TEMA 14. CONVERTIDORES CONMUTADOS CC-CC. TOPOLOGÍAS BÁSICAS CON UN SOLO INTERRUPTOR SIN AISLAMIENTO GALVÁNICO

Transcripción

1 NOUÓN EMA 4. ONEOE ONMUAO -. OPOOGÍA BÁA ON UN OO NEUPO N AAMENO GAÁNO e Electrica (Mnfásica rifásica) ectificar n ntrla Fuente : -Batería-F -Panel lar ensión n regulaa nensar e Filtra ensión n regulaa 4. NOUÓN 4. ONO E O ONEOE ONEO EUO 4.3. M e nucción ntinua 4.3. M e nucción iscntinua M e nucción iscntinua cn nstante M e nucción iscntinua cn nstante iza e la tensión e salia Périas en el nensar 4.4 ONEO EEAO 4.4. M e nucción ntinua 4.4. M e nucción iscntinua iza e la tensión e salia Efect e cmpnentes n ieales 4.5 ONEO EUO-EEAO 4.5. M e nucción ntinua 4.5. M e nucción iscntinua iza e la tensión e salia Efect e cmpnentes n ieales 4.6 ONEO E ÚK 4.6. M e nucción ntinua 4.6. ímite entre Ms e nucción ema 4. nvertires /. e 37 nvertir / ensión regulaa ntrlar e la ensión Aplicaa a la arga arga nsigna e ensión iagrama e Blques ípic e un nvertir A- Us en fuentes e alimentación regulaas, cntrl e mtres y fuentes e energía alternativas. plgías básicas cn un sl interruptr e cnvertires cnmutas: (imples, en el próxim tema tras más cmplejas y cn aislamient galvánic) nvertir reuctr (Buck). nvertir elevar (Bst). nvertir reuctr-elevar (Buck-Bst). nvertir e úk. e supnrán las siguientes hipótesis: Funcinamient en régimen permanente. s ispsitivs semicnuctres serán cnsieras cm interruptres ieales. as périas en ls elements inuctivs y capacitivs serán espreciaas. a alimentación cntinua se supnrá cntante en el tiemp. a etapa e salia el cnvertir estará cmpuesta pr un filtr pas baj y la carga (). uan la carga es un mtr, será necesari hacer tr tip e mela, (ensión en serie cn las y el evana el mtr). ema 4. nvertires /. e 37

2 ONO E O ONEOE - ONO E O ONEOE - i Amplificar e errr st mparar ref v (t) cntrl eñal e ntrlar P ispar iagrama e blques e un cntrlar PWM t n ^ st v st v cnt v cnt v cnt >v st v cnt <v st a).3 b).8 Para t + t, se efine: n ff t n v (t) v,me El valr mei aplica a la carga será: t n v(t )t t + t s ( t + t ) n t n ff tn Generación e la Mulación pr Anchura e Pulss (PWM). iagrama e Blques y Estrategia e mparación e eñales Aplican semejanza e triánguls: ueg: ˆ t v t cntrl n k v v ˆ cntrl cntrl t, ema 4. nvertires /. 3 e 37 ema 4. nvertires /. 4 e 37

3 ONO E O ONEOE -. Filtra e ls armónics e la tensión e salia i ONEO EUO i i i v (t) Filtr Filtr i es e un valr aecua, será: v (t) Atenuación (B) Armónics para.5, f s MHz Función e transferencia el filtr (mh, mf f r 59Hz) fmhz f3mhz i i v (t) ircuit equivalente cn el interruptr cerra (interval e cnucción) i i f r59hz lg (f) Emple e un filtr para eliminar las frecuencias n eseaas en el cnvertir. v (t) a frecuencia e resnancia el filtr es: ωr πf r fr, π ircuit equivalente cn el interruptr abiert (interval e n cnucción) para mh, µf resulta: f r 59Hz ema 4. nvertires /. 5 e 37 ema 4. nvertires /. 6 e 37

4 ONEO EUO. M e nucción ntinua ONEO EUO. Armónics. i i i i v v.7.6 Armónic: a) b) c > Armónics e una na cuaraa en función e c <.7.6 Armónic: Análisis el nvertir euctr pr ntervals. (a) nterval e nucción. (b) nterval e n nucción t () t t ( ) t + ( ) n v t n ( ) t ( t ) t n t n n i se esprecian las périas: Pt ema 4. nvertires /. 7 e Armónics e una na triangular en función e ema 4. nvertires /. 8 e 37

