Electronica de Potencia

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    14-Dec-2015

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variadores de velocidad

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<ul><li><p>Electrnica de potencia.Variadores de velocidadAutor: Gerardo David Garcia Gonzalez[Ver curso online]</p><p>Descubre miles de cursos como ste en www.mailxmail.com 1 </p><p>mailxmail - Cursos para compartir lo que sabes</p></li><li><p>Presentacin del curso</p><p>Aprende acerca de la electrnica de potencia; y la contribucin al ahorro energticomediante la optimizacin del consumo tanto en la industria como en servicios y enviviendas. La electrnica se ocupa de los dispositivos y circuitos de estado slidorequeridos en el procesamiento de seales y la conversin de la energa elctrica.Aprenders la importancia que la electrnica de potencia tiene en el ahorro deenerga de los equipos electrnicos mediante un uso ms eficiente de la electricidad.Te ensearemos que la electrnica de potencia es la tecnologa clave para poner enmarcha todos los recursos de energas renovables, como son la elica y lafotovoltaica, as la transformacin de energa en una central termoelctrica queproduce la combustin, que genera la energa calorfica que se emplea para elcalentamiento del agua y para producir vapor.</p><p>Visita ms cursos como este en mailxmail:[http://www.mailxmail.com/cursos-empresa][http://www.mailxmail.com/cursos-industrial]</p><p>Tu opinin cuenta! Lee todas las opiniones de este curso y djanos la tuya:[http://www.mailxmail.com/curso-electronica-potencia/opiniones]</p><p>Cursos similaresCursos Valoracin Alumnos Vdeo</p><p>Mecnica clsica (1/2)Aprende los conceptos y las frmulas de la mecnica clsica. Estudiaremosla mecnica de una partcula y la mecnica de un si... [16 /03/09]</p><p>1.808 </p><p>Transmisin y distribucin de la energaelctricaLa elaboracin de Proyectos de Lneas y Redes Trifsicas con tensionesnominales de 13200 V es el objeto de estudio de esta gua. [03 /06/09]</p><p>1.249 </p><p>Manual de fontaneraEsta pequea gua de fontanera le permitir aprender a cambiar uninodoro, instalar un radiador o realizar empalmes de tuberas. Una formasencilla de aprender a resolve... [03 /07/03]</p><p>43.006 </p><p>Montaje de muestras metalogrficasEmbutidoras. Montaje de muestras o probetas metalogrficas. En esto quecorresponde a la ciencia de los materiales, ahora estudiaremos lamecnica... [25 /03/09]</p><p>404 </p><p>Bombas centrfugas. SelladoMecnica. Sellado de bombas centrfugas, diseo y estructura. Conoce losfundamentos del sellado, la funcin y el principio b&amp;aacute... [23 /03/09]</p><p>3.169 </p><p>Descubre miles de cursos como ste en www.mailxmail.com 2 </p><p>mailxmail - Cursos para compartir lo que sabes</p></li><li><p>1. Electrnica de potencia. Introduccin[http://www.mailxmail.com/curso-electronica-potencia/electronica-potencia-introduccion]Introduccin</p><p>La electrnica de potencia (o electrnica de las corrientes fuertes1) es una tcnicarelativamente nueva que se ha desarrollado gracias al avance tecnolgico que se haalcanzado en la produccin de dispositivos semiconductores, y se define como "latcnica de las modificaciones de la presentacin de la energa elctrica" o bien como"la aplicacin de la electrnica de estado slido para el control", el cual el control seencarga del rgimen permanente y de las caractersticas dinmicas de los sistemasde lazo cerrado. La energa tiene que ver con el equipo de potencia esttica,rotatoria o giratoria, para la generacin, transmisin, distribucin y utilizacin de laenerga elctrica. La electrnica se ocupa de los dispositivos y circuitos de estadoslido requeridos en el procesamiento de seales para cumplir con los objetivos delcontrol deseados y la conversin de la energa elctrica. En la figura 1 se puedeapreciar un esquema bsico de bloques de un sistema electrnico de potencia.</p><p>Figura. 