ES2189702B1 - Sistema para generar corriente alterna a partir de corriente continua con un alto rendimiento. - Google Patents
Sistema para generar corriente alterna a partir de corriente continua con un alto rendimiento.Info
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Abstract
Sistema para generar corriente alterna a partir de corriente continua con un alto rendimiento. Se presenta un sistema con el se permite generar corriente alterna a partir de corriente continua obteniendo un rendimiento considerablemente alto, que se basa en la utilización de puentes completos formados por cuatro transistores con diodos en montaje antiparalelo, y cuya novedad reside en la conexión en serie de dos o más de estos puentes de forma que se suman la s señales generadas por cada uno de ellos, obteniendo una onda formada por múltiples escalones muy próxima a una onda senoidal perfecta, que es la que se desea obtener en la mayoría de sus aplicaciones. El sistema no utiliza ningún tipo de filtro a base de elementos inductivos, y permite recuperar la energía reactiva que la carga pueda devolver al sistema por su carácter reactivo. El sistema puede ser utilizado en cualquier tipo de instalación, pero ha sido especialmente ideado para su utilización en instalaciones autónomas de generación de energía a partir de placas solares, aerogeneradores, grupos electrógenos o utilizando la red eléctrica.
Description
Sistema para generar corriente alterna a partir
de corriente continua con un alto rendimiento.
En la presente invención se ha desarrollado un
sistema con el que se consigue obtener corriente alterna a partir de
corriente continua, con un rendimiento considerablemente alto
respecto a los sistemas conocidos en la actualidad, funcionando con
cualquier tipo de cargas, ya sean resistivas o inductivas, o incluso
trabajando con potencias muy altas.
El sistema se basa en un dispositivo inversor,
que presenta la novedad de que no utiliza ningún componente
inductivo, y que permite la generación de cualquier forma de onda,
frecuencia y fases.
La invención puede ser aplicada en múltiples
tipos de instalaciones, pero ha sido especialmente ideada para su
aplicación en una instalación generadora de energía a partir de
paneles solares, aerogeneradores, grupos electrógenos, y la red
eléctrica.
En la actualidad, la sociedad está cada vez más
sensibilizada con todos los problemas que afectan al medio ambiente,
y demanda la toma de medidas para paliar estos problemas y evitar
agravar el deterioro del medio natural. Entre estos problemas se
puede destacar la generación de energía eléctrica, sobre la que se
demanda cada vez más su generación a partir de fuentes de energías
limpia, como son la energía solar, eólica, biocombustibles, etc.,
que son recursos naturales que aún no están siendo explotados en
toda su capacidad.
De manera más concreta, la generación de energía
eléctrica a partir de placas solares crea energía eléctrica en forma
de corriente continua, que es almacenada en baterías desde donde es
necesario transformarla en corriente alterna para su utilización en
una instalación doméstica o industrial.
Existen diversos sistemas para convertir la
corriente continua en alterna, de los cuales el más empleado es la
``modulación de ancho de impulsos'' o ``PWM'' de sus iniciales en
inglés, que consiste en generar a partir de paquetes de ondas
cuadradas de diferente anchura, una onda que posteriormente se
filtra con condensadores, bobinas y transformadores para obtener la
forma de onda deseada.
Los sistemas actuales para la generación de
energía eléctrica a partir de placas solares, posibilitan el
disponer de electricidad en lugares remotos alejados de zonas
industrializadas, y además permiten la generación de energía en las
regiones más pobres del planeta, donde la falta de recursos impide
la existencia de centrales eléctricas, con lo que se imposibilita el
desarrollo social de estas regiones.
Sin embargo, este sistema de generación de
energía, adolece de diversos inconvenientes que limitan la eficacia
en su utilización, entre los que se puede destacar: el autoconsumo,
variación del rendimiento según la naturaleza de la carga, poca
potencia, y dado que limitan la frecuencia en la parte baja del
espectro, para cada frecuencia se requiere un filtro diferente,
costes elevados a potencias grandes y sobre todo en sistemas
polifásicos.