5 ONEO EUO. M e nucción iscntinua cn nstante ONEO EUO. M e nucción iscntinua cn nstante interval int. int. 3 nterval e cnucción ímite entre M e nucción ntinua y iscntinua: ( cnstante y regulable cn ), nter. 3 i N N i N i N im En el límite el m cntinu a iscntinu: a crriente meia pr ( B, ya que en régimen permanente c cte) es: B B i,pic tn ( ) ( ) u valr Máxim (para 5. ): B,max 8 ueg: B 4 B,max( ) Znas - e funcinamient en m cnucción cntinua y cnucción iscntinua ( ) + ( ) ne + <. + max i,pic + i,pic( + ) i,pic ( + ) Area el triángul 4 B,max + 4 B,max 4 B,max ema 4. nvertires /. 9 e 37 ema 4. nvertires /. e 37

6 ONEO EUO. elación e transfrmación cn nstante ONEO EUO. M e nucción iscntinua cn nstante Ejempl, cntrl e mtres : e genera una tensión e salia variable que se aplica al mtr a partir e una tensión e entraa sustancialmente cnstante. + 4 B,max Zna e cnucción iscntinua Ejempl: fuente e alimentación cn cnstante, a partir e n regulaa i es cnstante /, en el límite: ea: B,max B i,pic ( ) ( ) ;, (Para ) B ( ) B,max En cnucción iscntinua: + i ; + i, pic ( + ), pic B elación e transfrmación e un cnvertir reuctr, en Ms ntinu y iscntinu cn nstante, max m: + B,max B, max ( ) B, max espejan, se btiene: B,max ema 4. nvertires /. e 37 ema 4. nvertires /. e 37

7 ONEO EUO. elación e transfrmación cn nstante ONEO EUO. iza e ensión a la salia B,max Zna e cnucción iscntinua t n B, max upnien variacines e pequeñas (p.ej. % e ), y se puee supner que t el riza e crriente l absrbe el cnensar e salia : Q ( ) ; (urante t ff ) ; (Area el triángul smbreaa) ( ) π f c ( ) ( ) 8 8 f s óne: f s y f c π Es ecir, el riza e la tensión e salia se puee actar eligien el valr e ema 4. nvertires /. 3 e 37 ema 4. nvertires /. 4 e 37

8 ONEO EUO. Périas en el nensar ONEO EEAO i i v v (t),pic nvertir nmuta Elevar i i v t n v (t) ircuit equivalente cn el interruptr cerra (interval e cnucción) upnien cm en el cas anterir variacines e pequeñas (p.ej. % e ), se puee supner que t el riza e crriente l absrbe el cnensar e salia : a crriente e pic pr el cnensar será (alculánla urante t ff ):, Pic ( ) ; El valr eficaz e la crriente pr el cnensar será (na triangular): i v i v (t) ircuit equivalente cn el interruptr abiert (interval e n cnucción) ( M), Pic 3 3 ( ) as périas en el cnensar se btienen al multiplicar icha crriente al cuara pr la resistencia equivalente serie el cnensar (E). s cnensares e salia eben elegirse cn una E l menr psible. ema 4. nvertires /. 5 e 37 ema 4. nvertires /. 6 e 37

9 ONEO EEAO M e nucción ntinua ONEO EEAO ímite entre ms e nucción i i i i v v a) b) t n im En el ímite: M e nucción ntinua. (a) nterval e nucción. (b) nterval e n nucción t + ( )t + ( ) ( -) n ff t ff ema 4. nvertires /. 7 e 37 m: Hacien: B i,pic ( ), será: ( ) B B,max esulta: e B,max 8 7 B B 4( ) 7 ( ) 4 B,max B,max ema 4. nvertires /. 8 e 37

10 ema 4. nvertires /. 9 e 37 ONEO EEAO M e nucción iscntinua + + ) ( El valr mei e la crriente pr la bbina (crriente pr la fuente), resulta aplican: ( ) i,pic y calculan el área el triángul: ( ) + i n hay périas: + y resulta: e las expresines anterires, se btiene: 7 4 B,max ema 4. nvertires /. e 37 ONEO EEAO elación e transfrmación cn nstante 7 4 B,max Zna e cnucción iscntinua elación e transfrmación e un cnvertir elevar, En ms e funcinamient cntinu y iscntinu

