Conversores dc/dc y dc/ac

NICOMEDES GASTÁN PUJOL
Trabajo Obligatorio ELECTRÓNICA ANALÓGICA
Junio 2009

FUNDACION SAN VALERO
SEAS, Centro de Formación Abierta
ZARAGOZA
Índice

NECESIDAD Y JUSTIFICACIÓN DE LOS CONVERSORES DC/DC Y DC/AC. 3
EXPLICACIÓN Y FUNCIONAMIENTO DE LOS CIRCUITOS BUCK-BOOST. 7
ANÁLISIS DEL CIRCUITO PUENTE EN H. 17
INVERSOR EN PUENTE TRIFÁSICO. 26
EXPLICACIÓN DE LA DISTORSIÓNARMÓNICA.
CONCEPTOS, UNIDADES, Y CONSECUENCIAS. 30
DIFERENCIAS ENTRE ONDULADOR E INVERSOR. 39
EL FENÓMENO DE ISLANDING DE UN INVERSOR. 41
RELACIÓN DE DIFERENTES ONDULADORES E INVERSORES.
FICHAS TÉCNICAS. 47

NECESIDAD Y JUSTIFICACIÓN
DE LOS CONVERSORES DC/DC Y DC/AC.

Cualquiera de nosotros, eso sí con un poco de maña, es capaz de construir una máquinacasera para producir electricidad y cuando digo casera me refiero a construir incluso el generador. Un buen ejemplo se puede ver en youtube+greenerthings. Recomiendo verlo pues es muy interesante. Se explica como construir un aerogenerador casero que produzca suficiente electricidad para un pequeño albergue o cabaña (hace funcionar 2 bombillas de 12 v). Los componentes están hechos de madera ymetal. El generador de corriente es también casero y está formado por 2 discos de madera enfrentados con 8 imanes cada uno que giran al girar el eje. Entre los 2 discos, haciendo sándwich, hay 6 bobinas por donde sale la electricidad producida. Hasta aquí todo casero y mecánico. Como se puede ver es fácil producir electricidad usando el viento. Sin embargo, a partir de aquí ya necesitamos laelectrónica pues no nos sirve de mucho producir una electricidad que no puede ser consumida por los dispositivos eléctricos que necesitamos alimentar, sean éstos 2 bombillas de 12 V, como es éste caso, o sea un ordenador o una nevera. Como mínimo, como ocurre en el video se necesita un rectificador para “moldear” esa electricidad, en este caso transformarla en continua a 12 V. Ahora imaginemos que esteaerogenerador es más potente y queremos alimentar una nevera o varias bombillas de bajo consumo pero de 220V. En este caso, a la salida de la batería deberíamos instalar un ondulador para transformar la DC del acumulador en AC a 220V y 50 Hz. ¿Por qué he explicado todo esto? Pues para explicar con un sencillo ejemplo (a la vez muy ameno) la gran importancia de la electrónica de potencia en lasenergías renovables pues esto mismo tendremos en todas ellas será más complejo y a mayor escala pero será lo mismo. Podemos tener un panel solar de última generación pero si no disponemos del convertidor adecuado no podremos utilizar su energía para que funcione por ejemplo una bombilla de 15 W a 220V. Y no digamos si queremos inyectar a la red esta energía para venderla a la compañía, pues en este casotendrá que tener las mismas características que la electricidad que circula por la red.
Ahora, vamos ya a entrar más en detalle. Actualmente, una de las razones por las que la electrónica de potencia está cobrando cada vez más importancia es precisamente debido a la elevada eficiencia de los convertidores electrónicos en comparación con los métodos tradicionales (procesos electromecánicos oelectroquímicos) y su mayor versatilidad. Estos dispositivos denominados convertidores estáticos de potencia los podemos clasificar en:
• Rectificadores: convierten AC en DC.
• Inversores: convierten DC en AC. De hecho, luego distinguiremos entre inversores y onduladores. Erróneamente se usan los dos nombres como sinónimos.
• Cicloconversores: convierten AC en AC.• Choppers: convierten DC en DC.

A continuación, veremos porqué se usan y que características generales tienes estos dispositivos en las energías renovables que nos interesan (fotovoltaica y eólica):
ENERGÍA FOTOVOLTAICA.
En las instalaciones fotovoltaicas podemos tener 2 tipos de conversores, los choppers o los inversores.
Choppers o conversores DC/DC.
No son...