¿Qué es la electrónica energética? Energía vs. Electrónica lineal y de propósito

En qué se diferencia la Electrónica Energética de la Electrónica Lineal - Finalidad de la Electrónica Energética

¿Qué es la electrónica energética?

El sector de la electrónica energética puede entenderse eficazmente dividiéndolo en dos subcategorías: la ingeniería de la energía y la ingeniería electrónica. El sector de la ingeniería energética se ocupa principalmente de la tecnología, la transmisión, la distribución y la utilización {de la energía eléctrica} de la vitalidad con mayor eficacia.

Mientras que la ingeniería electrónica se ocupa principalmente de la tecnología, la transmisión y la recepción de indicadores e información con un grado de energía realmente bajo, desde milivatios hasta unos pocos vatios. En la electrónica energética, las ideas electrónicas se ponen en marcha para funciones que tienen un grado de energía excesivo, que va desde decenas de vatios hasta un gran número de vatios, en lugar de rangos de energía bajos, que van desde los milivatios hasta unos pocos vatios.

Se trata de una asignatura en la que los equipos y las unidades están implicados en las ideas de la electrónica, pero con un mayor grado de potencia. En la electrónica de potencia, se procesa una cantidad sustancial {de vitalidad eléctrica} en comparación con el procesamiento de indicadores e información en el caso de la ingeniería electrónica.

la {vitalidad eléctrica} se procesa y gestiona proporcionando el voltaje y el presente en un tipo que es apropiado de acuerdo con la demanda de la carga. En una frase breve, si algunos te preguntan, la electrónica de potencia es un tema en el que se utilizan las ideas de la electrónica para la gestión y la conversión {de la vitalidad eléctrica} a un mejor grado de energía.

Diagrama de bloques del sistema de electrónica de potencia

El esquema 1 que aparece a continuación muestra el diagrama de bloques esencial del sistema electrónico de habilidad. La instalación de entrada en el circuito electrónico de habilidad puede ser de CA o de CC. Principalmente, la capacidad de entrada procede de la red eléctrica monofásica o trifásica a una frecuencia de cincuenta o 60 Hz.

La salida de este método también puede ser variable o fija de tensión CC/CA, o puede ser de frecuencia y tensión variables. La salida procesada (presencia, tensión y frecuencia) de este método depende de la necesidad de carga.

Los valores de salida del circuito electrónico de capacidad se miden y estas sugerencias se contrastan con los indicadores de referencia (valores deseados) para generar los indicadores de gestión del circuito electrónico de capacidad que pueden cortar el error entre la señal de referencia y los indicadores de salida precisos.

Por ejemplo, si se conecta un motor de corriente continua como carga, la tensión de salida debe ser controlable para regular la velocidad del motor, o en el caso de un motor de inducción trifásico, el circuito debe tener frecuencia y tensión ajustables a la salida. La instalación que fluye a través de tales también puede invertirse y, por tanto, los papeles de la entrada y la salida deben ser intercambiables.

El controlador es un "Procesador Digital de Señales", el análisis y el crecimiento de la microelectrónica han hecho posible el desarrollo de este tipo de controladores. Además, la experiencia de los semiconductores ha mejorado la capacidad de manejar la funcionalidad y la operación de conmutación de los métodos electrónicos de potencia de moda.

Electrónica de potencia VS Electrónica lineal

En la electrónica lineal, las unidades semiconductoras funcionan dentro de la zona excitada y para el aislamiento se utiliza un transformador eléctrico. Es debido al funcionamiento dentro de la zona excitada que tenemos una pérdida de potencia excesiva y una menor eficiencia.

Resulta antieconómico porque se desperdicia una cantidad excesiva de vitalidad y también resulta problemático retirar el calor que se genera como resultado de la disipación de la vitalidad. {Una alternativa, el transformador eléctrico es pesado, lo que generalmente aumentará las dimensiones del sistema.

