Inversones de corriente, definiciones y descripciones

1. AUTOR:
T.S.U. JESUS ALFONZO
C.I.: 17.418.532
PORLAMAR, FEBRERO 2021
REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITECNICO "SANTIAGO MARIÑO"
INGENIERIA ELECTRONICA
3° CORTE LAPSO 2021-1
ELECTRONICA DE POTENCIA II

2. Definición de inversor de corriente.
El inversor de corriente es una máquina, que al ser conectado a una
fuente de alimentación de corriente continua, usa circuitos electrónicos para
hacer cambiar de dirección a el flujo lineal de la corriente continua, generando
que la magnitud y dirección de flujo de esta cambie de forma periódica con
valles y picos que aparecen a intervalos regulares constantes en el tiempo, para
lograr transformarla y suministrar una salida de corriente alterna. para tratare
de suavizar estos cambios bruscos en la corriente, el inversor usa filtros para
hacer que esta corriente resultante sea lo más sinusoidal posible y pueda ser
utilizados en los dispositivos electrónicos domésticos. los inversores también
modifican el voltaje (tensión eléctrica), de forma que el voltaje de entrada y el
voltaje de salida son diferentes, por eso también se conocen como inversores
de voltaje.

3. Tipos de inversores.
La mayoría de inversores de voltaje o de corriente actuales pueden
producir corriente alterna de onda cuadrada (onda sinusoidal modificada) o de
onda sinusoidal pura. por lo que podmos clasificarlos en 2 tipos según su
calidad de conversión final:
Inversores de onda cuadrada: son los más comunes. la corriente continua de
onda cuadrada no tiene unos picos y valles de forma tan suave como la
corriente alterna que hay en la red eléctrica de los hogares, pero es válida para
la mayoría de aparatos eléctricos. Debido a que se pueden utilizar y que son
muy baratos.
Los inversores de onda sinusoidal pura: son bastante más caros pero producen
una corriente alterna más constante y con picos y valles más suaves. Este tipo
de inversores son los utilizados para equipos y aparatos más sensibles, por
ejemplo aparatos electrónicos de hospital.

4. Características.
Existen varias características que deben cumplir estos aparatos para mantener un
estandar de fabricacion, las cuales son:
•Voltaje de entrada (Vcc): este valor debe ser igual al del acumulador (12, 24, 48
V).
•Voltaje de salida (Vca): este valor debe ser normalizado (230 VAC).
•Estabilidad del voltaje de salida / entrada: se admiten variaciones de hasta el 10%
para convertidores de onda cuadrada y del 5% para convertidores de onda
sinusoidal. Son valores que las normas admiten para el voltaje de las redes
eléctricas convencionales, independientemente de la potencia demandada por el
consumo. Por otra parte, en instalaciones con acumuladores, la tensión de
entrada no podrá ser superior al 125% ni inferior al 85% de la tensión nominal de
entrada del convertidor.
•Tipo de onda: actualmente, los inversores deben presentar un formato tipo de
corriente alterna normalizado con una onda sinusoidal pura.

5. Características.
•Capacidad de sobrecarga (potencias punta) y de protección térmica: muy útil en
instalaciones con motores, ya que en el momento de arranque se puede duplicar
la potencia necesaria para el funcionamiento nominal, aunque sólo durante unos
segundos. Hay que tener en cuenta que cualquier motor, a la hora de poner en
marcha, puede consumir una corriente hasta cinco veces la intensidad nominal y
que, por regla general, aproximadamente es de tres veces.
•La eficiencia energética o rendimiento del convertidor es la relación entre la
energía que facilita el convertidor a los consumos en corriente alterna y la energía
que necesita este convertidor de entrada (de la batería). Si el convertidor
diseñado para una potencia determinada trabaja en una fracción de esta potencia,
el rendimiento bajará. Se debe exigir a un convertidor sinusoidal un rendimiento
del 70% trabajando a un 20% de la potencia nominal y del 85% cuando trabaje a
una potencia superior al 40% de la nominal.
•Arranque automático y estado en espera: permite que las partes de potencia del
mismo convertidor se desconecten en ausencia de consumos y se vuelvan a
conectar en el momento que detecten una demanda energética por encima de un
umbral previamente fijado.

6. Características.
•Protección contra la inversión de polaridad y cortocircuitos: opciones básicas,
dadas las posibilidades de error o de funcionamiento defectuoso de los circuitos
de consumo que son elevadas durante la vida del convertidor.
•Baja distorsión armónica: parámetro relacionado con la calidad de la onda
generada. Los armónicos normalmente se eliminan por medio de filtros, aunque
esto conlleve pérdidas. La variación de la frecuencia de la tensión de salida será
inferior al 3% de la nominal.
•Posibilidad de ser combinado en paralelo: permitirá un posible crecimiento de la
instalación y de la potencia de consumo.
•Buen comportamiento con la variación de la temperatura: margen de operación
entre -5ºC y 40ºC.

7. Diseño y explicación inversor onda cuadrada
El inversor implementado en este circuito es un inversor de onda cuadrada y
funciona con dispositivos que no requieren AC de onda sinusoidal pura. La idea
básica detrás de cada circuito inversor es producir oscilaciones usando la CC dada
y aplicar estas oscilaciones a través del primario del transformador mediante la
amplificación de la corriente. Este voltaje primario se aumenta luego a un voltaje
más alto dependiendo del número de vueltas en las bobinas primaria y
secundaria.
Componentes necesarios:
12 v Batería
MOSFET IRF 630-2
2N2222 Transistores
2.2uf condensadores-2
Resistencia 680 ohm-2, 12k-2
12v-220v transformador de paso girado del centro.
Hoja de datos 2N2222
IRF630 Hoja de datos

8. El inversor implementado en este circuito es un inversor de onda cuadrada y
funciona con dispositivos que no requieren AC de onda sinusoidal pura.
Diagrama de circuito
Un convertidor de 12V DC a 220 V AC también se puede diseñar usando
transistores simples. Se puede usar para encender lámparas hasta 35W pero se
puede fabricar para impulsar cargas más potentes agregando más MOSFETS.

9. El circuito se puede dividir en tres partes: oscilador, amplificador y transformador.
Se requiere un oscilador de 50Hz ya que la frecuencia del suministro de CA es de
50Hz.
Esto se puede lograr construyendo un multivibrador Astable que produce una
onda cuadrada a 50Hz. En el circuito, R1, R2, R3, R4, C1, C2, T2 y T3 forman el
oscilador.
Cada transistor produce ondas cuadradas de inversión. Los valores de R1, R2 y C1
(R4, R3 y C2 son idénticos) decidirán la frecuencia. La fórmula para la frecuencia
de onda cuadrada generada por el multivibrador astable es
F = 1/(1.38 * R2 * C1)
Las señales de inversión del oscilador se amplifican con los Power MOSFETS T1 y
T4. Estas señales amplificadas se dan al transformador elevador con su toma
central conectada a 12V DC.
La relación de vueltas del transformador debe ser 1:19 para poder convertir 12V a
220V. El transformador combina ambas señales de inversión para generar una
salida de onda cuadrada alterna de 220 V.