El desarrollo del sistema para generar corriente
alterna a partir de corriente continua en el que consiste esta
invención, ha sido motivado con la intención de resolver la
problemática anteriormente descrita, posibilitando la puesta en
funcionamiento de una instalación autónoma de generación de
corriente alterna de cualquier voltaje, frecuencia, fases y forma de
onda, a partir de energía solar, aerogeneradores, grupos
electrógenos, o red eléctrica, y con un alto rendimiento, gracias a
que se obtiene muy bajo o casi nulo consumo en la inversión.
Además de esta características, el sistema ofrece
las siguientes ventajas:
- No se necesitan elementos inductivos para la
generación de corriente alterna.
- El rendimiento no se ve afectado apenas por la
naturaleza de la carga.
- Soporta cargas inductivas o capacitivas o
mezcla de ambas.
- Soporta generadores conectados a la salida del
convertidor.
- El rendimiento es sumamente alto a potencias
muy elevadas.
- Se pueden sincronizar y conectar en paralelo
cualquier número de pasos de potencia.
- Puede funcionar cogenerando a la propia
red.
- La energía reactiva producida por la carga,
cuando es inductiva, se utiliza plenamente para la recarga de la
batería.
- Al rectificar la corriente alterna a continua,
corrige el factor de potencia de cualquier instalación y esta no
envía corriente reactiva a la red.
- Se realiza un control digital de la forma de
onda mediante un microcontrolador, en el que se pueden cargar
distintos programas de barridos secuenciales.
La invención se basa en la utilización de uno o
más puentes de transistores dotados de diodos en montaje
antiparalelo, que constituyen un puente completo convencional, y que
se conectan en serie de modo que las ondas cuadradas generadas por
cada uno de ellos se suman entre sí, dando lugar a formas de onda
tan complejas como se requiera. Los diodos en montaje antiparalelo
permiten recuperar hacia las baterías gran parte de la energía que
la carga puede devolver en caso de tener carácter reactivo, con lo
cual no se devuelve potencia reactiva a la red y se corrige el
factor de potencia de cualquier instalación.
Para completar la descripción que se está
realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las
características del invento, se acompaña a esta memoria descriptiva,
como parte integrante de la misma, un conjunto de dibujos en donde
con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo
siguiente:
- La figura 1, representa el puente completo
convencional básico empleado en la invención.
- La figura 2, representa esquemáticamente el
camino que sigue la corriente en los posibles estados de corte y
conducción en los que pueden estar los transistores y diodos del
puente completo representado en la figura 1, donde con un trazo
inclinado se indica el camino que sigue la corriente eléctrica, que
circula por los transistores y/o diodos que están en conducción en
ese momento. Los transistores y diodos sobre los que no se
representa un trazo inclinado, están abiertos.
- La figura 3, representa la conexión en serie de
dos puentes de transistores como el representado en la figura 1, de
acuerdo con las características de la invención.
- La figura 4, representa una forma de onda
obtenida según un ejemplo de realización práctica de la invención,
indicando mediante flechas el estado de conducción o corte en el que
se encuentran los transistores o diodos de cada puente, para obtener
el tramo de la onda que indica la flecha.
- La figura 5, representan las gráficas que
ilustran los cálculos que se incluyen en la descripción.
- La figura 6, sirve para ilustrar el
procedimiento de carga de las baterías, durante el semiciclo
positivo de la onda, donde de modo similar a la figura 4, se indica
el estado de cada puente para obtener cada escalón de la onda, y en
el margen inferior derecho se representa el esquema de conexión de
los dos puentes en serie, junto con el puente y diodos que permiten
realizar la carga de las baterías. Con trazo inclinado y
discontinuo, se indican los posibles estados de funcionamiento de
los puentes, ya sea en seguidor o en conducción.
- La figura 7, es una representación similar a la
de la figura 6 para el semiciclo negativo de la onda generada.
En la figura 1 se ha representado un puente
completo convencional, que está formado por un puente de
transistores (Q1 - Q4), dotados de diodos (D1 - D4) en montaje
antiparalelo. En la figura se han representado transistores
bipolares de puerta aislada ``IGBT'' para ilustrar la invención,
pero también se podría utilizar transistores de efecto de campo con
estructura metal oxido semiconductor ``MOSFET'', en cuyo caso habría
que tener cuidado con el uso del diodo parásito, o incluso
transistores de efecto de campo ``JFET''. Los diodos igualmente
pueden ser de diversos tipos, como por ejemplo de barrera
``Schottky'' o de unión ``PN''. La batería (BT) podría ser cualquier
otra fuente de corriente continua, como un panel solar en paralelo
con una batería.
