Os onduladores (também designados inversores) autónomos são conversores comutados que, a partir de uma fonte contínua (CC), alimentam receptores (cargas) com tensões e/ou correntes alternadas.

Os onduladores podem ser monofásicos ou trifásicos.

De acordo com a aplicação ou com a carga, os onduladores podem:

• fornecer uma ou várias tensões alternadas de frequência e amplitude fixas: é o caso particular das alimentações de segurança (não interruptíveis) destinadas a substituir a rede eléctrica, em caso de falha de energia.
• ou fornecer tensões e correntes alternadas de frequência e amplitude variáveis: é o caso dos onduladores destinados a alimentar motores de corrente alternada (síncronos e ou assíncronos) que devem funcionar a velocidade variável.

Podem distinguir-se duas grandes famílias de onduladores autónomos :

• os onduladores de tensão
• os onduladores de corrente

Os onduladores de tensão

Um ondulador de tensão é alimentado por um gerador do tipo fonte de tensão contínua que, carregado com uma resistência, fornecer-lhe-ia uma corrente contínua.

• Idealmente, a tensão de entrada do ondulador, tem um valor constante (contínuo) U , independentemente da corrente i que o ondulador absorve (figura 1).

  

  Figura 1

• Na prática, o carácter de "fonte de tensão" pode ser aproximadamente obtido colocando em paralelo com o gerador propriamente dito, um condensador de valor C apreciável, ou um filtro L-C.
  Geralmente, o gerador propriamente dito é:
  • um rectificador trifásico alimentado pela rede (figura 2)

    

    Figura 2

  • ou uma bateria de acumuladores electroquímicos (figura 3)

    

    Figura 3

  Para respeitar as leis dos circuitos, o ondulador deve alimentar um receptor de corrente alternada do tipo fonte de corrente (regra da alternância das fontes).

• Idealmente, a corrente absorvida pelo receptor é (figura 4)

  

  Figura 4

  • uma corrente sinusoidal, se o receptor é monofásico

  • um sistema trifásico equilibrado de correntes sinusoidais, se o receptor é trifásico.

• Na prática, o carácter de fonte de corrente do receptor, é devido à presença de indutâncias série nos seus terminais de acesso (figura 5).

  

  Figura 5

Nos onduladores em ponte, cada terminal do receptor pode ser ligado ao gerador por dois interruptores com semicondutores: um permite ligá-lo  ao terminal + do gerador, o outro interruptor permite a sua ligação ao terminal -. Estes dois interruptores formam o chamado braço (ou perna) do ondulador (figura 6).

Figura 6a

Figura 6b

Comandando o estado (condução-corte, ligado-desligado) dos interruptores com dispositivos semicondutores, podem ser impostas tensões aos terminais do receptor, de forma a obter uma ou várias tensões alternadas.

A(s) corrente(s) absorvidas pelo receptor dependem das tensões nele aplicadas. As correntes no receptor e os comandos dos interruptores definem a corrente pedida ao gerador.

Para estudar onduladores de tensão, é conveniente primeiro precisar a estrutura ou topologia e determinar as características exigidas aos semicondutores de potência, bem como aos seus sistemas de comando para que funcionem em comutação.

Em seguida é necessário examinar os diferentes tipos de modulação

• a modulação de plena onda
• a modulação por largura de impulso (MLI ou PWM) das tensões
• a modulação Delta.

Os onduladores de corrente