Elementos de electrónica de potencia

INTRODUCCIÓN UNIDAD 1 CONCEPTOS BÁSICOS DE ELECTRÓNICA DE POTENCIA 1.1 NATURALEZA Y APLICACIONES DE ELECTRÓNICA DE POTENCIA 1.2 SISTEMA DE ELECTRÓNICA DE POTENCIA (SEP) 1.2.1 Diagrama de bloques 1.2.2 Funciones y elementos de los bloques de un SEP 1.3 FUENTES DE ENERGÍA PRIMARIA 1.3.1 Red de suministro de voltaje alterno 1.3.2 Baterías 1.3.3 Generador eólico 1.3.4 Generador fotovoltaico 1.4 MODELAMIENTO DE COMPONENTES ELÉCTRICOS Y MAGNÉTICOS 1.4.1 El capacitor 1.4.1.1 Generalidades 1.4.1.2 Modelo circuitaldel capacitor 1.4.1.3 Clases de capacitores 1.4.2 El transformador 1.4.2.1 Aspectos constructivos y operacionales 1.4.2.2 El transformador ideal 1.4.2.3 Acoplamiento de impedancias 1.4.2.4 Material magnético real 1.4.2.5 Modelo del transformador de permeabilidad finita 1.4.2.6 Transformador de pulsos 1.4.3 El inductor 1.4.3.1 Aspectos constructivos y operacionales 1.4.3.2 Comportamiento del inductor 1.4.3.2.1 Excitación sinusoidal 1.4.3.2.2 Excitación alterna cuadrada 1.4.3.3 Pérdidas de potencia en componentes magnéticos 1.4.3.4 Modelo circuital del inductor 1.4.3.5 Cálculo de la inductancia sin entrehierro 1.5 DISPOSITIVOS SEMICONDUCTORES IDEALES 1.5.1 Diodos-tiristores 1.5.2 Transistores de potencia 1.5.3 Características de control de los semiconductores de potencia 1.6 CIRCUITOS EXCITADOS POR FUENTES CONTINUAS 1.6.1 Circuito RC 1.6.2 Circuito RL 1.6.3 Circuito LC 1.6.4 Circuito LC de funcionamiento libre 1.7 MODELAMIENTO DE INTERRUPTORES 1.7.1 Características de un interruptor ideal 1.7.2 Características de un interruptor real 1.7.3 Características de un interruptor en conmutación 1.8 CIRCUITOS CONMUTADOS CON EXCITACIÓN CONSTANTE 1.8.1 Circuito resistivo 1.8.2 Circuito capacitivo 1.8.3 Circuito inductivo 1.8.4 Circuito R-L 1.8.5 Circuito R-C 1.9 CARACTERÍSTICAS DE SEÑALES 1.9.1 Señales periódicas bipolares 1.9.2 Señal periódica unipolar 1.9.3 Señal periódica PWM 1.10 CIRCUITOS CON EXCITACIÓN SINUSOIDAL Y CARGA LINEA 1.10.1 Circuito R-L 1.10.2 Circuito R-L-C 1.11 FLUJO DE POTENCIA EN REDES NO LINEALES Y EXCITACIÓN NO SINUSOIDAL 1.12 FACTOR DE POTENCIA Y DISTORSIÓN DE CIRCUITOS CON FUENTE SINUSOIDAL Y CARGA LINEAL 1.13 FILTROS 1.13.1 Filtro de entrada 1.13.2 Filtro de salida 1.14 TOPOLOGÍAS DE CIRCUITOS CONVERTIDORES 1.14.1 Convertidor CA/CD no controlado con cuatro interruptores 1.14.2 Convertidor CA/CD no controlado con dos interruptores 1.14.3 Convertidor CA/CD controlado 1.14.4 Convertidor CD/CA de conmutación a baja frecuencia 1.14.5 Convertidor CD/CA con modulación de ancho de pulso (PWM) 1.14.6 Convertidor CD/CA resonante 1.14.7 Convertidor CD/CD de alta frecuencia de conmutación 1.14.7.1 Convertidor CD/CD directo 1.14.7.2 Convertidor CD/CD indirecto 1.14.7.3 Convertidor CD/CD con encadenamiento CA 1.14.8 Convertidor CA/CA 1.14.8.1 Convertidor CA/CA controlador CA 1.14.8.2 Convertidor CA/CA ciclo convertidor 1.14.8.3 Convertidor CA/CA con encadenamiento