Inversores: Componentes Clave en la Transición Energética - Prof. Duron, Transcripciones de Física Láser y Óptica Cuántica

¡Descarga Inversores: Componentes Clave en la Transición Energética - Prof. Duron y más Transcripciones en PDF de Física Láser y Óptica Cuántica solo en Docsity!

Unidad 5

“Inversores”

Óptica y Semiconductores

Docente: Mónica Cuellar

Alumna: Fernanda Anahí Duron Olvera

¿QUÉ ES UN INVERSOR Y CUÁL ES SU FUNCIÓN?

Los inversores pertenecen al grupo recientemente popular, utilizados para transformar la electricidad producida por las instalaciones fotovoltaicas y ajustar el valor del voltaje. La gran demanda de este tipo de instalaciones ha propiciado el desarrollo dinámico de esta rama de convertidores de corriente y la ampliación del catálogo de productos. Además de convertir la corriente continua en corriente alterna, los sistemas de inversores altamente desarrollados permiten el monitoreo continuo del estado de la instalación y la producción, así como el apoyo para proteger toda la instalación eléctrica contra fallas. Los inversores controlan la tensión y frecuencia de la corriente, y cuando se supera el valor máximo de tensión en una de las fases (253V), desconectan la instalación de la red.

Los inversores se dividen según los siguientes criterios:

Tipo de alimentación:

Unifase – fuente de alimentación monofásica de 230 V CA, tensión alterna trifásica de 230 V en la salida del inversor;

Trifásica – fuente de alimentación con un voltaje de 400V CA con tres fases, a la salida del inversor, 3 fases con un voltaje alterno de 400V;

Destino:

Para motores monofásicos; Para motores trifásicos; Método de control:

Control escalar: este es el método más simple para controlar inversores. Consiste en mantener constantemente la relación adecuada de tensión (U) a frecuencia (f).

Dichos inversores se utilizan con mayor frecuencia en aplicaciones que no requieren un control particularmente preciso de la velocidad de rotación y control sobre la corriente o el par electromagnético.

Control vectorial – la solución permite un control de rotación del motor de alta precisión cambiando su par. Debido a la precisión del control y el precio más alto resultante, estos dispositivos se utilizan para aplicaciones más exigentes.

Control cuadrado – el resultado de este método de control es el aumento de la frecuencia de salida al cuadrado a medida que aumenta el voltaje de salida. Es por tanto una solución muy similar al control escalar, en el que, sin embargo, los parámetros mencionados aumentan proporcionalmente de forma lineal, no cuadrática.

APLICACIÓN DE INVERSORES

Los inversores son la solución más utilizada para regular el rendimiento de los dispositivos, tanto en el ámbito de una amplia gama de productos domésticos como en grandes aplicaciones industriales. A pesar de que muchas veces no somos conscientes de su presencia (a menudo trabajando en segundo plano, integrados en una carcasa externa o escondida en armarios de control), son los responsables del correcto funcionamiento de las máquinas, incluidas las más habituales, como las lavadoras o los ventiladores.

Los convertidores son de particular importancia en grandes plantas industriales y de producción, donde son responsables de controlar máquinas complejas, p. en las industrias minera y energética, así como en la siderurgia y el vidrio. Ejemplos de soluciones que requieren el uso de inversores son turbinas, compresores, turboventiladores o bombas. Todos ellos tienen rotores cuya velocidad de rotación es responsable de su eficiencia. Las cintas transportadoras también son un elemento muy característico, muchas veces asociado a la industria minera. Con el aumento de la velocidad de rotación del motor de accionamiento, aumenta la velocidad de alimentación de la materia prima. En el caso de una mina de carbón que transporta la producción directamente a la central eléctrica, la eficiencia de la transferencia de combustible está estrechamente relacionada con la demanda directa de producción de electricidad. Por lo tanto, la forma más conveniente de controlar un transportador de este tipo es el uso de un inversor apropiado.

 Aplicaciones

1. Controladores de Motor de Alta Potencia*: Utilizados en aplicaciones de tracción como locomotoras eléctricas.
2. Convertidores de Potencia*: Empleados en convertidores de energía industrial de alta potencia.
3. Sistemas de Transmisión de Energía HVDC (Corriente Continua de Alta Tensión)*: Usados en la conversión de energía en sistemas de transmisión de larga distancia.

Características de IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) y

sus Aplicaciones

 Características

1. Alta Eficiencia y Capacidad de Conmutación*: Combinan las ventajas de los transistores bipolares y los MOSFET, ofreciendo alta eficiencia y rapidez.
2. Alta Capacidad de Corriente y Voltaje*: Pueden manejar altas corrientes y voltajes, adecuados para aplicaciones de potencia media a alta.
3. Control Simplificado*: Se controlan fácilmente mediante una señal de voltaje en la puerta (gate), similar a los MOSFET.
4. Pérdidas de Conducción y Conmutación Moderadas*: Tienen pérdidas menores en comparación con los GTO, aunque mayores que los MOSFET.

5. Menor Requerimiento de Circuito de Puerta*: Requieren menos complejidad en el circuito de puerta comparado con los GTO.

 Aplicaciones

1. Inversores para Energía Renovable*: Utilizados en inversores solares y eólicos para convertir corriente continua a corriente alterna.
2. Controladores de Motor*: Empleados en vehículos eléctricos, HVAC y electrodomésticos para el control eficiente del motor.
3. Convertidores de Frecuencia Variable*: Usados en sistemas industriales para control de velocidad de motores.
4. Sistemas de Alimentación Ininterrumpida (UPS)*: Para proporcionar energía estable en caso de fallas en el suministro eléctrico.

Ambos dispositivos son esenciales en la gestión de energía y control de alta potencia en diversas industrias, pero la elección entre ellos depende de los requisitos específicos de la aplicación, como la velocidad de conmutación, la capacidad de manejo de corriente y voltaje, y la complejidad del circuito de control.

Bibliografía

 Qué es un inversor | AutoSolar Blog. (n.d.). Autosolar.co. https://autosolar.co/aspectos-tecnicos/que-es-un-inversor  Solar, E. F. C. (2021, February 4). Tipos de inversores para placas solares y autoconsumo. Expertos En Energía Solar Fotovoltaica Y Paneles Solares | EFC SOLAR. https://www.efcsolar.com/energia-solar-fotovoltaica/tipos-de-inversores- para-placas-solares/  Inversores. (n.d.). Www.vde.com.mx. Retrieved June 3, 2024, from https://www.vde.com.mx/productos/energia-renovable/equipos-para-sistemas- interconectados/inversores.html