Conmutación por modulación SPWM
izakpEnsayo15 de Abril de 2020
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- Se debe diseñar y simular el modulador de ancho de pulso cumpliendo con lo siguiente:
- Conmutación por modulación SPWM, tipo unipolar.
Esta técnica de modulación requiere de dos señales de referencia senoidal, una desfasada 180o grados de la otra y una señal portadora triangular. | [pic 2] [pic 3] [pic 4] |
De modo que: | [pic 5] [pic 6] [pic 7] [pic 8] |
Para este caso se hace uso del software para el diseño y simulación de circuitos electrónicos Proteus, el cual contiene una gran variedad de componentes, todos disponibles para su uso en diversidad de proyectos.
Para ello se tiene en cuenta lo indicado en la guía de actividades, la cual refiere señala que las señales senoidales deben ser generadas a partir de amplificadores operacionales.
Un amplificador operacional (op-amp), es un circuito integrado que sirve como su nombre lo indica, para amplificar señales de voltaje, y la ganancia es determinada por una resistencia de retroalimentación que alimenta parte de la señal amplificada de la salida a la entrada invertida. También puede ser usado como comparador, esto al no hacer uso de retroalimentación entre su entrada y salida, siendo así usado para comparar una tensión variable con otra tensión fija que se utiliza como referencia; por lo cual para nuestro caso práctico se va a aprovechar dicha ventaja.
Diseño en Proteus
[pic 9]
En la parte izquierda se utilizan dos amplificadores operacionales TL084, los cuales van a contener la señal senoidal, donde se han configurado con una amplitud de 1 voltio a una frecuencia de 60 Hz. Así mismo el segundo es desfasado 180o. | [pic 10] [pic 11] |
Igualmente, uno de ellos es alimentado con 12 voltios, tanto en su parte positiva como negativa. | [pic 12] [pic 13] |
Se cuenta con un generador de señales, el cual es utilizado para generar la señal triangular. | [pic 14] |
Luego se tiene un tercer amplificador operacional el cual se encarga de recibir las señales procedentes de los dos amplificadores. | [pic 15] |
También se cuenta con un osciloscopio, encargado de recibir y graficar las señales que recibe de cada punto según la conexión realizada. | [pic 16] |
Finalmente se realiza la simulación y se puede observar cada uno de los canales con la respectiva señal generada en el circuito. Como es el canal B, donde se observa en color azul la señal SPWM obtenida. Así mismo se observan las dos señales senoidales desfasadas 180º, dentro de la señal triangular. | [pic 17] |
- Cálculo del índice de modulación de amplitud.
Permite calcular la relación del valor del voltaje pico de la señal de referencia con la señal triangular.
[pic 18] | Donde: [pic 19] [pic 20] [pic 21] |
[pic 22] |
- Cálculo del índice de modulación en frecuencia.
Se relaciona la frecuencia de la onda con la frecuencia de la onda moduladora o de referencia.
[pic 23] | Donde: [pic 24] [pic 25] [pic 26] |
[pic 27] |
- Las señales senoidales deben ser generadas a partir de amplificadores operacionales.
Lo anterior se cumple en el desarrollo de la simulación.
- Explicar de forma teórica la distorsión armónica característica que se genera en este tipo de conmutación.
Las armónicas son distorsiones de la onda senoidal de tensión y/o corriente de los sistemas eléctricos, debido al uso de cargas con impedancia no lineal, a materiales ferromagnéticos, y en general al uso de equipos que necesiten realizar conmutaciones en su operación normal.
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