Cahier de cours de génie mécanique pour les élèves de la quatrième année sciences techniques. Ce cahier est proposé par Mr Mtaallah Mohamed, Enseignant de génie mécanique au lycée seconda…Description complète
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Introducción Los sistemas electrónicos de potencia consisten en uno o más convertidores de potencia
que gobiernan la transferencia de energía. El convertidor es el módulo básico de un sistema de potencia. En general un convertidor controla y moldea la magnitud eléctrica de entrada
Vi,
frecuencia fi y número de fases mi, en una magnitud eléctrica de salida Vo, frecuencia
fo y número de fases mo.
TIPOS DE CONVERSORES De manera general, se puede abordar el estudio de los distintos convertidores en función de los 4 tipos de conversión posibles. 1.- Conversión Alterna- Continua 2.- Conversión Alterna- Alterna 3.- Conversión Continua-Alterna 4.- Conversión Continua-Continua
Desde el punto de vista real, dado que el funcionamiento del sistema encargado de transformar el tipo de “PRESENTACION ” de la energía eléctrica viene condicionado por el tipo de energía disponible en su entrada , podemos clasificar los convertidores estáticos de energía en función del tipo de energía que los alimenta como se muestra a continuación
Existen muchos tipos de clasificaciones, las cuales incluyen como características determinantes: --El tipo de semiconductor utilizado --El modo de conmutación --El tipo de aplicación Ahora, atendiendo al tipo de conmutación se obtiene la siguiente clasificación de convertidores de potencia Conmutación natural: cuando la fuente de tensión primaria, presente a uno de los lados del convertidor, facilita el paso a corte de los semiconductores. Además dichos semiconductores pasan a conducción en fase con la frecuencia de la tensión de entrada (Rectificadores, reguladores de corriente alterna y cicloconvertidores) Conmutación forzada: Cuando los conmutadores controlables son llevados a corte y a conducción a frecuencias mayores que la frecuencia de la red ( Troceadores, inversores y onduladores autónomos)
De las clasificaciones anteriores podemos extraer las características básicas de cada uno de los CONVERTIDORES mencionados:
a) RECTIFICADOR NO CONTROLADO: Transforma la corriente alterna de voltaje constante en corriente continua de voltaje constante. Formado por diodos b) RECTIFICADOR CONTROLADO: Transforma la corriente alterna de voltaje constante en corriente continua de voltaje variable. Formado por tiristores. c) REGULADORES DE AC: Transforma la corriente alterna de voltaje constante en corriente alterna de voltaje variable y de la misma frecuencia. d) CICLOCONVERTIDORES: Reguladores de alterna o convertidores directos de alterna/alterna de distinta frecuencia e) ONDULADOR AUTÓNOMO ó INVERSOR: Transforma una corriente continua en corriente alterna de frecuencia fija o variable. f) TROCEADOR ó CHOPPER: Transforma corriente continua de voltaje constante en corriente continua de voltaje variable.
CAMPOS DE APLICACIÓN En general los sistemas de potencia se utilizan para accionar cualquier dispositivo que necesite una entrada de energía eléctrica distinta a la que suministra la fuente de alimentación primaria.
TROCEADORES DE CORRIENTE CONTINUA o CHOPPERS CC Los troceadores son circuitos electrónicos capaces de convertir una corriente DC pura en otra corriente DC de voltajes variables y aislados entre sí.
La fuente de corriente continua puede ser una batería, un convertidor o rectificador conectado a un voltaje alterno y cuya salida debe ser también una tensión continua.
Se le suele llamar CHOPPER , CONVERTIDOR O REGULADOR DE CONMUTACIÓN y su aplicación se debe a la necesidad de alimentar ciertas cargas que precisan de una CC para su funcionamiento tales como cargadores de baterias, alimentación de emisoras o radio cassetes en camiones o autocares, donde los primeros son de 12v y los segundos de 24v, control de motores de tracción de automóviles eléctricos, tranvias eléctricos, gruas marinas, montacargas y elevadores de minas etc.
FUNCIONAMIENTO El troceador básicamente funciona como un INTERRUPTOR entre una fuente de DC y su CARGA, variando el valor promedio de la tensión aplicada a la carga mediante el uso de elementos semiconductores que permiten controlar la relación entre el tiempo de cierre y el ciclo completo de trabajo.
La manera en que el voltaje promedio que le llega a la carga es reducido debajo del valor de la fuente es mostrado en la figura 1.1
En esta figura se observa que el troceador aplica un tren de pulsos de voltaje unidirecional sobre la carga.
La magnitud de estos pulsos tiene un valor igual que la fuente de voltaje.
El voltaje de la carga Vo puede ser variado de una de las siguiente maneras:
Los troceadores tienen como elementos de control a los tiristores (interruptores estáticos GTO´s, IGBT’s) y transistores pues son mas EFICIENTES, MAS BARATOS y POSEEN UN TIEMPO DE VIDA INDEFINIDO ( siempre que no se sobrepase sus capacidades nominales)
Para su aplicación en motores DC se suele clasificar a los troceadores de acuerdo al
número de cuadrantes en los cuales opera el voltaje y corriente en la carga.