El funcionamiento ya conocido del puente de
transistores de la figura 1, es como sigue:
Diremos que el puente se encuentra en conducción
directa, figura 2-a, cuando estén en conducción los
transistores (Q1 y Q4), estando los demás en corte,
correspondiéndose este estado con una tensión positiva en el
terminal de salida (J1) respecto al terminal de salida (J2). En caso
de que la corriente impuesta por la carga entre (J1) y (J2) vaya en
el sentido de la flecha (J1), entonces los diodos antiparalelos
correspondientes (D1, D4) están cortados y la corriente circula por
los transistores (Q1, Q4) a través de la fuente de continua, en el
sentido de extraer energía de la fuente. Cuando a la inversa, la
carga impone una corriente en el sentido de la flecha de (J2), como
en el caso de cargas reactivas o de generadores en algunas zonas del
ciclo, los diodos (D1, D4), permiten la conducción de la corriente a
través de la fuente en el sentido de aportar energía a la
fuente.
El puente de transistores se encuentra en
conducción inversa, figura 2-b, cuando están
activados los transistores (Q2 y Q3), estando desactivados los demás
y corresponderá a una tensión negativa entre los terminales (J1 y
J2). De nuevo destacamos que, en este estado, si la corriente
impuesta por la carga entre (J1 y J2) va en el sentido de la flecha
de (J2), entonces los diodos antiparalelos correspondientes (D2 y
D3) están cortados y la corriente circula por los transistores (Q2 y
Q3) y, a través de la batería (BT), en el sentido de extraer energía
de la fuente. Cuando, a la inversa, la carga impone una corriente en
el sentido de la flecha de (J1), como en el caso de cargas reactivas
o de generadores en algunas zonas del ciclo, los diodos (D2 y D3)
permiten la conducción de la corriente a través de la fuente en el
sentido de aportar energía a la fuente.
Diremos que el puente de transistores se
encuentra en seguidor superior, figura 2-c, cuando
están activados los transistores (Q1 y Q2) y no activamos los demás.
En este estado, si la carga impone cualquier tipo de corriente entre
(J1 y J2), ésta podrá pasar libremente a través de un transistor y
de un diodo. En efecto, si va en el sentido de la flecha de (J1),
pasará a través de (Q1 y D2), y, si va en el sentido de la flecha de
(J2), pasará por (Q2 y D1). Nunca pasará por la rama inferior porque
se lo impedirán los diodos (D3 y D4), y por lo tanto, no se extraerá
ni se aportará energía a la fuente de corriente continua (BT).
El puente está en seguidor inferior, figura
2-d, cuando los transistores (Q3 y Q4) están
activos, y no activamos los demás. En este estado, si la carga
impone cualquier tipo de corriente entre (J1 y J2), ésta podrá pasar
libremente a través de un transistor y de un diodo. En efecto, si va
en el sentido de la flecha de (J1), pasará a través de (Q4 y D3), y
si va en el sentido de la flecha de (J2), pasará por (Q3 y D4).
Nunca pasará por la rama inferior porque se lo impedirán los diodos
(D1 y D2), y por lo tanto, no se extraerá ni se aportará energía a
la fuente de corriente continua (BT).
De este modo, la novedad de la invención reside
en que para obtener corriente alterna a partir la corriente continua
proporcionada por una fuente de continua, se conectan en serie dos o
más puentes de transistores, de manera que las formas de onda
cuadrada que proporciona cada uno de ellos se suman, dando lugar a
formas de onda compuestas por múltiples escalones formados por los
puentes completos, de modo que cuantos más puentes en serie se
utilicen, más nos podremos aproximar a una onda sinusoidal
ideal.
Cada puente de transistores es alimentado por una
batería (BT) independiente, cuya amplitud determina la altura de
cada escalón o peldaño de la onda que se genera.
