Conversor DC-AC

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UNIVERSIDAD SURCOLOMBIANA

INGENIERIA ELECTRÓNICA

ELECTRONICA INDUSTRIAL

PROYECTO FINAL

CONVERSOR DC-AC

Juan David Cruz Calderón

20151134126
Ángel David García Cabrera
20151137178
Jesús Hernán Quintero Gahona
20151132751

Resumen— En el siguiente informe, se estudia la generación de una señal alterna (CA) a partir de una fuente de corriente continua (CC) es uno de los procesos de conversión de potencia eléctrica más empleados en la actualidad.

Como bien se sabe, los inversores son ampliamente utilizados en un margen de aplicaciones en los sistemas eléctricos, algunas como compensación, mejoramiento y calidad de la energía. Uno de los aspectos más estudiado del inversor está en su forma de control. Con los avances en la tecnología de los dispositivos semiconductores como los IGBT con conmutaciones más rápidas, se ha abierto una amplia gama de posibilidades a explorar.

En este informe se implementará un inversor.

Palabras claves— Inversor, monofásico, IGBT, conmutación, SPWM, potencia.

1. OBJETIVOS

• Análisis e implementación de una estrategia de control para un inversor como el de la figura 1, como herramienta para reducir las pérdidas por conmutación y la distorsión de las señales de corriente y voltaje con los cuales se alimentará cualquier carga.
• Desarrollar por medio de simulador (Multisim/Simulink), el control para implementar en el inversor monofásico.
•  Implementar el inversor monofásico, y observar por medio de osciloscopio y simulación la onda de voltaje y corriente para una carga RL.

1. MARCO TEORICO

INVERSORES

Los inversores son circuitos que producen una tensión alterna con magnitud y frecuencia deseada monofásica o trifásica, dependiendo del número de brazos o ramas que tenga, a partir de una fuente de alimentación continua.

Los inversores están constituidos por elementos de conmutación, tales como BJT, GTOS, IGBT o MOSFET.

Estos dispositivos deben ser encendidos por medio de pulsos de disparo generados a partir de otros circuitos. Generalmente estos pulsos son generados usando la técnica de Modulación de Ancho de Pulsos o PWM.

Figura 1. Inversor monofásico configurado en puente H

[pic 1]

La forma de onda de voltaje a la salida de los inversores reales no es exactamente sinusoidal debido a los efectos de la conmutación en la creación de estas ondas, por lo que para aplicaciones de potencia es necesario obtener señales con muy baja distorsión armónica y muy pocas pérdidas de potencia.

El principio de operación que rige un inversor puede clasificarlo así:

• En fuente de tensión (VSI)

• En fuente de corriente (CSI)

dependiendo de la aplicación respectiva.

Las aplicaciones destinadas al principio de operación en fuente de tensión tienen que ver con cargas cuya regulación de voltaje debe ser óptima y donde se debe garantizar el nivel de tensión exacto requerido. Mientras que la segunda va dirigida a las cargas donde la corriente debe ser mantenida dentro de ciertos límites, este caso se presenta generalmente en las maquinas rotativas como los motores de inducción.

La aplicación práctica de los inversores es un campo muy amplio dentro de los que cabe destacar: propulsión de motores de corriente alterna de velocidad variable, filtros activos, fuentes de poder ininterrumpible (UPS), fuentes de poder AC, entre otros.

MODULACION DEDICADA A INVERSORES (PWM)

El objetivo de un inversor es generar tensión alterna a partir de tensión continua. Además, interesa poder variar la tensión eficaz y la frecuencia de la tensión alterna generada.

La modulación por Ancho de Pulso (PWM) es un sistema de control para los inversores con el cual se obtiene una onda de salida de notables características y elevadas prestaciones, y reducido contenido armónico.

Según sea la aplicación se pueden controlar diferentes características de la señal de salida como son la tensión o la frecuencia. Es decir, se pretende que la tensión de salida presente grandes ventajas respecto a una onda cuadrada.

El circuito de potencia es el llamado puente “H” , normalmente implementado con transistores MOSFET o IGBT, debido a que en general trabaja con una frecuencia de conmutación del orden de los 15KHz o superiores.

Figura 2. Control por PWM en puente H

[pic 2]

1. ELEMENTOS MATERIALES Y EQUIPOS

• 2 resistores de 18KΩ
• 3 resistores de 1 KΩ
• 2 amplificadores 741
• 4 MOSFET de potencia IRFZ44N
• Alambre telefónico
• Osciloscopio
• Fuentes de voltaje

1. PROCEDIMIENTO  

Para el diseño e implementación del sistema inversor, se inició con la consulta y búsqueda de un circuito que pudiera transformar una señal de corriente continua en una de corriente alterna, utilizando 4 MOSFET en puente H que hacen de función de interruptores dependiendo de los pulsos de entrada.

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