1.
Objetivo
El objetivo de este informe es dar a conocer la importancia de la electrónica ,explicar los diferentes dispositivos electrónicos, así como sus principio de funcionamiento, características y su aplicación.
2. Significado
La electrónica de
potencia es aquella que estudia los dispositivos y circuitos que se utilizan
para modificar las características de la corriente eléctrica, tales como
frecuencia y tensión, con el fin de controlar la transferencia de energía
eléctrica al máximo rendimiento posible.
3. Partes de un equipo electrónico de Potencia
Para entender su composición, de el sistema eléctrico de potencia se divide en 3 subsistemas:
SUBSISTEMA DE GENERACION:La cual produce
energía eléctrica a partir de otras fuentes de energía, donde las tensiones de
generación trabajan entre 3 y 23 KV y la tensión puede variar desde menos de
100 hasta 1000 MVA.
-líneas de transmisión:
líneas aéreas que unen las subestaciones elevadoras con las subestaciones
reductoras, se encargan de transportar la energía a larga distancia y trabajan
a 220 o 400 KV.
-Subestaciones
reductoras: reducen los valores de
tensión de transmisión a valores
propios para el reparto en las áreas
industriales de los grandes centros de consumo (138,115 o 69KV).También
realizan la misión de interconexión entre distintas líneas de transmisión.
-Subestaciones de
distribución: transforman valores de tensión de las líneas de subtransmisión a
valores de distribución en media tensión, 13,23 o 33 KV.
-Redes de
distribución en media tensión: líneas que conectan a los usuarios en media
tensión a las subestaciones de distribución, pueden ser subterráneas o aéreas.
-Bancos de transformación:
Transforman valores de media tensión a
valores aptos para el consumo en baja tensión. Pueden ser de 220/127 o 240/120 V.
-Redes de
distribución en baja tensión: Estas líneas unen los bancos de transformación
con los usuarios en baja tensión.
El desarrollo de las tecnologías de los
microprocesadores- microcomputadoras tiene gran impacto sobre el control para
los dispositivos semiconductores de potencia.
La electrónica de potencia es importante en la tecnología moderna y se utiliza ahora en
una gran diversidad de productos de alta potencia, que incluye:
-Controles de calor
-Controles de iluminación.
-Controles de motor.
-Fuente de alimentación.
-Sistema de propulsión de vehículos.
-Sistemas de corriente directa de alto voltaje.
Para estas aplicaciones se han desarrollado una serie de
dispositivos semiconductores de potencia, se encuentran los siguientes:
5. Dispositivos de la electrónica de potencia
Los componentes
básicos del circuito de potencia deben cumplir con los requisitos siguientes:
-Tener dos estados
definidos, uno de bloqueo y otro de conducción.
-Poder controlar el
paso de un estado a otro con facilidad y pequeña potencia.
-Ser capaces de
soportar intensidades grandes y tensiones altas.
-Funcionamiento
rápido y seguro.
-A mayor frecuencia
de funcionamiento habrá una mayor disipación de potencia. Por lo tanto, la
potencia disipada depende de la frecuencia.
5.1 Clasificación
6.
Diodos
Los diodos de
potencia se caracterizan por ser capaces de soportar una alta intensidad con
una pequeña caída de tensión en estado de conducción y en sentido inverso,
deben ser capaces de soportar una fuerte tensión negativa de ánodo con una
pequeña intensidad de fugas.
Se clasifican en…
-Schottky:
Dispositivo semiconductor que
proporciona conmutaciones muy rápidas entre los estados de conducción directa e
inversa.
A frecuencias bajas un diodo normal puede conmutar
fácilmente cuando la polarización cambia de directa a inversa, pero a medida
que aumenta la frecuencia el tiempo de conmutación puede llegar a ser muy alto,
poniendo en peligro el dispositivo. Por esta razón el diodo Schottky está
constituido por una unión metal-semiconductor, en lugar de la unión
convencional utilizada por los diodos normales.
-Fuentes
conmutadas.
-Convertidores.
-Diodos de libre
circulación.
-Cargadores de
baterías.
-Recuperación Rápida: Son dispositivos auxiliares a los
transistores en el proceso de conversión de corriente continua a corriente
alterna. Cada conmutador (GTO, IGCT o IGBT) requiere de un diodo complementario
para permitir el funcionamiento del sistema convertidor de continua a alterna
con cargas inductivas.
Están optimizados para soportar solicitaciones dinámicas
elevadas (transición rápida del estado de conducción al de bloqueo). Sin embargo
presentan unas pérdidas en conducción superiores a los Diodos Rectificadores
Aplicaciones
-Conmutación a alta
frecuencia (>20kHz).
-Inversores.
-Accionamiento de
motores CA.
-Rectificadores: Se emplean para la conversión de
corriente alterna (c.a.) a continua (c.c.). Aun habiendo sido optimizados para
lograr unas bajas pérdidas en conducción, los Diodos Rectificadores tan sólo
soportan solicitaciones dinámicas moderadas en el paso del estado de conducción
al de bloqueo.
Aplicaciones
-Rectificadores de
Red.
-Baja frecuencia
(50Hz).
La palabra tiristor significa puerta yes la función que
efectúa este componente: una puerta que permite o impide el paso de la
corriente a través de ella. Los tiristores en cambio sólo conmutan entre dos
estados: corte y conducción.
