Convertidores y Regulación en Sistemas Eléctricos: Fundamentos y Características

Tema 10. Convertidores, Regulación y Control

Introducción

Convertidor: elemento que permite cambiar la forma de la energía eléctrica entre continua y alterna, continua y continua, entre diversas frecuencias de corriente alterna. Están formados por dispositivos fabricados con materiales semiconductores. Funcionan, en esencia, como interruptores, permitiendo o bloqueando el paso de corriente en determinadas condiciones.

Símbolo de convertidor de alterna en continua (rectificador), continua en alterna (inversor), alterna en alterna y continua en continua

Rectificadores: elemento o circuito que permite convertir la corriente alterna en corriente continua.

Rectificadores controlados: pueden reducir a voluntad el valor medio de la corriente y de la tensión que se suministra a la carga.

Inversor: elemento o circuito que permite convertir la corriente continua en corriente alterna.

Reguladores de tensión: Para regular el valor de la tensión que se aplica a una carga a partir de una fuente de tensión fija, pueden utilizarse los divisores de tensión (tanto con fuentes continuas como con fuentes alternas) o los autotransformadores regulables (sólo en corriente alterna).

Control automático de procesos: En todos los procesos de construcción y de fabricación se pueden identificar las siguientes funciones:

1. Definición de la función objetivo del proceso,
2. Recogida de datos del proceso,
3. Procesamiento de los datos,
4. Actuación sobre los elementos del proceso.

Un proceso está controlado automáticamente cuando todas estas funciones, en vez de realizarse manualmente, se implementan sobre un sistema que puede operar sin intervención humana.

Tema 11. Características de Funcionamiento

Introducción

Los valores normales de funcionamiento de los dispositivos están determinados por el comportamiento dieléctrico de los aislantes y por el comportamiento térmico de los devanados.

La puesta en funcionamiento de las máquinas eléctricas provoca un transitorio de arranque. Existirá:

• 1º Un transitorio electromagnético, hasta que las corrientes en las bobinas y las tensiones en los condensadores alcancen su valor de régimen permanente.
• 2º Un transitorio térmico, hasta que la temperatura en todos los elementos de la máquina alcance su valor de régimen permanente.
• 3º Además, si se trata de un generador o de un motor, existirá también un transitorio mecánico hasta que se alcance la velocidad de régimen permanente.

Una vez en régimen permanente, las características eléctricas (relación entre la tensión, la corriente, las potencias, ...) y, en las máquinas giratorias, las características mecánicas (relación entre el par, la velocidad, ...) determinan el campo de aplicación más apropiado para cada una de las máquinas. En los elementos tales como las líneas, los transformadores o cualquier tipo de convertidor de energía eléctrica en energía eléctrica, sólo intervienen los parámetros y magnitudes eléctricas (tensión, corriente y frecuencia de alimentación, resistencias y reactancias de su circuito interno, ...); en las máquinas giratorias deberá considerarse también la velocidad.

Clase de Servicio. Sobrecarga
Clase de servicio: ciclo de trabajo para el que ha sido diseñada una máquina atendiendo a su límite térmico.

La potencia nominal es la que el fabricante asigna a la máquina para que, con el ciclo de trabajo que vaya a realizar, no supere la temperatura máxima admisible. La potencia nominal se refiere habitualmente a unas condiciones ambientales de referencia: 40ºC y altitudes inferiores a 1000m.

Sobre carga: las máquinas eléctricas pueden funcionar durante un cierto tiempo por encima de su potencia nominal para servicio S1 sin superar el calentamiento máximo admisible.