Rashid, Muhammad H.
Electrónica de potencia : circuitos, dispositivos y aplicaciones / Muhammad H. Rashid ; tr. Virgilio González y Pozo ; rev. téc. Agustín Suarez Fernández, Miguel Angel González. - 3ra. ed. - Mexico : Pearson, 2004. - xxiv, 878 p. : il., gráfs. ; 24 cm.
Incluye bibliografía e índice.
Prefacio
Acerca del autor
Capítulo 1 Introducción
1.1 Aplicaciones de la electrónica de potencia
1.1.1 Historia de la electrónica de potencia
1.2 Dispositivos semiconductores de potencia
1.2.1 Diodos de potencia
1.2.2 Tiristores
1.2.3 Transistores de potencia
1.3 Características de control de los dispositivos de potencia
1.4 Características y especificaciones de los interruptores
1.4.1 Características ideales
1.4.2 Características de los dispositivos prácticos
1.4.3 Especificaciones de interruptor
1.4.4 Opciones de dispositivo
1.5 Tipos de circuitos electrónicos de potencia
1.6 Diseño de equipo de electrónica de potencia
1.7 Determinación del valor cuadrático medio de las formas de onda
1.8 Efectos periféricos
1.9 Módulos de potencia
1.10 Módulos inteligentes
1.11 Revistas y conferencias sobre electrónica de potencia
Resumen
Referencias
Preguntas de repaso
Capítulo 2 Diodos semiconductores de potencia y circuitos
2.1 Introducción
2.2 Fundamentos de semiconductores
2.3 Características del diodo
2.4 Características de recuperación inversa
2.5 Tipos de diodos de potencia
2.5.1 Diodos de propósito general
2.5.2 Diodos de recuperación rápida
2.5.3 Diodos Schottky
2.6 Diodos de carburo de silicio
2.7 Modelo SPICE de diodo
2.8 Diodos conectados en serie
2.9 Diodos conectados en paralelo
2.10 Diodos con cargas RC y RL
2.11 Diodos con cargas LC y RL
2.12 Diodos de corrida libre
2.13 Recuperación de la energía aprisionada con un diodo
Resumen
Referencias
Preguntas de repaso
Problemas
Capítulo 3 Rectificadores con diodos
3.1 Introducción
3.2 Rectificadores monofásicos de media onda
3.3 Parámetros de rendimiento
3.4 Rectificadores monofásicos de onda completa
3.5 Rectificador monofásico de onda completa con carga RL
3.6 Rectificadores polifásicos en estrella
3.7 Rectificadores trifásicos en puente
3.8 Rectificador trifásico en puente con carga RL
3.9 Comparaciones de rectificadores con diodos
3.10 Diseño de circuitos rectificadores
3.11 Voltaje de salida con filtro LC
3.12 Efectos de las inductancias de la fuente y de la carga
Resumen
Referencias
Preguntas de repaso
Problemas
Capítulo 4 Transistores de potencia
4.1 Introducción
4.2 Transistores bipolares de unión
4.2.1 Características en estado permanente
4.2.2 Características de conmutación
4.2.3 Límites de conmutación
4.3 MOSFET de potencia
4.3.1 Características en estado permanente
4.3.2 Características de conmutación
4.4 COOLMOS
4.5 SIT
4.6 IGBT
4.7 Operación en serie y en paralelo
4.8 Limitaciones por di/dt y por dv/dt
4.9 Modelos SPICE
4.9.1 Modelo SPICE del BJT
4.9.2 Modelo SPICE de MOSFET
4.9.3 Modelo SPICE del IGBT
4.10 Comparación de transistores
Resumen
Referencias
Preguntas de repaso
Problemas
Capítulo 5 Convertidores CD-CD
5.1 Introducción
5.2 Principio de operación de bajada
5.2.1 Generación del ciclo de trabajo
5.3 Convertidor de bajada con carga RL
5.4 Principio de la operación de subida
5.5 Convertidor de subida con una carga resistiva
5.6 Parámetros de funcionamiento
5.7 Clasificación de los convertidores
5.8 Reguladores de modo de conmutación
5.8.1 Reguladores reductores
5.8.2 Reguladores elevadores
