modulación:
Generalidades
(Gp:) V
(Gp:) D
(Gp:) /2
(Gp:) –
(Gp:) V
(Gp:) D
(Gp:) /2
(Gp:) V
(Gp:) A0
(Gp:) TT
Vcontrol
Vtriangular
Modulación senoidal-triangular
Generalidades sobre modulación:
Generalidades
|VPC|
|VPT|
ma21, inversores muy modulados
ft
fc
Índice de modulación en frecuencia (mf)
Generalidades sobre modulación:
Generalidades
mf=
mf21, inversores muy modulados
ft
fc
Índice de modulación en frecuencia (mf)
Deben tomarse algunas precauciones al seleccionar la frecuencia de conmutación en los inversores poco modulados
Generalidades sobre modulación:
Generalidades
Consideraciones
VA0
Simetría impar>>>Sólo tiene términos seno impares
(Gp:) Señales sincronizadas
(Gp:) “mf” entero-impar
Pendientes opuestas
Generalidades sobre modulación:
Generalidades
Consideraciones. Pendientes opuestas
ma=0,8 y mf=5
Menor contenido armónico a baja frecuencia. Importante para mf9 e impar
(Gp:) mf 1,242 1,150 1,006 0,818 0,601
mf?2 0,016 0,061 0,131 0,220 0,318
mf?4 0,018
(Gp:) 4mf ?1 0,163 0,157 0,008 0,105 0,068
4mf?3 0,012 0,070 0,132 0,115 0,009
4mf?5 0,034 0,084 0,119
4mf?7 0,017 0,050
(Gp:) 2mf ?1 0,190 0,326 0,370 0,314 0,181
2mf?3 0,024 0,071 0,139 0,212
2mf?5 0,013 0,033
(Gp:) 3mf 0,335 0,123 0,083 0,171 0,113
3mf?2 0,044 0,139 0,203 0,176 0,062
3mf?4 0,012 0,047 0,104 0,157
3mf?6 0,016 0,044
1 0,2 0,4 0,6 0,8 1
Fundamental
ma
h 0,2 0,4 0,6 0,8 1
Medio puente
Inversores monofásicos
Sobremodulación ma>1
(Gp:) V
(Gp:) D
(Gp:) =100V
(Gp:) m
(Gp:) a
(Gp:) =1,2
(Gp:) m
(Gp:) f
(Gp:) =15
(Gp:) 50
(Gp:) 50
(Gp:) V
(Gp:) A0
(Gp:) tiempo
Los efectos aparecen en el contenido armónico
(Gp:) 1
(Gp:) 15
(Gp:) 30
(Gp:) 45
(Gp:) 60
(Gp:) 10
(Gp:) 30
(Gp:) 50
(Gp:) Armónicos
(Gp:) (V
(Gp:) A0
(Gp:) )
(Gp:) N
(Gp:) (VA0)1>VD/2
(Gp:) Armónicos de baja frecuencia
Medio puente
Inversores monofásicos
Sobremodulación ma>1
(Gp:) Lineal
(Gp:) Sobremodulación
(Gp:) Cuadrada
ma
1
4/p
1
3,24
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
Puente completo
Inversores monofásicos
T
A +
T
A –
A
0
V
D
/2
V
D
/2
T
B +
T
B –
B
VD
VAB
Control bipolar
Puente completo
Inversores monofásicos
T
A +
T
A –
A
0
V
D
/2
V
D
/2
T
B +
T
B –
B
VD
VAB
Control bipolar
VD
-VD
TA+ y TB- se cierran a la vez
TA- y TB+ se cierran a la vez
(Gp:) T
(Gp:) A +
(Gp:) T
(Gp:) A –
(Gp:) A
(Gp:) 0
(Gp:) V
(Gp:) D
(Gp:)
(Gp:) /2
(Gp:) V
(Gp:) D
(Gp:)
(Gp:) /2
(Gp:) T
(Gp:) B +
(Gp:) T
(Gp:) B –
(Gp:) B
(Gp:) VD
Inversores monofásicos
(Gp:) V
(Gp:) D
(Gp:) -V
(Gp:) D
(Gp:) V
(Gp:) AB
(Gp:) V
(Gp:) AB
(Gp:) =V
(Gp:) A0
(Gp:) -V
(Gp:) B0
(Gp:) tiempo
Tensión VAB (Control bipolar)
(Gp:) V
(Gp:) D
(Gp:) /2
(Gp:) -V
(Gp:) D
(Gp:) /2
(Gp:) V
(Gp:) B0
(Gp:) tiempo
(Gp:) V
(Gp:) D
(Gp:) /2
(Gp:) -V
(Gp:) D
(Gp:) /2
(Gp:) V
(Gp:) A0
(Gp:) tiempo
+
+
–
–
+
–
Puente completo
Puente completo
Inversores monofásicos
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
(Gp:) V
(Gp:) D
(Gp:) -V
(Gp:) D
(Gp:) V
(Gp:) AB
(Gp:) V
(Gp:) AB
(Gp:) =V
(Gp:) A0
(Gp:) -V
(Gp:) B0
(Gp:) tiempo
(Gp:) V
(Gp:) D
(Gp:) /2
(Gp:) -V
(Gp:) D
(Gp:) /2
(Gp:) V
(Gp:) B0
(Gp:) tiempo
(Gp:) V
(Gp:) D
(Gp:) /2
(Gp:) -V
(Gp:) D
(Gp:) /2
(Gp:) V
(Gp:) A0
(Gp:) tiempo
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
(Gp:) tiempo
(Gp:) Modulación Bipolar
(Gp:) VAB
(Gp:) tiempo
(Gp:) VAB
(Gp:) Modulación Unipolar
Puente completo
Inversores monofásicos
Funcionamiento con control unipolar
Puente completo
Inversores monofásicos
Funcionamiento con control unipolar: secuencia de disparo
tiempo
(Gp:) VCA
(Gp:) VCB
VD/2
-VD/2
VD
-VD
VA0
VB0
VAB
(Gp:) tiempo
(Gp:) VAB
(Gp:) Modulación Unipolar
(Gp:) Se anulan los armónicos en las cercanías de la frecuencia de la triangular y sus múltiplos impares (mf, 3mf,..)
