¿Qué es el control armónico del inversor de potencia?

Los armónicos son componentes de una forma de onda cuya frecuencia es un múltiplo entero de la onda fundamental. Para inversores de potencia , el control de armónicos es un aspecto clave para garantizar la calidad de la forma de onda de CA de salida.

Causas de la generación de armónicos: Durante el funcionamiento del inversor de potencia, la conmutación de los dispositivos de conmutación hará que la forma de onda de salida contenga armónicos de diferentes frecuencias. Estos armónicos pueden causar interferencias en los equipos de carga conectados y en los sistemas de energía, por lo que se requiere control de armónicos para reducir o eliminar estos efectos adversos.

Modulación de ancho de pulso (PWM): la modulación de ancho de pulso es un medio principal de control armónico. Al ajustar la relación de tiempo de encendido y apagado del dispositivo de conmutación, la modulación de ancho de pulso puede controlar efectivamente el contenido armónico de la forma de onda de salida. El inversor genera una señal de pulso y controla el tamaño de los armónicos en la forma de onda de salida cambiando el ancho del pulso.

Inversor multinivel: los inversores tradicionales suelen adoptar una estructura de dos niveles, es decir, el nivel de la forma de onda de salida solo puede ser alto o bajo. Sin embargo, los inversores multinivel emplean más niveles y pueden reducir el contenido armónico introduciendo niveles adicionales en la forma de onda de salida. Estas tecnologías multinivel incluyen PWM multinivel y tecnología de modulación de ancho de pulso multinivel, que pueden controlar la forma de onda de salida con mayor precisión.

Diseño de filtro: El control de armónicos también se puede lograr mediante el uso de filtros de armónicos en la salida del inversor. Estos filtros suelen ser filtros LC que eliminan selectivamente componentes armónicos específicos de la forma de onda de salida. El diseño del filtro debe adaptarse cuidadosamente a la frecuencia de funcionamiento y los requisitos de carga del inversor para garantizar una reducción eficaz de los armónicos.

Monitoreo y retroalimentación de armónicos: los sistemas de inversores de potencia avanzados a menudo están equipados con capacidades de control de retroalimentación y monitoreo de armónicos. Al monitorear el contenido armónico real de la forma de onda de salida, el sistema puede ajustar la modulación de ancho de pulso y otros parámetros según sea necesario para controlar los niveles armónicos en tiempo real. Este sistema de control de circuito cerrado ayuda a adaptarse a diferentes cargas y condiciones de trabajo y a mantener la estabilidad de la forma de onda de salida.

Control de pérdida mínima: el control de armónicos también debe considerar la pérdida del propio inversor. Al diseñar un inversor, los ingenieros necesitan encontrar un equilibrio que pueda controlar los armónicos y al mismo tiempo minimizar las pérdidas de energía en el propio inversor. Esto implica optimizar la selección de dispositivos de conmutación, reducir la frecuencia de conmutación y mejorar los sistemas de disipación de calor.