TEMA 7 Convertidores alterna-alterna

Lección 18: Introducción

Lección 19: Reguladores de alterna monofásicos

Lección 20: Reguladores de alterna trifásicos

Lección 21: Cicloconvertidores

18.1 Introducción a la conversión alterna.-alterna

18.2 Conversión directa vs. rectificador+inversor

18.3 Clasificación de convertidores alterna-alterna

18.4 Reguladores de alterna

18.4.1 Control integral y control de fase

18.4.2 Reguladores totales y diferenciales

18.5 Cicloconvertidores

TEMA 7 Convertidores alterna-alterna

Lección 18: Introducción

Lección 18: Introducción

18.1 Convertidores alterna-alterna

Definición

•REGULADORES CA

frecuencia constante

•CICLOCONVERTIDORES

frecuencia variable

RECTIFICADORES

Controlados (tiristores)

No controlados (diodos)

Semicontrolados (mixtos)

INVERSORES

INTERRUPTORES ESTÁTICOS

•De continua

•De alterna

CONTINUA

ALTERNA

CONVERTIDORES

CC/CC

Lección 18: Introducción

Definición

Tensión alterna

(monofásica o

trifásica)

Tensión alterna en la

que se varía la

frecuencia, la

amplitud o ambas.

Convertidor

alterna-alterna

Dispositivos semiconductores:

-No controlados (diodos)

-Controlados (tiristores)

Dispositivos pasivos:

-Bobinas/transformadores

-Condensadores

Control:

-analógico

-digital

18.1 Convertidores alterna-alterna

Lección 18: Introducción

Si la frecuencia de salida es mayor que la de entrada:

Rectificador

18.2 Conversión directa vs. rectificador+inversor

Inversor

Si la frecuencia de salida es menor o igual que la de entrada:

Según la frecuencia de la tensión de salida:

•Reguladores de alterna: La frecuencia de la tensión aplicada a la carga se mantiene.

•Cicloconvertidores: La frecuencia de la tensión aplicada a la carga es distinta (menor).

18.3 Clasificación de convertidores alterna-alterna

Lección 18: Introducción

Si la frecuencia de salida es igual que la de entrada:

18.4 Reguladores de alterna

Los reguladores de alterna controlan la tensión alterna entregada a la carga manteniendo la

frecuencia de la fuente primaria de energía. No necesitan bloqueo forzado.

Ug(t)

T1

T2L

R

iT1

iT2

uS(t)

Clasificación:

Según la técnica de control:

- Por control de fase.

- Por control integral.

Según los límites máximos:

- Reguladores totales.

- Reguladores diferenciales.

Lección 18: Introducción

Control de fase

18.4 Reguladores de alterna

Ug(t)

T1

T2L

R

iT1

iT2

uS(t)

El control se efectúa dentro de cada semiciclo de red, dejando pasar una parte del

mismo. Tiene el inconveniente de que se introducen armónicos en la red de distribución.

2·π

δ

2

)·2(sen·

1·uu

RMSgRMSS

US(t)

Lección 18: Introducción

Control integral

18.4 Reguladores de alterna

Ug(t)

T1

T2L

R

iT1

iT2

uS(t)

El control se efectúa dejando pasar un número entero de semiciclos. El contenido

armónico introducido en la red es mucho más reducido.

m semiciclosn semiciclos

mn

n·uu

RMSgRMSS

US(t)

Lección 18: Introducción

Reguladores totales

18.4 Reguladores de alterna

Ug(t)

T1

T2L

R

iT1

iT2

uS(t)

Permiten la máxima variación, desde cero a la tensión del generador. En cualquier

momento, la tensión sobre la carga es la del generador o cero.

Lección 18: Introducción

Reguladores diferenciales

18.4 Reguladores de alterna

Ug(t)

iT1

uS(t)

La tensión de salida tiene menor margen de variación y se necesita un autotransformador.

El valor instantáneo de la tensión de salida es el del valor máximo o del mínimo.

Z

Lección 18: Introducción

Definición y principio de funcionamiento

18.5 Cicloconvertidores

Los cicloconvertidores son convertidores CA/CA de distinta frecuencia.

A partir de un generador de alterna, proporcionan corriente alterna mono o polifásica de

amplitud y frecuencia regulables.

La misma función puede lograrse conectando en cascada un rectificador y un inversor

autónomo, pero entonces la potencia se maneja dos veces y el rendimiento es menor.

Caracerísticas

•Elevado número de tiristores y complejidad del circuito de mando.

•Frecuencia de salida inferior a la de la red de alimentación ( < 1/3 fRED).

•El bloqueo de los tiristores se realiza de forma natural.

•Los montajes son reversibles (es decir, tienen la posibilidad de absorber energía de la

salida y entregarla a la entrada). Operación en cuatro cuadrantes.

Carga

uS

iS

Convertidor de

4 cuadrantes

Lección 18: Introducción

18.5 Cicloconvertidores

APLICACIONES:

Su principal aplicación es el control a baja velocidad de grandes motores de CA, en el que

es preciso variar la amplitud de la tensión aplicada proporcionalmente a la frecuencia para

mantener el par máximo.

También son muy utilizados en las fuentes de alimentación de frecuencia constante cuando

se dispone de un generador de frecuencia variable (Por ejemplo, un alternador).

Empleo cada vez más elevado.

Convertidor

alterna-alterna