De onda cuadrada a onda sinusoidal: ¿Cómo afectan los inversores a la calidad de nuestra energía?

Los inversores desempeñan un papel vital en los sistemas de gestión energética actuales, especialmente en aplicaciones de energía renovable y conversión de energía. La función principal del inversor es convertir la corriente continua (CC) en corriente alterna (CA), y el tipo y la calidad de la forma de onda de CA que genera afectan la eficiencia operativa y la seguridad del equipo. Por lo tanto, comprender cómo funciona el inversor y su impacto en la calidad de la energía no es solo una necesidad para los profesionales, sino también importante para los usuarios generales.

Principio básico de funcionamiento del inversor

Los inversores utilizan varios dispositivos y circuitos eléctricos y electrónicos para convertir el voltaje de CC en voltaje de CA. Estos dispositivos se pueden dividir en inversores estáticos e inversores rotativos según su funcionamiento. Los inversores estáticos normalmente no contienen piezas móviles y dependen de componentes electrónicos para la conversión.

"La forma de onda de salida del inversor puede ser una onda cuadrada, una onda sinusoidal o una onda sinusoidal modificada, lo que tiene un gran impacto en el funcionamiento de los equipos posteriores".

Diferentes tipos de formas de onda de salida y sus efectos

El tipo de forma de onda producida por el inversor es un factor clave que afecta la calidad de la energía. Los siguientes son los principales tipos de formas de onda del inversor:

Onda cuadrada

Una onda cuadrada es la forma de onda más simple, pero su distorsión armónica total (THD) es de aproximadamente 48,3%, lo que puede tener un efecto adverso en el equipo de audio conectado y generar un sonido de "zumbido" innecesario.

Onda sinusoidal

Un inversor de onda sinusoidal puede generar una forma de onda sinusoidal de varios pasos. Este tipo de inversor suele denominarse inversor de onda sinusoidal pura. Aunque la etiqueta de "inversor de onda sinusoidal pura" es común en el mercado, en realidad las formas de onda de salida representativas de estos inversores no siempre son tan perfectas.

“La mayoría de los inversores de consumo aún no consiguen que la potencia de salida sea una onda sinusoidal perfecta, pero para la mayoría de los aparatos electrónicos funcionan bien con esa potencia de salida”.

Onda sinusoidal modificada

La onda sinusoidal modificada se compone de dos ondas cuadradas, que alternan formas de onda después de un cierto retraso. Aunque la distorsión armónica total (THD) de esta forma de onda sigue siendo alta en comparación con una onda sinusoidal pura, muchos inversores económicos utilizan este diseño.

PWM de onda sinusoidal aproximada

Los métodos de modulación por ancho de pulso (PWM) que se aproximan a las ondas sinusoidales utilizan una conmutación rápida para crear una forma de onda que puede procesarse mediante un filtro de paso bajo, que se aproxima más a la forma de una onda sinusoidal.

Ámbito de aplicación del inversor

Con el avance de la tecnología, los inversores se están utilizando cada vez más en diferentes procesos, desde el control de frecuencia del motor hasta los sistemas de suministro de energía ininterrumpida:

    Inversor solar: En un sistema fotovoltaico, el inversor es responsable de convertir la electricidad de corriente continua (CC) recolectada del sol en electricidad de corriente alterna (CA) para uso doméstico o comercial.
  • Sistema de alimentación ininterrumpida (UPS): se utiliza para proporcionar energía CA instantánea cuando se corta la energía para garantizar que el equipo no se vea afectado.
  • Vehículos eléctricos: Los inversores de frecuencia variable se utilizan para regular la velocidad de los motores eléctricos, mejorando la eficiencia y el rendimiento.
  • Transmisión de corriente continua de alto voltaje (HVDC): convierte la corriente alterna en corriente continua para mejorar la eficiencia de transmisión durante la transmisión de energía a larga distancia.
Conclusión

Con el auge de las energías renovables y la creciente demanda de calidad de la energía, el desarrollo tecnológico de los inversores adquirirá mayor importancia. Frente a un panorama tecnológico en constante cambio, las empresas y los usuarios domésticos deben adaptarse a una variedad de características de forma de onda de salida para garantizar el funcionamiento normal y la eficiencia de sus dispositivos. En este contexto, podríamos pensar: En la futura transformación energética, ¿cómo elegir el inversor adecuado para mejorar nuestra calidad de vida y la eficiencia energética?

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