Electronica de Potencia
Principios Fundamentales y Estructuras Básicas
Eduard Ballester
La Electrónica de Potencia es una disciplina que trata de la conversión estática de la energía eléctrica y que, actualmente, adquiere una relevancia fundamental en las sociedades avanzadas puesto que permite optimizar el rendimiento de estas conversiones energéticas y también, un diseño más sostenible. Este texto está elaborado a partir de unos contenidos que pueden ser impart...
La Electrónica de Potencia es una disciplina que trata de la conversión estática de la energía eléctrica y que, actualmente, adquiere una relevancia fundamental en las sociedades avanzadas puesto que permite optimizar el rendimiento de estas conversiones energéticas y también, un diseño más sostenible. Este texto está elaborado a partir de unos contenidos que pueden ser impartidos en asignaturas de las nuevas titulaciones de grado en ingenierías de la rama industrial, como la Electricidad y la Electrónica Industrial y Automática. Está pues pensado para los estudiantes de dichas titulaciones. Los 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. Eduard Ballester Portillo y Robert Piqué López son doctores ingenieros industriales y están adscritos al Departamento de Ingeniería Electrónica de la Universidad Politécnica de Cataluña. Tienen una dilatada experiencia profesional y docente en Electrónica de Potencia. Ejercen sus actividades académicas como catedráticos en la Escuela Industrial de Barcelona y como miembros de la Unidad de Investigación y de Transferencia de Tecnología en Electrónica de Potencia y Accionamientos Eléctricos.
Reseña del Editor
I - FUNDAMENTOS DE LA ELECTRàNICA DE POTENCIA
1. Introducci¢n a la Electr¢nica de Potencia
1.1. ¿Qu? es la Electr¢nica de Potencia?
1.2. Clasificaci¢n de los convertidores est ticos
1.3. El interruptor como elemento constitutivo b sico del convertidor est tico
1.4. Estado actual y tendencias en los interruptores comerciales
1.5. µmbitos de aplicaci¢n de la Electr¢nica de Potencia
1.6. Conclusiones
1.7. Cuestiones de repaso y ejercicios propuestos
2. Principios b sicos
2.1. Definiciones previas.
2.2. Elementos circuitales
2.3. Leyes y teoremas
2.4. Reg¡menes transitorios
2.5. Series de Fourier. Transformada de Fourier
2.6. Potencias en un r?gimen peri¢dico
2.7. Conclusiones
2.8. Cuestiones de repaso y ejercicios propuestos
3. Interruptores y conmutaci¢n
3.1. El interruptor ideal
3.2. Caracterizaci¢n est tica de los interruptores
3.3. Caracterizaci¢n din mica de los interruptores
3.4. Estudio del proceso de conmutaci¢n
3.5. Caracterizaci¢n completa de los interruptores.
Diagramas de transici¢n de estados
3.6. S¡ntesis b sica de estructuras empleando interruptores
3.7. Conclusiones
3.8. Cuestiones de repaso y ejercicios propuestos
II - CONVERTIDORES ESTµTICOS ESTRUCTURAS
4. Convertidores continua-continua
4.1. Introducci¢n. Clasificaci¢n
4.2. Estructuras b sicas de los troceadores de un cuadrante
4.3. Troceadores sin aislamiento galv nico de un cuadrante
4.4. Troceadores de dos y cuatro cuadrantes. Reversibilidad
4.5. Troceadores con aislamiento galv nico de un interruptor controlado
4.6. Convertidores CC-CC con aislamiento y diversos interruptores
4.7. Resumen de caracter¡sticas de los convertidores CC-CC
4.8. Sobre el control de los convertidores CC-CC
4.9. Conclusiones
4.10. Cuestiones de repaso y ejercicios propuestos
5. Convertidores continua-alterna
5.1. Conceptos generales
5.2. Onduladores monof sicos de cuadrada y cuasi-cuadrada
5.3. Sobre el control de la rama onduladora
5.4. Onduladores monof sicos con modulaci¢n de ancho de pulsos sinusoidal sincr¢nica
5.5. Onduladores trif sicos de enlace directo
5.6. Conclusiones
5.7. Cuestiones de repaso y ejercicios propuestos
6. Convertidores alterna-continua
6.1. Conceptos preliminares
6.2. Rectificadores monof sico de media onda controlado (P1)
6.3. Rectificadores polif sicos de media onda controlados (Pq)
6.4. Rectificadores polif sicos de onda completa controlados, con secundario de transformador en estrella (PDq)
6.5. Rectificadores polif sicos de onda completa controlados, con secundario transformador en pol¡gono (Sq)
6.6. Las diferentes potencias en un rectificador. Mejora del factor de potencia.
6.7. Ca¡das de tensi¢n en los rectificadores.
6.8. Funcionamiento en cortocircuito
6.9. Conexionado serie y paralelo de rectificadores
6.10. Sobre el control de los convertidores CA-CC
6.11. Comparaci¢n de convertidores CA-CC
6.12. Conclusiones
6.13. Cuestiones de repaso y ejercicios propuestos
7. Convertidores alterna-alterna
7.1. Introducci¢n
7.2. Variador de corriente alterna monof sico con control de fase
7.3. Variadores de corriente alterna trif sicos con control de fase
7.4. Variadores de corriente alterna con control de ciclo integral
7.5. Cicloconvertidores
7.6. Convertidores matriciales
7.7. Conclusiones
7.8. Cuestiones de repaso y ejercicios propuestos
III - EL CONVERTIDOR ESTµTICO EN LAZO CERRADO
8. Introducci¢n al control de convertidores en lazo cerrado
8.1. Conceptos generales
8.2. Convertidores alimentados en CC. Control por modulaci¢n
8.3. Convertidores alimentados en CA. Control de fase
8.4. Conclusiones
8.5. Cuestiones de repaso y ejercicios propuestos
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