2. Onduladores o InversoresOnduladores o Inversores
Los onduladores o inversores son convertidores estáticos de energía que convierten laLos onduladores o inversores son convertidores estáticos de energía que convierten la
corriente continua CC en corriente alterna CA, con la posibilidad de alimentar una carga encorriente continua CC en corriente alterna CA, con la posibilidad de alimentar una carga en
alterna, regulando la tensión, la frecuencia o bien ambas. Más exactamente, los inversoresalterna, regulando la tensión, la frecuencia o bien ambas. Más exactamente, los inversores
transfieren potencia desde una fuente de continua a una carga de alterna.transfieren potencia desde una fuente de continua a una carga de alterna.
Las aplicaciones típicas de los inversores de potencia pueden ser:Las aplicaciones típicas de los inversores de potencia pueden ser:
•• Accionamientos de motores de CA de velocidad ajustable.Accionamientos de motores de CA de velocidad ajustable.
•• Sistemas de alimentación ininterrumpida (SAI)Sistemas de alimentación ininterrumpida (SAI)
•• Dispositivos de corriente alterna que funcionan a partir de una batería.Dispositivos de corriente alterna que funcionan a partir de una batería.
•• Hornos de inducción., etc.Hornos de inducción., etc.
3. Tipos de onduladores o inversoresTipos de onduladores o inversores
Suelen distinguirse tres configuraciones o topologías de inversores: con transformador deSuelen distinguirse tres configuraciones o topologías de inversores: con transformador de
toma media (“push-pull”), con batería de toma media (medio puente) y configuración entoma media (“push-pull”), con batería de toma media (medio puente) y configuración en
puente completo. Corresponden a las tres formas más razonables de realizar la función depuente completo. Corresponden a las tres formas más razonables de realizar la función de
inversión de tensión o corriente suministrada por la fuente de CC con los medios disponiblesinversión de tensión o corriente suministrada por la fuente de CC con los medios disponibles
Hoy día en electrónica de potencia. Cada una de ellas tiene sus ventajas e inconvenientes,Hoy día en electrónica de potencia. Cada una de ellas tiene sus ventajas e inconvenientes,
independientemente de los semiconductores empleados en su realización y de su circuiteríaindependientemente de los semiconductores empleados en su realización y de su circuitería
auxiliar de excitación y bloqueo.auxiliar de excitación y bloqueo.
4. Configuracion push-pullConfiguracion push-pull
En el caso de la configuración pushpull se debe tener en cuenta la relación de espiras entre cadaEn el caso de la configuración pushpull se debe tener en cuenta la relación de espiras entre cada
uno de los primarios (teniendo encuenta que está en toma media) y el secundario.uno de los primarios (teniendo encuenta que está en toma media) y el secundario.
5. Configuración de medio puenteConfiguración de medio puente
La topología en medio puente se puede implementar con una batería y dos condensadores enLa topología en medio puente se puede implementar con una batería y dos condensadores en
toma media o bien con una batería en toma media.toma media o bien con una batería en toma media.
6. Inversor monofasico de puenteInversor monofasico de puente
completocompleto
El inversor en puente completo está formado por 4 interruptores de potencia totalmente
controlados, típicamente transistores MOSFETs o IBGTs, tal y como se muestra en la figura
7. La tensión de salida vC puede ser + VCC, -VCC, ó 0, dependiendo del estado de los
interruptores. Las figuras 5.4a y 5.4d muestran los circuitos equivalentes para algunas de las posibles
combinaciones de los interruptores.
La tabla siguiente muestra la tensión de salida que se obtiene al cerrar determinadas parejas de
interruptores.
Interruptores cerrados Tensión de salida vC
S1 y S2 + Vcc
S3 y S4 - Vcc
S1 y S3 0
S2 y S4 0
Observe que S1 y S4 no deberían estar cerrados al mismo tiempo, ni tampoco S2 y S3 para
evitar un cortocircuito en la fuente continua. Los interruptores reales no se abren y se
cierran instantáneamente, por tanto debe tenerse en cuenta los tiempos de conmutación al
diseñar el control de los interruptores. El solapamiento de los tiempos de conducción de los
interruptores resultaría en un circuito denominado, en ocasiones, fallo de solapamiento en la fuente de
tensión continua. El tiempo permitido para la conmutación se denomina tiempo muerto (“blanking time”).
Para obtener una tensión de salida vC igual a cero se pueden cerrar al mismo tiempo los interruptores S1
y S3 o bien S2 y S4. Otra forma de obtener una tensión cero a la salida sería eliminando las señales de
control en los interruptores, es decir, manteniendo abiertos todos los interruptores.
