<p>Este artículo explica el inversor de modo de 120° con la ayuda de diagramas de circuito relevantes, formas de onda de salida. También se han explicado las fórmulas para el voltaje de fase y de línea y las ventajas y desventajas del inversor de modo de 120° sobre el inversor de modo de 180°.
Para el inversor de modo de 120°, cada tiristor conduce durante 120° de un ciclo. Al igual que el modo de 180°, el inversor del modo de 120° también requiere seis pasos, cada uno de 60° de duración, para completar un ciclo de voltaje de CA de salida. Aquí debe tenerse en cuenta que el paso no es más que el cambio en el disparo de un tiristor al siguiente tiristor en una secuencia adecuada.
Índice de contenidos
Diagrama de circuito:
El diagrama del circuito de alimentación de un inversor de modo de 120° se muestra en la siguiente figura.
Funcionamiento del inversor de modo de 120°:
La secuencia de disparo para la operación del inversor en modo de 120° se tabula a continuación.
En la tabla anterior se puede ver que cada uno de los tiristores conduce solo durante 120° y permanece apagado durante los siguientes 60°. Esto es diferente del modo de funcionamiento de 180°, en el que cada tiristor conduce durante 180°.
En la primera fila de la tabla, se muestra que T1 conduce durante 120° y durante los siguientes 60° ni T1 ni T4 conducen. T4 se enciende en wt=180° y conduce durante los siguientes 120°, es decir, hasta ωt = 300°. Esto simplemente significa que para un intervalo de 60°, es decir, de ωt=300° a 360°, ni T1 ni T4 conducen. De hecho, en ωt = 300°, T4 se apaga y en ωt = 360°, T1 se enciende nuevamente.
En la segunda fila de la tabla, T3 se enciende en ωt = 120° y conduce durante los siguientes 120°. Luego transcurre un intervalo de 60° durante el cual no conduce ni T3 ni T6. En ωt = 300°, T6 se enciende. También conduce durante los siguientes 120° y luego transcurre un intervalo de 60°, después de lo cual T3 se enciende nuevamente. La tercera fila también se completa de la misma manera.
La tabla de secuencia de disparo se puede utilizar para definir los pasos del inversor trifásico para su funcionamiento en modo 120°. En el Paso-I, T1 y T6 deben estar cerrados; T1 y T2 para el paso II; T2 y T3 para el paso III y así sucesivamente. Durante cada paso, solo conducen dos tiristores, uno del brazo superior y otro del brazo inferior.
Cálculo de Tensiones de Fase y Línea:
Para calcular el voltaje de línea y fase en los terminales de carga para el inversor de modo de 120°, tendremos que dibujar un diagrama de circuito equivalente del inversor trifásico para cada paso. Al dibujar el circuito equivalente, se supone que la carga está conectada en ESTRELLA y es de naturaleza resistiva. La siguiente figura muestra el circuito equivalente para el Paso-I y el Paso-II.
En el paso II, solo conducen dos tiristores T1 y T6. Estos tiristores conductores se muestran como un interruptor cerrado y los tiristores no conductores restantes se muestran como un interruptor abierto en el diagrama de circuito equivalente.
Con referencia al circuito equivalente del Paso-I, se puede notar que la terminal de carga “a” está conectada a la barra positiva mientras que la terminal “b” está conectada a la barra negativa. Esto significa que el voltaje entre los terminales “ab” será igual al voltaje de la fuente Vs. También está claro que el terminal de carga “c” está abierto en este paso. Calculemos ahora el voltaje de fase a neutro y los voltajes de fase a fase en el paso I.
Tensión de fase a neutro Vao
= vs/2
Tensión de fase a neutro Vbo
= -Vs/2
Tensión de fase a neutro Vco
= 0
Los voltajes de línea Vab, Vbc y Vca pueden calcularse usando aritmética simple como se muestra a continuación.
Vab = Vao + Vob
= contra
Vbc = Vbo + Voc
= -Vs/2
Vca = Vco + Voa
= -Vs/2
Los voltajes de fase y línea para todos los pasos restantes también se pueden calcular de la misma manera utilizando su circuito equivalente. No estoy calculando estos voltajes para los pasos restantes. Estos voltajes de fase y de línea se pueden trazar para obtener la forma de onda del voltaje de salida.
Forma de onda de voltaje de salida de 120° Inversor de modo:
La forma de onda del voltaje de salida del inversor trifásico para su modo de inversor de 120° se muestra a continuación:
Se deben tener en cuenta los siguientes puntos de la forma de onda del voltaje de salida:
- El voltaje de fase tiene un pulso positivo y uno negativo en un ciclo de voltaje alterno de salida. Estos pulsos positivos y negativos tienen la misma duración de 120°.
- El voltaje de línea tiene seis pasos por ciclo de voltaje alterno de salida.
Ventajas y desventajas del inversor de modo de 120°:
Las ventajas y desventajas del inversor de modo de 120 grados sobre el inversor de modo de 180 grados son las siguientes:
En el inversor de modo de 180°, la señal de la puerta se aplica y elimina simultáneamente de los tiristores para ser disparados y conmutados respectivamente. Esto no da ningún margen de tiempo para el intervalo de conmutación. De hecho, siempre hay un tiempo de conmutación de un tiristor que se debe apagar. Pero no se prevé este tiempo de conmutación en el inversor de modo de 180° y, por lo tanto, siempre existe la posibilidad de un cortocircuito directo de la fuente de CC. Esta dificultad se supera considerablemente en el modo inverter de 120°. En este modo inversor, se proporciona un intervalo de 60° para proporcionar un tiempo de conmutación suficiente para una conmutación segura del tiristor conductor.
- En el modo inversor de 120°, el potencial de solo dos terminales de salida conectados a la fuente de CC se define en cualquier momento del ciclo. El potencial de la tercera terminal de un tramo particular en el que ninguno de los SCR está conduciendo no está bien definido. Por lo tanto, el potencial de la tercera terminal está definido por la naturaleza de la carga. Por lo tanto, el análisis del rendimiento del inversor en modo 120° es un poco complicado para un circuito de carga general. Sin embargo, para una carga resistiva trifásica equilibrada, el potencial de los tres terminales a, b y c está bien definido. Esta es la razón; se supuso que la carga era resistiva para el análisis. Para una carga resistiva trifásica conectada en delta balanceada, el voltaje de línea como se muestra en la forma de onda del voltaje de salida se obtiene directamente.
Fórmula de tensión de fase y de línea:
Valor RMS del voltaje de fase
= 0.4082Vs
Valor RMS del voltaje de línea
= 0.7071Vs
Valor RMS de la tensión de fase fundamental
= 0.3898Vs
Valor RMS de la tensión de línea fundamental
= 0.6752Vs
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