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Dr. Ciro Alberto Núñez Gutiérrez
Electrónica Industrial “A”
CD CA INVERSOR
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Electrónica Industrial “A”
Técnicas PWM (Pulse Width Modulation)
• Inversor monopulso • Inversor multipulso
Tensión Tensión
La tensión y frecuencia de salida se controla con el patrón PWM
Los esquemas trifásicos generan patrones PWM idénticos entre fases,
pero con un corrimiento de 120 grados eléctricos
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Técnicas PWM (Pulse Width Modulation)
• PWM programado: en este tipo de técnica PWM, el patrón de
conmutación es calculado “fuera de línea”, y es programado en una
memoria digital en el circuito de control. Este tipo de PWM genera una
forma de tensión de salida con bajo contenido armónico, adecuada para
UPS.
• PWM senoidal: en este tipo de técnica PWM, el patrón de conmutación
es generado en línea, y permite variar fácilmente la tensión y frecuencia
de salida, haciéndolo ideal para aplicaciones en inversores a frecuencia y
tensión variables. En conjunto con la técnica de control vectorial
patentada por Siemens, es el esquema más empleado en inversores para
variadores de velocidad.
Existen diferentes tipos de técnicas PWM:
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Técnicas PWM (Pulse Width Modulation)
Generación de PWM senoidal
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Técnicas PWM (Pulse Width Modulation)
Generación de PWM senoidal: señales de control desfasadas
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Técnicas PWM (Pulse Width Modulation)
A partir de la tensión en CD, se genera una salida en CA
Salida a la carga
Inversor monofásico o trifásico Filtro de CA
Bus de CD
La salida del inversor (monofásico o trifásico) puede ser o no filtrada para
generar una tensión senoidal de salida.
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Técnicas PWM (Pulse Width Modulation)
• En los inversores para aplicación en UPS, es necesario filtrar la tensión de
salida, eliminando los armónicos de tensión de alto orden generados por
el patrón PWM, y dejando la tensión fundamental senoidal.
• En inversores empleados en variadores de velocidad, la tensión generada
no es filtrada y es aplicada directamente al motor. La razón es que el
motor directamente realiza un “filtrado” de la corriente generada por el
patrón PWM, y aún cuando la tensión sea un patrón PWM, la corriente
toma una forma senoidal.
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Tensión de salida después del filtro
de CA
Tensión PWM antes del filtro de
salida
Técnicas PWM
Inversor con filtro de salida para UPS:
La tensión de salida del inversor es filtrada para generar una tensión senoidal
de salida regulada.
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Electrónica Industrial “A”
• Las UPS especifican sus características de salida con condiciones de
carga lineal resistiva.
• Cuando una UPS con inversor y filtro de salida alimenta una carga no
lineal (computadoras, CNCs, equipo electrónico, etc.), existe una
deformación en la forma de onda, debido a las corrientes armónicas
demandadas por la carga y la alta impedancia de corto circuito del filtro
de salida.
• En algunas ocasiones es necesario sobredimensionar a la UPS.
El empleo de filtros de salida en inversores para UPS tiene varias
restricciones que limitan su uso:
Técnicas PWM
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Técnicas PWM
Motor alimentado por un inversor trifásico
La forma de tensión en terminales del motor es un patrón PWM, y la corriente
generada está formada por una corriente fundamental y armónicos no
significativos
Tensión Corriente
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Técnicas PWM
Motor alimentado por un inversor trifásico: forma de corriente
El inversor genera una
corriente en el motor, la cual
tiene una componente
fundamental senoidal que
determina la velocidad de giro
del sistema. Además, existen
una serie de corrientes
armónicas de mayor frecuencia
y menor magnitud (rizo), que
no afectan significativamente
el desempeño del motor.
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Técnicas PWM
Variación de frecuencia con el patrón PWM
La variación de la velocidad
del motor se consigue al
variar la frecuencia del
patrón PWM en el inversor.
Esta variación genera una
corriente de magnitud y
frecuencia variable en el
motor, relacionándose
directamente con el torque.