Fundamentos Esenciales de Electrónica de Potencia: PWM, MOSFET y Control de Velocidad E/F

Fundamentos de Electrónica de Potencia y Control de Máquinas

Modulación por Ancho de Pulso (PWM)

Esta modulación se basa en la modificación de la anchura de los pulsos en función del valor eficaz de la onda de salida requerida. La frecuencia viene controlada por la pauta de repetición de la onda configurada.

La forma más visual de realizar en la práctica este sistema de modular una señal consiste en interseccionar una señal triangular de una frecuencia elevada con una señal senoidal de la misma frecuencia y una amplitud proporcional a la onda de salida del inversor.

Principios Básicos de Control de Velocidad (Regulación E/F)

A continuación, se detallan los principios fundamentales en la regulación de velocidad por control de la frecuencia:

• El valor del par motor depende del cuadrado del flujo máximo. Manteniendo este constante en todo momento, podemos obtener siempre el par nominal. Este es un concepto fundamental en la regulación de velocidad por control de la frecuencia.
• El valor del flujo lo controlamos mediante la relación E/F (Tensión/Frecuencia). A altas frecuencias, esta relación es aproximadamente lineal. A bajas frecuencias, se realiza un refuerzo de tensión para compensar las pérdidas de tensión en el estator de la máquina.
• En la zona de pequeños deslizamientos, en la cual se trabajará, el par es proporcional al producto del flujo y la corriente rotórica.

Componentes Clave en Electrónica de Potencia

Transistor MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)

Existen diferentes tipos de transistores MOS. En electrónica de potencia se utilizan como conmutadores los denominados de enriquecimiento, que a su vez pueden ser de canal N o de canal P. Es un dispositivo gobernado por tensión.

Respecto a su comportamiento, el MOSFET es mucho más rápido que el transistor bipolar, debido a que su funcionamiento viene dado por tensión. Puede controlarse tanto en la puesta en conducción como en el instante de bloqueo.

Descebado de Tiristores (Conmutación Forzada)

El descebado del tiristor se produce cuando se reduce la corriente de ánodo por debajo del valor de la intensidad de mantenimiento o simplemente cuando se anula la corriente de ánodo.

Una vez se ha producido el descebado, no se puede volver a aplicar la tensión en polarización directa antes de un cierto tiempo. En corriente continua se recurre al empleo de una serie de circuitos de descebado. Cuando el descebado se tenga que realizar con una cierta velocidad, se sustituye el pulsador por un conmutador.