Índice
Inversores PWM
 Introducción
 Generalidades sobre modulación
 Inversores monofásicos
Medio puente
Puente completo
Control bipolar
Control unipolar
 Inversor trifásico PWM
Área de Tecnología Electrónica Universidad de Oviedo
Índice
Lección 2: Inversores PWM
 Introducción
 Generalidades sobre modulación
 Inversores monofásicos
Medio puente
Puente completo
Control bipolar
Control unipolar
 Inversor trifásico PWM
Área de Tecnología Electrónica Universidad de Oviedo
Generalidades
Generalidades sobre modulación:
VD
+
-
Área de Tecnología Electrónica Universidad de Oviedo
VR
Generalidades
Generalidades sobre modulación:
VD
+
-
Área de Tecnología Electrónica Universidad de Oviedo
VR
VD
Generalidades
Generalidades sobre modulación:
VD
+
VR
VD
T
Área de Tecnología Electrónica Universidad de Oviedo
Generalidades
Generalidades sobre modulación:
VD
+
VR
VD
T
Área de Tecnología Electrónica Universidad de Oviedo
Generalidades
Generalidades sobre modulación:
VD
+
VR
VD
T
Área de Tecnología Electrónica Universidad de Oviedo
T
Generalidades
Generalidades sobre modulación:
VD
+
VR
VD
T
Área de Tecnología Electrónica Universidad de Oviedo
T
Generalidades
Generalidades sobre modulación:
VD
+
VR
VD
T
Área de Tecnología Electrónica Universidad de Oviedo
T
T
Generalidades
Generalidades sobre modulación:
VD
+
VR
VD
T
Área de Tecnología Electrónica Universidad de Oviedo
T
T
Generalidades
Generalidades sobre modulación:
VD
+
VR
VD
T
Área de Tecnología Electrónica Universidad de Oviedo
T
T
T
Generalidades
Generalidades sobre modulación:
VD
+
VR
VD
T
Área de Tecnología Electrónica Universidad de Oviedo
T
T
T
Generalidades
Generalidades sobre modulación:
+
VR
VD
VD
T
T
T
T
T
VR media
VD
tiempo
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Generalidades
Generalidades sobre modulación:
VD
¿Pueden obtenerse señales senoidales?
VR
+
VD
tiempo
VR media
VD
Sólo valores positivos
VD>VR>0
0
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Valores medios muy
aproximados
Generalidades
Generalidades sobre modulación:
Modulación senoidal-triangular
¿Cuál cerramos?
TA +
VD/2
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TA- si VControl<VTriangular
DA+
A
0
VD/2
TA+ si VControl>VTriangular
TA -
t
DA -
Generalidades
Generalidades sobre modulación:
Modulación continua-triangular
VControl
TA +
VD/2
VD/2
A
DA+
+
-
0
t
VA0
TA -
+
DA -
+
-
VD/2
+
-
-
El valor medio de la tensión es positivo
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-VD/2
Generalidades
Generalidades sobre modulación:
Modulación continua-triangular
VControl
TA +
VD/2
VD/2
A
DA+
+
-
0
t
VA0
TA -
+
DA -
-
VD/2
+
-
-VD/2
El valor medio de la tensión es nulo
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Generalidades
Generalidades sobre modulación:
Modulación continua-triangular
VControl
TA +
VD/2
VD/2
A
DA+
+
-
0
t
VA0
TA DA -
+
+
-
-
+
VD/2
-VD/2
El valor medio de la tensión es negativo
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Generalidades