Por ejemplo, contempla el circuito de la determinación 2 que proporciona una tensión de salida regulada V_O para la carga. La tensión de entrada de la compañía eléctrica es de 240 V CA y la salida en la carga es de 5 V CC redonda.

Para aislar la entrada y la salida de la empresa de servicios públicos, se utiliza un transformador de frecuencia de línea para aislarla eléctricamente y reducir la tensión de entrada de la línea hasta el grado necesario. El convertidor de CA a CC (es decir, el rectificador) convierte la salida secundaria de CA de baja tensión del transformador en CC el lugar adicional donde se utiliza un condensador para cortar el material de contenido ondulado dentro de la tensión de CC V_D.

Esta forma de onda de la tensión depende de la magnitud de la tensión de la red pública, que suele variar en torno a un ± 10% del valor nominal de la tensión de la red pública. Es importante señalar aquí que la relación de giro del transformador de frecuencia de la carretera se elige de forma que el valor de la tensión continua transformada V_D es siempre mayor que la tensión de salida regulada V_O (es decir, V_D > V_O).

Ahora, con esta tensión continua accesible, introduce la tensión V_D que se conecta en paralelo a través de la carga resistiva y el transistor, el transistor se gestiona de tal manera que crea una caída de tensión V_T a través de él para ofrecer a la carga resistiva la tensión de salida regulada especificada V_O (V_D = V_T + V_O). Así, el transistor funciona dentro de la zona excitada como una resistencia variable, lo que en última instancia conduce a la pérdida de potencia, a la tecnología del calor y a la falta de eficiencia de todo tu sistema.

En el caso de la energía, la electrónica toma como ejemplo el circuito probado en la determinación 3. En este circuito, sin el uso de un transformador de frecuencia de línea, la entrada de CA de la compañía eléctrica se transforma en tensión continua V_D. A diferencia de la electrónica lineal, aquí el transistor funciona en los estados ON y OFF a una frecuencia realmente excesiva denominada frecuencia de conmutación.

Debido a esta excesiva frecuencia de conmutación en el circuito, la tensión continua rectificada V_D se transforma en tensión de corriente alterna (porque el intercambiador enciende y apaga con una frecuencia excesiva la polaridad de la tensión que parece cambiar a lo largo de los bobinados). Esto ayuda a utilizar un transformador de alta frecuencia para {el aislamiento eléctrico} y la tensión baja.

Para simplificar la comprensión del circuito probado en la determinación 3, permítenos simplificar este circuito con un intercambio imaginario de dos posiciones, como se demuestra en la determinación 4. En el transcurso del intervalo t_ENel interruptor está en el lugar A y el transistor está encendido y el diodo D₁ conduce mientras D₂ actúa como un circuito abierto. En el transcurso del intervalo t_OFF el interruptor está en el lugar B y el transistor está en OFF y el diodo 2 conduce mientras D₁ actúa como un circuito abierto. Por ello, la tensión v_i en la determinación 4 tiene una tensión de V_D y 0 cuando el intercambio se sitúa en A y B, respectivamente.

v_i = V_i + V_ondulación

El lugar V_i es la tensión continua común de v_i como se demuestra en la determinación 5 más adelante y V_ondulación

V_o = V_i

Ahora, a partir de las formas de onda en determinar 5, se puede ver que la V_o es la tensión de salida común como,

Si V_D = 4 V, T_S = 10 ms, y t_EN = 7 ms, entonces la tensión de salida común viene dada por

Ahora, a partir de la ecuación 3 anterior, está claro que el valor de la tensión de salida puede modificarse cambiando la relación entre el tiempo de encendido y el intervalo de ciclo, y esta relación se conoce como ciclo de responsabilidad D del interruptor. El tiempo de encendido t_EN es diversa y la frecuencia f_S del intervalo T_S se guarda fijo.

Así, en la electrónica de potencia, como resultado del funcionamiento de conmutación de alta frecuencia del transistor, porque en comparación con el funcionamiento de una zona viva en la electrónica lineal, la pérdida de capacidad se minimiza.

