UNAD. UNIVERSIDAD ABIERTA Y A DISTANCIA
203039_9 ELECTRONICA DE POTENCIA
MOMENTO 1
Presenta: JOSÉ EUSEBIO LÓPEZ JUNCO :
Código: 74338899
Docente: JAIRO LUIS GUTIERRESZ
BOGOTÁ D.C COLOMBIA
SEPTIEMBRE 20 DEL 2017
PROBLEMA A SOLUCIONAR
Suponga que trabaja para una compañía que diseña, prueba, fabrica y comercializa
varios
instrumentos
electrónicos,
incluyendo
fuentes
de
alimentación ininterrumpidas (UPS). Su primera asignación es, desarrollar y probar en el en simulador de circuitos electrónicos el circuito convertidor DC/AC que se usara para la fabricación de UPS e Inversores para ser usados en automóviles. El diseño debe satisfacer las siguientes especificaciones: ♦ Voltaje DC de entrada 12 V. ♦ Voltaje AC de Salida 120 V a 60 Hz. ♦ Potencia de salida de 100 a 1000 W.
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DESARROLLO DEL PROBLEMA
1.1 Realizar un resumen en máximo 1 página en el que defina que es un convertidor de DC-AC integrando las siguientes temáticas:
Convertidor DC-AC De onda sinusoidal pura: Este genera una salida de onda casi perfecta muy similar a la que nos proporciona la red de condensa (línea roja grafica Inferior), así que es compatible con todos los aparatos eléctricos, siendo así el convertidor más eficiente que es su ventaja, pero también es más complejo y costoso en su diseño y construcción siendo su mayor desventaja
Inversores trifásicos [2] El inversor trifásico de frecuencia variable e interface opto acoplada consta de dos partes: un circuito de control y un circuito de fuerza, el circuito de control consta por un reloj que está compuesto por dos circuitos integrados en cascada, donde varia la frecuencia mediante un potenciómetro que habilitan tres flip-flop en cascada desfasados 180 grados llegan a los opto acopladores y se conectan a circuito de fuerza. El circuito de fuerza consta de seis transistores con diodos, que corresponden a un inversor trifásico Aplicación Propulsión de motores de AC de velocidad variable Fuentes de respaldo y poder Alimentación ininterrumpida Puede usar elementos de activación y desactivación controlada BJT, MOSFET, IGBT, o tiristores de conmutación forzada Inversores monofásicos Inversores PWM o ancho de pulso modulado: controla la salida mediante la modulación del ancho del pulso. Eficiencia: 3
La eficiencia en los conversores DC/AC va de la mano con los elementos utilizados para su producción así mismo con el diseño de las prestaciones a que tendrá lugar el conversor, un buen transformador que tenga la capacidad de respuesta de potencia para la función y carga máxima a la que se va a exponer y al mismo tiempo los circuitos integrados que darán la función de oscilación y variación; no sin dejar de lado la fuente de alimentación externa (tipo DC) que influye mucho en el comportamiento de nuestro diseño. 1.2 Participar en el foro de la fase 1 opinando sobre cuál es el tipo de Inversor que sugiere se diseñe justificando su propuesta.
La modulación unipolar requiere normalmente dos ondas de modulación sinusoidales vm y vm- que son de la misma magnitud y frecuencia pero 180 fuera de fase. Las dos ondas de modulación se comparan con una onda portadora triangular común que genera dos señales de conmutación vg1 y vg3 para los dos interruptores superiores S1 y S3. Se puede observar que los dos dispositivos superiores no conmutan simultáneamente, lo que se distingue del PWM bipolar en el que todos los cuatro dispositivos se conmutan al mismo tiempo. El voltaje de salida del inversor cambia entre cero y + Vd durante el semiciclo positivo o entre cero y -Vd durante el semiciclo negativo de la frecuencia fundamental, por lo que este esquema se denomina modulación unipolar. El inversor unipolar conmutado ofrece pérdidas de conmutación reducidas y genera menos EMI. Por razones de eficiencia, parece que el inversor conmutado unipolar tiene una ventaja. La sobre modulación ocurre cuando el índice de modulación de amplitud es mayor que la unidad. Causa una reducción en el número de impulsos en la forma de onda de línea a línea que conduce a la aparición de armónicos de orden inferior. Además, la muesca y las anchuras de impulso próximas al centro del semiciclo positivo y negativo tienden a desaparecer. Para completar las operaciones de conmutación del dispositivo, se deben mantener anchos mínimos de muesca y de impulso. Cuando las muescas de ancho mínimo y los pulsos se caen, habrá algún salto transitorio de corriente de carga
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Esta forma de onda y resultado de salidad es más confiable pero el costo es mayor en comparación con una unipolar donde solo tiene una sola onda modulada. En mi proceso de investigación escogí una fuente generadora de bipolar por que sus perdidas de potencias son menores pero pierdo mas en eficiencia y exactitud.
Ilustración 1 Figura de un convertidor SPWM unipolar
PARTES DEL CIRCUITO PROPUESTO EL CONVERTIDOR EN PUENTE DE ONDA COMPLETA
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El convertidor en puente de onda completa es el circuito básico que se utiliza para convertir continua en alterna. A partir de una entrada de continua se obtiene una salida de alterna cerrando y abriendo interruptores en una determinada secuencia. La tensión de salida vo puede ser + V — V , o cero, dependiendo de qué interruptores están cerrados. Interruptores cerrados
Tensión de salida
S1 y S2
V+
S3 y S4
V-
S1 y S3
0
S2 y S4
0
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CIRCUITO GENERADOR DE ONDAS PROPUESTO
SPWM Bipolar
Mediante esta técnica se utiliza una única señal de referencia senoidal Vsin, y una señal portadora triangular Vtri que fija la frecuencia de conmutación, de modo que: Si Vsin > Vtri → Vo=+VDC (Q1 y Q4 ON). Si Vsin < Vtri → Vo=-VDC (Q2 y Q3 ON).
Modulación Spwm
La señal de referencia es una onda senoidal, el ancho de pulso varía en función de la amplitud de la onda, la señal de compuerta se genera al comparar la señal de referencia de una onda con una onda portadora.
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Spwm
Bipolar
Spwm unipolar
Diagrama de bloques de conversor propuesto
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Comparador Para generar señales de conmutación en los puentes H se compara la onda moduladora con la onda portadora mediante un amplificador operacional
Puente H [2] La necesidad de controlar actuadores que generen movimientos. Ha llevado al puente H a tener un gran protagonismo en motores el cual permite que gire ya sea a derecha izquierda o simplemente se detenga, funciona de manera sencilla
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Para hacer que el motor gire a la derecha se conecta el positivo de la fuente al terminal A y el negativo de la fuente al terminal B, si necesitamos que gire a la izquierda se conecta el positivo de la fuente al terminal B y el negativo al terminal A Si se desea que gire en un sentido se cierran A y D, si se desea al otro sentido se cierran los interruptores B y C, si se desea quedar estático se cierran C y D o A y B, pero jamás se deben cerrar A y C o B y D ya que esto ocasionaría corto circuito en la fuente de alimentación
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https://electronicadepotenciacuc.wikispaces.com/Convertidores+DCAC+(Inversores) http://www.monografias.com/trabajos89/conceptos-electronica-teoriacircuitos/conceptos-electronica-teoria-circuitos3.shtml https://www.ecured.cu/Circuito_ICL8038
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