Paper Final Inversor Dc-ac 4p5w68

INVERSOR DE VOLTAJE DC/AC POWER INVERTER DC / AC

Camones Justiniano Andy, Espíritu Uscuvilca Giann, Mendoza Solis Miguel, Meza Carbajal Joseph, Morel Sambrano Edwin. Universidad Privada del Norte, Carrera de Ingeniería Mecatrónica, Maquinas eléctricas RESUMEN

El presente trabajo, es una alternativa para reducir el consumo innecesario de energía que está en la mente de todos, empresas y particulares. Primero se describen su definición y las aplicaciones de los inversores y beneficios que genera al , se menciona las potenciales áreas de aplicación, se plantean los objetivos del proyecto, alcances y especificaciones de la solución propuesta. Segundo se describe lo necesario para su implementación, para ello se analiza que componentes se utilizan, con que mediciones trabajaras y demás puntos. Tercero se muestra el diagrama de las conexiones del inversor para ser luego implementado en nuestro proyecto. ABSTRACT The present work is an alternative to reduce unnecessary energy consumption is on the minds of all businesses and individuals. First applications of investors and benefits generated by the are described, potential application areas mentioned, the project objectives, scope and specifications of the proposed solution arise. Second what is necessary for its implementation is described, for them to analyze components are used, measurements with you to work and other points.

Third

diagram inverter connections implanted then be shown in our project.

I.

INTRODUCCION

Los convertidores DC/AC conocidos también como inversores, son dispositivos electrónicos que permiten convertir energía eléctrica DC en alterna AC. En el desarrollo de esta sesión de laboratorio, se realizará el diseño y la implementación de un circuito convertidor DC/AC monofásico, basado en un oscilador de onda cuadrada con transistores BJT, además se utilizaran como elementos amplificadores de potencia transistores MOSFET y para elevar el voltaje se usará un transformador común alimentado por su secundario. II. INVERSOR El inversor de voltaje es un sistema que convierte la tensión de corriente continua (en este caso los 12 voltios de una batería), en un voltaje simétrico de

corriente alterna, que puede ser de 220V o 120V. El inversor se utiliza en infinidad de aplicaciones, que van desde pequeñas UPS para computadores, hasta aplicaciones industriales de alta potencia. Otra gran aplicación de los inversores, es la de convertir la corriente continua generada por los es solares (que es almacenada en baterías), en corriente alterna, para luego ser utilizada en el hogar o la industria rural, reemplazando el servicio de la red pública. Fig 1.(Fuente: http//cosntruyasuvideorockola.com/)

Fig. 2 (Fuente: http//cosntruyasuvideorockola.com/) La Figura 1 muestra un esquema de la estructura general de un convertidor DC/AC, el cual consiste básicamente de un oscilador y un acondicionamiento de la señal tanto en voltaje como en armónicos, de acuerdo con este esquema los componentes principales son: III. Aplicaciones Actuadores para motores de corriente alterna.‐ Permite variar la tensión y la frecuencia de estos motores. Fuentes de alimentación ininterrumpida (UPS).‐ Genera una tensión senoidal a partir de una batería con el fin de sustituir a la red cuando se ha producido un corte en el suministro eléctrico. Generación fotovoltaica.‐ Genera la tensión senoidal de 50Hz a partir de una tensión continua producida por una serie de es fotovoltaicos. IV.

Fuente de señal DC

Es la que entrega la electricidad de forma continua para ser convertida a alterna, además alimenta el circuito necesario para dicha conversión. V.

Generador de onda Oscilatoria

Es la parte fundamental del inversor ya que le da la forma a la señal de salida. Consiste de un oscilador que permite regenerar la una onda similar a una sinusoidal (En la práctica el uso de generadores sinusoidales es inusual debido a que esto obligaría al uso de amplificadores de potencia lineales, los cuales tienen una baja eficiencia y altas perdidas por calor en los dispositivos activos). VI.

Amplificación Potencia

En

Debido a que la salida de la mayoría de osciladores no maneja potencia, se utilizan amplificadores no lineales (o lineales pero son menos utilizados por ser poco eficientes) o sistemas de conmutación alternada de transistores bien sea MOSFET, BJT o en aplicaciones de alta potencia IGBT (Isolated Gate Bipolar Transistor). VII.

Acondicionamiento

Consiste en ajustar el voltaje de salida, comúnmente aumentarlo, para ello se usan transformadores elevadores o convertidores AC – AC. También puede incluir etapas de pre y/o post filtrado de la señal de salida para reducir la cantidad de armónicos en la red. VIII. Realimentación En inversores más complejos, consiste en sistemas que censan la “calidad de la señal de salida, observando primordialmente la amplitud y la frecuencia, y en algunos casos la cantidad de armónicos, con ello mediante el uso de actuadores ajustar dichas variables.

