GENERACIÓN DE LA SEÑAL DE MANDO EN LOS IGTBs

El principio en el que se funda este sistema es conseguir un tren de impulsos (ondas cuadradas de conmutación), que su acción sumada reproduzca una onda senoidal de la frecuencia buscada. Los impulsos de esta señal de mando tienen duración distinta. Esta duración del impulso se modula en los distintos pulsos que conforman la señal para que su efecto sea el de una onda senoidal.

La modulación de la anchura del pulso se realiza de forma que dividiendo el período de la señal en un número grande de intervalos, cuanto mayor sea el numero de intervalos la aproximación a la forma de la senoide será mayor.

La anchura del impulso de forma rectangular que tenga como  voltaje máximo el valor de pico de la onda senoidal, que sea equivalente al intervalo de la onda senoidal con la que se compara, ha de tener el mismo área. Como ambos trozos han de tener el mismo área, la anchura del pulso de onda rectangular será mayor en las zonas de la senoide con voltajes más altos.

Basado en este principio la generación de la señal de mando de los transistores IGTBs  se genera de la manera siguiente:

I. Se genera con un dispositivo oscilador una señal de muy pequeña potencia, con forma senoidal y frecuencia la de la corriente que se ha de producir (es el armónico fundamental).

II. Se genera una onda con forma triangular llamada portadora. La frecuencia de la portadora definirá el número de intervalos en que se dividirá el período de la senoide de la onda fundamental. Cuanto mayor sea la frecuencia de la portadora la onda generada se parecerá más a la senoide como se explicó con anterioridad. La frecuencia de conmutación será igual a la de la portadora y en contrapartida frecuencias de conmutación altas producen más perdidas de conmutación y un mayor calentamiento de los transistores IGTBs, la frecuencia de la portadora ha de ser de más de veinte veces la frecuencia de la senoide fundamental.  

III. Un circuito comparador compara la onda triangular con la onda senoidal de frecuencia el valor que se desea producir.

El circuito comparador detecta los puntos donde las tensiones instantáneas de la portadora y la senoide coinciden para la generación de los flancos de la tensión de conmutación. En la figura superior se aprecia como en los puntos de coincidencia de ambas ondas se forman los flancos de la señal de conmutación, la señal de conmutación tiene pulsos de mayor anchura coincidiendo en las zonas de la senoide donde la tensión es mayor y por lo tanto el área del intervalo es también mayor.

El resultado de la exploración de la senoide completa es la señal para la activación de los transistores IGTBs (ver figura inferior). Esta señal tratada por la circuitería de mando que excita las bases de los transistores, genera un grupo de señales de activación con la modulación de la señal para cada grupo de transistores, en nuestro ejemplo de partida serian por parejas T1 y T4 la otra pareja son el T2 y T3 que como ya se ha explicado para el funcionamiento, estas parejas entran en conducción al mismo tiempo.

Este circuito alimentaria un sistema monofásico, realmente coma ya se indicó con anterioridad los motores empleados son trifásicos, el circuito de potencia se aumenta con otra pareja de transistores IGTBs y las señales de control de las bases de los transistores son también tres con un desfase entre ellas de 1200.

Como se aprecia en la figura superior, las parejas de transistores  van entrando en conducción con desfases de 120º. Se consigue que la corriente eléctrica que proviene de la batería recorra, en el orden de sucesión de las fases preestablecido, el bobinado del motor alimentando éste con un sistema de corrientes trifásicas. El orden de sucesión de las fases determina el sentido de rotación del motor. Si se cambia este orden se invierte el sentido de giro del motor.