Definitivamente hay una pérdida de potencia cuando la conmutación funciona a una frecuencia excesiva desde el estado ON al OFF y viceversa. Sin embargo, es proporcional a la frecuencia de conmutación, que es mucho menor que las pérdidas que se producen en el sistema electrónico lineal. Con la mayor frecuencia de funcionamiento, la carga y el tamaño de los transformadores y las piezas de filtrado del sistema se reducen al mínimo, lo que da lugar a un conjunto compacto. Sin embargo, el precio de estos transformadores y filtros de alta frecuencia aumentará con el incremento de la frecuencia de conmutación.

Ahora bien, como hemos mencionado anteriormente que hay una pérdida de potencia como resultado de la operación de conmutación y que es proporcional a la frecuencia de conmutación, la parte superior de la frecuencia de conmutación adicional es la capacidad de disipación. Por tanto, debes elegir una frecuencia de conmutación que se comprometa entre la capacidad de disipación (es decir, la eficiencia) y el precio de tu sistema completo.

Puestos asociados:

Convertidores digitales de energía y finalidad

Los métodos de energía digital consisten en 1 o varios convertidores de energía digital. La gestión y las trazas de las unidades semiconductoras permiten que el convertidor alcance el grado requerido en la salida. A continuación se presenta la clasificación de la capacidad de los convertidores digitales junto con sus funciones.

• Rectificadores de diodo: El rectificador de diodos convierte una entrada de CA procedente de una fuente de CA o de una empresa de servicios públicos en una tensión de CC ajustada requerida. La entrada puede ser monofásica o trifásica y el rectificador también se diseña en función de la parte de entrada.

Propósitos: Galvanoplastia, procesamiento electroquímico, suministro de energía, tracción eléctrica, carga de baterías y SAI, y muchos otros.

• Convertidores de CA a CC Convierte una tensión de entrada de CA implacable en una tensión de salida de CC variable. Estos convertidores se alimentan además de una fuente monofásica o trifásica. También se denominan convertidores de conmutación natural o de conmutación de línea porque utilizan la tensión de la carretera para su conmutación.

Propósitos: Máquinas síncronas, metalurgia, accionamientos de corriente continua e industrias químicas, y muchas otras.

• Convertidores de CC a CC Convierte una corriente continua implacable en la tensión de entrada en una tensión de salida variable. Dependiendo del tipo de utilidad que se etiquete como "buck", "boost" y "buck-boost".

Propósitos - Accionamiento de corriente continua, automóviles con batería, métodos de vitalidad renovable, energía en modo conmutado y SAI, y muchos otros.

• Convertidores de CC a CA Convierte la tensión continua fija en tensión alterna variable de salida, la salida también puede ser de frecuencia y tensión variable.

Propósitos: Métodos de vitalidad renovable, motor de inducción, motor síncrono y SAI, y muchos otros.

• Convertidores de CA a CA Convierte un conjunto de tensiones de CA en una tensión de entrada de CA variable. La frecuencia de salida puede o no ser completamente diferente de la frecuencia de entrada.

Propósitos: gestión del ritmo de los motores de los ventiladores de CA, gestión de los rayos, accionamientos gigantes de CA y bombas, y muchos otros.

Conclusión

Dentro del artículo anterior, hemos estudiado la idea de la electrónica de potencia, es decir, es la mezcla de la ingeniería de potencia y la electrónica. Además, observamos su construcción en diagrama de bloques y la forma en que se utiliza para el método y la gestión de la energía. Estudiamos cómo la electrónica de potencia es completamente diferente de los métodos de la electrónica lineal en lo que respecta a la eficiencia, la dimensión y la funcionalidad del tratamiento de la energía. Y por último, echamos un pequeño vistazo a la clasificación de los distintos tipos de circuitos/convertidores de electrónica de potencia, junto con sus áreas de utilidad completamente diferentes. Este texto nos ha ayudado a percibir la idea esencial y la necesidad de un sistema de influencia electrónica, que es un tema importante y en auge en nuestro mundo eléctrico actual.

Puestos asociados: