Diseño con Inversor Monofásico

2008

Este articulo presenta el diseno y construccion de un inversor trifasico, el cual muestra el principio de operacion de la topologia de 3 ramas, caracteristicas de las protecciones, y resultados experimentales de acuerdo a la tecnica de modulacion utilizada. Como carga se implemento una configuracion RL que fue sometida a un nivel de voltaje de 72.1V. Ademas se aplico un filtro en configuracion L pasa-bajo donde se elimino desde el tercer armonico

 Resumen-Este informe presenta las características del transformador monofásico DL103 con carga en el secundario, la variación de la carga RL y RC, asi como su topología de conexión, presenta los circuitos equivalentes del transformador referidos al primario, diagramas fasoriales, cálculos de la potencia perdida, el índice de carga, la regulación de voltaje, eficiencia del transformador, valores por unidad. También se enfatiza en el análisis de las perdidas variables al conectar carga y observa la variación de las magnitudes eléctricas. Abstract-This report presents the characteristics of the single-phase transformer DL103 with a load on the secondary, the variation of the RL and RC load, as well as its connection topology, presents the equivalent circuits of the transformer referred to the primary, phasor diagrams, calculations of the lost power, load index, voltage regulation, transformer efficiency, values per unit. It is also emphasized in the analysis of the variable losses when connecting the load and observes the variation of the electrical quantities.. I. INTRODUCCIÓN l análisis de los transformadores monofásicos con carga, es indispensable para identificar el comportamiento de estas máquinas eléctricas al ser sometidas a diferentes tipos de cargas como pueden ser inductivas, capacitivas, resistivas o alguna combinación de ellas. La carga que se conecta a un transformador absorbe cierta cantidad de energía que es entregada por el transformador, así como también es la responsable de la exigencia de potencia a este mismo, por lo cual, el análisis de la carga es fundamental para determinar en qué condiciones de trabajo se encuentra el transformador en términos de su capacidad de suministrar potencia. II. OBJETIVOS  Analizar el comportamiento del transformador monofásico sometido a cargas inductivas y capacitivas, por medio de su diagrama fasorial y su circuito equivalente exacto. III. MARCO TEÓRICO Partiendo del análisis del circuito equivalente (Figura 1) de un transformador monofásico [3], que permite identificar sus parámetros principales como son las pérdidas de cobre, flujo de dispersión e hierro, aplicando las pruebas pertinentes de cortocircuito y vacío. Fig. 1.0. Circuito equivalente del transformador referido al devanado primario. Fuente: [2]. R p = 4.4573 Ω R s ′ = 8.5184 Ω X p = 2.5887 Ω X s ′ = 2.5887 Ω R N = 9.709kΩ X M = 4.206kΩ. Con los parámetros del circuito equivalente definidos, se puede identificar que el transformador se encuentra sin carga, por lo cual, cuando se conecta una carga ya sea inductiva o capacitiva, existirá una caída de tensión en el secundario debida a la impedancia interna del transformador [1], se puede describir mediante las ecuaciones 1.0 y 1.1 respectivamente, las cuales establecen la diferencia aritmética de las tensiones del secundario sin carga y con carga , así mismo la relación entre la caída interna del transformador y la tensión de vacío, que recibe el nombre de regulación. = − (.) = −. % (.) Si se desea trabajar con las variables reflejadas en el primario, se puede utilizar la relación de transformación para convertir Ecuación 1.0 en 1.2, como se sugiere en muchas ocasiones para los análisis del transformador con carga [1], con el valor del voltaje nominal aplicado. = − ′. %

Dedico este proyecto y toda mi carrera universitaria a mis padres José Luis Sánchez López y Evangelina Solis Herrera, quienes han dado su mayor esfuerzo para que yo haya llegado hasta donde estoy ahora, me enseñaron con el ejemplo buenos principios y valores, que ahora forman parte de mi ser día con día.

Corriente (0,5 [A/div]) Voltaje (50 [V/div]) Voltaje (50 [V/div]) Figura 5.4: Corriente y Voltaje de la carga R-L antes descrita. Corriente (0,5 [A/div]) 2 [ms/div] Figura 5.5: Simulaciones de Corriente y Voltaje de la carga R-L antes descrita.

