Inversor monofásico Medio Puente

Las dos resistencias en paralelo con los condensadores,

aseguran que el voltaje en los dos condensadores sean

iguales y tambin proporcionan un camino de descarga de

los condensadores cuando el inversor es apagado.

(a) Inversor de medio puente con fuente doble, y (b) fuente nica

(a) Half-bridge inverter with dual supply, and (b) single supply

Seales de voltaje v(t) y corriente i(t) en la

carga.

Obsrvese que para el intervalo de tiempo dado por:

sTt2

0

Conducen el diodo D1 desde t=0 hasta t= t1 y esta

cerrado el conmutador S1 desde t=t1 hasta t=T/2.

Por consiguiente para este intervalo el circuito

equivalente del sistema es:

sR

L

AeAR

Vti

essolucionCuya

VVtRidt

diL

TtPara

tS

S

1)(

:

)(

20:

tSS

S

SS

eR

VI

R

Vti

TtPara

R

VIA

AR

VeA

R

VIti

inicialesscondicionelasAplicando

min

min1

1

0

1min

)(

20:

)0(

:

2minmax

2minmax

:

)2/(

:

TSS

TSS

eR

VI

R

VI

Luego

eR

VI

R

VITti

fronteradescondicioneAplicando

Obsrvese que para el intervalo de tiempo dado por:

sTtT 2

Conducen el diodo D2 desde t=T/2 hasta t= t2 y esta

cerrado el conmutador S2 desde t=t2 hasta t=T.

Por consiguiente para este intervalo el circuito

equivalente del sistema es:

sR

L

AeAR

Vti

essolucionCuya

VVtRidt

diL

TttTtTPara

tS

S

'

2

'

'

'

'

)(

:

)(

22:

'

max

'

'

max2

2

0

2max

'

)(

2:

)0(

:

tSS

S

SS

eR

VI

R

Vti

TtTPara

R

VIA

AR

VeA

R

VIti

inicialesscondicionelasAplicando

2maxmin

2maxmin

'

:

)2/(

:

TSS

TSS

eR

VI

R

VI

Luego

eR

VI

R

VITti

fronteradescondicioneAplicando

2

2

min

2

2

max

2maxmin

2minmax

1

1

1

1

:

T

T

S

T

T

S

TSS

TSS

e

e

R

VI

e

e

R

VI

sonsolucionesCuyas

eR

VI

R

VI

eR

VI

R

VI

t

T

T

St

S

tS

T

T

SS

tSS

ee

e

R

Ve

R

Vti

eR

V

e

e

R

V

R

Vti

eR

VI

R

Vti

TtPara

2

2

2

2

min

1

11)(

1

1)(

)(

20:

''

'

'

2

2'

2

2'

max

'

'

1

11)(

1

1)(

)(

2/02/:

t

T

T

St

S

tS

T

T

SS

tSS

ee

e

R

Ve

R

Vti

eR

V

e

e

R

V

R

Vti

eR

VI

R

Vti

TtTtTPara

12

21

2

2

1

1

2

2

2

:1

2ln

1

110)(

)(

1

11)(

20:

11

tT

t

simetriaporLuegoe

t

ee

e

R

Ve

R

Vtti

ttparatiEvaluemos

ee

e

R

Ve

R

Vti

TtPara

T

t

T

T

St

S

t

T

T

St

S

EJERCICIO:

El inversor de medio puente opera desde dos bateras de 48

Voltios y suministra potencia a un motor monofsico cuya

resistencia e inductancia equivalentes son 2 ohmios y 5 mH,

respectivamente. Si la frecuencia de operacin es de 2 khz.

Determine:

Las corrientes mnimas y mximas instantneas del motor.

La expresin general para la corriente en el motor.

El tiempo en el cual la corriente se hace cero en cada semiciclo.

Grafique la corriente para un periodo completo.

Determine la potencia suministrada por las dos bateras.

La potencia total disipada por el motor.