1: </p><p>Diagrama de bloques del convertidor de potencia operando en lazocerrado</p><p>1 corrientes fuertes: se refiere a corrientes grandes como de 15Amp, o mayores.</p><p>El desarrollo tecnolgico experimentado por la electrnica de potencia durante losltimos cuarenta aos la ha consolidado en la actualidad como una herramientaindispensable para el funcionamiento de todos los mbitos de nuestra sociedad tanto industrial como el de servicios y domestico. Esta posicin se ha conseguidocon la continua aportacin, de los tcnicos especializados en electrnica depotencia. En la figura 2 se muestra un esquema de la electrnica de potencia comouna disciplina interdisiplinar.</p><p>Descubre miles de cursos como ste en www.mailxmail.com 3 </p><p>mailxmail - Cursos para compartir lo que sabes</p></li><li><p>Figura 2. </p><p>La electrnica de potencia como una disciplina interdisiplinar.</p><p>La demanda del mercado es la que estira de las tecnologas y la electrnica depotencia empujada por el mercado, es una tecnologa posibilitadora, es decir, juegasolamente un papel de soporte al desarrollo de las otras tecnologas. La demandaactual consiste en la integracin de la electrnica de potencia en sistemas deprocesado de energa. Hay que dejar de hacer electrnica de potencia para pasar ahacer procesado de la potencia.</p><p>La introduccin de las mquinas elctricas junto con la distribucin de la energaelctrica inicio la nueva era elctrica que caracterizo la primera mitad del siglo XX.Con la invencin del transistor en el ao de 1948 se inicio la primera revolucinelectrnica, que nos introdujo en la era electrnica durante la cual asistimos a laaparicin de los circuitos integrados, ordenadores, comunicaciones, informtica,Internet y la automatizacin que nos llevaron hacia la sociedad de la informacinque produjo el fenmeno de la llamada "globalizacin".Mientas tanto, con la invencin del tiristor en 1956 se produjo de forma silenciosa ylenta la llamada por algunos "segunda revolucin electrnica", que culmina con lamadurez de la electrnica de potencia a mediados del siglo XXI. Es importantedestacar que la electrnica de potencia esencialmente consiste en una mezcla detecnologas impulsoras de la era mecnica, de la era elctrica y de la era electrnica.Nos encontramos ante una nueva tecnologa realmente interdisciplinar. Laelectrnica de potencia, con su esencia interdisciplinar, est destinada a desempearun importante papel en la consecucin de estos objetivos.La energa ha sido siempre necesaria para asegurar el continuo progreso de lahumanidad.</p><p>Descubre miles de cursos como ste en www.mailxmail.com 4 </p><p>mailxmail - Cursos para compartir lo que sabes</p></li><li><p>2. Electrnica de potencia. Antecedentes[http://www.mailxmail.com/curso-electronica-potencia/electronica-potencia-antecedentes]Antecedentes</p><p>La electrnica de potencia puede contribuir al ahorro energtico mediante laoptimizacin del consumo tanto en la industria como en servicios y en viviendas. Laregulacin de la velocidad de los motores elctricos es una de las aplicaciones msutilizadas de la electrnica de potencia, habiendo superado el estricto marcoindustrial y habiendo llegado actualmente a los equipos de aire acondicionado,lavadoras y ascensores.</p><p>La electrnica de potencia es tambin la tecnologa clave para poder poner enmarcha todos los recursos de energas renovables, como son la elica y lafotovoltaica, junto con los nuevos sistemas de almacenamiento de energa, comopueden ser las pilas de combustible, bateras, sper condensadores, volantes deinercia y bobinas superconductoras. En el campo de la movilidad, la electrnica depotencia es la tecnologa base del coche elctrico y est aportando grandesinnovaciones a los transportes ferroviarios, que deben experimentar un grandesarrollo futuro. Procesar inteligentemente la energa en los sistemas de potenciaconstituye una de las aplicaciones que ofrecen mayor posibilidades.