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1.2. Clasificación de los convertidores estáticos 1.2.1. Clasificación funcional

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La energía eléctrica utilizada en los procesos industriales procede, en general, de dos tipos de fuentes de características bien diferentes:

 Fuentes de continua (baterías de acumuladores) que suministran una tensión continua de valor medio constante y con un rizado despreciable.

 Fuentes de alterna (alternadores) que suministran una tensión alterna de valor eficaz y frecuencia constantes.

Tabla 1.1. Valores habituales de tensiones de fuentes de continua.

Fuentes primarias de continua
Tipo Tensión por celda Tensiones típicas
Baterías de Pb ácido 2 V 12 V; 24 V; 48 V
Baterías de Ni-Cd 1,2 V 2,4 V; 6 V; 12 V
Baterías Térmicas 1,87 V 28 V
Paneles fotovoltaicos 0,7 V (aprox.) Variable

Tabla 1.2. Valores habituales de tensiones de fuentes de alterna.

Fuentes primarias de alterna
Tipo Tensión por celda Tensiones típicas
Red europea 50 Hz 220 V; 230 V
Red americana 60 Hz 110 V; 115 V
Red universal 50 - 60 Hz De 85 V a 265 V
Red de aviónica 400 Hz 115 V

Por otro lado, existen numerosos dispositivos o cargas que requieren la utilización de energía eléctrica en las formas más diversas, por ejemplo:

 Tensión continua de valor constante.

 Tensión continua de valor medio variable.

 Tensión alterna de valor eficaz y frecuencia variables.

Tabla 1.3. Algunas cargas de continua de baja potencia y sus necesidades de alimentación a tensión constante.

Tipo Tensiones típicas
Circuitos digitales 5 V; 3,3 V; 1,2 V
Circuitos analógicos 12 V; -12 V; ± 15 V; 9 V
Circuitos de telefonía 6 V; -48 V
Baterías 6 V; 12 V; 24 V; 42 V; 48 V
Ventiladores de PC 12 V

De estas dos consideraciones se desprende la necesidad de los convertidores de energía eléctrica, o procesadores de energía eléctrica, que permitirán adaptar, según necesidad, la fuente a la carga. Esta adaptación exigirá unas veces cambiar la forma de la energía (convertidores continua-alterna y convertidores alterna-continua), mientras que otras veces exigirá cambiar alguna de sus características conservando la forma (convertidores continua-continua y convertidores alterna-alterna).

Si bien la conversión de energía eléctrica ya fue resuelta, en buena parte, mediante sistemas electromecánicos, estos fueron rápidamente desplazados por los sistemas estáticos, desplazamiento provocado, sobretodo, por los progresos conseguidos, en los años 60 del siglo pasado, en el campo de los componentes electrónicos de potencia.

Actualmente, casi toda conversión de energía eléctrica se realiza mediante un convertidor estático.

En la figura 1.4 se indican los diferentes tipos de conversión de energía junto con el nombre habitual del convertidor estático que la realiza.


Figura 1.4. Convertidores estáticos de energía. Clasificación funcional.

En esta figura E1 y E2 son dos valores diferentes de tensión continua, mientras que V1, f1 y V2, f son las tensiones (eficaces) y las frecuencias que caracterizan dos sistemas diferentes de tensión alterna.

Se deberá exigir de un convertidor que su rendimiento sea máximo, es decir, que la transferencia de energía de la fuente a la carga se haga con el mínimo gasto energético en el convertidor.

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