en CD 1.15 IMPLEMENTACIÓN DE UN INTERRUPTOR POR UN DISPOSITIVO SEMICONDUCTOR Bibliografía Actividades: teoría y problemas UNIDAD 2 DISPOSITIVOS SEMICONDUCTORES DE POTENCIA 2.1 CLASIFICACIÓN 2.2 DIODOS DE POTENCIA 2.2.1 Generalidades 2.2.2 Características nominales 2.2.3 Conexión serie de los diodos 2.2.3.1 Cálculo del resistor 2.3 DIODOS BIDIRECCIONALES DE DISPARO CONTROLADOS POR VOLTAJE 2.4 RECTIFICADOR CONTROLADO DE SILICIO (SCR) 2.4.1 Características constructivas y operativas 2.4.2 Características nominales del SCR 2.4.3 Modelo del SCR 2.4.4 Encendido del SCR 2.4.5 Apagado del SCR(conmutación) 2.4.6 Circuito de compuerta 2.4.7 Inter-fases de disparo 2.4.7.1 Introducció 2.4.7.2 Transformadores de pulso 2.4.7.3 Opto-acopladores 2.4.7.4 Diseño del circuito de disparo con transformador de pulsos 2.4.8 Circuito snubberde voltajes y corriente 2.4.8.1 Circuito snubberde voltaje 2.4.8.2 Circuito snubberde corriente 2.4.9 Circuitos de disparo del SCR 2.4.9.1 Oscilador de relajación 2.4.9.2Dispositivosderesistencianegativa 2.4.9.2.1CaracterísticasdelUJT 2.4.9.2.2OsciladorconUJT 2.4.9.3ElPUT 2.4.9.3.1OsciladorconPUT 2.4.9.3.2Sincronizacióndelafuentedelosciladorconla fuentedecorrientealterna 2.4.9.3.3AplicacionesdelosciladorconPUT 2.4.9.3.3.1Controladordemediaonda 2.4.9.3.3.2Controladordeondacompleta 2.5Tiristordeapagadoporcompuerta 2.5.1Característicasconstructivasyoperativas 2.5.2ModelodelGTO 2.5.3EncendidoyapagadodelGTO 2.5.4Circuitosdeprotecciónenlaconmutación(snubber) 2.5.5CircuitodedisparodelGTO 2.6TRIAC 2.6.1Característicasconstructivasyoperativas 2.6.2Circuitosdedisparodeltriac 2.7Transistorbipolardeunión(BJT) 2.7.1Característicasconstructivasyoperativas 2.7.2Característicasdeencendido 2.8Transistordeefectocampo 2.8.1Característicasconstructivasyoperativas 2.8.2Modelamiento 2.8.3Circuitodedisparo 2.9Transistorbipolardecompuertaaislada 2.9.1Característicasconstructivasyoperativas 2.9.2Modelamiento 2.9.3Circuitodedisparo Actividades: teoría y problemas UNIDAD 3 CONVERTIDORES CA/CD NO CONTROLADOS 3.0 Introducción 3.1 Rectificador de media onda y carga resistiva 3.2 Rectificador de media onda y carga resistiva-inductiva 3.3 Rectificador de media onda y carga resistiva-inductiva con diodo de rueda libre 3.4 Rectificador de media onda y carga resistiva-inductiva con diodo de rueda libre e inductancia en la fuente 3.5 Rectificador de media onda y carga resistiva-capacitiva 3.6 Rectificador monofásico tipo semi-puente 3.7 Rectificador monofásico tipo puente con carga muy inductiva 3.8 Rectificador monofásico tipo puente con carga muy inductiva e inductancia en la fuente 3.9 Rectificador trifásico de tres pulsos 3.10 Rectificador trifásico de seis pulsos 3.10.1 Formas de onda de la corriente en la fuente del rectificador de seis pulsos 3.11 Rectificador de doce pulsos 3.12 Filtros CA y CD para rectificadores monofásicos con carga muy inductiva 3.12.1 Filtro CD capacitivo para rectificador monofásico 3.12.2 