Generalidades sobre modulación:
<VA0>Tt función de VControl ; VTriangular ; VD
VPT
VC
T1=
T1 T2 T1
TT
TT/2
V A0
Tt
VC TT
VPT
T2=TT/2-2T1
4
VD 1 
TT  


 T1  T 2   T1 
 
2 TT 
2 

VD/2
VA0
-VD/2
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V A0
Tt

V D VC
2 V PT
Generalidades
Generalidades sobre modulación:
Modulación senoidal-triangular
VC
VPT
tiempo
V A0
VD/2
tiempo
-VD/2
TT/2
T1 T2 T3
Área de Tecnología Electrónica Universidad de Oviedo
TT
Generalidades
Generalidades sobre modulación:
Modulación senoidal-triangular
Vcontrol
Vtriangular
V A0
<VA0>TT
VD/2
-VD/2
V A 0 (t )
Área de Tecnología Electrónica Universidad de Oviedo
Tt

V D V C (t )
2
V PT
Generalidades
Generalidades sobre modulación:
Índice de modulación en amplitud (ma)
|VPT|
|VPC|
ma=
Área de Tecnología Electrónica Universidad de Oviedo
|VPC|
|VPT|
ma<1, Sistemas modulados
Generalidades
Generalidades sobre modulación:
Índice de modulación en amplitud (ma)
|VPT|
|VPC|
ma=
|VPC|
ma<1, Sistemas modulados
|VPT|
ma>1, Sistemas sobremodulados
Las ecuaciones deducidas no son válidas
para los sistemas sobremodulados
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Generalidades
Generalidades sobre modulación:
Índice de modulación en frecuencia (mf)
ft
mf=
fc
Área de Tecnología Electrónica Universidad de Oviedo
mf>21, inversores muy modulados
Generalidades
Generalidades sobre modulación:
Índice de modulación en frecuencia (mf)
ft
mf=
fc
mf>21, inversores muy modulados
mf<21, inversores poco modulados
Deben tomarse algunas precauciones al seleccionar la
frecuencia de conmutación en los inversores poco modulados
Área de Tecnología Electrónica Universidad de Oviedo
Generalidades
Generalidades sobre modulación:
Consideraciones
• Señales sincronizadas
• “mf” entero-impar
VA0
• Pendientes opuestas
Simetría impar>>>Sólo tiene términos seno
impares
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Generalidades
Generalidades sobre modulación:
Consideraciones. Pendientes opuestas
(VA0)n
ma=0,8 y mf=5
VD /2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
(VA0)n
VD /2
0
5
10
15
20
25
armónicos
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
5
10
15
20
25
armónicos
Menor contenido armónico a baja frecuencia. Importante para mf<9
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Índice
Lección 2: Inversores PWM
 Introducción
 Generalidades sobre modulación
 Inversores monofásicos
Medio puente
Puente completo
Control bipolar
Control unipolar
 Inversor trifásico PWM
Área de Tecnología Electrónica Universidad de Oviedo
Inversores monofásicos
Medio puente
VD=100V
Frecuencia=50Hz
ma=0,8
mf=15 ft=750Hz
TA +
VD /2
0
+
-
VD /2
DA+
TA
A
50V
-
DA
-
100V D V C ( t )
V A 0V( tA)0 (Ttt ) Tt   0 ,8  sen  t 
2 2 V PT
Área de Tecnología Electrónica Universidad de Oviedo
VA0
-50V
tiempo
Inversores monofásicos
Medio puente
VD=100V
Frecuencia=50Hz
ma=0,8
mf=15 ft=750Hz
TA +
VD /2
0
+
-
VD /2
DA+
TA
A
(VA0)n
-
DA
-
Se encuentran en las proximidades
de los múltiplos de mf.
