CAPITULO II TORIA D LOS INRSORS D TNSION
Itroducció Los iversores de tesió so coversores estáticos, destiados a cotrolar el flujo de eergía eléctrica etre ua fuete de tesió cotiua y ua fuete de corriete altera, moofasica o polifásica co cotrol de los iveles de tesió y de la frecuecia depediedo de la aplicació. Las pricipales aplicacioes de los iversores de tesió so: -Accioamieto de maquias eléctricas de corriete altera -Caletamieto iductivo -Sistemas de alimetació iiterrumpida -Trasmisió de eergía e corriete cotiúa -Fuetes de respaldo y poder -Istalacioes de eergía solar voltaica -Reactores electroicos para lamparas de descarga -etc.
CLASIFICACION: Los iversores de tesió se clasifica e: Iversores moofasicos Iversores trifásicos Segú el fucioamieto se clasifica e Autóomos (o está coectados a igua fuete de corriete altera) No autóomos (coectados a la red eléctrica). Símbolo del iversor autóomo.
Iversores moofasicos a )Iversor moofasico e puete La estructura del iversor esta represetado e la figura 7.1, los iterruptores so comadados e el cierre y e la apertura. a.1) Carga resistiva Figura 7.1 structura del iversor puete
Cuado Q1 y Q, coduce, la tesió de carga es igual a, y cuado Q y Q4 coduce ella es igual a. Figura 7. Formas de odas de tesió y corriete
l voltaje eficaz e la carga: toces: oeff 1 T T 0 oeff dt La tesió e series de Fourier sera: AB 1,,5,.. l valor eficaz para la fudametal será: AB 1 eff 4 se( wt) 4
Distorsió total armóica (THD).- s ua medida de la similitud etre la forma de oda y su compoete fudametal THD AB1eff 1/ fució de los voltajes: THD oeff AB1eff AB1eff Factor Armóico de la eésima compoete s ua medida de la cotribució armóica idividual defiida por: H F AB1eff alor. eficaz. eesima. comp. armoica alor. eficaz. comp. fudametal
Carga iductiva Figura 7. structura Iversor co carga RL caso de carga iductiva es ecesario adicioar e paralelo co la carga diodos de rueda libre (D1,D,D y D4).
tapas de fucioamieto ste iversor tiee cuatro etapas de fucioamieto S1 y S4 e coducció S y S e corte c=, D1 y D4 e corte S1 y S4 e corte S y S e coducció c = -, D y D e coducció S1 y S4 e corte S y S e coducció c = -, D y D e corte S1 y S4 e coducció S y S e corte, c =, D1 y D4 e coducció
Como la carga es iductiva la corriete debe cotiuar circulado e el mismo setido, para que esto ocurra D, D coduce hasta que la corriete sea cero, cuado la corriete se aula etoces se ivierte la polaridad de la tesió e la carga y la corriete circula por S y S. Para que el circuito fucioe correctamete es ecesario que la fuete sea reversible e corriete. Figura 7.4 Formas de odas de tesió y corriete
Iversor co puto medio Figura 7.5 Iversor co puto medio Figura 7.6 Formas de oda
Iversor Push Pull ste circuito es uo de los primeros empleados idustrialmete, se adapta a bajas frecuecias y bajas potecias, preseta las siguietes características: mplea u trasformador co puto medio mplea ua fuete de corriete cotiua mplea dos Iterruptores La carga esta aislada de la fuete
Carga resistiva Figura 7. 7 Iversor Push Pull carga resistiva Figura 7. 8 Formas de odas tesió y corriete
Carga iductiva Figura 7.9 Iversor Push Pull carga RL Figura 7.10 Formas de odas de tesió y corriete
Iversores trifásicos stos coversores se utiliza e aplicacioes de alta potecia, co la característica de que los secudarios de los trasformadores se coecta ormalmete e estrella para de esta forma elimiar los armóicos de orde (=, 6,9 ), de la tesió de salida. Se tiee dos modos diferetes de operació: Coducció de dos iterruptores ( coducció a 10 ) Coducció de tres iterruptores ( coducció a 180 ) Puede alcazar frecuecias de hasta 50 Khz, y e moofasicos hasta 500 Khz.