Filtro CD inductivo-capacitivo para rectificador monofásico 3.12.3 Filtro CA para rectificador monofásico Bibliografía Actividades :teoría y problemas UNIDAD 4 CONVERTIDORES CA/CD CONTROLADOS170 4.0 Introducción 4.1 Rectificador controlado de media onda y carga resistiva 4.2 Rectificador controlado monofásico tipo semi-puente 4.3 Rectificador controlado monofásico tipo puente con carga muy inductiva 4.4 Rectificador controlado monofásico tipo puente y carga con fuerza electromotriz 4.5 Factor de potencia del Rectificador controlado monofásico tipo puente y carga muy inductiva 4.6 Rectificador tipo puente con inductancia de conmutación 4.7 Rectificador controlado monofásico tipo semi-puente con carga muy inductiva 4.8 Factor de potencia del rectificador controlado tipo semi-puente con carga muy inductiva 4.9 Rectificador controlado tipo semi-puente con inductancia de conmutación y carga muy inductiva 4.10 Circuitos de control para rectificadores monofásicos 4.10.1 Introducción 4.10.2 Control tipo rampa 4.10.3 Control cosenoidal con componente CD 4.10.4 Control cosenoidalpuro 4.10.5 Control de lazo cerrado para rectificadores 4.11 Rectificador trifásico controlado de serie pulsos 4.11.1 Voltaje de salida 4.11.2 Corriente de la fuente y factor de potencia 4.11.3 Control rampa para rectificadores trifásicos Bibliografía Actividades: teoría y problemas UNIDAD 5 5.1 FUENTES CD LINEALES VSFUENTES CONMUTADAS 5.2 INTRODUCCIÓN A LOS CONVERTIDORES CD/CD CONMUTADOS 5.3 CELDA CANÓNICA DE CONMUTACIÓN. 5.4 CONVERTIDOR CD/CD DIRECTO REDUCTOR. 5.4.1 Modo de conducción continuo .198 5.4.2 Implementación de interruptores. 5.5 CONVERTIDOR CD/CD DIRECTO ELEVADOR. 5.5.1 Modo de conducción continuo. 5.5.2 Implementación de interruptores. 5.6 MODELO CIRCUITAL DEL CONVERTIDOR DIRECTO. PARA RIZADO DE VOLTAJE Y CORRIENTE 5.6.1 Cálculo de L y C mínimos . 5.6.2 Inductancia crítica. 5.7 CONDUCCIÓN DISCONTINUA CON V1CONSTANTE DEL CONVERTIDOR DIRECTO REDUCTOR. 5.8.CONVERTIDOR INDIRECTO(REDUCTOR/ELEVADOR). 5.8.1 Modo de conducción continuo . 5.8.2 Implementación de interruptores. 5.8.3 Modelo circuital para rizado de voltaje y corriente. 5.8.5 Inductancia crítica. 5.9 VARIANTES TOPOLÓGICAS DEL CONVERTIDOR INDIRECTO. 5.10 CIRCUITOS DE CONTROL-CONVERTIDOR NO AISLADO 5.11 CONVERTIDORES AISLADOS “BUCK-DERIVED” 5.12 CONVERTIDORES AISLADOS. 5.13 CONVERTIDOR AISLADO FLY-BACK. Bibliografía Actividades: teoría y problemas UNIDAD 6: CONVERTIDORES CD/CA 6.0 INTRODUCCIÓN. 6.1 INVERSOR DE VOLTAJE CON BAJA FRECUENCIA DE CONMUTACIÓN 6.1.1 Carga resistiva. 6.1.2 Carga resistiva-inductiva. 6.1.3 Carga con f.e.m. 6.2 INVERSOR DE CORRIENTE DE BAJA FRECUENCIA DE CONMUTACIÓN. 6.3 ANÁLISIS DE ARMÓNICOS EN INVERSORES DE BAJA FRECUENCIA . 6.4 INVERSORES CON MODULACIÓN DE ANCHO DE PULSO. 6.4.1 Del convertidor CD/CD al inversor PWM 6.4.2 Convertidor CD/CD y “desrectificador 6.4.3 Inversor puente PWM.231 6..4.4 Generación de la relación de trabajo. 6.5INVERSORESTRIFÁSICOS. 