-SCR:
es un dispositivo de cuatro capas, posee tres terminales: ánodo, cátodo
y puerta. Presenta dos estados de operación: abierto y cerrado, como si se
tratase de un interruptor.
8. Transistores
Usado para amplificar e interrumpir señales electrónicas
o potencia eléctrica. Está compuesto de materiales semiconductores con por lo
menos tres terminales para conexión externa al circuito. Gracias a que la
potencia de salida puede ser más grande que la potencia de control un
transistor puede amplificar una señal.
-BJT: (Transistores
bipolares de unión ) se forman
agregando una segunda región p o n a un diodo de unión pn. Con dos regiones n y
una p, se forman dos uniones, teniéndose asi un transistor NPN, y con dos
regiones p y una n, se forma un transistor PNP
-MOSFET :En estos transistores la
puerta no absorbe corriente en absoluto, frente a los BJT, donde la corriente
que atraviesa la base, pese a ser pequeña en comparación con la que circula por
las otras terminales, no siempre puede ser despreciada. Los MOSFET, además,
presentan un comportamiento capacitivo muy acusado que hay que tener en cuenta
para el análisis y diseño de circuitos.
-IGBT: (transistor bipolar de puerta de la salida.) es un dispositivo semiconductor
de potencia Posee una compuerta tipo MOSFET y por consiguiente tiene una alta
impedancia de entrada. El gate (puerta) maneja voltaje como el MOSFET.
Es un dispositivo
electrónico que generalmente se aplica a circuitos de potencia.
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9. Resumen
La electrónica de
potencia es aquella que estudia los dispositivos y circuitos que se utilizan
para modificar la tensión y frecuencia de la corriente eléctrica con el fin de
controlar la transferencia de energía eléctrica al máximo rendimiento.
Para entender su
composición, el sistema eléctrico de potencia se divide en 3 subsistemas:
SUBSISTEMA DE GENERACION .La cual produce energía eléctrica a partir de
otras fuentes de energía, donde las tensiones de generación trabajan entre 3 y
23 KV.
SUBSISTEMA DE TRANSMISION. Comprenden subestaciones elevadoras,
reductoras y líneas de transmisión.-Elevadoras: elevan la tensión de generación a la tensión de transmisión 220 o 400 KV.
-líneas de transmisión: se encargan de transportar la energía a larga distancia y trabajan a 220 o 400 KV.
-Subestaciones reductoras: reducen los valores de tensión de transmisión a valores propios para el reparto en las áreas industriales de los grandes centros de consumo (138,115 o 69KV).
SUBSISTEMA DE DISTRIBUCION consta de Red de subtransmisión, Subestaciones de distribución, Redes de distribución en media tensión, Bancos de transformación y Redes de distribución en baja tensión.
Dispositivos electrónicos de potencia:
Diodos, soportan una alta intensidad con una pequeña caída de tensión en estado de conducción y en sentido inverso.
- Schottky: proporciona conmutaciones muy rápidas.
-Recuperación Rápida: auxiliares a los transistores en el proceso de conversión de c.c. a c.a.
-Rectificadores: conversión de corriente alterna (c.a.) a continua (c.c.)
Tiristores. Dispositivos semiconductores de cuatro capas (pnpn), que se utilizan para controlar grandes cantidades de corriente mediante circuitos electrónicos de bajo consumo de potencia.
-SCR -DIAC -TRIAC –GTO
Transistores. Usado para amplificar e interrumpir señales electrónicas o potencia eléctrica.
-BJT: (Transistores bipolares de unión)
-MOSFET
IGBT: (transistor bipolar de puerta de la salida)
10. Cuestionario
1.-¿Qué es la electrónica de potencia?
R= es aquella que estudia los dispositivos y circuitos que se utilizan para modificar las características de la corriente eléctrica.
2.-¿Qué
características principales de la corriente eléctrica modifica la electrónica
de potencia?
R=La
frecuencia y la tension.
3.-¿Cuál es el
objetivo de la electrónica de potencia?
R= Controlar
la transferencia de energía eléctrica al máximo rendimiento posible.
4.-¿En cuántas
partes se divide un sistema de
electrónica de potencia?
R=En
tres, subsistema de generación, trasmisión y distribución.
5.-¿En qué
productos se aplica la electrónica de potencia?
R= Controles
de calor ,Controles de iluminación ,Controles de motor ,Fuente de alimentación ,Sistema
de propulsión de vehículos Y Sistemas de
corriente directa de alto voltaje.
6.-¿Cuáles son los
dispositivos de electrónica de potencia?
R=Diodos,
tiristores y transistores.
7.-¿Cómo se
clasifican estos dispositivos?
R= En
tres grandes grupos, de acuerdo con su grado de controlabilidad
8¿Qué son los
diodos de potencia?
R=dispositivos
utilizados como interruptores, capaces de soportar una alta intensidad con una
pequeña caída de tensión en estado de
conducción y en sentido inverso.
9.-¿Para qué se
utilizan los tiristores de potencia?
R= para controlar
grandes cantidades de corriente mediante circuitos electrónicos de bajo consumo
de potencia.
10¿Para qué se
utiliza un transistor de potencia?
R= Usado para amplificar e interrumpir señales electrónicas o
potencia eléctrica.http://eueti.uvigo.es/files/material_docente/671/introduccion_parte_i.pdf