60
50
40
30
20
10
1
15
30
45
60
Armónicos
Área de Tecnología Electrónica Universidad de Oviedo
Inversores monofásicos
Medio puente
Tabla de contenido armónico mf >9 e impar
ma
h
0,2
0,4
0,6
0,8
1
0,2
0,4
0,6
0,8
1
mf
mf2
mf4
1,242
0,016
1,150
0,061
1,006
0,131
0,818
0,220
0,601
0,318
0,018
2mf 1
2mf3
2mf5
0,190
0,326
0,024
0,370
0,071
0,314
0,139
0,013
0,181
0,212
0,033
3mf
3mf2
3mf4
3mf6
0,335
0,044
0,123
0,139
0,012
0,083
0,203
0,047
0,171
0,176
0,104
0,016
0,113
0,062
0,157
0,044
4mf 1
4mf3
4mf5
4mf7
0,163
0,012
0,157
0,070
0,008
0,132
0,034
0,105
0,115
0,084
0,017
0,068
0,009
0,119
0,050
1
Fundamental
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Inversores monofásicos
Medio puente
Sobremodulación ma>1
VD=100V
ma=1,2
mf=15
(VA0)1>VD/2
(VA0)N
VA0
50
Armónicos de baja
frecuencia
50
30
10
1
15
30
45
60
Armónicos
50
tiempo
Los efectos aparecen en el
contenido armónico
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Inversores monofásicos
Medio puente
(VA0)1
VD /2
Sobremodulación ma>1
Sobremodulación
Lineal
Cuadrada
4/p
1
La
• Ecuaciones
señal cuadrada
deducidas
puede no
interpretarse
válidas
son válidascomo un caso
extremo de sobremodulación
• Relación lineal
no lineal
entre
entre
ma yma y
la fundamental
1
• El valor de la fundamental
ma
3,2 a V
limitado
2V
D/2
D/π
4
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Índice
Lección 2: Inversores PWM
 Introducción
 Generalidades sobre modulación
 Inversores monofásicos
Medio puente
Puente completo
Control bipolar
Control unipolar
 Inversor trifásico PWM
Área de Tecnología Electrónica Universidad de Oviedo
Inversores monofásicos
Puente completo
Control bipolar
TA +
VD/2
VD
TB +
A
0
VD/2
Área de Tecnología Electrónica Universidad de Oviedo
B
TA -
TB -
VAB
Inversores monofásicos
Puente completo
Control bipolar
TA+ y TB- se cierran a la vez
TA +
VD/2
VD
TB +
A
0
VD/2
B
TA -
TB -
VAB
VD
-VD
Área de Tecnología Electrónica Universidad de Oviedo
Inversores monofásicos
Puente completo
Control bipolar
TA+ y TB- se cierran a la vez
TA +
VD/2
VD
TB +
TA- y TB+ se cierran a la vez
A
0
VD/2
B
TA -
TB -
VAB
VD
-VD
Área de Tecnología Electrónica Universidad de Oviedo
Inversores monofásicos
Puente completo
Tensión VAB (Control bipolar)
TA +
VD/2
VD
-0
VD/2
VA0
TB +
VD/2
A+
+
B
TA -
TB -
+
-
-VD/2
tiempo
VB0
VD/2
-VD/2
VAB
VAB=VA0-VB0
tiempo
VD
-VD
tiempo
Área de Tecnología Electrónica Universidad de Oviedo
Inversores monofásicos
Puente completo
Tensión VAB (Control bipolar)
Señales de control: ma y mf
VA0
Todos los resultados obtenidos
para el medio puente son
aplicables cambiando VD/2 por
VD
VD/2
-VD/2
tiempo
VB0
VD/2
-VD/2
VAB
No se ha mejorado el
contenido armónico
VAB=VA0-VB0
tiempo
VD
-VD
tiempo
Área de Tecnología Electrónica Universidad de Oviedo
Inversores monofásicos
Puente completo
Funcionamiento con control unipolar
Modulación Unipolar
Modulación Bipolar
VAB
VAB
tiempo
tiempo
•No necesita dos fuentes de
continua
•No necesita dos fuentes de
continua
•Una sola señal de control
•Dos señales de control
•Mejora el contenido armónico
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Inversores monofásicos
Puente completo
Funcionamiento con control unipolar: secuencia de disparo
VCA
VA0
VB0
VAB
VCB
VD/2
-VD/2
VD
-VD
tiempo
Área de Tecnología Electrónica Universidad de Oviedo
Inversores monofásicos
Puente completo
Funcionamiento con control unipolar: contenido armónico
(VA0)n
VD
1
0.8
0.6
0.4
0.2
ma=0,8
mf =9
1
9
18
VAB
Modulación Bipolar
27
Armónicos
tiempo
(VAB)n
VD
Modulación Unipolar
1
0.8
0.6
0.4
0.2
ma=0,8
mf=9
1
9
18
VAB
27
Armónicos
tiempo y
Se anulan los armónicos en las cercanías de la frecuencia de la triangular
sus múltiplos impares (mf, 3mf,..)
