Tecnología

INTRODUCCIÓN A
LOS SISTEMAS
DE POTENCIA

1.1 INTRODUCCIÓN:

Muchos autores coinciden en que la historia de la electrónica de potencia empezó en
1900, cuando el rectificador de arco de mercurio fue introducido, a partir de ahí se
desarrollaron grandes dispositivos como el transistor de germanio o silicio, desarrollado
en los Laboratorios Bell por Bardeen, Brattain y Shockley[1], este fueel inicio de la
Electrónica de Potencia.
Electric.

Para 1958, se había desarrollado el tiristor por General

A partir de ahí todos los rectificadores de arco de mercurio fueron

reemplazados por rectificadores de silicio controlados.

La revolución de la electrónica de potencia está dando la capacidad de dar forma y
controlar grandes cantidades de energía con una eficiencia cada vezmejor [3]. Así
gracias a la fusión que existe entre la electrónica de potencia y la digital se tienen
muchas aplicaciones tanto a nivel residencial como a nivel comercial, así como
aplicaciones

industriales,

este

último

incluyen

computadoras,

transportación,

procesamiento de información, telecomunicaciones, aplicaciones aéreas y/o espaciales.
[1]

1

CAPITULO 1:INTRODUCCION A LOS SISTEMAS DE POTENCIA
1.2 SISTEMAS DE ELECTRONICA DE POTENCIA

Para el control de sistemas de potencia, es necesario realizar la conversión de potencia
de una a otra forma, y que las características de conmutación de los dispositivos
permitan estas conversiones. La mayoría de los sistemas de potencia consiste en 2
partes o módulos principales [1]:

•

Módulo de potencia.•

Módulo de control.

La parte de potencia maneja la transferencia de energía de la entrada hasta la salida, y
los circuitos de control regulan la cantidad de energía (potencia) deseada a la salida [1].

Los circuitos electrónicos de potencia se pueden clasificar en 4 tipos y sus diferentes
aplicaciones, los cuales se muestran en la tabla 1.1:

Convertidores

Fuente de poderFuente de voltaje CD

Ejemplos prácticos de
aplicación
Fuente de bajo voltaje CD
para circuitos electrónicos

Fuente de corriente CD

Fuente de alto voltaje CD
para rieles eléctricos

Convertidor reversible

Convertidor reversible de
alta potencia para
transmisiones de CD

Rectificador (Convertidor
CA-CD)

Motor de CD (Control
Estático de Leonard)

Control de velocidad demolinos de balanceo en
trabajos de acero, de
locomotoras eléctricas, y
elevadores. Servocontrol
de máquinas
2

CAPITULO 1: INTRODUCCION A LOS SISTEMAS DE POTENCIA

Inversores (Convertidor
CD-CA)

Voltaje constante
frecuencia constante o
CVCF (Constant Voltage
Constant Frequency por
sus siglas en inglés)
fuente de poder

Fuente de alta frecuencia

numéricamente controladas
y debrazos de robots
Fuente ininterrumpible
(UPS) para computadoras y
equipo de comunicación.
Fuente de poder de
emergencia para hospitales
y hoteles

Inductor de calor para
contenedores
Máquinas para descargas
eléctricas

Sistemas de generación de
energía
Switch CA

Celdas solares y de
combustible
Switch estático de CA

Regulador de potencia CA

Ajustar la intensidad de laluz
Control de calentamiento
Control de potencia
reactiva

Convertidor CA - CA

Convertidor CD-CD

Variador de velocidad de
frecuencia constante o
VSCF (Variable speed
constant frecuency por sus
siglas en inglés)
(Cicloconvertidor)
Fuente de CD

Fuente de frecuencia
constante en aviones

Regular voltaje en circuitos
electrónicos
Sistemas de ignición

Tabla 1.1. Diferentestipos de convertidores y sus aplicaciones. [2]

En la Tabla 1.1 se puede observar las diferentes aplicaciones que existen para los
convertidores de Corriente Alterna (CA)/Corriente Directa (CD), ya que en muchas
aplicaciones industriales, de comunicaciones y otras áreas se necesita que la corriente
sea continua, y la línea de alimentación entrega corriente alterna, por lo que se recurre a
3...