9. Detalle del bloque 5Detalle del bloque 5
Como se puede observar, este bloque está cumpliendo la función de un conmutador automático, queComo se puede observar, este bloque está cumpliendo la función de un conmutador automático, que
utiliza un relé de 110 VAC con doble circuito o suiche ON-OFF.utiliza un relé de 110 VAC con doble circuito o suiche ON-OFF.
Un circuito (realzado con amarillo en la figura) recibe los 110 VAC de la red y el otro los 110 VAC delUn circuito (realzado con amarillo en la figura) recibe los 110 VAC de la red y el otro los 110 VAC del
elevador. Cuando hay energía de la red, la salida muestra el voltaje de entrada. Cuando no hay,elevador. Cuando hay energía de la red, la salida muestra el voltaje de entrada. Cuando no hay,
la salida muestra el voltaje del elevador.la salida muestra el voltaje del elevador.
En otras palabras, siempre habrá un voltaje en la salida. La misma está mostrada con color rojo en laEn otras palabras, siempre habrá un voltaje en la salida. La misma está mostrada con color rojo en la
figura.figura.
10. Detalle bloque 4Detalle bloque 4
Es el bloque más sencillo, ya que está conformado por un elemento único: Un transformador de 10 –Es el bloque más sencillo, ya que está conformado por un elemento único: Un transformador de 10 –
0 -10 Voltios en el primario y 110 ó 120 V en el secundario.0 -10 Voltios en el primario y 110 ó 120 V en el secundario.
La potencia será de acuerdo a la necesidad planteada y en nuestro caso asignaremos una potenciaLa potencia será de acuerdo a la necesidad planteada y en nuestro caso asignaremos una potencia
de 50W.de 50W.
Este tipo de transformador no es muy comercial, pero como ultimo recurso se puede utilizar uno deEste tipo de transformador no es muy comercial, pero como ultimo recurso se puede utilizar uno de
12 - 0 - 12 V en el primario y 120 V en el secundario. Lo ideal es hacer el que está en la figura.12 - 0 - 12 V en el primario y 120 V en el secundario. Lo ideal es hacer el que está en la figura.
11. Detalle bloque 3Detalle bloque 3
Es un bloque relativamente fácil y está conformado por los transistores de potencia que Amplifican laEs un bloque relativamente fácil y está conformado por los transistores de potencia que Amplifican la
señal de la tarjeta osciladora (Bloque 2) y aplican su salida al transformador elevador (Bloque 4).señal de la tarjeta osciladora (Bloque 2) y aplican su salida al transformador elevador (Bloque 4).
Los transistores pueden ser 2N 3055 con su respectivo disipador de calor. Los diodos son 1N 4004.Los transistores pueden ser 2N 3055 con su respectivo disipador de calor. Los diodos son 1N 4004.
Son necesarios en vista de que los transistores van a manejar una carga inductiva (el transformador).Son necesarios en vista de que los transistores van a manejar una carga inductiva (el transformador).
12. Detalle bloque 2Detalle bloque 2
El bloque 2 es el más complicado de todos por que intervienen varios componentes, sin embargo enEl bloque 2 es el más complicado de todos por que intervienen varios componentes, sin embargo en
esencia es sencillo ya que se trata de construir un oscilador de 60 Hz.esencia es sencillo ya que se trata de construir un oscilador de 60 Hz.
Por ser este bloque el más crítico, mostramos como va interconectado con los bloques 3 y 4. LaPor ser este bloque el más crítico, mostramos como va interconectado con los bloques 3 y 4. La
zona en marco verde es del bloque 4 y la del marco rojo es del bloque 3. Unidos todos hacen elzona en marco verde es del bloque 4 y la del marco rojo es del bloque 3. Unidos todos hacen el
circuito completo, solo faltaría el cableado del Bloque 5 y el Bloque 1.circuito completo, solo faltaría el cableado del Bloque 5 y el Bloque 1.
Solo precisa un ajuste: el del control de 100 K del LM 555, el cual fija la frecuencia. En posiciónSolo precisa un ajuste: el del control de 100 K del LM 555, el cual fija la frecuencia. En posición
central genera unos 50 Hz; un poco a la izquierda da 60 Hz. Si tiene un frecuencímetro puedecentral genera unos 50 Hz; un poco a la izquierda da 60 Hz. Si tiene un frecuencímetro puede
dar un ajuste preciso. Si usa esta opción, coloque la punta del frecuencímetro en el pin 3 del LMdar un ajuste preciso. Si usa esta opción, coloque la punta del frecuencímetro en el pin 3 del LM
555 y la punta negra a 0 Voltios.555 y la punta negra a 0 Voltios.