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Inversores monofásicos
Puente completo
Medio puente
Puenteocompleto
puente completo
con control
conunipolar:
control bipolar:
tabla de contenido armónico mf >9 e impar
ma
h
0,2
0,4
0,6
0,8
1
0,2
0,4
0,6
0,8
1
mf
mf2
mf4
1,242
0
0,016
0
1,150
0
0,061
0
1,006
0
0,131
0
0,818
0
0,220
0
0,601
0
0,318
0
0,018
0
2mf 1
2mf3
2mf5
0,190
0,326
0,024
0,370
0,071
0,314
0,139
0,013
0,181
0,212
0,033
3mf
3mf2
3mf4
3mf6
0,335
0
0,044
0
0,123
0
0,139
0
0,012
0
0,083
0
0,203
0
0,047
0
0,171
0
0,176
0
0,104
0
0,016
0
0,113
0
0,062
0
0,157
0
0,044
0
4mf 1
4mf3
4mf5
4mf7
0,163
0,012
0,157
0,070
0,008
0,132
0,034
0,105
0,115
0,084
0,017
0,068
0,009
0,119
0,050
1
Fundamental
Área de Tecnología Electrónica Universidad de Oviedo
Índice
Inversores PWM
 Introducción
 Generalidades sobre modulación
 Inversores monofásicos
Medio puente
Puente completo
Control bipolar
Control unipolar
 Inversor trifásico PWM
Área de Tecnología Electrónica Universidad de Oviedo
Inversor trifásico PWM
Inversores trifásicos
M
Motores
Equipos industriales de potencias
superiores a 2KW (aprox.)
-Sistemas de alimentación
-Equipos de soldadura
-etc.
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Inversor trifásico PWM
Inversores trifásicos
Inversor
1
Inversor
2
Inversor
3
Área de Tecnología Electrónica Universidad de Oviedo
Inversor trifásico PWM
Puente trifásico con modulación PWM
TA +
VD/2
A
0
VD/2
Neutro
(si fuera necesario)
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TB +
TA -
TC +
B
TB -
C
TC -
Inversor trifásico PWM
Puente trifásico con modulación PWM
Tensión entre fases
VCA(t)
VCC (t))
VCB (t))
Señales de control
desfasadas 120º
FB=120º
VD /2
-VD /2
VD /2
-VD /2
VD
VA0
VB0
VD
ma
2
VB0
VA B
FB
VD
V
ma A0
2
(VAB)1
0.8
-VD
tiempo
Área de Tecnología Electrónica Universidad de Oviedo
V AB  2  V A 0
 120 
 sen 

 2 
Inversor trifásico PWM
Puente trifásico con modulación PWM
Contenido armónico
Empleando mf múltiplo de 3 se obtienen señales idénticas
desfasadas 120º en cada semipuente. Como resultado los
armónicos múltiplos de 3 son eliminados
(VAB)n
VD
60
50
40
30
20
10
15
30
45
60
Armónicos
Contenido armónico de un
semipuete
Área de Tecnología Electrónica Universidad de Oviedo
AB 1
=ma × 3
VD
2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
(VA0)n
1
(V )
m a=0,8
m f =15
0
15
27 30 33
Armónicos
Contenido armónico de la
tensión entre fases
Inversor trifásico PWM
Puente trifásico con modulación PWM
Contenido armónico de la tensión entre fases
ma
h
1
0,2
0,4
0,6
0,8
1
0,122
0,245
0,367
0,490
0,612
0,010
0,037
0,080
0,116
0,200
0,227
0,027
0,085
0,007
0,096
0,124
0,029
0,005
0,021
0,135
0,005
0,192
0,008
0,108
0,064
0,064
0,051
0,010
0,195
0,011
0,111
0,020
0,038
0,096
0,042
0,073
0,030
Fundamental
mf 2
mf4
2mf1
2mf5
3mf2
3mf4
4mf1
4mf5
4mf7
0,100
mf múltiplo de 3, impar y mayor que 9
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