Tipos de convertidores y rectificadores en sistemas eléctricos

Modos de funcionamiento de los convertidores

El otro modo es el discontinuo y esta descarga el inductor completamente antes de volver a iniciar un nuevo ciclo.

Interruptor encendido o apagado

Después tenemos otros dos modos que es con el interruptor encendido o apagado por lo que cuando el interruptor se encuentre encendido tendremos las siguientes tensiones teniendo en cuenta que VL es la tensión de la inductacia, Vd la tensión de entrada y Vo la tensión de salida:

En el caso de que se encuentre el interruptor cerrado Vd desaparecerá de las formulas que utilizamos anteriormente ya que la tensión pasara por el diodo.

Convertidor Boost

Este es al contrario del Buck, es decir, este eleva la tensión, su funcionamiento es igual que el anterior lo único que cambia son sus ecuaciones dependiendo de lo que nos encontremos en los circuitos:

Convertidor Buck-Boost

Este convertidor es muy parecido a los otros dos, pero este puede hacer ambas funciones utilizando la inductancia y el condensador de manera diferente según se le esté polarizando en On o en Off, su característica principal es que la polaridad es inversa a la de la entrada:

Inversores

Los inversores son circuitos que tiene como objetivo suministrar tensión alterna cariando su magnitud y frecuencia a partir de continua, esto se hace mediante una serie de interruptores y variara la carga en tensiones positivas, negativa o 0, según el tiempo que el inversor esta en los estados que nosotros controlemos, controlaremos su magnitud y su frecuencia sobre la carga.

Estructuras de inversores

Tenemos por un lado dos tipos de estructuras medio puente y puente completo, esto para entenderlo en un lado tendremos el medio puente el cual varia la tensión de, pero no de manera complete, es decir, no llega a la tensión de entrada:

Mientras que si hablamos de puente completo este si llega a Vdc mediante su configuración de 4 interruptores.

Conexiones de inversores

Esto son los dos tipos de inversores, ahora veremos sus tipos de conexiones según sean monofásicas o trifásicas, las anteriormente vista son en modo monofásicas, es decir una sola fase, pero en trifásica tenemos 3 fases y sus conexiones serían las siguientes:

Funcionamiento en trifásica

En trifásica lo que se pretende conseguir con esto es que la línea trifásica simule ser senoidal con el cambio de sus fases, todas van con un desfase de 120o y tienen sus ciclos de tiempo iguales haciendo que cuando una va entrando otra va saliendo y siempre con dos fases dentro.

Rectificadores

Un rectificador es un elemento que al contrario del inversor, este simula una señal en alterna a una señal en continua, estos hay 3 tipos P,Pd y S, pero solo veremos los dos primeros, sus conexiones pueden se monofásicas o trifásicas, se pueden usar varios rectificadores para mejorar la calidad de la onda:

Variadores de Frecuencia

Los variadores de frecuencia se utilizan para ajustar la velocidad de los motores y así poder reducir su consumo o aumentar su flexibilidad, un variador de frecuencia estos compuestos principalmente de dos componentes, un rectificador y un inversor.

Funcionamiento de los variadores de frecuencia

Es decir, los variadores de frecuencia deben su funcionamiento al cambio de frecuencia y tensión de manera ordenada para que siempre se mantenga la relación entre ambos.

El funcionamiento del motor asíncrono alimentado por convertidores de frecuencia se basa en lo siguiente y es que para aprovechar al máximo el motor hay que controlarlo de modo que le flujo se aproxime lo más posible al nominal para el cual ha sido diseñado, cuando esto se regula este presenta unas series de curvas denominadas par/velocidad

Curvas par/velocidad

Las curvas pares/velocidad se ven de la siguiente manera: