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• Allan Hernández

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Catedrático: Ing. Pedro Vásquez

Nombre de la carrera: Ingeniería en Mecatrónica

Asignatura: Electrónica de potencia

Alumno: Alan Hernández

Fecha: jueves 23 de julio de 2020

La electrónica de potencia ha revolucionado el concepto de control de la potencia de conversión de energía. Cada vez son más los dispositivos y sistemas que en una o varias de sus etapas son accionados por energía eléctrica. Los accionamientos consisten, en general, en procesos que transforman la energía eléctrica en otro tipo de energía, o en el mismo tipo, pero con diferentes características. Los encargados de realizar dichos procesos son los llamados «Sistemas de Potencia.»

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En la evolución de la electrónica industrial, las posibilidades estaban limitadas por la falta de fiabilidad de los elementos electrónicos entonces disponibles.

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MEDIOS ELECTROMECANICOS: Utilización de elementos electromecánicos como ser Relés, contactores, etc. Entre sus inconvenientes se pueden mencionar: • Voluminosos. • Ruidosos. • Tiempo de vida limitado. • Al tener elementos móviles producen arco eléctrico durante la conmutación. Procedimientos electromecánicos Menor robustez eléctrica, al disponer de menor capacidad para soportar sobretensiones y sobre corrientes.

Procedimientos electrónicos Mayor flexibilidad y más posibilidades de control.

Mayor coste para algunas de sus aplicaciones

Mayor estabilidad y mayor rapidez de respuesta Menor mantenimiento Mayor vida media y mayor fiabilidad

SISTEMA ELECTRONICO DE POTENCIA Consta de dos partes fundamentales:  Un circuito de Potencia, compuesto de semiconductores de potencia y elementos pasivos, que liga la fuente primaria de alimentación con la carga.  Un circuito de mando, que elabora la información proporcionada por el circuito de potencia y genera unas señales de excitación que determinan la conducción de los semiconductores controlados con una fase y secuencia conveniente.

Electronica de potencia • Se puede decir que sirve como interfaz entre la fuente de energía eléctrica y la carga eléctrica. • La tarea de la electrónica de potencia es procesar y controlar el flujo de potencia proveyendo voltajes y corrientes en una forma que se adapte óptimamente a la carga. • Es una tecnología de naturaleza interdisciplinar. • Es una tecnología de soporte, ya que está presente en la mayoría de los equipos eléctricos y electrónicos Circuitos convertidores • Circuito que convierte una fuente primaria en otra secundaria. • La fuente secundaria puede ser: –De distinta naturaleza. –De la misma naturaleza, pero con características diferentes. • Conversión en función a los requerimientos de la carga.

Clasificación De manera general se puede abordar el estudio de los distintos convertidores en función de los Cuatro tipos de conversión posibles:  Conversión alterna – continua.  Conversión alterna – alterna.  Conversión continua – alterna.  Conversión continua – continua. 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  Conmutación forzada De las clasificaciones anteriores se pueden 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: Transforman 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 alterna/alterna de distinta frecuencia.

e) Ondulador autónomo o Inversor: Transforman una corriente continua en corriente alterna de frecuencia fija o variable. f) Troceador o "chopper": Transforma corriente continua de voltaje constante corriente continua de voltaje variable. Componentes base de la electronica de Potencia los componentes semiconductores de potencia que Vamos a caracterizar se pueden clasificar en tres Grupos de acuerdo a su grado de controlabilidad:  diodos: estado de on y off controlables por el circuito de Potencia.  tiristores: fijados a on por una señal de control pero deben Conmutar a off mediante el circuito de potencia.  conmutadores controlables: conmutados a on y a off Mediante señales de control.(bjt, mosfet, gto, igbt's)

Que es un tiristor y como funciona El tiristor es un semiconductor de potencia que se utiliza como interruptor, ya sea para conducir o interrumpir la corriente eléctrica, a este componente se le conoce como de potencia por que se utilizan para manejar grandes cantidades de corriente y voltaje, a comparación de los otros semiconductores que manejan cantidades relativamente bajas. Cuando se habla de tiristores comúnmente se cataloga al tiristor como un SRC (silicon controlled rectifier), pero esto no es del todo correcto ya que este tipo es el más popular y conocido, pero no es el único que existe.

Como funcionan Los tiristores están conformados por 3 terminales un ánodo, un cátodo y una compuerta o mejor conocida “gate”, su funcionamiento se asemeja al de un relevador o un interruptor mecánico, Ya que cuando aplicas una corriente a la terminal gate este se activa y obtiene la característica de dejar pasar a la electricidad.

Tipos de tiristor Existe una gran variedad de tiristores cada uno tiene diferentes propiedades, características ventajas y desventajas. De control de fase o comunicación rápida (SCR) Este tipo es el más común y más utilizado, debido a que son capaces de conmutar rápidamente. Una de las características principales de este tiristor es que solo es capaz de conducir electricidad hacia una sola dirección (como un diodo cuando se polariza directamente), una vez activado este componente no importa si quitas la corriente de la puerta ya que este seguirá activo hasta que se cumpla una de dos condiciones posibles. Para desactivarlo tenemos que cortar el suministro de corriente o llevarla hasta un punto muy bajo que el tiristor sea incapaz de seguir conduciendo.

Bidireccionales controlados por face (BCT) Este tipo corresponde a dos tiristores en un mismo encapsulado, aun que están juntos no interfieren entre si cada uno tiene sus terminales puerta para ser activados.

Fototiristor (LASCR) Este como su nombre lo indica es un tiristor el cual se activa mediante la luz.

Triodo bidireccional (TRIAC) Se usa para la corriente alterna ya que contiene dos tiristores juntos en un mismo encapsulados, en este ocasión solo cuentan con una terminal puerta y esta es capaz de activar a los dos componentes al mismo tiempo. “Articulo sobre el triac” De conducción inversa (RCT) Se podría decir que es un SCR con la integración de un diodo colocado en paralelo, pero inversamente, esto se utiliza para evitar que corrientes parásitas generadas debido a inducciones circulen en contra flujo de la corriente.

De desactivación por compuerta (GTO) Este tipo es una mejora del tiristor SCR ya que puede desactivarse travez de su puerta con la única condición de aplicar voltaje negativo.

Controlados por MOSFET (MCT) Solo es una mejora del tiristor convencional utilizando Mosfet, solo que para encender se utiliza voltaje negativo y para apagar voltaje positivo.

Controlados por FET-CTH Este tipo incorpora un tiristor y un transistor Mosfet en paralelo, el cual se encarga de generar la corriente de disparo para el tiristor. Este dispositivo es como los convencionales se puede activar, pero no desactivar a menos que se quite la corriente del circuito o la corriente sea muy baja.

MTO Este es una combinación entre un GTO y un FET, y supera la limitación de apagado de un GTO. Este componente tiene dos terminales de compuertas una para encendido y la otra para apagado. ETO Este es una combinación entre un GTO y un MOS, este tiristor también tiene dos compuertas una de encendido y otra de apagado, pero funciona totalmente diferente a un MTO, ya que para activar el tiristor es necesario aplicar un voltaje positivo en las dos compuertas y para apagarlo se debe aplicar un voltaje negativo en la puerta de apagado.

Conmutados por compuerta integrada (IGCT) Este es la evolución del GTO, su activación es por medio de su terminal puerta, para desactivarlo se utiliza la misma terminal solo que este componente incorpora una etapa de control para poder aplicar voltaje negativo muy elevado y muy rápido.

De inducción estática (SITH) Este tiristor a simple vista podría parecer un diodo normal, aunque tiene una gran diferencia la cual es que para que este se active tiene que pasar del voltaje umbral por lo regular 30v, una vez que pasa el voltaje requerido deja pasar la corriente y cuando esta por debajo actúa como interruptor abierto.