Electrónica de Potencia

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Eva Bustamante Godoy
hace 9 años
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1 LECCIÓN 1: FUNDAMENTOS DE LA ELECTRÓNICA DE POTENCIA 1.1 Campo de aplicación de la electrónica de potencia Electrónica Analógica Electrónica Digital Instrumentación Electrónica Fotónica y Optoelectrónica Electrónica de Comunicaciones Electrónica de Potencia Fuente de Energía Primaria Red eléctrica Bus de continua Batería Panel solar Aerogenerador etc. SISTEMA ELECTRÓNICO DE POTENCIA Carga Motores Sistemas de Telecomunicación Amplificadores Circuitos digitales Cargas industriales

2 LECCIÓN 1: FUNDAMENTOS DE LA ELECTRÓNICA DE POTENCIA 1.1 Campo de aplicación de la electrónica de potencia Electrónica de potencia: Conjunto de técnicas basadas en semiconductores para modificar la forma en que se presenta la energía eléctrica En Europa y EE.UU. se estima que más del 50% de la energía es suministrada a través de sistemas electrónicos de potencia. Inyección de armónicos de corriente Fuente de Energía Primaria Red eléctrica Bus de continua Batería Panel solar Aerogenerador etc. SISTEMA ELECTRÓNICO DE POTENCIA Potencia, tensión, nº fases, etc. Carga Motores Sistemas de Telecomunicación Amplificadores Circuitos digitales Cargas industriales

3 LECCIÓN 1: FUNDAMENTOS DE LA ELECTRÓNICA DE POTENCIA 1.1 Campo de aplicación de la electrónica de potencia Baja potencia: <100W Alarmas. Balastos electrónicos (Tubos fluorescentes). Fuentes de alimentación. Herramientas eléctricas. Media potencia: 100W 1kW Cargadores de baterías. Balastos electrónicos (HID). Secadores. Reguladores de velocidad. Alta potencia: 1kW 100kW Hornos de inducción Accionadores para locomotoras Secadores Soldadura automática Rayos X. Láseres. Muy alta potencia: > 100kW Reguladores de tomas (Alta tensión). Inversores para generadores Inversores no autónomos para generadores. Interconexión de redes de potencia de distinta frec.

4 LECCIÓN 1: FUNDAMENTOS DE LA ELECTRÓNICA DE POTENCIA 1.1 Campo de aplicación de la electrónica de potencia. Electrónica de Potencia (soluciones basadas en semiconductores) frente a Electrotecnia (soluciones basadas en máquinas giratorias): VENTAJAS Mejor comportamiento eléctrico (respuesta más rápida, estabilidad, etc.). Mayor fiabilidad. Carencia casi total de mantenimiento. Ausencia de vibraciones. INCONVENIENTE: Menor robustez eléctrica (menor capacidad para soportar sobretensiones y sobrecorrientes; implica un estudio exhaustivo del circuito y de las condiciones de funcionamiento ).

5 LECCIÓN 1: FUNDAMENTOS DE LA ELECTRÓNICA DE POTENCIA 1.2 Conversiones energéticas. Clasificación. INVERSORES ALTERNA CONTINUA CONVERTIDORES CC/CC REGULADORES CA frecuencia constante CICLOCONVERTIDORES frecuencia variable RECTIFICADORES Controlados (tiristores) No controlados (diodos) Semicontrolados (mixtos) INTERRUPTORES ESTÁTICOS De continua De alterna

6 LECCIÓN 1: FUNDAMENTOS DE LA ELECTRÓNICA DE POTENCIA 1.3 Bloques de un convertidor de potencia. Fuentes y cargas de potencia. Elementos pasivos Condensadores Inductancias Transformadores Resistencias Semiconductores Diodos SCRs MOSFET IGBT Fuente de Energía Primaria Red eléctrica Bus de continua Batería Panel solar Aerogenerador etc. ENERGÍA ENERGÍA CIRCUITO ELECTRÓNICO DE POTENCIA CIRCUITO DE CONTROL ENERGÍA Carga Motores Sistemas de Telecomunicación Amplificadores Circuitos digitales Cargas industriales Circuitos lineales integrados, procesadores digitales, etc.

7 LECCIÓN 1: FUNDAMENTOS DE LA ELECTRÓNICA DE POTENCIA 1.3 Bloques de un convertidor de potencia. Fuentes y cargas de potencia. CIRCUITO ELECTRÓNICO DE POTENCIA OBJETIVOS DE DISEÑO: 1. CIRCUITO ROBUSTO Protección en vacío y en cortocircuito 2. MINIMIZACIÓN DE TAMAÑO Y PESO Elevar frecuencia 3. BAJA EMISIÓN ELECTROMAGNÉTICA 4. MAXIMIZACIÓN DE RENDIMIENTO Evitar elementos disipativos (R) Minimizar pérdidas en semiconductores (funcionamiento en conmutación)

8 LECCIÓN 1: FUNDAMENTOS DE LA ELECTRÓNICA DE POTENCIA 1.3 Bloques de un convertidor de potencia. Fuentes y cargas de potencia. CIRCUITO DE CONTROL CARACTERÍSTICAS: Medir magnitudes del circuito de potencia Generar señales de gobierno de semiconductores Teoría de control + Modelo matemático de la etapa de potencia Funciona con niveles bajos de energía Fuente de arranque + Alimentación auxiliar

9 AÑO INVENCIÓN EJECUTOR RECTIFICADOR ARCO ARCO DE 1900 MERCURIO HASTA 1950 TUBO AL VACIO,IGNITRON, FARACTRON 1948TRNASISTOR DE SILICIO LABORATORIOS BELL 1956TRANSISTOR PNPN(SCR) 1958 TIRISTOR COMERCIAL GENERAL ELECTRY EN ADELANTE UNA GRAN EVOLUCIÓN Y CONTROL

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