Coducció de dos iterruptores cada istate existe dos iterruptores e coducció, uo e el brazo positivo y el otro e el brazo egativo, cada iterruptor es habilitado durate 10. a) Carga e estrella Secuecia de disparo S1S5, S1S6, S6S, SS4, S4S, SS5
Tesioes de fase Para la tesió de líea: AB AN BN
b) Carga coectada e triagulo Secuecia de disparo de los iterruptores: S1S5, S1S6, S6S, SS4, S4S, SS5 structura del iversor a 10º carga e triagulo
oltaje de líea carga coectada e triagulo
Coducció de tres iterruptores a) Carga e estrella La secuecia de disparo es: S1S5S, S6S5S1, S1SS6, SS6S4, SS4S y S4S5S structura Iversor a 180º carga e estrella
Primera etapa de fucioamieto Del circuito obteemos: R R R AN CN BN
Aalizado las seis etapas de fucioamieto del iversor obteemos las siguietes curvas para la tesió de líea y de fase para carga resistiva. Tesioes de fase
Tesioes de líea
Carga e triagulo La secuecia de disparo es: S1S5S, S6S5S1, S1SS6, SS6S4, SS4S y S4S5S Iversor a 180º carga e triagulo
oltajes de líea carga coectada e triagulo
Aálisis de ecuacioes coducció a 180º carga e estrella Del diagrama: AN oa on AN Bo Co Ao Ao AN No Del diagrama teemos: BA ob oa Bo BN No BN Co Ao Bo AB BC CA Ao Bo Co Bo Co Ao No Co Sumado: Ao CN Bo No Co CN Ao Bo Co
sewt Ao,,5.. 1 4 ) 10 ( 4 1,,5.. wt se Bo ) 10 ( 4 1,,5.. wt se Co 6 / 6 cos 4 1,,5.. wt se v AB / 6 cos 4 1,,5.. wt se v BC 6 / 7 6 cos 4 1,,5.. wt se v AC Del grafico: Combiado ecuacioes: Bo Ao AB v Obteemos:
wt se v AN,,5.. 1 6 cos 4 / 6 cos 4 1,,5.. wt se v BN / 6 cos 4 1,,5.. wt se v CN wt se wc wl j R ia.. 1,,5 1/ 6 cos 1 4 R wc wl arctg 1 oltajes de fase: Corriete carga RCL: Co:
oltaje eficaz de líea oltaje eficaz de líea de la fudametal ABef 0 dwt ABMAX1 ABef 1 0, 7797 oltaje eficaz de fase de la fudametal ABef oltaje de fase ABef 1 ANef 1 0, 450 ANef ABef
CONDUCCION A 10º v oltaje de fase AN cos se wt 6 1,,5.. 6 v oltaje de líea AB 1,,5.. cos sewt 6 / v BN cos se wt 6 1,,5.. v BC 1,,5.. cos se 6 wt / v CN 7 cos se wt 6 1,,5.. 6 v AC cos 1,,5.. 6 se wt
Simulació Iversor co puto medio co carga RL structura de simulació Formas de oda tesió y corriete
Iversor a 180 carga RL coectada ve estrella. 0 1 R4 M1 R5 M R6M 1 = 0 = 50 TD = 0 TR = 0 TF = 0 PW = 15M PR = 0M 0 100 IRF640 1 = 0 = 50 TD = 10M TR = 0 TF = 0 PW = 15M PR = 0M 5 100 IRF640 1 = 0 = 50 TD = 0M TR = 0 TF = 0 PW = 15M PR = 0M 100 IRF640 8 + R1 10 R 10 R 10 L1 1 100mh L I 1 100mH L 1 100mH - R9 M4 R8 M5 R7M6 100 IRF640 100 IRF640 100 IRF640 1 = 0 = 50 TD = 15M TR = 0 TF = 0 PW = 15M PR = 0M 4 1 = 0 = 50 TD = 5M TR = 0 TF = 0 PW = 15M PR = 0M 6 1 = 0 = 50 TD = 5M TR = 0 TF = 0 PW = 15M PR = 0M 7 0
oltaje de fase y corriete por la carga 00 00 100-0 -100-00 -00 0s 0ms 40ms 60ms 80ms 100ms 10ms 140ms 160ms 180ms (M4:d,L:) I(L1) Time