INVERSORES DE TRES FASES.

INVERSORES DE TRES FASES

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La Figura 5.2 muestra un inversor trifásico, que es la topología más comúnmente usado en las unidades de motor de hoy en día. El circuito es básicamente una extensión del inversor monofásico de estilo puente H, por un tramo adicional. La estrategia de control es similar a la de control del inversor monofásico, excepto que las señales de referencia para las diferentes patas tienen un desplazamiento de fase de 120 ° en lugar de 180 ° para el inversor monofásico. Debido a este cambio de fase, los armónicos impares Triplen (tercero, noveno, décimo quinto, etc.) de la forma de onda de referencia para cada pierna se eliminan de la tensión de línea a línea de salida [Pastor y Zand, 1979; Rashid, 1993; Mohan et al., 1995; Novotny y Lipo, 1996]. Los armónicos de número par se cancelan también si las formas de onda son puros AC, que suele ser el caso. Para la modulación lineal, la amplitud de la tensión de salida se reduce con respecto a la tensión de entrada de un rectificador de tres fases de alimentación del bus DC por un factor dado por la Ec. (5.2).

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Para compensar esta reducción de voltaje, el hecho de la cancelación de los armónicos se utiliza a veces para aumentar las amplitudes de las tensiones de salida mediante la inyección de intencionalmente un tercer componente armónico en la forma de onda de referencia de cada pierna fase [Mohan et al., 1995]. La Figura 5.3 muestra la salida típica de un inversor trifásico durante un transitorio de arranque en una carga de motor típico. Esta cifra se ha creado usando simulación de circuitos. El gráfico superior muestra la forma de onda de anchura de impulsos entre las fases A y B modulada, mientras que la gráfica inferior muestra las corrientes en las tres fases. Es obvio que el motor actúa como un filtro de paso bajo para la tensión PWM aplicada y la corriente asume la forma de onda de la señal de modulación fundamental con cantidades muy pequeñas de ondulación de conmutación.

Al igual que el inversor monofásico basado en la topología de puente H, el inversor puede entregar y aceptar tanto la potencia activa y reactiva. En muchos casos, el bus de CC se alimenta por un diodo rectificador de la utilidad, que no puede pasar de nuevo de alimentación a la entrada de CA. La topología de un rectificador trifásico sería el mismo como se muestra en la Fig. 5.2 con todos los IGBTs eliminados.

La reversión de flujo de potencia en un inversor con un frontal rectificador conduciría a un aumento constante de la tensión del bus de CC encima de los niveles permisibles. Si el flujo de energía a la carga sólo se está invirtiendo por breves períodos de tiempo, como para frenar un motor de vez en cuando, la tensión del bus DC podría estar limitada por la disipación de la energía en una resistencia llamada freno. Para dar cabida a una resistencia de freno, se ofrecen módulos inversores con un séptimo IGBT adicional (llamado "freno chopper"). Esto se muestra en la Fig. 5.4. Para la regeneración a largo plazo, el rectificador puede ser reemplazado por un convertidor trifásico adicional [Mohan et al., 1995]. Este convertidor adicional es a menudo llamado un rectificador síncrono controlado. El convertidor adicional, incluyendo su controlador es por supuesto mucho más caro que un simple rectificador, pero con esta disposición de flujo de potencia bidireccional se puede lograr. Además, la interfaz hacia el sistema de utilidad puede ser manejado de tal manera que la potencia real y reactiva que se extrae de o entregado a la utilidad se puede controlar de forma independiente. Además, el contenido de armónicos de la corriente en el enlace de utilidad se puede reducir a casi cero. La topología para un arreglo como esto se muestra en la figura. 5.5.

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