5.8.3 Reguladores reductores y elevadores
5.8.4 Reguladores de Cúk
5.8.5 Limitaciones de la conversión en una etapa
5.9 Comparación de los reguladores
5.10 Convertidor elevador con varias salidas
5.11 Convertidor elevador alimentado por rectificador de diodo
5.12 Diseño del circuito interruptor periódico
5.13 Análisis de estado-espacio de los reguladores
Resumen
Referencias
Preguntas de repaso
Problemas
Capítulo 6 Inversores modulados por ancho de pulso
6.1 Introducción
6.2 Principio de operación
6.3 Parámetros de rendimiento
6.4 Puentes inversores monofásicos
6.5 Inversores trifásicos
6.5.1 Conducción a 180 grados
6.5.2 Conducción a 120 grados
6.6 Inversores monofásicos controlados por voltaje
6.6.1 Modulación por ancho de pulso único
6.6.2 Modulación por ancho de pulso múltiple
6.6.3 Modulación por ancho de pulso sinusoidal
6.6.4 Modulación por ancho de pulso sinusoidal modificada
6.6.5 Control por desplazamiento de fase
6.7 Técnicas avanzadas de modulación
6.8 Inversores monofásicos controlados por voltaje
6.8.1 PWM sinusoidal
6.8.2 PWM de 60 grados
6.8.3 PWM con tercera armónica
6.8.4 Modulación por vector espacial
6.8.5 Comparación de las técnicas de PWM
6.9 Reducción de armónicas
6.10 Inversores con fuente de corriente
6.11 Inversor de enlace de CD variable
6.12 Inversor elevador
6.13 Diseño de circuitos de inversor
Resumen
Referencias
Preguntas de repaso
Problemas
Capítulo 7 Tiristores
7.1 Introducción
7.2 Características de los tiristores
7.3 Modelo del tiristor empleando dos transistores
7.4 Activación del tiristor
7.5 Apagado del tiristor
7.6 Tipos de tiristores
7.6.1 Tiristores controlados por fase
7.6.2 BCT
7.6.3 Tiristores de conmutación rápida
7.6.4 LASCR
7.6.5 Tiristores de triodo bidireccional
7.6.6 RCT
7.6.7 GTO
7.6.8 FET CTH
7.6.9 MTO
7.6.10 ETO
7.6.11 IGCT
7.6.12 MCT
7.6.13 SITH
7.6.14 Comparaciones de tiristores
7.7 Operación de tiristores en serie
7.8 Operación de tiristores en paralelo
7.9 Protección contra di/dt
7.10 Protección contra dv/dt
7.11 Modelos SPICE para tiristores
7.11.1 Modelo SPICE del tiristor
7.11.2 Modelo SPICE del GTO
7.11.3 Modelo SPICE del MCT
7.11.4 Modelo SPICE del SITH
Resumen
Referencias
Preguntas de repaso
Problemas
Capítulo 8 Inversores de pulso resonante
8.1 Introducción
8.2 Inversores resonantes serie
8.2.1 Inversores resonantes serie con interruptores unidireccionales
8.2.2 Inversores resonantes serie con interruptores bidireccionales
8.3 Respuestas en frecuencia de inversores resonantes serie
8.3.1 Respuesta en frecuencia para cargas en serie
8.3.2 Respuesta en frecuencia para cargas en paralelo
8.3.3 Respuesta en frecuencia para cargas en serie-paralelo
8.4 Inversores resonantes paralelo
8.5 Control de voltaje en inversores resonantes
8.6 Inversor resonante clase E
8.7 Rectificador resonante clase E
8.8 Convertidores resonantes por conmutación a corriente cero
8.8.1 Convertidor resonante ZCS tipo L
8.8.2 Convertidor resonante ZCS tipo M
8.9 Convertidores resonantes por conmutación a voltaje cero
8.10 Comparación entre convertidores resonantes ZCS y ZVS
8.11 Convertidores resonantes ZVS de dos cuadrantes
8.12 Inversores resonantes de enlace de CD
Resumen
Referencias
Preguntas de repaso
Problemas
Capítulo 9 Inversor multinivel
9.1 Introducción
9.2 El concepto de multinivel
9.3 Tipos de inversores multinivel
9.4 Inversor multinivel con diodo fijador
9.4.1 Principio de operación
9.4.2 Propiedades del inversor con diodo fijador
