Belle And Sebastian Belle And Sebastian

UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE

FACULTAD DE INGENIERÍA

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELECTRICA

Laboratorio de Electrónica de Potencia

Experiencia Nº4

“Inversor Puente Monofásico”

Integrantes:

Diego Valdés

Fabián Seguel

Carlos Rojas

Alexander Truffa

Javier Palma

Profesor: Miguel Villablanca

Introducción

En la siguiente experiencia analizaremos el inversor en su conexión monofásica con modulación en ancho de pulso (SPWM); la cual se realiza comparando una señal portadora que es una señal triangular con una señal de referencia que es una sinusoidal.

1. Objetivo General

Análisis de inversor monofásico con modulación senoidal de ancho de pulso (SPWM).

2. Objetivo Específico

• Analizar topología y funcionamiento de un inversor puente monofásico SPWM.

• Analizar tipo de modulación, armónicos y distorsión de la onda de voltaje.

• Analizar el efecto de un filtro L-C en la salida de un inversor SPWM.

Fórmulas

;

Fourier:

;

3. Desarrollo Teórico

3.1

Para el circuito que se muestra en la figura 1, la frecuencia portadora es de 20 KHz, la señal modulante es de 50 Hz, estas señales se modulan mediante SPWM, con un índice de modulación de amplitud equivalente a 0.5. Se debe calcular el Vef total, el Vef1 y la distorsión del voltaje (THDv), además realizaremos el espectro de Fourier en porcentaje de los armónicos mas significativos (hasta el noveno armónico) de la tensión entre los nudos 21 y 22.

Figura 1

El módulo mod. C23A/EV permite el análisis teórico y la realización de prácticas sobre los siguientes temas principales:

• Inversor monofásico en configuración “H-bridge”

• Estrategias de mando de los MOSFETs (canal P y canal N) de potencia

• Inserción de los tiempos muertos en los mandos

• Generación de la señal sinusoidal de referencia con frecuencia fija

• Modulación PWM sinusoidal

• Señales de control para generador PWM

• Generador PWM

• Amplificador PWM con MOSFET

• Filtrado y adaptación de la tensión de salida por medio de filtro L-C y transformador de salida

• Vínculos en la frecuencia de conmutación y modulación para obtener un buen filtrado

• Tensión de salida con forma de onda sinusoidal

• Análisis del rizado a la frecuencia de conmutación

• Control automático de la amplitud de la tensión suministrada en la salida

• Limitación de la corriente de carga

• Análisis del sistema automático de control de la forma de onda de la tensión de salida

• Funcionamiento con carga óhmica R

• Funcionamiento con cargas mixtas RL, RC, RLC, LC

• Análisis del desfase tensión/corriente con cargas reactivas

• Función de los diodos de recirculación en paralelo a los MOSFETs del inversor

• Efecto de distorsión de los tiempos muertos en la forma de onda de salida

• Funcionamiento con transformador de carga

CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS

• Panel delantero, realizado en material aislante, con los diferentes circuitos que constituyen el módulo y el diagrama eléctrico de cada uno de ellos representados en serigrafía

• Bujes para conexiones y medidas

• MOSFET: 2 MOS canal N y 2 MOS canal P

• Tensión de salida: sinusoidal 24 Vca/1 A

• Frecuencia de la tensión de salida: 50 Hz

• Frecuencia de conmutación del generador PWM: 20 kHz

• Unidad exterior mod. TY23A/EV que incorpora el transformador de salida, los filtros y las cargas R-L-C

DIM. mod. C23A/EV: 386x372x50 mm

DIM. mod. TY23/EV: 260x160x90 mm

3.2

En la figura Nº2 se muestra la unidad TY23A compuesta por un filtro LC, transformador elevador 12V/24V y carga RLC. Dicha unidad se conecta a la salida del Inversor SPWM.

Figura Nº2.

Módulo TY23A/EV que corresponde a filtro y carga del circuito

Este módulo implementa un inversor monofásico controlado con técnica PWM sinusoidal.

El inversor presente en el módulo mod. C23A/EV está realizado utilizando como interruptores electrónicos cuatro

...