El inversor es un dispositivo eléctrico que convierte el suministro de entrada de CC a voltaje CA simétrico de magnitud y frecuencia estándar en el lado de salida. También se denomina como Convertidor de CC a CA . Una entrada y salida de inversor ideales se pueden representar en formas de onda sinusoidales y no sinusoidales. Si la fuente de entrada al inversor es una fuente de voltaje, entonces se dice que el inversor se llama inversor de fuente de voltaje (VSI) y si la fuente de entrada al inversor es una fuente de corriente, entonces se llama inversor de fuente de corriente (CSI) . Los inversores se clasifican en 2 tipos según el tipo de carga que se utiliza, es decir, fase única inversores e inversores trifásicos. Los inversores monofásicos se clasifican además en 2 tipos de inversor de medio puente y inversor de puente completo. Este artículo explica la construcción detallada y el funcionamiento de un inversor de puente completo.
¿Qué es un inversor de puente completo monofásico?
Definición: Un inversor monofásico de puente completo es un dispositivo de conmutación que genera un voltaje de salida de CA de onda cuadrada en la aplicación de entrada de CC ajustando el interruptor encendiendo y apagando en función de la secuencia de conmutación adecuada, donde el voltaje de salida generado es de la forma + Vdc , -Vdc o 0.
Clasificación de inversores
Los inversores se clasifican en 5 tipos que son
Según las características de salida
- Inversor de onda cuadrada
- Su inversor de onda
- Inversor de onda sinusoidal modificada.
Según la fuente del inversor
- Inversor de fuente de corriente
- Inversor de fuente de voltaje
Según el tipo de carga
- Inversor de medio puente
- Inversor de puente completo
Inversores trifásicos
- Modo de 180 grados
- Modo de 120 grados
Según diferentes técnicas PWM
- Simple modulación de ancho de pulso (SPWM)
- Modulación de ancho de pulso múltiple (MPWM)
- Modulación de ancho de pulso sinusoidal (SPWM)
- Modulación de ancho de pulso sinusoidal modificada (MSPWM)
Según el número de niveles de salida.
- Inversores regulares de 2 niveles
- Inversor multinivel.
Construcción
La construcción del inversor de puente completo es, consta de 4 choppers donde cada chopper consta de un par de transistor o un tiristor y un diodo , par conectados juntos, es decir
- T1 y D1 están conectados en paralelo,
- T4 y D2 están conectados en paralelo,
- T3 y D3 están conectados en paralelo y
- T2 y D4 están conectados en paralelo.
Una carga V0 está conectada entre el par de interruptores en “AB” y los terminales finales de T1 y T4 están conectados a la fuente de voltaje VDC como se muestra a continuación.
Diagrama de circuito del inversor monofásico de puente completo
Un circuito equivalente se puede representar en forma de interruptor como se muestra a continuación
Ecuación de corriente de diodo
Funcionamiento del inversor de puente completo monofásico
El funcionamiento de puente completo monofásico utilizando Carga RLC El inversor se puede explicar utilizando los siguientes escenarios
Sobreamortiguación y falta de amortiguación
Del gráfico en 0 a T / 2 si aplicamos excitación DC a la carga RLC. La corriente de carga de salida obtenida está en forma de onda sinusoidal. Dado que se está utilizando la carga RLC, la reactancia de la carga RLC se representa en 2 condiciones como XL y XC
Codición1: Si XL> XC, actúa como carga retrasada y se dice que se llama sistema sobreamortiguado y
