E-book Electrónica de Potencia. Principios Fundamentales

Descripción

Este texto está elaborado a partir de contenidos que pueden ser impartidos en asignaturas como Electricidad, Electrónica Industrial, Electrónica de potencia y Automática, sus contenidos teóricos responden a los objetivos cognoscitivos fijados en cada capítulo y se consolidan mediante ejercicios resueltos. Una primera parte (capítulos 1 a 3) se dedica a la introducción a la Electrónica de Potencia y contempla sus ámbitos de aplicación, las herramientas teóricas que se utilizan a lo largo del texto y el estudio detallado y sistemático de los interruptores y del proceso de conmutación. La segunda parte del texto (capítulos 4 a 7) se dedica a las estructuras fundamentales de conversión estática CC/CC, CC/CA, CA/CC y CA/CA. Se dedica el último capítulo (tercera parte) a una introducción al control en lazo cerrado de los convertidores estáticos, abriendo la posibilidad de una continuidad en la profundización en esta disciplina.

Ventajas Competitivas

• Es una aproximación práctica de los aspectos teóricos mediante la utilización del simulador PSIM.
• Es un texto riguroso y sistemático sobre una materia en constante evolución y de muy creciente importancia.
• Su formación didáctica incluye: Resumen, definiciones previas, objetivos del capítulo, conclusiones, cuestiones de repaso y ejercicios propuestos.

Conozca

• Fundamentos de la electrónica de potencia.
• El estado actual y las tendencias de los semiconductores empleados en Electrónica de Potencia.
• Convertidores estáticos estructuras.
• El convertidor estático en lazo cerrado.

Aprenda

• Qué es la Electrónica de Potencia.
• Sus principios básicos .
• Qué son los interruptores.
• Qué son los convertidores; continua-continua; continua-alterna; alterna-continua y alterna-alterna.
• Qué es el control de convertidores en lazo cerrado.

Índice

1. Introducción a la Electrónica de Potencia …………………………………………………..1
1.1. ¿Qué es la Electrónica de Potencia? ………………………………………………………….1
1.2. Clasificación de los convertidores estáticos ………………………………………………7
1.3. El interruptor como elemento constitutivo básico del convertidor estático .10
1.4. Estado actual y tendencias en los interruptores comerciales …………………..13
1.5. Ámbitos de aplicación de la Electrónica de Potencia ………………………………25
1.6. Conclusiones ……………………………………………………………………………………33
1.7. Cuestiones de repaso y ejercicios propuestos ……………………………………….33
2. Principios básicos ……………………………………………………………………………….39
2.1. Definiciones previas ………………………………………………………………………….40
2.2. Elementos circuitales ……………………………………………………………………….46
2.3. Leyes y teoremas ………………………………………………………………………………69
2.4. Regímenes transitorios ……………………………………………………………………..82
2.5. Series de Fourier. Transformada de Fourier ………………………………………..92
2.6. Potencias en un régimen periódico …………………………………………………..100
2.7. Conclusiones ………………………………………………………………………………….109
2.8. Cuestiones de repaso y ejercicios propuestos……………………………………..111
3. Interruptores y conmutación ……………………………………………………………….117
3.1. El interruptor ideal …………………………………………………………………………….118
3.2. Caracterización estática de los interruptores……………………………………….126
3.3. Caracterización dinámica de los interruptores……………………………………..135
3.4. Estudio del proceso de conmutación …………………………………………………148
3.5. Caracterización completa de los interruptores.
Diagramas de transición de estados ……………………………………………………….166
3.6. Síntesis básica de estructuras empleando interruptores ……………………..174
3.7. Conclusiones …………………………………………………………………………………..188
3.8. Cuestiones de repaso y ejercicios propuestos ……………………………………..189

II – CONVERTIDORES ESTÁTICOS ESTRUCTURAS
4. Convertidores continua-continua …………………………………………………………193
4.1. Introducción. Clasificación ………………………………………………………………..194
4.2. Estructuras básicas de los troceadores de un cuadrante ………………………..195
4.3. Troceadores sin aislamiento galvánico de un cuadrante ………………………206
4.4. Troceadores de dos y cuatro cuadrantes. Reversibilidad ………………………270
4.5. Troceadores con aislamiento galvánico de un interruptor controlado…….276
4.6. Convertidores CC-CC con aislamiento y diversos interruptores……………..291
4.7. Resumen de características de los convertidores CC-CC ……………………….300
4.8. Sobre el control de los convertidores CC-CC ……………………………………….305
4.9. Conclusiones …………………………………………………………………………………..310
4.10. Cuestiones de repaso y ejercicios propuestos……………………………………..311
5. Convertidores continua-alterna ……………………………………………………………321
5.1. Conceptos generales ………………………………………………………………………….322
5.2. Onduladores monofásicos de cuadrada y cuasi-cuadrada ……………………..331
5.3. Sobre el control de la rama onduladora ………………………………………………355
5.4. Onduladores monofásicos con modulación
de ancho de pulsos sinusoidal sincrónica ………………………………………………….359
5.5. Onduladores trifásicos de enlace directo …………………………………………….394
5.6. Conclusiones ……………………………………………………………………………………409
5.7. Cuestiones de repaso y ejercicios propuestos ……………………………………….410
6. Convertidores alterna-continua …………………………………………………………….417
6.1. Conceptos preliminares ……………………………………………………………………..418
6.2. Rectificadore monofásico de media onda controlado (P1) …………………….423
6.3. Rectificadores polifásicos de media onda controlados (Pq) …………………..434
6.4. Rectificadores polifásicos de onda completa controlados,
con secundario de transformador en estrella (PDq) ……………………………………460
6.5. Rectificadores polifásicos de onda completa controlados,
con secundario transformador en polígono (Sq) ……………………………………….. 474
6.6. Las diferentes potencias en un rectificador. Mejora del factor de potencia 485
6.7. Caídas de tensión en los rectificadores …………………………………………………493
6.8. Funcionamiento en cortocircuito …………………………………………………………503
6.9. Conexionado serie y paralelo de rectificadores ……………………………………….510
6.10. Sobre el control de los convertidores CA-CC ………………………………………..517
6.11. Comparación de convertidores CA-CC …………………………………………………520
6.12. Conclusiones …………………………………………………………………………………….527
6.13. Cuestiones de repaso y ejercicios propuestos ……………………………………….528
7. Convertidores alterna-alterna …………………………………………………………………537
7.1. Introducción ………………………………………………………………………………………537
7.2. Variador de corriente alterna monofásico con control de fase …………………539
7.3. Variadores de corriente alterna trifásicos con control de fase ………………….559
7.4. Variadores de corriente alterna con control de ciclo integral …………………..577
7.5. Cicloconvertidores …………………………………………………………………………….. 582
7.6. Convertidores matriciales ……………………………………………………………………588
7.7. Conclusiones ………………………………………………………………………………………597
7.8. Cuestiones de repaso y ejercicios propuestos …………………………………………597

III – EL CONVERTIDOR ESTÁTICO EN LAZO CERRADO
8. Introducción al control de convertidores en lazo cerrado……………………………605
8.1. Conceptos generales …………………………………………………………………………….606
8.2. Convertidores alimentados en CC. Control por modulación …………………….623
8.3. Convertidores alimentados en CA. Control de fase …………………………………645
8.4. Conclusiones ………………………………………………………………………………………657
8.5. Cuestiones de repaso y ejercicios propuestos …………………………………………65