(Gp:) 1
(Gp:) 9
(Gp:) 18
(Gp:) 27
(Gp:) 0.2
(Gp:) 0.4
(Gp:) 0.6
(Gp:) 0.8
(Gp:) 1
(Gp:) (V
(Gp:) A0
(Gp:) )
(Gp:) n
(Gp:) V
(Gp:) D
(Gp:) m
(Gp:) a
(Gp:) =0,8
(Gp:) m
(Gp:) f
(Gp:) =9
(Gp:) Armónicos
(Gp:) tiempo
(Gp:) Modulación Bipolar
(Gp:) VAB
(Gp:) (V
(Gp:) AB
(Gp:) )
(Gp:) n
(Gp:) V
(Gp:) D
(Gp:) 1
(Gp:) 9
(Gp:) 18
(Gp:) 27
(Gp:) 0.2
(Gp:) 0.4
(Gp:) 0.6
(Gp:) 0.8
(Gp:) 1
(Gp:) Armónicos
(Gp:) m
(Gp:) a
(Gp:) =0,8
(Gp:) m
(Gp:) f
(Gp:) =9
Funcionamiento con control unipolar: contenido armónico
Puente completo
Inversores monofásicos
Inversores monofásicos
Medio puente o puente completo con control bipolar: tabla de contenido armónico mf >9 e impar
(Gp:) mf 1,242 1,150 1,006 0,818 0,601
mf?2 0,016 0,061 0,131 0,220 0,318
mf?4 0,018
(Gp:) 4mf ?1 0,163 0,157 0,008 0,105 0,068
4mf?3 0,012 0,070 0,132 0,115 0,009
4mf?5 0,034 0,084 0,119
4mf?7 0,017 0,050
(Gp:) 2mf ?1 0,190 0,326 0,370 0,314 0,181
2mf?3 0,024 0,071 0,139 0,212
2mf?5 0,013 0,033
(Gp:) 3mf 0,335 0,123 0,083 0,171 0,113
3mf?2 0,044 0,139 0,203 0,176 0,062
3mf?4 0,012 0,047 0,104 0,157
3mf?6 0,016 0,044
1 0,2 0,4 0,6 0,8 1
Fundamental
ma
h 0,2 0,4 0,6 0,8 1
Puente completo
(Gp:) Puente completo con control unipolar: tabla de contenido armónico mf >9 e impar
(Gp:) mf 0 0 0 0 0
mf?2 0 0 0 0 0
mf?4 0
(Gp:) 3mf 0 0 0 0 0
3mf?2 0 0 0 0 0
3mf?4 0 0 0 0
3mf?6 0 0
Inversores trifásicos
Inversor trifásico PWM
(Gp:) M
(Gp:) Motores
(Gp:) Equipos industriales de potencias superiores a 2KW (aprox.)
–Sistemas de alimentación
-Equipos de soldadura
-etc.
(Gp:) Inversor
(Gp:) 1
(Gp:) Inversor
(Gp:) 2
(Gp:) Inversor
(Gp:) 3
Inversores trifásicos
Inversor trifásico PWM
Puente trifásico con modulación PWM
Inversor trifásico PWM
(Gp:) T
(Gp:) A +
(Gp:) T
(Gp:) A –
(Gp:) A
(Gp:) 0
(Gp:) V
(Gp:) D
(Gp:)
(Gp:) /2
(Gp:) V
(Gp:) D
(Gp:)
(Gp:) /2
(Gp:) T
(Gp:) B +
(Gp:) T
(Gp:) B –
(Gp:) B
(Gp:) T
(Gp:) C +
(Gp:) T
(Gp:) C –
(Gp:) C
Neutro
(si fuera necesario)
Puente trifásico con modulación PWM
Inversor trifásico PWM
Tensión entre fases
Señales de control desfasadas 120º
FB=120º
(Gp:) VD
(Gp:) 2
(Gp:) ma
(Gp:) VB0
(Gp:) VD
(Gp:) 2
(Gp:) ma
(Gp:) VA0
(Gp:) FB
(Gp:) VAB
Puente trifásico con modulación PWM
Inversor trifásico PWM
Contenido armónico
(Gp:) 1
(Gp:) 15
(Gp:) 30
(Gp:) 45
(Gp:) 60
(Gp:) 10
(Gp:) 20
(Gp:) 30
(Gp:) 40
(Gp:) 50
(Gp:) 60
(Gp:) Armónicos
(Gp:) (VA0)n
Contenido armónico de un semipuete
0
15
30
0.2
0.4
0.6
0.8
1
(V
AB
)
n
V
D
Armónicos
m
a
=0,8
m
f
=15
(
)
2
3
1
×
=
a
D
AB
m
V
V
33
27
Contenido armónico de la tensión entre fases
Empleando mf múltiplo de 3 se obtienen señales idénticas desfasadas 120º en cada semipuente. Como resultado los armónicos múltiplos de 3 son eliminados
Puente trifásico con modulación PWM
Inversor trifásico PWM
Contenido armónico de la tensión entre fases
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
1 0,122 0,245 0,367 0,490 0,612
Fundamental
ma
h 0,2 0,4 0,6 0,8 1
mf múltiplo de 3, impar y mayor que 9