11 ONEO EEAO iza e la tensión e salia ONEO EEAO Efect e cmpnentes n ieales / eal: /(-) eal t n elación e transfrmación tenien en cuenta las périas en ls elements reales (, nterruptr, i y nensar) upnien variacines e pequeñas (p.ej. % e ), y se puee supner que t el riza e crriente l absrbe el cnensar e salia : Q ; (Area el rectángul smbreaa) τ óne: τ ema 4. nvertires /. e 37 ema 4. nvertires /. e 37

12 ONEO EUO-EEAO ONEO EUO-EEAO. M e nucción ntinua v v i v i v i i i i a) b) nvertir euctr-elevar v v i ircuit equivalente cn el interruptr cerra (interval e cnucción) i t n v v i ircuit equivalente cn el interruptr abiert (interval e n cnucción) i Frmas e Ona el nvertir euctr-elevar para M e nucción ntinua:.4 (a) nterval e nucción. (b) nterval e n nucción + ( )( ) ema 4. nvertires /. 3 e 37 ema 4. nvertires /. 4 e 37

13 ONEO EUO-EEAO. M e nucción ntinua ONEO EUO-EEAO. ímite entre Ms e cnucción Frmas e Ona el nvertir euctr-elevar en el límite entre ls ms e nucción ntinua y iscntinua:.4 v i v i i i a) b) t n t n Frmas e Ona el nvertir euctr-elevar para M e nucción ntinua:.6 B En el ímite: i,pic + B ( ) B ( ), ( ) efinien: B,max e B,max, resulta: B ( ) B,max e B ( ) B,max ema 4. nvertires /. 5 e 37 ema 4. nvertires /. 6 e 37

14 ONEO EUO-EEAO. M e nucción iscntinua egular elevar-reuctr: M e nucción iscntinua.4 ONEO EUO-EEAO. M e nucción iscntinua egular elevar-reuctr: M e nucción iscntinua.6 t n t n + ( ) + ( ) B, max ema 4. nvertires /. 7 e 37 ema 4. nvertires /. 8 e 37

15 ONEO EUO-EEAO. elación e transfrmación cn nstante ONEO EUO-EEAO. iza e la tensión e salia B, max t n Zna e cnucción iscntinua upnien variacines e pequeñas (p.ej. % e ), y se puee supner que t el riza e crriente l absrbe el cnensar e salia : elación e transfrmación e un cnvertir reuctr-elevar, en ms e funcinamient cntinu y iscntinu Q τ ; (Area el rectángul smbreaa) óne: τ ema 4. nvertires /. 9 e 37 ema 4. nvertires /. 3 e 37

16 ONEO EUO-EEAO Efect e cmpnentes n ieales ONEO E ÚK i i / eal: /(-) v v i eal En régimen permanente, ls valres meis e las tensines en las bbinas es cer, lueg será: +, si es suficientemente grane, se puee cnsierar cnstante. i i elación e transfrmación tenien en cuenta las périas en ls elements reales (, nterruptr, i y nensar) v v i ircuit equivalente cn el interruptr cerra (interval e cnucción) i i v v i ircuit equivalente cn el interruptr abiert (interval e n cnucción) ema 4. nvertires /. 3 e 37 ema 4. nvertires /. 3 e 37

17 ONEO E ÚK ONEO E ÚK. M e nucción ntinua i i nvertir e úk: M e cnucción ntinua..33 v v v i a) i i v v v i b) ircuits equivalentes en el funcinamient pr intervals el nvertir úk. (a) nterval e n nucción. (b) nterval e nucción a) ensión y rriente pr : : ne + ( )( ) ( ) + ( )( ) ueg: y b) ensión y rriente pr ema 4. nvertires /. 33 e 37 ema 4. nvertires /. 34 e 37

18 ONEO E ÚK. M e nucción ntinua ONEO E ÚK. ímite entre Ms e nucción nvertir e úk: M e cnucción ntinua..66 nvertir e úk: ímite cnucción ntinua-iscntinua..66 a) ensión y rriente pr a) ensión y rriente pr a) ensión y rriente pr b) ensión y rriente pr ema 4. nvertires /. 35 e 37 ema 4. nvertires /. 36 e 37

19 OMPAAÓN ENE ONEOE i i i i nvertir euctr: ; / i i i v i nvertir Elevar: /(-); /(-) i v i i i nvertir euctr-elevar: /(-); /(-); /(-) i i i v v i i nvertir e ùk: /(-); /(-); ema 4. nvertires /. 37 e 37