9.4.3 Inversor con diodo fijador mejorado
9.5 Inversor multinivel con capacitores volantes
9.5.1 Principios de operación
9.5.2 Características del inversor con capacitores volantes
9.6 Inversor multinivel en cascada
9.6.1 Principio de operación
9.6.2 Propiedades del inversor en cascada
9.7 Aplicaciones
9.7.1 Compensación de la potencia reactiva
9.7.2 Interconexión espalda con espalda
9.7.3 Excitadores de velocidad ajustable
9.8 Corrientes de conmutación del dispositivo
9.9 Balanceo de voltaje del capacitor de enlace de CD
9.10 Características de inversores multinivel
9.11 Comparación de convertidores multinivel
Resumen
Referencias
Preguntas de repaso
Problemas
Capítulo 10 Rectificadores controlados
10.1 Introducción
10.2 Principio de operación del convertidor controlado por fase
10.3 Convertidores monofásicos completos
10.3.1 Convertidor monofásico completo con carga RL
10.4 Convertidores monofásicos duales
10.5 Principio de operación de los convertidores trifásicos de media onda
10.6 Convertidores trifásicos completos
10.6.1 Convertidor trifásico completo con carga RL
10.7 Convertidores trifásicos duales
10.8 Mejoras al factor de potencia
10.8.1 Control por ángulo de extinción
10.8.2 Control por ángulo simétrico
10.8.3 Control por PWM
10.8.4 PWM Sinusoidal Monofásica
10.8.5 Rectificador trifásico PWM
10.9 Semiconvertidores monofásicos
10.9.1 Semiconvertidor monofásico con carga RL
10.10 Semiconvertidores trifásicos
10.10.1 Semiconvertidores trifásicos con carga RL
10.11 Convertidores monofásicos en serie
10.12 Convertidores de doce pulsos
10.13 Diseño de circuitos convertidores
10.14 Efecto de las inductancias de carga y de alimentación
Resumen
Referencias
Preguntas de repaso
Problemas
Capítulo 11 Controladores de voltaje de ca
11.1 Introducción
11.2 Principio del control de encendido apagado
11.3 Principio de control por ángulo de fase
11.4 Controladores monofásicos bidireccionales con cargas resistivas
11.5 Controladores monofásicos con cargas inductivas
11.6 Controladores trifásicos de onda completa
11.7 Controladores trifásicos bidireccionales conectados en delta
11.8 Cambiadores de conexión en un transformador monofásico
11.9 Cicloconvertidores
11.9.1 Cicloconvertidores monofásicos
11.9.2 Cicloconvertidores trifásicos
11.9.3 Reducción de las armónicas en la salida
11.10 Controladores de voltaje de ca con control por PWM
11.11 Convertidor matricial
11.12 Diseño de circuitos convertidores de voltaje de CA
11.13 Efectos de las inductancias de alimentación y de carga
Resumen
Referencias
Preguntas de repaso
Problemas
Capítulo 12 Interruptores estáticos
12.1 Introducción
12.2 Interruptores de ca monofásicos
12.3 Interruptores de ca trifásicos
12.4 Interruptores trifásicos reversibles
12.5 Interruptores de ca para transferencia de canal
12.6 Interruptores de CD
12.7 Relevadores de estado sólido
12.8 Relevadores microelectrónicos
12.8.1 Relevador fotovoltaico
12.8.2 Aisladores fotovoltaicos
12.9 Diseño de interruptores estáticos
Resumen
Referencias
Preguntas de repaso
Problemas
Capítulo 13 Sistemas flexibles de transmisión de ca
13.1 Introducción
13.2 Principio de la transmisión de potencia
13.3 Principio de la compensación por derivación
13.4 Compensadores en derivación
13.4.1 Reactor controlado por tiristor
13.4.2 Capacitor conmutado por tiristor
13.4.3 Compensador de VAR estático
13.4.4 Compensador avanzado de VAR estático
13.5 Principio de la compensación serie