</p><p>Donde se hace mas patente la gran importancia actual de la electrnica de potenciaes en el ahorro de energa de los equipos elctricos mediante un uso ms eficientede la electricidad. Se estima que aproximadamente se puede ahorrar entre un 15% yun 20% del consumo elctrico mediante una aplicacin extensiva de la electrnica depotencia. Aproximadamente del 60% al 65% de la electricidad generada esconsumida por motores elctricos y la mayora de estos accionan bombas yventiladores. De nuevo la eficiencia energtica de la mayora de estas bombas yventiladores puede beneficiarse del control a velocidad variable. Tradicionalmente,la variacin de flujo de los flujos impulsados por estos equipos se consiguemediante vlvulas obturadoras, mientras que los motores de induccin siguengirando a su velocidad fija nominal. Se puede demostrar que el funcionamiento delos motores y vlvulas totalmente abiertas con velocidad variable puede ahorrarhasta el 30% de energa en condiciones de carga ligera. El funcionamiento de losmotores de induccin con poca carga, se puede optimizar hacindole trabajar a flujode excitacin magntica reducido, con lo que se consiguen ahorros del 20%. Comoel precio de la electrnica de potencia sigue disminuyendo, es posible instalararrancadores de frecuencia variable en la alimentacin de motores aunque sea enaplicaciones de velocidad constante, permitiendo programar el control del flujo deexcitacin del motor, con el consecuente ahorro de energa.</p><p>Se estima que el 20% de energa generada se consume en la iluminacin. Laslmparas fluorescentes tienen un rendimiento energtico tres veces ms elevadoque las de incandescencia. La utilizacin de las reactancias de electrnica depotencia de elevadas frecuencias puede mejorar este rendimiento todava en un 20%adicional. La comercializacin a gran escala de las nuevas fuentes de luz de altsimorendimiento como son los LED de luz blanca necesitar la incorporacin de laelectrnica de potencia.</p><p>Descubre miles de cursos como ste en www.mailxmail.com 5 </p><p>mailxmail - Cursos para compartir lo que sabes</p></li><li><p>El actual progreso de la electrnica de potencia ha sido posible principalmentegracias a los avances en los dispositivos semiconductores de potencia junto con lasnuevas propuestas de topologas de convertidores de modulacin PWM, modelosanalticos, mtodos de simulacin, algoritmos de control y estimulacin,microcontroladores y DSP, circuitos integrados ASIC, etc. Aunque histricamente laelectrnica de potencia empez en el ao 1901 con la disponibilidad de la vlvularectificadora de arco de mercurio, no fue hasta la aparicin del tiristor en los aos50 cuando empez la era moderna de la electrnica de potencia de estado slido.Gradualmente fueron apareciendo otros componentes semiconductores de potenciaque se beneficiaron de los avances de la microelectrnica. Esta evolucin de loscomponentes, unida a la evolucin de los convertidores estticos y del control, hasido muy espectacular en la ltima dcada del siglo XX, llevando al a electrnica depotencia a su actual estado de madurez, que la convierte en una tecnologaestratgica para el futuro de la humanidad.</p><p>El tiristor, que fue el componente que domino la primera generacin de laelectrnica de potencia, actualmente sigue siendo indispensable en la aplicacionesde gran potencia y baja frecuencia, como son los rectificadores de la corriente de lared alterna, interruptores estticos, compensadores estticos de energa reactiva porcontrol de fase, onduladores autoconmutados para motores sncronos de muyelevadas potencias, baos galvanicos, procesos electrolticos y sistemas detransmisin de energa elctrica en alta tensin continua HVDC. Para aplicaciones dealta potencia y tensin se dispone actualmente de tiristores activados por la luz LTTde 8kV y 3,5kV con cadas directas de tensin de 2,7 a 3,5kV. Como las rdenes deldisparo se envan en forma de luz por fibra ptica, se dispone de suficienteaislamiento como para utilizarlo en aplicaciones de 259kV.