Convertidor Boost

RESUMEN: Los inversores se ubican en la electrónica de potencia en el campo de la conversión energética, en concreto en la conversión continua – alterna (DC/AC).La evolución que han experimentado los semiconductores, en términos de frecuencia de conmutación, pérdidas en conducción y facilidad de gobierno ha contribuido en gran medida a la popularización de este tipo de convertidores y de

Su evolución.

De esta manera, se pueden plantear estrategias de control complejas sin aumento apreciable en los costes finales del equipo. Este tipo de convertidores se ha visto fuertemente impulsado en su desarrollo gracias a una de sus aplicaciones: el control de velocidad, par etc.

INTRODUCCIÓN.

Los inversores se ubican en la electrónica de potencia en el campo de la conversión energética, en concreto en la conversión continua – alterna (DC/AC).La evolución que han experimentado los semiconductores, en términos de frecuencia de conmutación, pérdidas en conducción y facilidad de gobierno ha contribuido en gran medida a la popularización de este tipo de convertidores y de su evolución. En este tipo de equipos, de mediana / alta potencia, la tendencia es disminuir los costes y aumentar la eficiencia, (frente a la tendencia en la línea de baja potencia, en la cual se prima la miniaturización), objetivo que pasa por la optimización de los dispositivos semiconductores empleados; por otro lado, el

auge experimentado en el campo de la electrónica digital, ha permitido que los procesadores estén al alcance de los diseñadores a muy bajo coste y con potentes herramientas de depuración y desarrollo. De esta manera, se pueden plantear estrategias de control complejas sin aumento apreciable en los costes finales del equipo. Este tipo de convertidores se ha visto fuertemente impulsado en su desarrollo gracias a una de sus aplicaciones: el control de velocidad, par etc. de los motores de inducción. De hecho, los inversores han venido a sustituir los tradicionales reductores mecánicos en el campo del control de motores, con indudables ventajas con respecto a estos: mejor rendimiento, ausencia de elementos mecánicos de desgaste, vibraciones, mayor versatilidad en el control

OBJETIVOS

-Usar la herramienta Psim software CAD para modelamiento del inversor con las características del diseño

• Realizar las respectivas gráficas, corriente de salida, voltaje de resistencia, pulsos a baja frecuencia

•Determinar las características eléctricas del circuito inverso utilizando el software CAD empleado

• Obtener el THD del convertidor CD/CA

1. DESARROLLO DE LA PRACTICA

Se necesita alimentar una carga inductiva de 120v, 5A, diseñar un convertidor CD-CA pwm para alimentar esta carga se debe determinar el valor THD del voltaje suministrado de la carga

L= 400mh

En el inversor cd/ca dos de los transistores conmuta a alta frecuencia y los complementarios a baja frecuencia, y los de baja frecuencia son los que tiene la señal sinusoidal de salida, los complementarios son de 60 Hz

Se debe comparar una señal cada k sen (x)a una frecuencia de 60 Hz donde k es la condición de modulación

Inicialmente para el semiciclo positivo se hizo una sinusoidal a 60Hz con un Angulo de fase de 0 e amplitud, posteriormente se crea una señal con las mismas características pero desfasadas 180 ®(-k sen (x))

FIG 1 circuito inversor cd/ca en Psim software CAD

FIG 2 A1 comparador de alta frecuencia

El comparador A1 genera la conmutación a alta frecuencia y es las que se comparar con la señal rampa que tiene las siguientes características 5v pico, frecuencia 35khz con un ciclo útil de 1, para obtener su valor máximo tan pronto termine cada periodo

El voltaje de la alimentación debe ser el voltaje máximo que quiere la sinusoidal de salida ( v1 = {170v) Las condiciones de L ≤ 400mH

Al simular se observó el voltaje en la resistencia obteniendo un voltaje sinusoidal, observando unas curvas que se presentan por el cruce de cero en el eje x debido al inductor y son de tipo exponencial.

FIG. 3 voltaje de la resistencia

FIG. 4 corriente de la resistencia

En la gráfica fig. 5 se observó las condiciones que se necesitan, para calcular el THD se escoge la frecuencia fundamental A 60 hz

FIG. 5 Para metros requeridos de THD

Frecuencia 60kh

Voltaje resistencia 1.7313

Corriente de la resistencia 1.713

FIG. 6 Alta frecuencia (negativo y positivo)

En la gráfica las barras azules representa la alta frecuencia positiva es la encargada de generar las sinusoidal de fase 0® y la roja es la negativa genera la sinusoidal de fase 180®

Obteniendo los periodos de conmutación de los dispositivos con la azul conmuta Q1. Con la roja conmuta Q2.

FIG 7 pulsos de alta y baja frecuencia y su complementario a baja frecuencia

Al cambiar las condiciones (magnitud del inductor) el valor máximo del inductor es de 400 mH cambiando las condiciones se obtiene fig. 8

FIG. 8 Voltaje de salida sin filtro

L debe ser tal que deje pasar la señal sinusoidal pero que no quite voltaje, la gráfica roja es nuestra señal de referencia con una desfase de 180®y una frecuencia de 60hz y la azul comparte la misma frecuencia de la señal

FIG. 9 simulación de la frecuencia

CONCLUSIONES

o En el inversor CD/CA, se observó que la condición que se genera de

L < 400mh es debido que al aumentar la inductancia también aumenta la impedancia y esto hace que en la resistencia de carga se disminuya el voltaje, debido a esto se hará un divisor de tensión entre las dos impedancias.

o La herramienta de Psim software CAD nos proporciona una mejor interpretación del análisis aproximado a una implementación física de electrónica de potencia

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

 http//www.ie.itcr.accr/juanjimenez/cursos/potencia/cd_ca1.pdf

 .libro de electrónica de potencia de German enrique gallego

 http://galia.fc.uaslp.mx/lic/P1_09.pdf.

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