De este modo se consigue obtener una onda
sinusoidal casi perfecta, sin necesidad de utilizar filtros a base
de componentes inductivos que suavicen los impulsos de la onda de
salida, según se realiza en inversores continua/alterna
convencionales, con lo cual, el sistema desarrollado en esta
invención, no experimenta pérdidas en estos componentes inductivos y
consigue obtener un rendimiento en la conversión considerablemente
alto.
Las únicas pérdidas existentes que determinan el
rendimiento del sistema, son las que se producen en los elementos
semiconductores, transistores y diodos, por calentamiento y caídas
de tensión, las cuales son muy bajas y permiten alcanzar un
rendimiento muy alto.
Por otro lado, los diodos en montaje antiparalelo
con cada transistor, junto con el sistema de excitación de los
puentes, permiten recuperar hacia las baterías gran parte de la
energía que la carga pueda devolver por su carácter reactivo, o por
cualquier otra causa como por ejemplo que la carga se trate de un
motor freno que se comporta como un generador. Para ello, con el
sistema de excitación de los puentes se hace trabajar a uno de los
puentes en conducción, ya sea directa o inversa, y al otro puente se
le hace trabajar en seguidor, con objeto de que el puente que está
en seguidor transmita la reactiva al puente que está en conducción,
sin modificar la forma de onda sinusoidal. Si ambos puentes
estuviesen en seguidor, la reactiva seguiría un camino sin pasar por
la batería, con lo cual esta energía no se recuperaría.
La figura 3 representa una sencilla realización
práctica de la invención, en la que se conectan en serie dos puentes
de transistores (A) y (B) como el representado en la figura 1, de
modo que el terminal (J2A) del puente (A) se conecta al terminal
(J1B), y mediante los terminales de salida (J1A) y (J2B) se alimenta
directamente a una carga (L), que como ya se ha comentado puede
tener carácter inductivo, capacitivo o mezcla de ambas.
La figura 4 muestra la onda que se obtiene
utilizando dos puentes en serie, donde se indica el estado de
funcionamiento de los puentes para obtener cada peldaño. En el
semiciclo positivo, el escalón de mayor tensión se obtiene con los
dos puentes en conducción directa, siendo este valor de tensión la
suma de las baterías (BTA y BTB), despreciando las caídas de tensión
en los semiconductores. Para obtener el siguiente escalón, se hace
pasar uno de los puentes a seguidor superior, de modo que la altura
de este escalón se corresponde con la tensión de la batería del otro
puente en conducción directa.
De modo similar se obtienen los siguientes
escalones, completando la onda y formando el semiciclo negativo.
En cada uno de los semiciclos, la elección del
puente que pasa a funcionar en seguidor superior o inferior, es
arbitraria puesto que se obtendría la misma forma de onda, pero tal
y como se puede apreciar en esta figura 4, se alterna la elección
del puente de un semiciclo a otro con la intención de equilibrar la
disipación de los elementos, y equilibrar la descarga o carga de las
baterías de ambos puentes, haciendo que en el semiciclo positivo sea
la batería (BTA) la que está siempre en funcionamiento, mientras que
en el semiciclo negativo sea la batería (BTB) del otro puente la que
siempre esté aportando energía.
En caso de trabajar con cargas de funcionamiento
asimétrico en los semiciclos, el funcionamiento equilibrado de las
baterías se puede conseguir intercambiando su funcionamiento por
ciclos en lugar de por semiciclos, para lo cual, tan solo hay que
modificar el funcionamiento del microcontrolador, que de manera ya
conocida en el estado de la técnica, determina los estados de
trabajo de los transistores, haciéndolos pasar de corte a conducción
para formar los diferentes escalones de la señal que se desea
obtener.
Igualmente modificando el programa del
microcontrolador, se puede variar a voluntad la forma de la onda de
salida así como su frecuencia, pudiendo obtener por ejemplo formas
de onda triangulares haciendo que los puentes generen una rampa de
peldaños ascendentes o descendentes.
Resulta evidente que cuantos más puentes se
empleen, más nos podremos aproximar a una onda sinusoidal perfecta.
Igualmente para obtener una onda muy próxima a una sinusoidal,
necesitamos anular el mayor número posible de armónicos, para lo
cual es necesario determinar el tiempo de duración de los escalones
en función del número de puentes que se están utilizando.
