Inversor y su gran cronologia

En este capítulo se va a detallar todo lo relacionado al inversor, la diversidad de los mismos según las etapas de conexiones. Igualmente la clasificación de los inversores de acuerdo a la señal de salida, entre los cuales se encuentran de onda cuadrada y de onda senoidal tanto pura como modificada.

1. Cronología del inversor

En un principio la historia de los inversores se remonta a partir del año 1920 a 1940, cuando se desarrolló la radio para coche, donde la fuente de tensión era de 12 VDC; lo cual era imposible para su funcionamiento, ya que los radiodifusores trabajaban con una diferencial de potencial de 45 V mínimo. Debido a este problema se vieron en la necesidad de diseñar  un equipo  que debería de transformar un voltaje DC a AC de ahí es que nace el inversor.

Aunque, en el comienzo los inversores fueron diseñados para cubrir  las dificultades de la radiodifusión en los automóviles, al pasar los años este equipo fue desarrollado para solucionar condiciones energéticas de emergencia.

Por otro lado, los  primeros inversores estaban fabricados con un vibrador de relay, cuyo fin era modificar la corriente eléctrica. Al paso del tiempo los técnicos se dieron cuenta que estos equipos no eran muy eficientes, debido a que con un período de uso los contactos del relay se desgastaban por el chisporroteo en ellos.

Con el auge de la tecnología surgieron los transistores en el 1947, los cuales desplazaron el uso de los relays. A partir del 1948, estos cambios fueron aplicados al diseño de los inversores; donde los más empleados para la conmutación fueron los transistores de juntura bipolar (BJT), rectificador controlado de silicio (SCR) y transistor bipolar de puertas aislada (IGBT), los cuales eran muy costoso hasta el 1990 aproximadamente, cuando el transistor efecto de campo (MOSFET) empezó a bajar de precio.

Alrededor de las décadas de los ochenta en la República Dominicana, los inversores comenzaron a tener un buen apogeo  y eran construidos con transistores de juntura bipolar (BJT). Por otra parte, con el crecimiento de las modernas técnicas los inversores han ido evolucionando a través del tiempo, adaptándose a las  necesidades del mercado, hoy en día se cuenta con una gran gama de su variedad.

1. Definición de un inversor

La palabra inversor se define como un dispositivo capaz de transformar  un voltaje de corriente continua o directa (DC) a un voltaje de corriente alterna (AC). Además, debe de poseer la cualidad en la salida de que la magnitud de corriente eléctrica, voltaje  y frecuencia sea la deseada por el usuario.

La estrategia de un inversor radica en reservar energía en baterías o acumuladores para usarla cuando ocurra la interrupción eléctrica. Estos dispositivos tienen varias aplicaciones, tales como: fuente de alimentación (UPS), en los hogares, controladores de la velocidad en motores eléctricos, entre otras.

1. Tipos de inversor según las fases de conexión

Los inversores se pueden clasificar en dos tipologías conforme a la etapa de conexión en la fase de potencia en  inversor monofásico tanto de medio puente como de puente completo e inversores trifásicos. Debido a la gran demanda que estos equipos han tenidos pueden ser empleados a nivel residencial así como industrial.

1.3.1Monofásico

Los inversores monofásicos son dispositivos que trabajan en baja tensión (BT). Son los más utilizados y demandados en el mercado por las  características que poseen; además que son  bastante económicos. Éste puede ser construido de dos maneras:

• Inversor monofásico de medio puente, el cual trabaja sólo la mitad de un ciclo, es decir, 50%  donde se activan dos transistores; reduciendo la potencia a manejar.

• Inversor monofásico de puente completo, en este se accionan los cuatros ciclos, cuyo objetivo es aumentar su potencia pata tener un mayor rendimiento en la salida.  

Figura No. 1: Inversor monofásico de puente completo

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Fuente: inversor monofásico spwm basado en dspic 30f4011.pdf

“El voltaje pico  de bloqueo inverso de cada transistor y la calidad del voltaje de salida para inversores de medio puente o de puente completo es el mismo. Sin embargo, para los inversores de puente completo, la potencia de salida es cuatro veces más alta y la componente fundamental es dos veces la correspondiente a la de los inversores de medio puente” (Muhammad, R.  2004.  Electrónica de Potencia).

De cita escrita anteriormente se interpreta que los inversores de medio puente tienen la misma eficiencia en la salida que los de puente completo; excepto que estos últimos poseen mayor potencia en la señal de salida a la hora de hacer el proceso de inversión.

Es conveniente destacar que la señal salida monofásica puede ser 120 V a 60 HZ en el Sistema Inglés, 220 V a 50 HZ en el Sistema Europeo, 115 V a 400 HZ a nivel industrial. Por lo tanto, es importante tener presente las características técnicas del inversor a la hora de seleccionarlo, garantizando de esta manera su buen funcionamiento y eficiencia.                             

1.3.2 Trifásico

Los inversores trifásicos son equipos diseñados para trabajar tanto en la media (MT) como alta tensión (AT). También son utilizados en aplicaciones de mayor potencia y están formados por tres inversores monofásicos de medio puente o puente completo, independientes o conectados a la misma fuente, sabiendo que cada fase estará  desfasada 120 grados una de otra, para  así garantizar una salida  balanceada.

En cuanto a las señales  se manejan de manera independiente  en cada inversor, pueden ser conectadas al primario de un transformador trifásico, dejando la conexión de sus secundarios en configuración delta o estrella en la carga, para asegurar una salida sin armónico. Para este inversor se  requiere tres transformadores monofásicos, doce transistores así como doce diodos.

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