2020

Resumen-En el presente documento se desarrollará el diseño y análisis de funcionamiento de un inversor monofásico en puente completo con una tensión de entrada de 24VDC, y una tensión de salida de 230VCA utilizando modulación SPWM y con una carga resistiva de 10Ω. Abstract-This document will develop the design and operation analysis of a single-phase full-bridge inverter with an input voltage of 24VDC, and an output voltage of 230VAC using SPWM modulation and with a resistive load of 10Ω. Index Terms-Inverter monophasic, DC/AC, Sine wave inverter, SPWM. I. INTRODUCCIÓN Este diseño se basa en la necesidad de crear un inversor de tensión que pueda transformar 24V DC de entrada en 230VAC de salida. Este tipo de inversores son muy útiles para aquellas aplicaciones donde se tiene una fuente que produce corriente directa (DC) como baterías, paneles solares, y se desea proveer de energía eléctrica a dispositivos o instalaciones eléctricas que trabajan con corriente alterna (AC). Su aplicación va desde el uso doméstico hasta el industrial, ya que existen inversores monofásicos y trifásicos. II. MARCO TEORICO Los inversores (convertidores DC-AC) son circuitos de potencia que permiten la conversión de corriente directa en corriente alterna (figura 1). Fig. 1. Símbolo de un inversor DC-AC monofásico Idealmente un inversor debe tener una fuente de alimentación de DC y proveer a su salida un voltaje senoidal puro a la frecuencia y magnitud deseada; deben regular la tensión de salida y proporcionar una onda lo más senoidal posible y sin armónicos, pero en la realidad no lo son y contienen armónicos. La calidad de una señal senoidal puede expresarse en términos del factor de distorsión armónica total (THD). Suponiendo que no hay componente de continua a la salida, la expresión de la THD es la que muestra en la ecuación (1): A. Inversor monofásico de puente completo Un inversor monofásico en configuración puente completo (figura 2), está formado por cuatro semiconductores que actúan como llaves conectadas a la fuente de corriente continua. Según como se produzca la conmutación en los interruptores, la tensión de salida puede ser , o. Fig. 2. Inversor monofásico en puente completo Cuando los transistores S1-S4 se encuentran en estado activo y S2-S3 bloqueados, a la carga se le aplica una tensión. Ahora si los transistores activos son S2-S3 y los bloqueados S1-S4, a la carga se le aplica. Si los dos transistores superiores o los dos inferiores se activan simultáneamente, la salida es ya que la carga no experimenta una diferencia de potencial en sus terminales. Existen dos estados prohibidos: S1-S2 y S3-S4 ya que, si sucedieran dichos casos, se produciría un cortocircuito dañando los componentes del circuito. Los diodos que acompañan a los transistores en anti paralelo tienen como función permitir el paso de corriente en sentido inverso, cuando el transistor no se encuentra activo. El tiempo que tarda cada transistor en activarse una vez que la señal de mando así lo ordena está perfectamente definido. No sucede lo mismo con el tiempo de apagado, ya que su valor está sujeto al tipo de carga que se aplique. En la práctica, es común la adición de una etapa generadora de tiempo muerto a las señales de control para tener la completa seguridad de que no se activarán dos transistores de la misma rama, ya que en ese caso produce un cortocircuito con la fuente, lo que implica la destrucción de los semiconductores. B. PWM Unipolar En la modulación PWM unipolar se utilizan dos señales de referencia Vsin1 y Vsin2 tal que:

REVISTA COLOMBIANA DE TECNOLOGIAS DE AVANZADA (RCTA)

Este artículo presenta el modelado y diseño del controlador bajo un esquema propuesto por los autores de realimentación de voltaje en lazo interno tipo PID, más un lazo externo de corriente tipo P, para un inversor monofásico con la capacidad de conectarse en paralelo con otro a un bus AC común, utilizando el método de droop, sin conexión de señales de control entre ellos, con el objetivo de compartir de forma proporcional la potencia entregada a una carga lineal, de acuerdo a la capacidad de cada inversor. También se presenta los resultados prácticos de la implementación de los controladores en un DSP para la conexión de dos inversores en paralelo. Palabras clave: Control, droop, inversor monofásico, PID.

