ESCUELA POLITECNICA DEL EJÉRCITOSEDE - LATACUNGA

MATERIA:

CONTROL ELECTRONICO DE POTENCIA

TEMA:

CLASIFICACION DE LOS CONVERSORES AC/AC

INTEGRANTES: CHRISTIAN CARVAJAL

JUAN CARLOS CHIZA

LEONARDO SOLIS

NIVEL:

SEPTIMO “A”

ING. FRANKLIN SILVA

1. TEMA:

CLASIFICACION DE LOS CONVERSORES AC/AC

2. OBJETIVOS:

GENERAL:

Describir los tipos de conversores AC/AC que se usan.

ESPECIFICOS:

Entender el funcionamiento de los conversores AC/AC que se usan en la actualidad.

Denotar los circuitos de cada conversor para implementar.

Analizar el funcionamiento de cada conversor y ver su uso apropiado.

3. RESUMEN:

Con este trabajo que se realiza acerca de los diferentes tipos de conversores AC/AC que existen,

detallaremos el gran uso en la industria con sus circuitos respectivos, un conversor es un dispositivo

que permite la conversión de energía entre una fuente de carga con alta eficiencia, son muy

usados para mejorar la parte de potencia de una industria y no tener pérdidas de energía en la

misma.

4. ABSTRACT:

With this work done on the different types of converters AC / AC that exist, we will detail the wide

use in the industry with their respective circuits, a converter is a device that can convert power

from a charging source with high efficiency, are widely used to enhance the power of an industry

and have no energy losses in the same.

5. MARCO TEORICO:

CONVERSORES

Es un convertidor que controla la tensión, la corriente y la potencia media que entrega una fuente de alterna a una carga de alterna.

Un convertidor estático de potencia o simplemente convertidor estático es un elemento, que a diferencia de otro tipo de convertidores de potencia eléctrica compuestos por máquinas eléctricas rotatorias tales como grupos motor-generador y otras combinaciones, efectúa esta conversión de potencia eléctrica sin emplear elementos móviles como los anteriormente descritos. En este caso, se emplean elementos de electrónica de potencia, por lo que su desarrollo ha estado íntimamente ligado a la evolución de los dispositivos semiconductores.

Ejemplificando, para obtener corriente continua a partir de una fuente de corriente alterna, se solía acoplar un motor de corriente alterna a un generador de corriente continua. El motor energizado con corriente alterna hacía girar al generador, obteniéndose de esta forma corriente continua a partir de la alterna. El equivalente estático de este conjunto motor-generador es el rectificador de potencia.

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De la misma manera, y para para obtener corriente alterna a partir de una fuente de corriente continua, se solía acoplar un motor de corriente continua a un generador de corriente alterna. El motor energizado con corriente continua hacía girar al generador, obteniéndose de esta forma corriente alterna a partir de la continua. El equivalente estático de este conjunto motor-generador es el inversor de potencia.

Los primeros elementos semiconductores de potencia empleados en forma industrial y para tracción eléctrica para convertir corrientes alternas a corriente continua fueron los rectificadores de vapor de mercurio. Dichos elementos han quedado finalmente en desuso al desarrollarse dispositivos semiconductores de tipo sólido basados en el empleo de materiales semiconductores tales como el germanio y el silicio.

Al evolucionar estos, e ir aumentando las tensiones y corrientes que son capaces de soportar, así como también evolucionando y perfeccionándose el control sobre su conducción de corrientes, su uso se ha masificado, permitiendo el diseño de distintos equipos de electrónica de potencia cada vez de mayor potencia, complejidad y confiabilidad.

Actualmente el uso de convertidores estáticos está generalizado e incorporado en nuestras vidas diarias a través de los cargadores y fuentes de poder de los electrodomésticos, equipos electrónicos que tenemos en nuestros hogares y oficinas, en los cuales se han terminado de sustituir completamente las fuentes de poder convencionales por fuentes conmutadas de este tipo.

Funcionamiento: 

Interruptores electrónicos conectan y desconectan la fuente a intervalos regulares. Esta conmutación se produce mediante un esquema denominado control de fase que tiene como efecto eliminar parte de la forma de onda de la fuente antes de alcanzar la carga i inconvenientes de estos convertidores.

Al igual que los rectificadores presentan problemas con las corrientes armónicas que se produce por la distorsión de la onda senoidal en la carga.

6. DESARROLLO

CLSIFICACION DE LOS CONVERSORES AC/AC

Tenemos 6 conversores estáticos de energía los cuales son:

Control de fase directo. Control de fase inverso. Control de fase simétrico. Control de fase diferencial. Control por ciclo integral. Troceador AC.

CONTROL DE FASE DIRECTO

Para implementar el control de fase directo se puede hacer uso de un TRIAC en aplicaciones de baja potencia, en cuanto que para potencias más elevadas se

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utilizan dos SCR´s en anti paralelo. Para las dos aplicaciones el flujo de potencia hacia la carga es controlado variando el ángulo de disparo (α), entre0 y 180º.

