¿Cuáles son los efectos de alimentar dispositivos de CA desde una onda cuadrada?

Los dispositivos de red de CA están diseñados para presentar una cierta impedancia (carga) para la frecuencia de red específica de 50 / 60Hz. Alimentarles una onda cuadrada de la misma frecuencia (fundamental) es, matemáticamente, lo mismo que alimentarlos no solo una onda sinusoidal de 50/60 Hz, sino que se superpone a eso también a 150 / 180Hz a 1/3 de la amplitud, y una onda sinusoidal de 250 / 350Hz a 1/5 de la amplitud, y una onda sinusoidal de 350 / 420Hz a 1/7 de la amplitud (es decir, todos los armónicos impares a amplitudes decrecientes) y así sucesivamente, en Teoría hasta frecuencia infinita, pero en la práctica con cableado doméstico las pérdidas y amp; impedancias en redes de distribución principal y amp; aparatos, se agotan a kHz o tal vez a 10s de kHz (para un fundamental de 50 / 60Hz). Estas frecuencias más altas son el resultado del alto tiempo de subida y amp; Tiempo de caída de una onda cuadrada.

Para algunos aparatos, esto no importa tanto, como las cargas resistivas (por ejemplo, elementos del calentador). Para cargas inductivas (por ejemplo, motores) o algunas cargas capacitivas, eso generalmente significa que una parte significativa de la energía que espera entregar en el aparato no se usará realmente para el "trabajo", sino que se disipará como calor, porque la carga inductiva / capacitiva está sintonizada para 50 / 60Hz, no para las frecuencias más altas. Por lo tanto, dependiendo de las características específicas del dispositivo, su alimentación desde un "inversor de onda cuadrada" podría funcionar bien, podría no funcionar, o incluso podría dañarlo permanentemente, todo depende de las características específicas del dispositivo. Incluso las fuentes de alimentación en modo de conmutación de baja potencia que en un aspecto serían más impermeables a este tipo de tratamiento, en realidad no lo son y, de hecho, ofrecerán CC más pobres (más ruidosas) a sus circuitos electrónicos, por lo que los dispositivos "reproducen". / p>

La historia corta es que la industria del inversor de CC a CA durante las últimas décadas ha pasado por un proceso de maduración de los diseños de inversores para superar esta grave deficiencia de los inversores de onda cuadrada, primero con "onda sinusoidal modificada" (un nombre inapropiado, en realidad es una 'onda cuadrada modificada' donde hay un período de inactividad a cada lado del 'cruce por cero' y luego a los inversores de "onda sinusoidal pura", que tampoco son ondas sinusoidales. Algunos se filtran con inductores y amplificadores ; los condensadores también pueden ayudar a ralentizar las rápidas transiciones de onda cuadrada, pero debido a las bajas frecuencias involucradas, son componentes grandes y, por lo tanto, caros. Los inversores modernos de "onda sinusoidal" crean una onda bipolar a través de un PWM modulado a una frecuencia mucho más alta (por ejemplo, unos pocos kHz o incluso 10s de kHz), que puede filtrarse para lograr algo más parecido a una onda sinusoidal (al menos bajo carga).

Tengo dos inversores (en realidad dos UPS) con salida de onda cuadrada / sinusoidal modificada en una unidad, y una onda sinusoidal pura en la otra. Las formas de onda se verifican usando un medidor de alcance, solo para estar seguros de que la afirmación del fabricante es cierta, considerando que los dispositivos han estado en uso por dos o más años.

Con todo tipo de cargas, por supuesto dentro de la capacidad del inversor / UPS, que es de solo 1000 vatios (1kW), la onda sinusoidal pura funciona bien sin ningún efecto perceptible. El efecto también es el mismo con la unidad de onda sinusoidal / cuadrada modificada, excepto para el ventilador eléctrico de CA. Cuando conecté el ventilador eléctrico normal, hubo un zumbido y una ligera vibración, y después de unos minutos se detuvo. No hay olor a quemado, ni calor anormal, ni quemaduras visibles en los devanados cuando lo abrí, y no hay cableados abiertos cuando se los prueba. No puedo hacer que vuelva a funcionar, incluso si está conectado a una toma de corriente regular, incluso antes de desmontarlo para su inspección y prueba internas. Tuve que reemplazar el motor del ventilador antes de poder usar el ventilador eléctrico nuevamente.

Llegué a la conclusión de que los inversores con salida de onda sinusoidal / cuadrada modificada no se pueden usar en cargas de motor.