SOLUCION;

A partir de los datos dados se tiene:

sR

L

sf

T

Hzf

HL

R

VVS

33

3

3

3

105.22

105

105.01

102

105

2

48

AII

A

e

eI

e

e

R

VI

T

T

S

2.1

2.1

1

1

2

48

1

1

maxmin

105.22

105.0

105.22

105.0

max

2

2

max

3

3

3

3

Las corrientes mnimas y mximas instantneas del motor son:

Aeti

e

e

eeti

ee

e

R

Ve

R

Vti

TtPara

t

t

t

T

T

St

S

t

400

105.2

105.22

105.0

105.22

105.0

2

2

2.2524)(

1

1

2

481

2

48)(

1

11)(

20:

3

3

3

3

3

3105.2


3

'

3

'

3

3

3

3

3105.2

'

''

1025.0400

3'

400'

105.2

105.22

105.0

105.22

105.0

'

2

2'

'

2.2524)(

1025.02/

:2.2524)(

1

1

2

481

2

48)(

1

11)(

2/02/:

t

t

t

t

T

T

St

S

eti

stTtt

queadebidoyeti

e

e

eeti

ee

e

R

Ve

R

Vti

TtTtTPara

t


st

stT

t

st

e

t

et

T

3

2

33

12

3

1

105.22

105.0

3

1

21

10372.0

10122.02

105.0

2

10122.0

1

2ln105.2

1

2ln

3

3

El tiempo en el cual la corriente se hace cero en cada semiciclo.

La potencia suministrada por las dos bateras es:

ADCI

etDCI

dteDCI

dttiT

DCI

esbateriacadaporpromediocorrienteLa

bat

t

bat

t

bat

T

bat

01.0)(

400

2.25242000)(

2.2524105.0

1)(

)(1

)(

:

3

3

1025.0

0

400

105.0

0

400

3

0

La potencia suministrada por las dos bateras es:

wDCPDCIDCP

bat

batbat

96.001.0482)(

)(482)(

2

2

La potencia total disipada por el motor es:

wrmsP

RrmsIrmsP

eselmotorenpotencialaLuego

ArmsI

eetrmsI

dteermsI

dttiT

rmsI

esmotorelporrmscorrienteLa

motor

motormotor

motor

tt

motor

tt

motor

T

motor

96.0)(

26925.0)()(

:

6925.0)(

400

6.1209

800

04.6355764000)(

6.120904.6355764000)(

)(1

2)(

:

22

1025.0

0

400800

1025.0

0

400800

2

0

2

3

3

OBSERVACIONES:

Como esperbamos la potencia disipada por el motor es

igual a la potencia suministrada por las dos bateras.

Lgicamente en el desarrollo del problema hemos asumido

que los dos conmutadores (IGBT, MOSFET, BJT, etc.) ylos dos diodos son ideales, esto es no hay disipacin de

potencia en ninguno de estos elementos (ni de conduccin

ni de conmutacin).

Adems hemos asumido por simplicidad que el equivalente

del motor de induccin monofsico es un circuito R-L

simple sin considerar la fuerza contraelectromotriz que es

funcin de la velocidad del motor.

Obsrvese que se ha cambiado el

Voltaje de referencia de 4 a 9 Voltios

KhzPER

f

estroceodefrecuenciaLa

msusnsPER

C10

101.0

11

:

1.0100100000

3

PERPWTFTR

queNotese

:

La frecuencia de salida del troceador es de 1 KHz y el ndice de

modulacin es de 0.7 (7/10).

PERPWTFTR

queNotese

:

Ntese que se ha

agregado la red snubber

Ntese que se han eliminado las

oscilaciones cuando los diodos

dejan de conducir

Ntese que la

frecuencia de la

portadora es de

100 Khz

MODULACION DE ANCHO DE PULSO SINUSOIDAL

SPWM

CONVERTIDOR DC-DC BASADO EN EL INVERSOR

MONOFASICO DE MEDIA ONDA

INVERSOR MONOFASICO CONFIGURACION PUSH-PULL

MODULACION RECTANGULAR

Esta es una

configuracin para

calentamiento por

induccin para

aplicaciones de alta

potencia de salida.

Es una mejor opcin

en relacin a los

inversores con un

solo elemento de

conmutacin y casi

resonantes

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