Deber Dasi

TEMA: ELECTRÓNICA DE POTENCIA CON RESPECTO A LA ELECTRÓNICA LINEAL. En todos los procesos de conversión de potencia como el que se muestra en el diagrama de bloques (fig. 1), es importante que se presente una pequeña pérdida de potencia y, por ende, una alta eficiencia de energía, por dos razones: el costo de la energía desperdiciada y la dificultad para eliminar el calor generado debido a la energía disipada. Otras consideraciones importantes son la reducción de tamaño, peso y costo.

FIG 1. ELECTRÓNICA DE POTENCIA CON RESPECTO A LA ELECTRÓNICA LINEAL. En la electrónica de potencia se logra la regulación de potencia y el aislamiento eléctrico por ejemplo mediante un circuito como el que se muestra en la figura c-a (fig. 2). En este sistema, la entrada de la compañía generadora de energía eléctrica es rectificada a un voltaje de CC vd, sin transformador de frecuencia de línea. El transistor opera como conmutador (en un modo de conmutación, ya sea completamente encendido o completamente apagado) con alta frecuencia de conmutación fs, por ejemplo, a 300 kHz, por lo que el voltaje de CC vd se convierte en un voltaje de CA a la frecuencia de conmutación. Esto permite que un transformador de alta frecuencia se use para reducir la tensión y proporcionar el aislamiento eléctrico. A fin de simplificar este circuito para el análisis, se comenzará con el voltaje de CC vd como entrada de CC y se omitirá el

transformador, lo que resulta en un circuito equivalente, como se muestra en la figura c-b. Figura c-a Figura c-b.

FIG 2 . REGULACIÓN DE POTENCIA Y EL AISLAMIENTO ELÉCTRICO APLICACIONES DE LA ELECTRÓNICA DE POTENCIA. Aplicaciones de baja potencia (<10kw)   

Domesticas Equipos de oficina Industriales y comerciales

Aplicaciones de media potencia (10-1000Kw, low voltaje)   

Industriales Telecomunicaciones Accionadores

Aplicaciones de alta potencia (> 1000Kw, high voltaje)  

Tracción Transmisión

LAS

PRINCIPALES

APLICACIONES

DE

LOS CONVERTIDORES

ELECTRÓNICOS DE POTENCIA SON LAS SIGUIENTES: 

Fuentes de alimentación: En la actualidad han cobrado gran importancia un subtipo de fuentes de alimentación electrónicas, denominadas fuentes de alimentación conmutadas. Estas fuentes se caracterizan por su elevado rendimiento y reducción de volumen necesario. El ejemplo más claro de aplicación se encuentra en la fuente de alimentación de los ordenadores.

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Control de motores eléctricos: La utilización de convertidores electrónicos permite controlar parámetros tales como la posición, velocidad o par suministrado por un motor. Este tipo de control se utiliza en la actualidad en los sistemas de aire acondicionado. Esta técnica, denominada comercialmente como "inverter" sustituye el antiguo control encendido/apagado por una regulación de velocidad que permite ahorrar energía. Asimismo, se ha utilizado ampliamente en tracción ferroviaria, principalmente en vehículos aptos para corriente continua (C.C.) durante las décadas de los años 70 y 80, ya que permite ajustar el consumo de energía a las necesidades reales del motor de tracción, en contraposición con el consumo que tenían los vehículos controlados por resistencias de arranque y frenado. Actualmente el sistema chopper sigue siendo válido, pero ya no se emplea en la fabricación de nuevos vehículos, puesto que actualmente se utilizan equipos basados en el motor trifásico, mucho más potente y fiable que el motor de colector.

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Calentamiento por inducción: Consiste en el calentamiento de un material conductor a través del campo generado por un inductor. La alimentación del inductor se realiza a alta frecuencia, generalmente en el rango de los kHz, de manera que se hacen necesarios convertidores electrónicos de frecuencia. La aplicación más vistosa se encuentra en las cocinas de inducción actuales.

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Otras: Como se ha comentado anteriormente son innumerables las aplicaciones de la electrónica de potencia. Además de las ya comentadas destacan: sistemas de alimentación ininterrumpida, sistemas de control del factor de potencia, balastos

electrónicos para iluminación a alta frecuencia, interfase entre fuentes de energía renovables y la red eléctrica, etc. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA ELECTRONICA DE POTENCIA DISPOSITIVO DIOD O DE POTENCI A SCR

VENTAJAS * Altas tensiones de ruptura * Altas corrientes de conducción. * Soportan altas tensiones inversas *El disparo se controla por corriente

DESVENTAJAS * Los tiempos de recuperación dependen del tipo de diodo escogido *Las perdidas en conmutación son considerables

*Fácil de controlar TRIA C

* Pueden trabajar en corriente alterna * El disparo se puede dar con corriente

* Trabaja en alta tensión pero con bajas frecuencias

positivas o negativas GTO

* Puede trabajar con tensiones y corrientes en el orden de (KV y KA) respectivamente

* Costos más elevados que el SCR *Ckto de mando un poco complejo *Perdidas en conmutación

TRANSISTOR BJT

*Económicos *Bajas perdidas en saturación

*Ckto de mando complejo *Posee baja ganancia

*Fácil de controlar MOSFET

*Los de canal N son más veloces y sus pérdidas son mínimas en conmutación

*Maneja bajas potencias *El valor de resistencia en conducción varia con la temperatura

IGBT

*Alta impedancia de entrada *Bajas perdidas de conducción en estado activo

*Las perdidas en conmutación son altas *Baja potencia en el ckto de mando