Electronica Industrial

UNIVERSIDAD DE LOS ANGELES

Materia: ELECTRONICA INDUSTRIAL

Facilitador: ING. JAIR VELAZQUEZ RAMIREZ

UNIDAD II

CONMUTADORES ELECTRONICOS DE POTENCIA

3.1 concepto de conmutador

3.2 conmutadores ideales

3.3 el SPC rectificador controlado, silicio, tiristor, GTO

3.4 transistor bipolar en régimen de conmutación

Alumna: JUDITH VAZQUEZ MENA

INTRODUCCION

Un conmutador es un interruptor eléctrico rotativo en ciertos tipos de motores eléctricos y generadores eléctricos que periódicamente cambia la dirección de la corriente entre el rotor y el circuito externo en un motor, proporciona la energía a la mejor ubicación en el rotor, y en un generador, recibe la energía de forma similar. Como un interruptor, tiene una excepcional larga vida útil, tomando en cuenta el número de aperturas y cierres que ocurren en operación normal.

Un conmutador, es una característica común en máquinas rotativas de corriente continua. Al revertir el sentido de la corriente en la bobina en movimiento de la armadura de un motor, una fuerza constante rotativa (torque) es producido. De manera similar, en un generador, revirtiendo la conexión de la bobina al circuito externo provee de corriente directa unidireccional al circuito externo. La primera máquina de corriente directa con conmutador fue creada por Hippolyte Pixii en 1832, basado en una sugerencia de André-Marie Ampere.

Los circuitos electrónicos de potencia convierten la energía eléctrica de un tipo a otro utilizando dispositivos electrónicos, los circuitos electrónicos de potencia funcionan utilizando dispositivos semiconductores como interruptores, para controlar o modificar un voltaje o una corriente las aplicaciones de los circuitos electrónicos abarcan desde los equipos de conversión de alta potencia, como los sistemas de transmisión de corriente directa.

La electrónica de potencia incluye aplicaciones en las que los circuitos procesan mili volts o megavolts, las aplicaciones típicas de la electrónica de potencia son

Entre otras la conversión de corriente alterna en corriente directa la conversión de corriente directa en alterna, la conversión de un voltaje directo no regulado en un voltaje directo regulado y la conversión de una alimentación alterna de determinada amplitud y frecuencias distintas.

Los avances conseguidos en la capacidad de conmutación de los semiconductores combinados, con el interés de mejorar el rendimiento y las prestaciones de los dispositivos eléctricos han convertido a la electrónica de potencia en un área de la ingeniería electrónica de rápido crecimiento.

3.1 CONCEPTO DE CONMUTADOR

Un conmutador es un dispositivo eléctrico o electrónico que permite modificar el camino que deben seguir los electrones. Son típicos los manuales, como los utilizados en las viviendas y en dispositivos eléctricos, y los que poseen algunos componentes eléctricos o electrónicos como el relé. Se asemejan a los interruptores en su forma exterior, pero los conmutadores a la vez que desconectan un circuito, conectan otro.

El conmutador analiza las tramas que ingresan por sus puertos de entrada y filtra los datos para concentrarse solamente en los puertos correctos (esto se denomina conmutación o redes conmutadas). Por consiguiente, el conmutador puede funcionar como puerto cuando filtra los datos y como concentrador (hub) cuando administra las conexiones.

El conmutador utiliza un mecanismo de filtrado y de conmutación que redirige el flujo de datos a los equipos más apropiados, en función de determinados elementos que se encuentran en los paquetes de datos.

3.2 CONMUTADORES IDEALES

En la ingeniería eléctrica, un conmutador ideal es un, interruptor es un componente eléctrico que puede romper un circuito eléctrico, interrumpiendo la corriente o desviándola de un conductor a otro.

La forma más familiar de interruptor es un dispositivo electromecánico de accionamiento manual con uno o más conjuntos de contactos eléctricos, que están conectados a los circuitos externos. Cada conjunto de contactos puede estar en uno de dos estados: puede ser "cerrada", es decir los contactos se tocan y la electricidad puede fluir entre ellos, o "abierto", es decir, los contactos se separan y el interruptor es no conductor. El mecanismo de accionamiento de la transición entre estos dos estados puede ser un tipo "basculante" o "momentáneo".