13.6 Compensadores serie
13.6.1 Capacitor serie conmutado por tiristor
13.6.2 Capacitor serie controlado por tiristor
13.6.3 Capacitor serie controlado por conmutación forzada
13.6.4 Compensador serie de VAR estático
13.6.5 SSVC avanzado
13.7 Principio de la compensación por ángulo de fase
13.8 Compensador por ángulo de fase
13.9 Controlador unificado de flujo de potencia
13.10 Comparaciones de los compensadores
Resumen
Referencias
Preguntas de repaso
Problemas
Capítulo 14 Fuentes de alimentación
14.1 Introducción
14.2 Fuentes de alimentación de CD
14.2.1 Fuentes de alimentación de cd en modo conmutado
14.2.2 Convertidor flyback
14.2.3 Convertidor directo
14.2.4 Convertidor push-pull
14.2.5 Convertidor en medio puente
14.2.6 Convertidor en puente completo
14.2.7 Fuentes de alimentación de cd resonantes
14.2.8 Fuentes de alimentación bidireccionales
14.3 Fuentes de alimentación de CA
14.3.1 Fuentes de alimentación de ca en modo conmutado
14.3.2 Fuentes de alimentación de ca resonantes
14.3.3 Fuentes de alimentación de ca bidireccionales
14.4 Conversiones multietaPA
14.5 Circuitos de control
14.6 Consideraciones de diseño magnético
14.6.1 Diseño del transformador
14.6.2 Inductor de CD
14.6.3 Saturación magnética
Resumen
Referencias
Preguntas de repaso
Problemas
Capítulo 15 Propulsores de CD
15.1 Introducción
15.2 Características básicas de los motores de CD
15.3 Modos de operación
15.4 Propulsores monofásicos
15.4.1 Propulsores monofásicos por convertidor de media onda
15.4.2 Propulsores monofásicos por semiconvertidor
15.4.3 Propulsores monofásicos por convertidor completo
15.4.4 Propulsores monofásicos por convertidor dual
15.5 Propulsores trifásicos
15.5.1 Propulsores trifásicos por convertidor de media onda
15.5.2 Propulsores trifásicos por semiconvertidor
15.5.3 Propulsores trifásicos por semiconvertidor completo
15.5.4 Propulsores trifásicos por convertidor dual
15.6 Propulsores por convertidor CD-CD
15.6.1 Principio del control por potencia
15.6.2 Principio del control por freno regenerativo
15.6.3 Principio del convertidor por freno reostático
15.6.4 Principio del control combinado por freno regenerativo y reostático
15.6.5 Propulsores por convertidor CD-CD de dos y cuatro cuadrantes
15.6.6 Convertidores CD-CD polifásicos
15.7 Control en lazo cerrado de los propulsores de CD
15.7.1 Función de transferencia en lazo abierto
15.7.2 Función de transferencia en lazo cerrado
15.7.3 Control por lazo de seguimiento de fase
15.7.4 Control de propulsores de CD por microcomputadora
Resumen
Referencias
Preguntas de repaso
Problemas
Capítulo 16 Propulsores de CA
16.1 Introducción
16.2 Propulsores para motores de inducción
16.2.1 Características de rendimiento
16.2.2 Control por voltaje del estator
16.2.3 Control por voltaje del rotor
16.2.4 Control por frecuencia
16.2.5 Control por frecuencia y voltaje
16.2.6 Control por corriente
16.2.7 Control por voltaje, corriente y frecuencia
16.3 Control en lazo cerrado de los motores de inducción
16.4 Controles vectoriales
16.4.1 Principio básico del control vectorial
16.4.2 Transformación directa y del eje de cuadratura
16.4.3 Control vectorial indirecto
16.4.4 Control vectorial directo
16.5 Propulsores con motores síncronos
16.5.1 Motores de rotor cilíndrico
16.5.2 Motores de polos salientes
16.5.3 Motores de reluctancia
16.5.4 Motores de imán permanente
16.5.5 Motores de reluctancia conmutada