6.5.1Configuración. 6.5.2 Inversor trifásico –carga delta o estrella. Bibliografía Actividades: teoría y problemas UNIDAD 7: ANÁLISIS Y DISEÑO DE LOS COMPONENTES MAGNÉTICOS. 7.1 INTRODUCCIÓN A LOS COMPONENTES MAGNÉTICOS 7.2 COMPORTAMIENTO DE UN COMPONENTE MAGNÉTICO. 7.3 MODELO MATEMÁTICO DE LA INDUCTANCIA. 7.3.1 Cálculo de la inductancia 7.3.2 Cálculo de la inductancia del toroide 7.4APLICACIÓNDELCONCEPTODERELUCTANCIAAL CÁLCULODELAINDUCTANCIADEUNNÚCLEODE TRESRAMAS. 7.5 INDUCTOR DE NÚCLEO CON ENTREHIERRO. 7.6 EL TRANSFORMADOR. 7.6.1 Aspectos constructivos y operacionales. 7.6.2 Modelamiento del transformador. 7.6.2.1 Transformador ideal. 7.6.2.2 Transformador con permeabilidad finita. 7.6.3 Saturación del transformador. 7.7 FENÓMENO DE HISÉRESIS EN NUCLEOS MAGNÉTICOS. 7.8 CORRIENTES PARÁSITAS Y SUS EFECTOS EN NÚCLEOS. 7.9 EFECTO PIEL EN CONDUCTORES. 7.10 SOLUCIONES AL EFECTO PIEL. 7.11 MODELAMIENTO DE LAS PÉRDIDAS EN UN INDUCTOR. 7.12 MODELAMIENTO DEL INDUCTOR. 7.12.1 Excitación constante 7.12.2 Excitación alterna sinusoidal 7.12.3 Excitación alterna cuadrada 7.13 CLASES DE NÚCLEOS Y PARÁMETROS GEOMÉTRICOS. 7.14 DIMENSIONES ÓPTIMAS DE LOS NÚCLEOS. 7.15 MECANISMOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR 7.15.1 Transferencia por conducción. 7.15.2 Transferencia por convección. 7.15.3 Transferencia de calor por radiación. 7.16 CONSIDERACIONES TÉRMICAS PARA EL DISEÑO 7.17 PÉRDIDAS EN EL BOBINADO POR RESISTENCIA. 7.18 PÉRDIDAS DE POTENCIA EN UN COMPONENTE274 MAGNÉTICO. 7.19 RELACIÓN ENTRE PuvY “ J” CON LA GEOMETRÍA DEL NÚCLEO. 7.20 CÁLCULO DEL VALOR PICO DE “B” EN EL NÚCLEO. 7.21 CÁLCULO DE LA INDUCTANCIA SIN ENTREHIERRO. 7.22 DISEÑO DE UN INDUCTOR SIN ENTREHIERRO. 7.23 APLICACIONES Y CARACTERÍSTICAS DE LAS FERRITAS. 7.24 EFECTO DEL ENTREHIERRO EN LA CURVA DE HISTÉRESIS. 7.2.5 EFECTO DEL ENTREHIERRO EN LA DISTRIBUCIÓN DE “B”. 7.2.6 NÚCLEO EQUIVALENTE. 7.2.7 CÁLCULO DE LA INDUCTANCIA CON ENTREHIERRO. 7.2.8 DETERMINACIÓN DEL ENTREHIERRO. 7.2.9 DISEÑO DE UN INDUCTOR CON ENTREHIERRO 7.3.0 EJEMPLO DE DISEÑO DE UN INDUCTOR CON ENTREHIERRO 7.3.1 ARROLLAMIENTOS DEL TRANSFORMADOR. 7.3.2 POTENCIA APARENTE DEL TRANSFORMADOR. 7.3.3 CÁLCULO DEL INCREMENTO DE TEMPERATURA . 7.3.3.1 Áreas de disipación de transformadores. 7.3.4 DISEÑO DEL TRANSFORMADOR. 7.3.4.1 Diseño de un transformador en baja frecuencia. 7.3.4.2 Diseño de un transformador en alta frecuencia 7.3.5 TRANSFORMADORES DE INSTRUMENTOS 7.3.6 ANÁLISIS DEL TRANSFORMADOR DE CORRIENTE. Bibliografía Actividades: teoría y problemas

• Autores: Gallego Rodríguez, Germán Enrique
• Tipo de recurso: Book
• Fecha de publicación: 2017
• Institución: UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER
• Repositorio: Repositorio Digital UFPS
• Idioma: spa
• OAI Identifier: oai:repositorio.ufps.edu.co:ufps/1525
• Acceso en línea: http://repositorio.ufps.edu.co/handle/ufps/1525
• Rights: openAccess
• License: http://purl.org/coar/access_right/c_abf2