IX. 

COMPONENTES

El 555 (Temporizador):

Es un circuito integrado usado para generar oscilaciones y retardos de tiempo de precisión. En este caso lo usaremos para hacer un oscilador astable (flip flop), que entrega en la pata 3 una onda cuadrada. La frecuencia de trabajo se regula mediante dos resistencias externas y un condensador. En este caso usamos una resistencia de 33K que va de la pata 8 (+Vcc) a la pata 7, que descarga el condensador externo del temporizador, y un reóstato de 100K que va conectado entre la pata de descarga (7) y la pata (6) o entrada del comparador interno del 555, que se utiliza para poner la salida a nivel bajo. El 555 entrega a la salida una

corriente de hasta 200 miliamperios que excita el circuito integrado CD4013BP. Fig. 3 (Fuente: http//cosntruyasuvideorockola.com/) 

Circuito integrado CD4013B: Es un flip-flop doble tipo-D, CMOS. Cada flip-flop se puede configurar

con datos, restablecimiento y entradas de reloj independientes. Fig.4 (Fuente: http//cosntruyasuvideorockola.com/) 

Regulador LM7805.

Este regulador pertenece a la familia de los reguladores de tensión positiva de tres terminales. Los reguladores de esta serie tienen en la pata 1, de izquierda a derecha, la entrada de voltaje (Vi). La pata 3 corresponde a la salida de voltaje (Vo), y la pata del centro o pata 2, corresponde a el tierra o masa común. Para su correcta identificación hay que tener en cuenta que las dos primeras letras impresas en la superficie del componente, corresponden las iniciales del fabricante.

Fig. 5 (Fuente: http//cosntruyasuvideorockola.com/) 

Los transistores de polaridad NPN Tienen su base es positiva. Esto quiere decir que al recibir la señal, sólo conducen al momento del semiciclo positivo o estado alto (1). El emisor de estos transistores está conectado a tierra por lo que al momento de conducir, el colector se polariza negativamente, excitando la base de los transistores TIP125,que son PNP que sólo conducen al recibir el semiciclo negativo o estado bajo (0). Fig. 6 (Fuente: http//cosntruyasuvideorockola.com/)

X.

DISEÑO DEL DIAGRAMA DEL INVERSOR Fig. 7 (Fuente: http//Construyasuvideorockla.com) XI.

PLACA DE COMPONENTES

LOS

Fig. 8 (Fuente: http//Construyasuvideorockla.com)

XII.

DIAGRAMA CONEXIÓN

DE

(Fuente: propia)

Fig. 9 (Fuente: http//Construyasuvideorockla.com)

Elaboración

Figura 1. Transformador 24 vdc a 220v y batería seca (Fuente: Elaboración propia)

 Fotografías:

Fig. 10. Proyecto inversor de voltaje (Fuente: Elaboración propia)

Figura 11. Placa del inversor, relay y switching

XIII. CONCLUSIONES La construcción de inversores se realiza debido a que muchos de los aparatos que se encuentran industrialmente funcionan con corriente AC, a partir de una fuente DC ya que esta última resulta fácil de almacenar al contrario de una corriente AC que no se puede almacenar pero resulta más barata. Los inversores son utilizados en una gran variedad de aplicaciones, desde pequeñas fuentes de alimentación para computadoras, hasta aplicaciones industriales para manejar alta potencia. Concluimos que la frecuencia obtenida se acerca a los 60 Hz, pero si es lo suficiente aceptable para trabajar con

dispositivos AC. Esto se debe a que el oscilador funciona a base de dos resistencias y un capacitor que pueden ser afectados por las alternaciones ambientales haciendo que la reactancia y capacitancia varíe y por ende que la frecuencia no sea la deseada. XIV.

AGRADECIMIENTO

Al profesor Sánchez por brindarnos, buenas enseñanzas que nos imparte en las aulas de estudios. A en especial a las personas que aportaron para la realización de este trabajo de investigación.

Bibliografía Boylestad, R. (1997). ELECTRONICA TEORIA DE CIRCUITOS. Prentice Hall Hispanoamerica S.A. Coughlim, R. (1996). AMPLIFICADORES OPERACIONALES Y CIRCUITOS INTEGRADOS LINEALES. Prentice Hall Hispanoamerica S.A. Muhammad , R. (1993). ELECTRONICA DE POTENCIA. Printice Hall Hispanoamerica S.A. CIRCUITO CMOS 4013, Electrónica teoría y práctica. Extraído de web el 3 de agosto de 2014 desde: http://electronicateoriaypractica.com/circuitocmos-