16.5.6 Control de motores síncronos en lazo cerrado
16.5.7 Propulsores con motor CD y CA sin escobillas
16.6 Control de motores a pasos
16.6.1 Motores a pasos de reluctancia variable
16.6.2 Motores a pasos de imán permanente
Resumen
Referencias
Preguntas de repaso
Problemas
Capítulo 17 Circuitos excitadores de compuerta
17.1 Introducción
17.2 Excitador de compuerta para MOSFET
17.3 Excitador de base para BJT
17.4 Aislamiento de compuerta y excitadores de base
17.4.1 Transformadores de pulsos
17.4.2 Optoacopladores
17.5 Circuitos de disparo para tiristores
17.6 Transistor monounión
17.7 Transistor monounión programable
17.8 Circuitos de disparo para convertidor con tiristores
17.9 CI excitadores de compuerta
17.9.1 CI excitadores para convertidores
17.9.2 CI de alto voltaje para excitadores de motores
Resumen
Referencias
Preguntas de repaso
Problemas
Capítulo 18 Protección de dispositivos y circuitos
18.1 Introducción
18.2 Enfriamiento y disipadores de calor
18.3 Modelado térmico de los dispositivos conmutadores de potencia
18.3.1 Equivalente eléctrico del modelo térmico
18.3.2 Circuito equivalente térmico matemático
18.3.3 Acoplamiento de componentes eléctricos y térmicos
18.4 Circuitos amortiguadores
18.5 Transitorios de recuperación inversa
18.6 Estados transitorios en los lados de alimentación y de carga
18.7 Protección contra voltaje con diodos de selenio y varistores de metal óxido
18.8 Protecciones contra sobrecorriente
18.8.1 Acción fusible
18.8.2 Corriente de falla con fuente de CA
18.8.3 Corriente de falla con fuente de CD
18.9 Interferencia electromagnética
18.9.1 Fuentes de EMI
18.9.2 Minimización de la generación de EMI
18.9.3 Blindaje contra EMI
18.9.4 Normas para EMI
Resumen
Referencias
Preguntas de repaso
Problemas
Apéndice A Circuitos trifásicos
Apéndice B Circuitos magnéticos
Apéndice C Funciones de conmutación de los convertidores
Apéndice D Análisis de estados transitorios en CD
Apéndice E Análisis de Fourier
Bibliografía
Respuestas a los problemas seleccionados
Índice
Los fundamentos de la electrónica de potencia están bien establecidos, y no cambian con rapidez. Sin embargo, las características de los dispositivos mejoran de manera continua y se van agregando nuevos diseños.
En concordancia con lo anterior, esta tercera edición va dirigida a un curso de electrónica de potencia y de convertidores estáticos para estudiantes de licenciatura, tanto principiantes como avanzados. También se puede usar como texto para graduados y como libro de referencia para ingenieros en el campo del diseño electrónico.
En los apendices de la obra se incluyen temas como circuitos trifásicos, circuitos magnéticos, funciones de conmutación de convertidores, análisis de transitorios en cd y análisis de Fourier. Además de que ha sido revisada completamente, la presente obra ahora incluye tres nuevos capítulos: Inversores multinivel, Sistemas flexibles de transmisión de ca y Circuitos excitadores de compuerta. Asimismo, integra herramientas de software estándar de la industria, como SPICE y MathCad.
9702605326 9789702605324
ELECTRÓNICA DE POTENCIAS
CONVERTIDORES DE CORRIENTE ELÉCTRICA
621.317 / R224
Electrónica de potencia : circuitos, dispositivos y aplicaciones / Muhammad H. Rashid ; tr. Virgilio González y Pozo ; rev. téc. Agustín Suarez Fernández, Miguel Angel González. - 3ra. ed. - Mexico : Pearson, 2004. - xxiv, 878 p. : il., gráfs. ; 24 cm.
Incluye bibliografía e índice.