Condición2: Si XL Forma de onda del inversor de puente completo Ángulo de conducción de cada uno cambiar y cada diodo se puede determinar usando la forma de onda de V0 e I0. Caso 1: De φ a π, V0> 0 e I0> 0 luego conmuta S1, S2 conduce Caso 1: De 0 a π - φ, V0> 0 e I0> 0 luego conmuta S1, S2 conduce Caso 2: De π - φ a π, V0> 0 e I0<0 then diodes D1, D2 conducts Caso 3: De π a 2 π - φ, V0<0 and I0 < 0 then switches S3, S4 conducts Caso 4: Forma 2 π - φ a 2 π, V0 0 luego los diodos D3, D4 conducen Caso 5: Antes de φ a 0, D3 y D4 conducen. Por lo tanto, el ángulo de conducción de cada diodo es 'Fi' y el ángulo de conducción de cada Tiristor o transistor es “Π - φ”. La situación de autoconmutación se puede observar en condiciones de carga principal En el gráfico, podemos observar que 'φ a π - φ', S1 y S2 son conductores y después de 'π - φ', D1, D2 están conduciendo, en este punto, la caída de voltaje directo a través de D1 y D2 es de 1 voltio. Donde S1 y S2 enfrentan voltaje negativo después de “π - φ” y entonces S1 y S2 se apagan. Por tanto, la autoconmutación es posible en este caso. Forma de onda del inversor de puente completo La situación de conmutación forzada se puede observar en condiciones de carga retrasada En la gráfica, podemos observar que “o a φ”, D1 y D2 son conductores, y de π a φ, S1 y S2 son conductores y están en cortocircuito. Después de “φ”, D3 y D4 conducen solo si S1 y S2 están apagados, pero esta condición solo puede satisfacerse forzando a S1 y S2 a apagarse. Por tanto, utilizamos el concepto de traspuesta . 1). El ángulo de conducción de cada diodo es Fi 2). El ángulo de conducción de cada tiristor es π - φ . 3). La autoconmutación es posible solo en la carga del factor de potencia principal o en el sistema subamortiguado al tiempo de apagado del circuito tc= φ / w0 .Donde w0 es la frecuencia fundamental. 4). series de Fourier V0(t) = ∑n = 1,3,5a[4 VDC/ nπ] Sin n w0t 5). yo0(t) = ∑n = 1,3,5a[4 VDC/ nπ l znortel] Sin n w0t + φnorte 6). V01max= 4 Vdc/ Pi 7). yo01max= 4 Vdc/ π Z1 8). Mod Znorte= R2+ (n w0L - 1 / n w0C) donde n = 1,2,3,4… .. 9). Finorte= tan-1[ ( / R] 10). Factor de desplazamiento fundamental FDF= cos Fi 11). Ecuación de corriente de diodo IDy la forma de onda se da de la siguiente manera yoD01 (promedio)= 1 / 2π [∫0Fiyo01 máximoPecado (w0t - φ1)] dwt yoD01 (rms)= [1 / 2π [∫0Fiyo012maxSin2(v0t - φ1) dwt]]1/2 Ecuación de corriente de diodo 12). Ecuación de corriente de interruptor o tiristor ITy la forma de onda se da de la siguiente manera yoT01 (promedio)= 1 / 2π [∫FiPiyo01 máximoPecado (w0t - φ1)] dwt yoT01 (rms)= [1 / 2π [∫FiPiyo012maxSin2(v0t - φ1) dwt]]1/2 Forma de onda del tiristor Las siguientes son las ventajas Las siguientes son las desventajas Las siguientes son las aplicaciones Así, un inversor es un dispositivo eléctrico que convierte el suministro de entrada de CC en voltaje de CA asimétrico de magnitud y frecuencia estándar en el lado de salida. Según el tipo de carga, un inversor monofásico se clasifica en 2 tipos, como inversor de medio puente e inversor de puente completo. Este artículo explica sobre el inversor monofásico de puente completo. Consta de 4 tiristores y 4 diodos que juntos actúan como interruptores. Dependiendo de las posiciones del interruptor, funciona el inversor de puente completo. La principal ventaja del puente completo sobre el medio puente es que el voltaje de salida es 2 veces el voltaje de entrada y la potencia de salida es 4 veces mayor que la de un inversor de medio puente.
Ángulo de conducción
En condición de carga retrasada
Caso 2: De 0 a φ, V0> 0 e I0<0 then diodes D1, D2 conducts
Caso 3: De π + φ a 2 π, V0<0 and I0 < 0 then switches S3, S4 conducts
Caso 4: Forme π a π + φ, V0 0 luego los diodos D3, D4 conducen.En condición de carga líder
Conmutación forzada y autoconmutación
Fórmulas
Ventajas del inversor de puente completo monofásico
Desventajas del inversor de puente completo monofásico
Aplicaciones del inversor de puente completo monofásico