A continuación se describen los cálculos
realizados para determinar los parámetros correspondientes a la
duración de estos escalones, en el caso de trabajar con ``n''
puentes en serie.
Buscaremos la ecuación de los armónicos de cada
peldaño básico con los que pretendemos construir la sinusoide, los
sumaremos, y buscaremos la anulación del mayor número posible de
armónicos del total.
Usaremos el peldaño básico representado en el
gráfico superior de la figura 5, cuya expresión en armónicos,
asumiendo sin ninguna pérdida de generalidad que la velocidad
angular omega (W) es igual a 1.
Siendo A la amplitud del peldaño básico y donde
``\Lambda'' indica que se incluyen tantos sumandos como se
desee:
\frac{4A}{\pi}
\sum\limits^{\infty}_{i=1}
\frac{cos(2i-1)t}{2i-1}
sen(2i-1)\tau = \frac{4A}{\pi} (costsen \tau
+ \frac{cos3t}{3} sen3\tau + \frac{cos5t}{5} sen5\tau +
\Lambda)
Si ahora sumamos los armónicos de varios peldaños
que tengan la misma amplitud A (para poder equilibrar el uso de las
fuentes de continua), correspondientes a varios parámetros
``\tau'', obtendremos, después de anular las contribuciones de los
armónicos, el siguiente sistema de ecuaciones, cuya solución nos da
el conjunto de parámetros ``\tau'' mediante el cual obtenemos la
mejor aproximación a una sinusoide con ``n'' puentes.
- sen 3\tau_{1} + sen3\tau_{2} + \Lambda + sen3\tau_{n} = 0
- sen 5\tau_{1} + sen5\tau_{2} + \Lambda + sen5\tau_{n} = 0
- M
- sen(2n+1)\tau_{1} + sen(2n+1)\tau_{2} + \Lambda + se(2n+1)\tau_{n} = 0
Donde ``M'' indica que se pueden emplear tantas
ecuaciones como se desee.
Resolveremos ahora el caso práctico de dos
puentes:
sen \ 3\tau_{1} + sen \
3\tau_{2} = 0 \Rightarrow 2sen \
3\frac{\tau_{1}+\tau_{2}}{2}cos3\frac{\tau_{1}-\tau_{2}}{2} = 0
\Rightarrow 3\frac{\tau_{1}+\tau_{2}}{2} = \pi \Rightarrow \tau_{1}
=
13\frac{\pi}{30}
sen \ 5\tau_{1} + sen \
5\tau_{2} = 0 \Rightarrow 2sen \
5\frac{\tau_{1}+\tau_{2}}{2}cos5\frac{\tau_{1}-\tau_{2}}{2} = 0
\Rightarrow 5\frac{\tau_{1}-\tau_{2}}{2} = \frac{\pi}{2} \Rightarrow
\tau_{2} =
7\frac{\pi}{30}
En el gráfico inferior de la figura 5 se
representa la solución obtenida y su comparación con una sinusoide
ideal.
Calculemos ahora el voltaje eficaz de la
aproximación por cajas a la sinusoide en cuestión, teniendo en
cuenta que el cuadrado de la rama positiva y negativa son el mismo
(primer factor 2), que la primera caja tiene una altura de A^{2}
de y una base de 2^{13\pi}/_{30} y que la segunda caja sobresale
por encima la cantidad 4A^{2} - A^{2} y que la base de esa caja
es 2^{7\pi}/_{30}:
V^{2}{}_{eff} =
\frac{\int^{2\pi}_{0} \nu^{2} dt}{2\pi} = \frac{2}{2\pi}
\left(A^{2} \frac{26\pi}{30} + (4A^{2}-A^{2})
\frac{14\pi}{30}\right) = A^{2} \frac{34}{15} \Rightarrow V_{eff} =
A
\sqrt{\frac{34}{15}}
\newpage
A modo de ejemplo, si quisiéramos obtener una
aproximación a una sinusoide con un valor eficaz de 220V, deberíamos
poner dos grupos de baterías de 220V\sqrt{15/34} \approx 146,13V.,
por lo que las baterías (BTA) y (BTB) de cada puente estarían
formadas por unas 12 baterías de 12 V.
