Qué es un inversor trifásico: funcionamiento y sus aplicaciones

Un inversor es un dispositivo electrónico de potencia, que se utiliza para cambiar la potencia de una forma a otra, como corriente continua a corriente alterna a la frecuencia y voltaje necesarios o/p. La clasificación de esto se puede hacer en función de la fuente de alimentación, así como de la topología asociada en el circuito de alimentación. Por lo tanto, estos se clasifican en dos tipos (inversor de fuente de voltaje) y CSI (inversor de fuente de corriente). El inversor tipo VSI tiene una fuente de voltaje de CC con menos impedancia en los terminales de entrada de un inversor. El inversor tipo CSI tiene una fuente de corriente continua de alta impedancia. Este artículo analiza una descripción general de un inversor trifásico como circuito, cómo funciona y sus aplicaciones.

¿Qué es un inversor trifásico?

Definición: Sabemos que un inversor convierte la corriente continua en corriente alterna. Ya hemos discutido los diferentes tipos de inversores. Se utiliza un inversor trifásico para cambiar el voltaje de CC a alimentación de CA trifásica. Por lo general, se utilizan en aplicaciones de accionamiento de frecuencia variable de alta potencia, como la transmisión de potencia HVDC.

En un inversor trifásico, la energía se puede transmitir a través de la red utilizando tres corrientes diferentes que están desfasadas entre sí, mientras que en un inversor monofásico, la energía se puede transmitir a través de una sola fase. Por ejemplo, si tienes una conexión trifásica en tu casa, el inversor se puede conectar a una de las fases.

Principio de funcionamiento

Un principio de funcionamiento de un inversor trifásico es que comprende tres interruptores inversores monofásicos donde cada interruptor se puede conectar a la terminal de carga. Para el sistema de control básico, la operación de los tres interruptores se puede sincronizar de modo que un solo interruptor opere cada 60 grados de la forma de onda básica o/p para crear una forma de onda o/p de línea a línea, incluidos seis pasos. Esta forma de onda incluye una etapa de voltaje cero entre las dos secciones como positivo y negativo de la onda cuadrada. Una vez que se aplican técnicas PWM basadas en portadoras a estas formas de onda, se puede tomar la forma básica de la forma de onda para que se cancele el tercer armónico, incluidos sus múltiplos.

inversor monofásico

Estos inversores están disponibles en dos tipos, como el tipo de puente completo y el tipo de medio puente.

El circuito inversor de tipo puente completo se utiliza principalmente para cambiar la corriente continua a corriente alterna. Esto se puede lograr abriendo y cerrando los interruptores en la secuencia correcta. Este tipo de inversor tiene cuatro estados operativos diferentes donde estos interruptores operan en interruptores cerrados.

El circuito inversor de tipo medio puente es el componente básico de un inversor de tipo puente completo. Este inversor incluye dos interruptores donde cada tipo de interruptor incluye condensadores que tienen un voltaje de salida. Además, estos interruptores se complementan entre sí, ya que si el primer interruptor está encendido, el resto estará apagado.

Diseño/esquema del circuito inversor trifásico

El diagrama de circuito de un inversor trifásico se muestra a continuación. La función principal de este tipo de inversor es cambiar la entrada de CC a salida trifásica de CA. Un inversor trifásico básico consta de 3 interruptores inversores monofásicos donde cada interruptor se puede conectar a cualquiera de los 3 terminales de carga.

Generalmente, los tres brazos de este inversor se retardarán con un ángulo de 120 grados para generar energía de CA trifásica.
Los interruptores utilizados en el inversor tienen una relación del 50% y la conmutación puede ocurrir después de cada ángulo de 60 grados. Los interruptores como S1, S2, S3, S4, S5 y S6 se complementan entre sí. En este, se colocan tres inversores monofásicos en una fuente de CC similar. Las tensiones de los polos en el interior del inversor trifásico son equivalentes a las tensiones de los polos en el interior del inversor de medio puente con una sola fase.

Ambos tipos de inversores, como monofásicos y trifásicos, incluyen dos modos de conducción, como el modo de conducción de 180 grados y el modo de conducción de 120 grados.

Modo de conducción de 180°

En este modo de disparo, cada dispositivo estará en disparo de 180° donde se activan a intervalos de 60°. Los terminales de salida como A, B y C están conectados a la conexión trifásica en estrella o triángulo de la carga.

La carga balanceada para tres fases se explica en el siguiente diagrama. Para 0 a 60 grados, los interruptores como S1, S5 y S6 están en modo de conducción. Los terminales de carga como A y C están conectados a la fuente en su punto positivo, mientras que el terminal B está asociado con la fuente en su punto negativo. Además, la resistencia R/2 está disponible entre los dos extremos de neutro y positivo, mientras que la resistencia R está disponible entre el terminal neutro y negativo.

En este modo, los voltajes de carga se dan a continuación.

VAN = V/3,

VBN = −2V/3,

CNV = V/3

Los voltajes de línea se dan a continuación.

VAB = VAN − VBN = V,

VBC = VBN − VCN = −V,

VCA = VCN − VAN = 0

Modo de disparo de 120°

En este tipo de modo de conducción, cada dispositivo electrónico estará en un estado de conducción de 120°. Es adecuado para una conexión delta en una carga porque da como resultado una especie de forma de onda de seis pasos en una de sus fases. Por lo tanto, en cualquier momento, solo estos dispositivos controlarán todos los dispositivos que lo hagan a 120° solamente.

La conexión de la terminal 'A' en la carga se puede realizar a través del extremo positivo, mientras que la terminal B se puede conectar hacia la terminal negativa de la fuente. El terminal "C" de la carga que conducirá se conoce como estado flotante. Además, los voltajes de fase son equivalentes a los voltajes de carga que se dan a continuación.

Los voltajes de fase son iguales a los voltajes de línea, entonces

VAB = V

CVB = −V/2

ACV = −V/2

Aplicaciones de inversores trifásicos

Las aplicaciones de este tipo de inversor son las siguientes.

• Estos inversores se utilizan en aplicaciones de accionamiento de frecuencia variable
• Se utiliza en aplicaciones de alta potencia como la transmisión de energía HVDC.
• El inversor de onda cuadrada trifásico se utiliza en el circuito UPS y en el circuito del cargador de frecuencia de estado sólido de bajo costo.

Así, se trata de una descripción general de un inversor trifásico, principio de funcionamiento, diseño o diagrama del circuito, modos de conducción y sus aplicaciones. Se utiliza un inversor trifásico para convertir la entrada/salida de CC en salida de CA. Incluye tres brazos que normalmente están desplazados 120° desde un ángulo para producir energía de CA trifásica. Las conmutaciones de un inversor tienen una relación del 50% y la conmutación se produce cada T/6 del tiempo con un intervalo de ángulo de 60°. Aquí hay una pregunta para usted, ¿cuáles son los diferentes tipos de inversores disponibles en el mercado?