|
=== Inversor monofásico con PWM ===
En este capítulo se analizará el circuito inversor monofásico con PWM, así como diversas configuraciones para eliminar armónicos y su implementación real.
</blockquote><blockquote>
[[Electrónica de Potencia/Módulos de inversión/Rectificador Monofásico con PWM|Inversor Monofásico con PWM]]
==== Problema ====
<blockquote>''La entrada DC de un inversor monofásico en puente y con PWM es de 100V. Determinar los valores eficaces del fundamental y los dos armónicos de orden más bajo para un ciclo de duración del 100%.''</blockquote>'''''a)Determinar el valor eficaz total de las componentes armónicas.'''''<blockquote>Para el primer armónico (fundamental):</blockquote><blockquote><math>V_{1RMS}=\frac{2*\sqrt{2}}{\Pi}*100* \sin{\frac{\Pi}{2}}=90.03V</math></blockquote><blockquote>Para el tercer armónico:</blockquote><blockquote><math>V_{3RMS}=\left \vert\frac{2*\sqrt{2}}{3\Pi}*100* \sin{\frac{3\Pi}{2}}\right \vert=30V </math></blockquote><blockquote>Para el quinto armónico:</blockquote><blockquote><math>V_{5RMS}=\left \vert\frac{2*\sqrt{2}}{5\Pi}*100* \sin{\frac{5\Pi}{2}}\right \vert=18.01V </math></blockquote>'''''b)Repetir para una duración de ciclo del 70%'''.''<blockquote>Para el primer armónico (fundamental):</blockquote><blockquote><math>V_{1RMS}=\frac{2*\sqrt{2}}{\Pi}*100* \sin{\frac{0.7\Pi}{2}}=80.22V</math></blockquote><blockquote>Para el tercer armónico:</blockquote><blockquote><math>V_{3RMS}=\left \vert\frac{2*\sqrt{2}}{3\Pi}*100* \sin{\frac{0.7*3\Pi}{2}}\right \vert=4.69V </math></blockquote><blockquote>Para el quinto armónico:</blockquote><blockquote><math>V_{5RMS}=\left \vert\frac{2*\sqrt{2}}{5\Pi}*100* \sin{\frac{0.7*5\Pi}{2}}\right \vert=12.7V </math></blockquote><blockquote>En el caso anterior: <math>V_{RMS}=V_{1RMS}</math>, en este caso tenemos que: <math>V_{RMS}=V*\sqrt{D}=83.66V</math></blockquote><blockquote><math>V_{H}^2=V_{RMS}^2-V_{1}^2\longrightarrow V_{H}=23.76V</math></blockquote>'''''c)Determinar el ciclo de duración que elimine:'''''<blockquote>Para que un armónico quede eliminado debe cumplirse que <math>A_{n}=0</math></blockquote><blockquote><math>A_{n}=\frac{4V}{n\Pi}*sin{\frac{nD\Pi}{2}}=0</math></blockquote><blockquote>1.-El tercer armónico</blockquote><blockquote>En este caso <math>n=3</math></blockquote><blockquote><math>\frac{3D\Pi}{2}=\Pi\longrightarrow D=66.67% </math></blockquote><blockquote>2.-El quinto armónico</blockquote><blockquote>En este caso <math>n=5</math>, D debe ser menor o igual que 1, por lo que de los valores obtenidos nos quedaremos con el mayor.</blockquote><blockquote><math>\frac{5D\Pi}{2}=\Pi\longrightarrow D=\frac{2}{5},\frac{4}{6},\frac{6}{5}...\rightarrow D\leq1\longrightarrow D=80% </math></blockquote>
==== Simulación con PSPice ====
[[Archivo:LibreriaPWM.png|miniaturadeimagen|220x220px|left|Inversor PWM de la librería de clase]][[Archivo:Spicee.png|miniaturadeimagen|Programa PSPice]]Para la simulación del circuito inversor en puente con PWM se ha utilizado la librería de clase LEP2016.LIB, en concreto, el siguiente apartado:
El tiempo de ciclo determinado es para un 60%, pero podemos cambiarlo con los parámetros de entrada. A continuación se muestra el programa utilizado para la simulación:
===== '''Ciclo 100%''' =====
Para el primer armónico (fundamental), con un ciclo del 100% tenemos un valor eficaz de unos 90V:[[Archivo:Ciclo 100%.jpg|miniaturadeimagen|571x571px|left|Ciclo 100%]]
Para el tercer y quinto armónicos tenemos unos valores de pico de unos 40V y 25V respectivamente, lo que daría unos valores eficaces de 28.28V y 17.67V respectivamente.
Como se puede comprobar estos valores se parecen a los calculados manualmente.
[[Archivo:Armonicos 100%.png|miniaturadeimagen|571x571px|left|Armónicos para ciclo 100%]]
===== '''Ciclo 70%''' =====
Como puede verse, para un 70% de ciclo el valor eficaz de la salida (primer armónico), es de unos 80V:
[[Archivo:Cic70.png|izquierda|Ciclo al 70%]]
Para el tercer y quinto armónico tenemos unos valores de pico de 6.5V y 16.3V respectivamente. Lo que daría unos valores eficaces de: 4.59V y 11.52V, respectivamente.
Como se puede comprobar los valores son similares a los calculados manualmente
[[Archivo:Ar70.png|izquierda|Armónicos con un ciclo del 70%]]
===== '''Eliminación de armónicos''' =====
Para un ciclo del 66.67% el tercer armónico desaparece por completo como habíamos calculado anteriormente:
[[Archivo:Cic66.png|izquierda|Ciclo del 66,67%]]
[[Archivo:Ar66.png|izquierda|Armónicos al 66,67% del ciclo]]
Para un ciclo del 80% el quinto armónico desaparece por completo, como habíamos calculado antes:
[[Archivo:Cic80.png|izquierda|Ciclo del 80%]]
[[Archivo:Ar80.png|izquierda|Armónicos al 80% del ciclo]]
==== Simulación real ====
[[Archivo:Dispoo.png|miniaturadeimagen|167x167px|Dispositivo elegido]]
[[Archivo:Datossemi.png|izquierda|miniaturadeimagen|Datos Introducidos en SemiSel]]
En primer lugar debemos introducir los datos de nuestro circuito inversor, como datos de entrada de nuestro circuito pondremos 100V de pico, y 100Hz de frecuencia de salida. La corriente máxima será de 20A. Después elegiremos un dispositivo acorde a nuestras necesidades
[[Archivo:Refrig.png|izquierda|miniaturadeimagen|Características de refrigeración para el dispositivo]]
En la siguiente pantalla describimos la refrigeración a utilizar para el dispositivo, en este caso ponemos como temperatura ambiente 40 grados, y seleccionamos el modo de refrigeración natural, es decir sin ventilador. Ademas elegiremos el radiador llamado P35_200, que tiene un tamaño bueno para este uso
Por último, el sistema nos mostrará los resultados obtenidos con los datos introducidos, y en caso de haber hecho un diseño no demasiado bueno nos recomendará cambiarlo:
[[Archivo:Resul1.png|izquierda|miniaturadeimagen|Resultados]]
[[Archivo:Resul2.png|izquierda|miniaturadeimagen|Resultados]]
[[Archivo:Resul3.png|miniaturadeimagen|El diseño es correcto]]
=== Inversor trifásico ===
| 