Con este sistema de conversión de energía,
también se pueden generar sistemas trifásicos o polifásicos de
corriente alterna, para lo cual tan solo es necesario conectar
tantos montajes de puentes, como fases se desee obtener, haciendo
que todos ellos tengan un punto en común que determine el neutro del
sistema y controlando adecuadamente el funcionamiento del mismo para
desfasar convenientemente las señales generadas por cada montaje de
puentes.
Por ejemplo, para generar una corriente
trifásica, se conectan tres montajes de puentes como el representado
en la figura 3 con el terminal (J2B) en común, y mediante el
controlador se desfasan las ondas de control 120º entre sí.
Otra particularidad del sistema, consiste en la
posibilidad de sincronizar y conectar en paralelo diversas etapas de
potencia en cada uno de los transistores de los puentes, para poder
así aumentar la potencia que el sistema convertidor de corriente
continua a alterna, puede generar. Es decir, cada uno de los
transistores de los puentes, puede consistir en varios transistores
sincronizados y en paralelo, en función de la potencia que se desee
alcanzar.
Las figuras 6 y 7 sirven para ilustrar el sistema
de carga de las baterías ideado en la invención.
En el caso de que las fuentes de continua sean
baterías, es interesante poderlas cargar de la forma más efectiva
posible. Si la fuente de energía que va a cargar las baterías es de
corriente alterna y se puede sincronizar con la onda obtenida que es
aproximadamente sinusoidal, como en el caso de un aerogenerador
síncrono, lo mejor es colocarla directamente a la salida de la onda
de tensión alterna y aprovechar así el efecto de ``captura de
reactiva o de generadores externos'' del sistema.
Sin embargo, si la onda no es fácilmente
sincronizable, caso de la red eléctrica o de los grupos
electrógenos, o si la naturaleza de la misma es del tipo de
corriente continua como en el caso de los paneles solares
fotovoltaicos, nos interesa un mecanismo de carga de las baterías en
el que las mencionadas fuentes de energía son convertidas a fuentes
de corriente y aplicadas a las baterías, sin modificar
apreciablemente el voltaje de las mismas y, por tanto, la forma de
onda de la salida.
Para ello, es imprescindible un sistema que nos
presente el total de todas las baterías del sistema en serie aunque
el voltaje de salida de alterna sea incluso cero en ese momento.
Para conseguir que el sistema presente las
baterías en serie, se utiliza el montaje representado en el margen
inferior derecha de las figuras 6 y 7, en el que a los puentes en
serie (A) y (B), se añade un puente (C) para dirigir la corriente de
carga de las baterías (Ic), a través de los diodos
(D5-D8) hacia las baterías (BTA) y (BTB).
Con el control de los puentes se consigue que las
baterías siempre estén en serie, entre el polo positivo de la
batería (BTA) y el negativo de la de la batería (BTB) durante los
ciclos positivos de corriente alterna según la figura 6 y, durante
los negativos, entre el positivo de la batería (BTB) y el negativo
de la batería (BTA), según la figura 7.
El puente de transistores (C) se emplea para
dirigir la corriente de carga (Ic) de las baterías, en un sentido u
otro en función del semiciclo, positivo o negativo, en el que nos
encontremos. Se dispone de una pareja de diodos asociados a cada una
de las baterías, tal y como se ha representado en las figuras 6 y 7,
que dan paso a la corriente de carga (Ic) en un sentido u en otro.
Variando la dirección de conducción del puente (C) según que el
ciclo sea positivo o negativo, las parejas de diodos (D5, D7) y (D6,
D8) nos asegurarán que la corriente de carga (Ic) siempre circule
por las baterías en el sentido de carga.
Además, el puente (C) sirve como elemento de
control para poder impedir una sobrecarga de las baterías o para
poder regular exactamente la corriente de carga a base de activar y
anular el puente y, jugando con el porcentaje de ciclo útil, obtener
la corriente de carga deseada de forma exacta y poder así alargar la
vida de las baterías a lo que nos especifique el fabricante.
