Electronica de potencia

Electrónica de potencia

Unidad 1
Introducción a la Electrónica Industrial

Se denomina electrónica de potencia a la rama de la ingeniería eléctrica que consigue adaptar y transformar la electricidad, con la finalidad de alimentar otros equipos, transportar energía, controlar el funcionamiento de maquinas eléctricas, etc.
Se refiere a la aplicación de dispositivos electrónicos,principalmente semiconductores, al control y transformación de potencia eléctrica. Esto incluye tanto aplicaciones en sistemas de control como de suministro eléctrico a consumos industriales o incluso la interconexión sistemas eléctricos de potencia.
El principal objetivo de esta disciplina es el procesamiento de energía con la máxima eficiencia posible, por lo que se evitan utilizar elementos resistivos,potenciales generadores de pérdidas por efecto Joule. Los principales dispositivos utilizados por tanto son bobinas y condensadores, así como semiconductores trabajando en modo corte/saturación (on/off).

Introducción
Dentro de los dispositivos electrónicos de potencia, podemos citar: los diodos y transistores de potencia, el tiristor, así como otros derivados de éstos, tales como los triac,diac, conmutador unilateral o SUS, transistor uniunión o UJT, el transistor uniunión programable o PUT y el diodo Shockley.
Existen tiristores de características especiales como los fototiristores, los tiristores de doble puerta y el tiristor bloqueable por puerta (GTO).
Lo más importante a considerar de estos dispositivos, es la curva característica que nos relaciona la intensidad que los atraviesacon la caída de tensión entre los electrodos principales.
El componente básico del circuito de potencia debe cumplir los siguientes requisitos:
• Tener dos estados claramente definidos, uno de alta impedancia (bloqueo) y otro de baja impedancia (conducción).
• Poder controlar el paso de un estado a otro con facilidad y pequeña potencia.
• Ser capaces de soportar grandesintensidades y altas tensiones cuando está en estado de bloqueo, con pequeñas caídas de tensión entre sus electrodos, cuando está en estado de conducción. Ambas condiciones lo capacitan para controlar grandes potencias.
• Rapidez de funcionamiento para pasar de un estado a otro.
El último requisito se traduce en que a mayor frecuencia de funcionamiento habrá una mayor disipación de potencia. Portanto, la potencia disipada depende de la frecuencia.
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Ahora veremos los tres bloques básicos de semiconductores de potencia y sus aplicaciones fundamentales:
Semiconductores de alta potencia
|Dispositivo |Intensidad máxima |
|Rectificadores estándar o rápidos |50 a 4800 Amperios ||Transistores de potencia |5 a 400 Amperios |
|Tiristores estándar o rápidos |40 a 2300 Amperios |
|GTO |300 a 3000 Amperios |

Aplicaciones:
• Tracción eléctrica: troceadores y convertidores.
• Industria:
o Control de motoresasíncronos.
o Inversores.
o Caldeo inductivo.
o Rectificadores.
o Etc.
Módulos de potencia
|Dispositivo |Intensidad máxima |
|Módulos de transistores |5 a 600 A. 1600 V. |
|SCR / módulos rectificadores |20 a 300 A. 2400 V. ||Módulos GTO |100 a 200 A. 1200 V. |
|IGBT |50 a 300A. 1400V. |

Aplicaciones:
• Soldadura al arco.
• Sistema de alimentación ininterrumpida (SAI).
• Control de motores.
• Tracción eléctrica.
Semiconductores de baja potencia
|Dispositivo |Intensidad...