</p><p>Durante muchos aos fueron muy populares los circuitos de conmutacin forzadade los tiristores, que dejaron de usarse con la aparicin del tiristor GTO (tiristorconmutado por la compuerta), el primer interruptor de potencia que se podacontrolar tanto al cerrar como al abrir. En la actualidad se fabrican solamente GTOpara aplicaciones de muy alta tensin y potencia, 6kV, 6KA, y estn en desarrolloGTO de 9KV y 12kV.</p><p>La necesidad de complejos circuitos de puerta y de ayuda a la conmutacin(snubbers) y las bajas frecuencias a las que se puede conmutar del orden de 500 Hz,hacen que el GTO quede relegado a aplicaciones de muy alta tensin, como puedenser la traccin y los sistemas elctricos de potencia. La disponibilidad de losmodernos IGBT de alta tensin hace que el GTO haya perdido alguno de sus camposde aplicacin tanto en traccin como en grandes convertidores de frecuenciaindustriales y tambin en la red elctrica de alta tensin.</p><p>Desarrollo del proyecto </p><p>Una central de generacin es una instalacin completa la cual tiene el objetivo deproducir energa elctrica, en base a una transformacin de la energa.</p><p>Figura 3.- Transformaciones de energa en una central de generacin.</p><p>Descubre miles de cursos como ste en www.mailxmail.com 6 </p><p>mailxmail - Cursos para compartir lo que sabes</p></li><li><p>La energa elctrica se produce como resultado de una serie de transformaciones deenerga (figura 3).Estas transformaciones de energa se realizan precisamente dentrode la central. La central debe constar con alguna forma de energa disponible apartir de la cual se inician todas las transformaciones necesarias hasta llegarfinalmente a la energa elctrica.</p><p>En la actualidad la electricidad se puede producir a partir de diversos mediosenergticos primarios (carbn, petrleo, gas natural, fisin nuclear, etc.) y tomandoel principio de que para generar electricidad basta contener un campo magntico,de una bobina y de energa mecnica suficiente como para hacerla girar.</p><p>Descubre miles de cursos como ste en www.mailxmail.com 7 </p><p>mailxmail - Cursos para compartir lo que sabes</p></li><li><p>3. Centrales termoelctricas (1/2)[http://www.mailxmail.com/curso-electronica-potencia/centrales-termoelectricas-1-2]A) Centrales termoelctricas</p><p>Enfocamos nuestra atencin a un tipo de centrales de generacin, que por sunumero y capacidad, son muy importantes en el sistema elctrico de nuestro pas;Las Centrales Termoelctricas. En la figura 4 se muestra en un diagrama debloques, la transformacin de energa en una central termoelctrica. En lastransformaciones de energa que se efectan en este tipo de centrales, observamoslo siguiente:</p><p>La fuente de energa disponible es combustible (combustible pesado, gas, diesel,carbn, etc.). La energa se encuentra almacenada en el combustible segn sucomposicin qumica y se libera haciendo que se produzca una reaccin qumicaque en este caso es la combustin. Al producirse la combustin, ya se tiene laprimera transformacin de energa, es decir, que la energa qumica del combustiblese transforma en calor (energa calorfica) en la flama y en los gases calientesproducto de la combustin.</p><p>Figura 4.- </p><p>Transformacin de energa en una central Termoelctrica.</p><p>La combustin se realiza en el lugar de un generador de vapor. Si la energacalorfica de los gases se emplea para calentar el agua y producir vapor, ya se tieneotra transformacin de energa. Los gases ceden parte de su energa al vapor,tenindose ahora vapor con mayor energa que llamaremos trmica (Para diferenciarcon el trmino de energa calorfica asignado a los gases calientes).La energa de vapor se transforma en trabajo mecnico en una turbina de vapor conla que se tiene otra transformacin de energa. Finalmente, si la turbina estacoplada mecnicamente a un generador elctrico, se tiene la ltima transformacin...</p></li></ul>