Para otro tipo de aplicaciones en las que no se
empleen baterías, la restricción de que las tensiones de continua
sean iguales para las fuentes de continua de cada puente no tiene
por qué darse necesariamente si no queremos cargar esas fuentes de
continua y no necesitamos, por tanto, intercambiar sus papeles de un
ciclo a otro. En tal caso, es posible obtener una mayor precisión en
la obtención de la sinusoide ya que contamos con un grado de
libertad más para anular armónicos.
Claims (7)
1. Sistema para generar corriente alterna a
partir de corriente continua con un alto rendimiento, que integra
al menos dos puentes de transistores, alimentados de forma
independiente por una fuente de corriente continua, tal como una
batería y controlado por un microcontrolador que determina el
funcionamiento de cada transistor, integrando cada puente cuatro
transistores con un diodo en montaje antiparalelo, y operando el
sistema por aplicación directamente a la carga que se pretende
alimentar, sin la utilización de ningún elemento inductivo que
actúe como filtro, la suma de las señales cuadradas generadas por
dichos al menos dos puentes de transistores conectados en serie,
siendo dicha señal suma una onda alterna, preferentemente una onda
senoidal, caracterizado porque en el caso de que las fuentes
de continua sean o incluyan baterías, dispone de un sistema de
carga de dichas baterías de los puentes, que proporciona una
corriente de carga que recorre en serie a todas las baterías en los
semiciclos positivo y negativo de la onda generada, e incluso
cuando la tensión de salida de esta onda es cero.
2. Sistema para generar corriente alterna a
partir de corriente continua con un alto rendimiento, según
reivindicación 1ª, caracterizado porque dicho sistema de
carga de las baterías de los puentes comprende un puente de
transistores, y una pareja de diodos por cada batería, estando
dichos diodos conectados en serie entre sí, y a su vez ambos
conectados en paralelo con la batería a la que están asociados,
estando los dos terminales de salida del citado puente (C)
conectados respectivamente a la unión entre diodos, de modo que el
puente (C) invierte el sentido de circulación de la corriente de
carga (Ic) para las baterías, según se esté en el ciclo positivo o
negativo de la onda generada, permitiendo los diodos la circulación
de esta corriente (Ic) para que pase siempre por las baterías en
sentido de carga de las mismas.
3. Sistema para generar corriente alterna a
partir de corriente continua con un alto rendimiento, según
reivindicación 1ª, caracterizado porque los diodos en
montaje antiparalelo junto con el sistema de excitación de los
puentes, permiten recuperar hacia las fuentes de continua la
energía reactiva que la carga pueda estar devolviendo o entregando
al sistema por su carácter reactivo, para lo cual, a uno de los
puentes se le hace trabajar en conducción directa o inversa, y al
otro puente en seguidor superior o inferior, de modo que este
último transmita la energía reactiva al puente que está en
conducción.
4. Sistema para generar corriente alterna a
partir de corriente continua con un alto rendimiento, según las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque para
generar corrientes alternas trifásicas o polifásicas se dispone de
tantos montajes de puentes en serie, como número de fases se desea
obtener, haciendo que todos ellos tengan un terminal en común que
actúe como neutro, y desfasando la onda generada por cada uno de
los montajes de puentes de transistores, adecuadamente entre sí en
función del número de fases de que disponga el sistema.
5. Sistema para generar corriente continua a
partir de corriente alterna con un alto rendimiento, según
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque variando
la duración de los escalones que forman la onda generada, en función
del número de puentes que se conecten en serie, se consigue anular
el mayor número posible de dicha onda, con objeto de que esta se
aproxime lo máximo posible a una senoidal perfecta.
6. Sistema para generar corriente alterna a
partir de corriente continua con un alto rendimiento, según
reivindicaciones anteriores, caracterizado, porque para
aumentar la potencia generada por el sistema, se conectan en
paralelo y adecuadamente sincronizadas, diversas etapas de potencia
por cada transistor de los puentes de transistores.
7. Sistema para generar corriente continua a
partir de corriente alterna con un alto rendimiento, según
reivindicación 1ª, caracterizado porque el puente de
transistores (C) del sistema de carga de las baterías, impide que
se produzcan sobrecargas de las baterías y se regula la corriente
de carga de las mismas, mediante la activación y desactivación de
dicho puente.
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