Por darme la oportunidad de vivir y brindarme la fortaleza, paz y tranquilidad de finalizar de manera satisfactoria la carrera de ingeniería eléctrica. Gracias señor Dios todo poderoso; este logro es gracias a ti.

El presente documento muestra los pasos a seguir para el diseño y la instrumentación de un convertidor Analógico-Digital (ADC). Dicho convertidor contará con la capacidad de modificar los parámetros de muestreo tales como la frecuencia y el número de muestras, además incluirá retenedores de orden cero y de primer orden. Se utilizará el software LabVIEW® y una tarjeta Arduino UNO® para la adquisición y monitoreo de la señal analógica de entrada.

Resumen— � En el presente trabajo está orientado en el conocimiento y estudio de los diferentes compontes que conforman en un circuito de corriente alterna, asimilando los diversos comportamientos que tiende a sufrir, aplicando ecuaciones para las diversas situaciones existentes realizando un análisis por medio de diagramas y gráficas. I. INTRODUCCIÓN L os circuitos de corriente alterna están constituidos por una necesaria fuente de fuerza electromotriz (fem) [1] e impedancias expresadas en ohm (Ω) analizándose las relaciones existentes en los valores efectivos del voltaje aplicado al circuito y la corriente producida por dicho voltaje, así como las expresiones utilizadas en el cálculo de dicho circuito. Estos circuitos se encuentra en diferentes configuraciones (serie, paralelo o serie paralelo) ya que oportunamente, las impedancias están integradas por dos componentes: resistencias y reactancia. Para la resolución de diferentes fases que se encuentran los circuitos, se hace referencia a las diversas ecuaciones según el caso, basándose también en gráficas y simulaciones para su mayor entendimiento. II. IMPEDANCIA La impedancia (Z) en una relación que existe ente la diferencia de potencial alterna entre dos puntos y la corriente circulante a través de estos. La ecuación de la impedancia puede definirse fasorialmente como se muestra en (1): (1) Posee una parte real e imaginaria. La parte real se denomina impedancia resistiva (R) y la parte imaginaria impedancia reactiva (X) donde esta puede: inductiva o capacitiva Por consiguiente la expresión general de la impedancia como es como se indica en (2): (2) Donde el signo positivo corresponde a la impedancia reactiva inductiva y la capacitiva de signo negativo. II.1.. Impedancias conectadas en serie La ecuación de la impedancia equivalente de varias conectadas en serie para un circuito de corriente alterna mostrado en (3): (3) En forma rectangular se tiene expresado la siguiente ecuación (4):) (4) En el caso de impedancias reactivas capacitivas se mantiene la ecuación (4), pero la suma se compone de cantidades negativas. Receptores resistivos puros (R): En estos circuitos se los consideras solamente compuesto por resistencia pura. La expresión de la tensión resistiva U R a través del resistor se indica como (5): UR= IR (5) Circuitos de impedancia inductiva pura (L): Conformados exclusivamente por elementos puramente inductivos denominándose impedancia inductiva pura o circuitos L. En este caso la V y la I están desfasados 90° positivos. La expresión de la tensión eficaz a través del elemento es mostrada como (6): UL= IXL (6) Receptores capacitivos puros (C): Considerándose solamente compuestos por elementos puramente capacitivos. La tensión e intensidad están desfasados 90° negativos. La expresión de la tensión eficaz a través del elemento de la ecuación es (7): UC= I (-XC) (7) En realidad no hay ningún receptor R, L o C puro, ya que por ejemplo en un motor eléctrico tiene su bobinado con componente L, pero también esta

This report focuses on the study of the transformer and its way of operating should know that a transformer is an electrical device that allows us to increase or decrease the voltage of an electric circuit of alternating current, maintaining the working frequency of the circuit. The power that enters the equipment in the case of an ideal transformer is the same as that which is available at the output of the circuit that does not produce losses.