Convertidores De Ca A Ca

UTN REG. SANTA FE – ELECTRONICA II – ING. ELECTRICA
5-11 Convertidores de ca. a ca.
--------------------------------------------------------------------------------------------------------CONVERTIDORES DE CORRIENTE ALTERNA A CORRIENTE ALTERNA
Introducción
Los convertidores de ca a ca, están destinados a controlar el flujo de potencia de
corriente alterna, mediante la variación del valoreficaz (rms) del voltaje de ca aplicado
a la carga. La frecuencia de salida de estos convertidores, es la misma que la frecuencia
del voltaje de entrada. A este tipo de convertidores, también se le suele llamar
“controladores de voltaje de ca”. Estos controladores de voltaje de ca tienen
aplicación en calefacción industrial, cambio de conexiones de transformadores con
carga, controles dealumbrado, control de velocidad de motores polifásicos de inducción
y controles de electroimanes.
En términos generales, se utilizan dos métodos para realizar el control del flujo de
potencia de ca, a saber:
1. Control de encendido y apagado
2. Control por ángulo de fase
En el control de “encendido y apagado” (también llamado control todo o nada), los
interruptores estáticos (tiristores) conectanla carga a la fuente de ca durante algunos
ciclos del voltaje de entrada y lo desconectan durante algunos otros ciclos. Los
controladores por ángulo de fase, los interruptores conectan la carga con la fuente de ca
durante una parte de cada ciclo del voltaje de entrada.
Los controladores de voltaje, los podemos clasificar, desde el punto de vista de los
circuitos utilizados en: a) Controladoresmonofásicos y b) Controladores trifásicos.
Ambos a su vez pueden subdividirse en controladores unidireccionales o de media onda
y en controladores bidireccionales o de onda completa. Dentro de los trifásicos,
tenemos varias configuraciones que dependen de las conexiones de los interruptores.
En gral, estos convertidores son relativamente sencillos, dados que son conmutados por
línea, concontrol por ángulo de fase, sin circuitos adicionales de conmutación. Trabajan
con baja frecuencia de conmutación, por lo que se utilizan tiristores (SCR) de baja
frecuencia de conmutación, lo que hace que estos convertidores sean de bajo costo.
El análisis de las formas de onda de estos convertidores resulta más complejo,
especialmente para el control por ángulo de fase con carga RL. Con lafinalidad de
simplificar, analizaremos estos convertidores con carga resistiva; no obstante en los
diseños definitivos, deben tenerse en cuenta las cargas reales.
Control por encendido y apagado (todo o nada)

+

+

Vs

Vo

-

-

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Apunte de cátedra
Autor: Domingo C. Guarnaschelli

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5-11 Convertidores de ca. a ca.
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El principio del control de encendido y apagado, lo podemos explicar con un
controlador de onda completa, como se muestra en la figura anterior. Los SCR se
conectan a la carga durante un tiempo “tn” y desconectan la carga, duranteun tiempo
“tm”, como se muestra en el siguiente grafico:
Vs
tn=T.n

tm=T.m

Vm

wt

0
Factor de potencia
_
FP
FP=√k

T
Vo

1
Vm
0,8
0,6

io

io

wt

0

0,4
0,2
k

0
0,2 0,4 0,6 0,8

Pulsos de disparo para T1
g1

1

wt

0
k: ciclo de trabajo
Pulsos de disparo para T2
g2

k=tn/(tn+tm)

wt

0

El tiempo de activación “tn” suele consistir enuna cantidad entera de ciclos. Los
tiristores se activan en “sincronismo” con los cruces por cero del voltaje de entrada de
ca. Este tipo de control se usa en aplicaciones con una gran inercia mecánica y alta
constante de tiempo térmico (control de velocidad de motores y calefacción industrial).
Debido a la conmutación a voltaje y corriente cero de los tiristores, las armónicas
generadas por...