CON CARGA RESISTIVA CON CARGA RESISTIVA-INDUCTIVA

Voltaje de salida:

CONTROL DE FASE INVERSO

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Vo=Vf √ β−απ + sen2α2π

− sen2 β2 π

Vo=Vf √ π−απ + sen 2α2π

El control de fase inverso puede implementarse utilizando transistores, IGBT o GTO´s, realizando conmutación forzada de los cuales los más recomendables son los GTO´s. Los SCR´s o TRIAC´s no pueden ser utilizados en la implementación de este circuito ya que en el cruce por cero entran a conducir y no se podría sacarlos de este estado.

En la figura se observa que el voltaje de salida aparece desde el cruce por cero y se desactiva luego del ángulo (α), variando entre 0 y 180 0 la ventaja disminución de distorsión armónica

. Voltaje de salida:

CONTROL DE FASE SIMETRICO

Este tipo de control utiliza conmutación forzada y su circuito es complejo, se requiere de transistores, IGBT o GTO para su implementación.

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Vo=Vf √απ − sen2α2π

El control de fase simétrico es la combinación del control de fase directo y el control de fase inverso. EL ángulo (α) debe tener la misma simetría que el ángulo (𝞹-α), en cada semiciclo.

Voltaje de salida:

CONTROL DE FASE DIFERENCIAL

Es uno más de los circuitos que controlan la potencia alterna a través de tiristores como conmutadores estáticos. Para su implementación se utiliza un transformador con tab central.

Se aplica generalmente en fuentes reguladoras de AC.

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Vo=Vf √ π−2απ

+ sen2απ

Voltaje de salida:

CONTROL POR CICLO INTEGRAL

En este tipo de control se deja pasar a la carga un número entero de ciclos completos y se bloquea otro número determinado de ciclos.

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Vo=√V 12

( απ

− sen2α2π

)+V 2

2

( π−απ

+ sen 2α2π

)

Se aplica en control de temperatura.

Voltaje de salida:

TROCEADOR AC

En el troceador AC el circuito de potencia es implementado con transistores y el circuito de control envía una señal de periodo constante y de relación de trabajo variable. El Vrms varía de acuerdo al ancho del pulso. Tiene la ventaja de que la señal troceada casi no presenta armónicos.

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Vo=Vf √ NT

Voltaje de salida:

7. ANALISIS DE RESULTADOS.

CONTROL DE FASE DIRECTO

CARACTERÍSTICAS:

Permite control continuo de potencia

Sencillo de implementar

Apagado por conmutación natural

Produce ruido de alta frecuencia (radio frecuencia)

Ondas con un alto contenido armónico

CONTROL DE FASE INVERSO

CARACTERÍSTICAS:

Control continuo de potencia

Complejo de implementar

Trabaja con conmutación forzada

Genera ruido en radio frecuencia

Distorsión armónica menor a la anterior

CONTROL DE FASE SIMÉTRICO

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Vo=Vf √δ } } } } {¿¿¿¿

CARACTERÍSTICAS:

Control continuo de potencia Circuito de control complejo Tiene menor contenido armónico Trabaja con conmutación forzada

CONTROL DE FASE DIFERENCIAL

CARACTERÍSTICAS:

No tiene control continuo de potencia Baja distorsión armónica Bajo ruido en radiofrecuencia Conmutación natural

TROCEADOR AC

CARACTERÍSTICAS:

Trabajo a frecuencias altas Tiene control continuo de potencia Genera ruido Conmutación forzada

CONTROL POR CICLO INTEGRAL

CARACTERÍSTICAS

No tiene control continuo de potencia No produce interferencia en radiofrecuencia Se usa control periódico Circuito de control complejo

8. CONCLUSIONES:

Un convertidor estático de potencia ideal permite la transferencia de energía eléctrica del generador al receptor con un rendimiento unitario (sin pérdidas).

En este tipo de conversores se controla el Vrms sobre la carga.

Los conversores AC/AC se usan para arranque suave de motores de inducción, accionamiento de motores de alterna, control de transformadores, compensación de energía reactiva, etc.

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El control por ciclo integral posee un circuito de control más complejo que los demás conversores.

El control por fase simétrico no contiene muchos armónicos.

Los conversores AC/AC Transforman la corriente alterna de tensión constante encorriente alterna de tensión variable y de la misma frecuencia.

9. RECOMENDACIONES:

Para cada conversor que vayamos a realizar es recomendable analizarlo y colocar los

semiconductores adecuados, para no ocasionar perdidas ya sea en potencia o mal

funcionamiento del regulador.

Los conversores dependiendo el tipo se recomienda conectarlos en delta o en estrella.

Distinguir que semiconductor nos beneficia para cada aplicaciones que realicemos,

conocer muy bien sus especificaciones.

10. BIBLIOGRAFIA:

http://electrnicadepotencia.blogspot.com/2011/12/convertidores-estaticos-de-energia.html

http://es.scribd.com/doc/78481987/ACAC

http://www.electronica.net63.net/convertidores.html

http://ciecfie.epn.edu.ec/Electronica_Potencia/laboratorios/ep/hojas%20guias/2013a/prac7_ep.htm

http://www.buenastareas.com/ensayos/Conversores-Ac/5167459.html

Presentación de conversores AC/AC- Ing. Marcelo Silva Monteros.

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