Un interruptor puede ser manipulado directamente por un ser humano como una señal de control a un sistema, tal como un botón de teclado de ordenador, o para controlar el flujo de potencia en un circuito, tal como un interruptor de la luz. Interruptores accionados automáticamente se pueden utilizar para controlar los movimientos de las máquinas, por ejemplo, para indicar que una puerta de garaje ha llegado a su posición completamente abierta, o que una máquina herramienta está en una posición para aceptar otra pieza de trabajo. Interruptores pueden ser operados por las variables de proceso tales como presión, temperatura, flujo, corriente, tensión, y la fuerza, que actúa como sensores en un proceso y se utiliza para controlar de forma automática un sistema. Por ejemplo, un termostato es un interruptor de temperatura de accionamiento utilizado para controlar un proceso de calentamiento. Un interruptor que es operado por otro circuito eléctrico se llama un relé. Interruptores de gran tamaño pueden ser accionados a distancia por un mecanismo de accionamiento del motor. Algunos conmutadores se usan para aislar la energía eléctrica a partir de un sistema, proporcionando un punto visible de aislamiento que puede ser cerrada con candado si es necesario para evitar el funcionamiento accidental de una máquina durante el mantenimiento, o para evitar descargas eléctricas.

Un conmutador ideal no tendría caída de tensión cuando está cerrado y no tendría límites en valor de tensión o corriente. Tendría cero tiempos de subida y tiempo de bajada durante los cambios de estado, y que cambie de estado sin "rebotando" entre dentro y fuera de las posiciones.

Interruptores prácticos están a la altura de este ideal, tienen resistencia, límites en la, la hora actual y el voltaje que pueden manejar conmutación finita, etc. El conmutador ideal se utiliza a menudo en el análisis de circuitos, ya que simplifica en gran medida el sistema de ecuaciones a resolver, sin embargo esto puede llevar a una solución menos precisa. Se requiere un tratamiento teórico de los efectos de las propiedades no ideales en el diseño de grandes redes de conmutadores, como por ejemplo utilizado en centrales telefónicas.

3.3 EL SPC RECTIFICADOR CONTROLADO, SILICIO, TIRISTOR, GTO

El SPC son equipos rectificadores-cargadores de baterías para múltiples aplicaciones de pequeñas potencias, diseñadas especialmente para el uso en instalaciones que requieran gran robustez en el menor espacio posible y con el menor coste.

Los rectificadores controlados funcionan con una solida característica controlada, la gran estabilidad permite mantener los valores de tensión en salida dentro del ±1% con variaciones de tensión de alimentación de ±10 % variaciones de frecuencia del ±5% y variaciones de carga de 0 al 100 %.

Sus principales características de fiabilidad hacen al SPC un equipo rectificador, cargador de baterías para la alimentación de los servicios .especialmente adaptable a múltiples aplicaciones que requieren pequeñas potencias y tamaños reducidos. Simple instalación y mantenimiento valido para su utilización con diferentes tecnologías de batería fundamentalmente níquel-cadmio y plomo hermético o abierto con dispositivos especialmente dedicados a incrementar sus presentaciones y fiabilidad.

SILICIO

Es el material semiconductor más utilizado. Tiene 14 electrones en órbita y 14 protones. Un átomo de silicio aislado tiene cuatro electrones en la órbita de valencia. Un átomo de silicio que forma parte de un cristal tiene ocho electrones en la órbita de valencia, porque comparte un electrón con cada uno de sus cuatro vecinos más cercanos.

TABLA PERIÓDICA DE ELEMENTOS

El silicio fue aislado por primera vez de sus compuestos en 1823 por el químico sueco Jones Jakob barón de Berzelius.

Propiedades y estado natural:

Se prepara en forma de polvo amorfo amarillo pardo o de cristales negros-grisáceos. Se obtiene calentando sílice, o dióxido de silicio (SiO2), con un agente reductor, como carbono o magnesio, en un horno eléctrico. El silicio cristalino tiene una dureza de 7, suficiente para rayar al vidrio, de dureza de 5 a 7. El silicio tiene un punto de fusión de 1.410 °C, un punto de ebullición de 2.355 °C y una densidad relativa de 2,33. Su masa atómica es 28,086.

El silicio se disuelve en ácido fluorhídrico formando el gas tetra fluoruro de silicio, y es atacado por los ácidos nítrico, clorhídrico y sulfúrico, aunque el dióxido de silicio formado inhibe la reacción. También se disuelve en hidróxido de sodio, formando silicato de sodio y gas hidrógeno. A temperaturas ordinarias el silicio es insensible al aire, pero a temperaturas elevadas reacciona con el

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