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17/05/2013 #1


Diseño inversor monofásico en puente
Hola, buenos dias desde España (las 11.50h ahora ).

Estoy estudiando ingeniería en electrónica y actualmente tengo una asignatura de electrónica de potencia. En ella nos han encargado un proyecto de una "central fotovoltaica", lo que quieren es que con dos paneles (ISF-240) obtengamos a partir de la señal de estos paneles (tension continua) una señal alterna de 220 V AC y que el primer armonico tenga menos del 5% del fundamental.

La idea es, a partir del panel se obtiene una señal, que es aumentada mediante un CC/CC tipos Boost, hasta aquí lo tengo todo calculado, resultado la tensión de los dos paneles de 72V aprox. y a la salida del CC/CC Boost tengo 350 V. Bien, esos 350 V son la entrada del inversor.

Actualmente me llego por el inversor, y los requerimientos son a la salida 220 V eficaces en el fundamental y que el primer armonico de alta frecuencia sea menor del 5% respecto del fundamental.

En primer lugar, he elegido un inversor monofasico en puente (la salida es en monofasica), y como la tensión de alimentación es de 350 V, he puesto un indice de modulación (x) de 0.889, con estos datos, lo he simulado mediante PSim, y obtengo, que el primer armónico tiene un pico de unos 70 V, mientras que debería ser de unos 15 V (el 5% del pico del fundamental, 311V). Los armónicos me conmutan a 2KHz mientras que la salida está a 50 Hz. He utilizado modulación por pulso múltiple por semiciclo.

Mi problema es que no sé como controlar la máxima tensión de los armónicos.¿Existe alguna forma?

Gracias, si necesitais mas datos preguntad, no hay problema.

Un saludo.
17/05/2013 #2

Avatar de Gudino Roberto duberlin

Hola Amigo, bueno, utilizas algun filtro en la salida?.
17/05/2013 #3


No, de momento solo estoy viendo que pasa a la salida. El filtro tenía pensado calcularlo después, pero he preguntado hoy al profesor y nos ha dicho que es necesario poner el filtro para reducir la tensión de pico del primer armónico. Entre la tensión del fundamental y del siguiente armónico (es el que llamo yo el primer armónico) hay una relación que no se puede tocar según me dijo el profesor, entonces para que se "vea" una tensión menor del primer armónico es necesario el filtro.

El caso es que para el filtro, tengo que los polos conmutan a 2 KHz y por características del inversor, el primer armónico aparece a 4KHz ¿Qué frecuencia de corte aconsejarais?

Gudino Roberto duberlin dijo: Ver Mensaje
Hola Amigo, bueno, utilizas algun filtro en la salida?.
Muchas gracias por tu ayuda
17/05/2013 #4

Avatar de Gudino Roberto duberlin

Amigo, bueno a mayor fcia. de corte del inversor, sera mas facil eliminar armonicos, ahora bien, al aumentar la fcia. de conmutacion, los transistores comienzan a disipar mayor energia termica. Por ello, debe elegirse un valor intermedio a todas las condiciones desfavorables.
17/05/2013 #5


Te recomendaría que aumentes la frec de 2Khz , estás contaminando la señal audible y se meterá y "escuchará" por todo sitio,...si puedes trabaja con frec superiores a los 20Khz y de paso los ármonicas de alta frecuencia seran más fácilmente eliminados con filtros pasivos R-L.
17/05/2013 #6


opamp dijo: Ver Mensaje
Te recomendaría que aumentes la frec de 2Khz , estás contaminando la señal audible y se meterá y "escuchará" por todo sitio,...si puedes trabaja con frec superiores a los 20Khz y de paso los ármonicas de alta frecuencia seran más fácilmente eliminados con filtros pasivos R-L.
Si estoy de acuerdo, pero el problema que tenemos es que la frecuencia de salida debe ser de 50 Hz (ws) y si aumentamos mucho la frecuencia de conmutación de los polos (w), la relación entre ambas frecuencias (K = w/ws) se hace muy grande, y según nos han contado en clase se han llegado a valores de 50, según ellos. No te discuto que se puede elevar mas la frecuencia de los polos, pero como me van a evaluar prefiero ser algo conservador y dejarlo con K=40 de forma que los polos me conmutan a 2KHz y el primer armónico, como mencioné antes, me aparezca en 4 KHz y cortar antes.

Creo que con eso me vale.

Me pondré con los cálculos y os cuento que tal me va, muchas gracias por las ayudas.
19/05/2013 #7

Avatar de ecotronico

Hola merinos7:

En primer lugar:
Para un correcto PWM en un inversor, el índice de frecuencia (o como tú dices, la relación de frecuencias) debe ser impar. Si usas uno par, en la salida obtendrás armónicos pares, lo cual no es deseado en corriente alterna.
Como tu deseas usar un máximo de 40, estás obligado a usar el impar mayor: en tu caso, 39.
Si la frecuencia de tu fundamental es 50Hz y la salida es a tres niveles, deberías obtener tus primeros armónicos en torno a 2x39 x 50Hz = 78 x 50 Hz = 3900 Hz.

Si aún pretendes aumentarlo más, considera la frecuencia en tu convertidor boost, quien está antes del inversor.
Pues como tu sistema va en cascada, las frecuencia de trabajo de una parte puede afectar al bloque siguiente.

En segundo lugar:

Mientras mayor es el índice de modulación, menor es el porcentaje de los armónicos.
Por lo tanto es recomendable que lo acerques a un valor próximo a 1.... bueno, en la práctica, un valor cercano a 0.99.
Si te queda muy alta la tensión de salida, tendrás que bajar la ganancia del convetidor boost.

Finalmente, calculas un filtro tipo pasa bajas tipo LC en la salida.
Aquí debes considerar que el uso de un filtro afectará la amplitud de la salida.

Otra opción de filtro, es usar un transformador en la salida junto con un capacitor en el secundario.

mucho éxito!
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