Prefacio
Acerca del autor
Capítulo 1 Introducción
1.1 Aplicaciones de la electrónica de potencia
1.1.1 Historia de la electrónica de potencia
1.2 Dispositivos semiconductores de potencia
1.2.1 Diodos de potencia
1.2.2 Tiristores
1.2.3 Transistores de potencia
1.3 Características de control de los dispositivos de potencia
1.4 Características y especificaciones de los interruptores
1.4.1 Características ideales
1.4.2 Características de los dispositivos prácticos
1.4.3 Especificaciones de interruptor
1.4.4 Opciones de dispositivo
1.5 Tipos de circuitos electrónicos de potencia
1.6 Diseño de equipo de electrónica de potencia
1.7 Determinación del valor cuadrático medio de las formas de onda
1.8 Efectos periféricos
1.9 Módulos de potencia
1.10 Módulos inteligentes
1.11 Revistas y conferencias sobre electrónica de potencia
Resumen
Referencias
Preguntas de repaso
Capítulo 2 Diodos semiconductores de potencia y circuitos
2.1 Introducción
2.2 Fundamentos de semiconductores
2.3 Características del diodo
2.4 Características de recuperación inversa
2.5 Tipos de diodos de potencia
2.5.1 Diodos de propósito general
2.5.2 Diodos de recuperación rápida
2.5.3 Diodos Schottky
2.6 Diodos de carburo de silicio
2.7 Modelo SPICE de diodo
2.8 Diodos conectados en serie
2.9 Diodos conectados en paralelo
2.10 Diodos con cargas RC y RL
2.11 Diodos con cargas LC y RL
2.12 Diodos de corrida libre
2.13 Recuperación de la energía aprisionada con un diodo
Resumen
Referencias
Preguntas de repaso
Problemas
Capítulo 3 Rectificadores con diodos
3.1 Introducción
3.2 Rectificadores monofásicos de media onda
3.3 Parámetros de rendimiento
3.4 Rectificadores monofásicos de onda completa
3.5 Rectificador monofásico de onda completa con carga RL
3.6 Rectificadores polifásicos en estrella
3.7 Rectificadores trifásicos en puente
3.8 Rectificador trifásico en puente con carga RL
3.9 Comparaciones de rectificadores con diodos
3.10 Diseño de circuitos rectificadores
3.11 Voltaje de salida con filtro LC
3.12 Efectos de las inductancias de la fuente y de la carga
Resumen
Referencias
Preguntas de repaso
Problemas
Capítulo 4 Transistores de potencia
4.1 Introducción
4.2 Transistores bipolares de unión
4.2.1 Características en estado permanente
4.2.2 Características de conmutación
4.2.3 Límites de conmutación
4.3 MOSFET de potencia
4.3.1 Características en estado permanente
4.3.2 Características de conmutación
4.4 COOLMOS
4.5 SIT
4.6 IGBT
4.7 Operación en serie y en paralelo
4.8 Limitaciones por di/dt y por dv/dt
4.9 Modelos SPICE
4.9.1 Modelo SPICE del BJT
4.9.2 Modelo SPICE de MOSFET
4.9.3 Modelo SPICE del IGBT
4.10 Comparación de transistores
Resumen
Referencias
Preguntas de repaso
Problemas
Capítulo 5 Convertidores CD-CD
5.1 Introducción
5.2 Principio de operación de bajada
5.2.1 Generación del ciclo de trabajo
5.3 Convertidor de bajada con carga RL
5.4 Principio de la operación de subida
5.5 Convertidor de subida con una carga resistiva
5.6 Parámetros de funcionamiento
5.7 Clasificación de los convertidores
5.8 Reguladores de modo de conmutación
5.8.1 Reguladores reductores
5.8.2 Reguladores elevadores
5.8.3 Reguladores reductores y elevadores
5.8.4 Reguladores de Cúk
5.8.5 Limitaciones de la conversión en una etapa
5.9 Comparación de los reguladores
5.10 Convertidor elevador con varias salidas
5.11 Convertidor elevador alimentado por rectificador de diodo
5.12 Diseño del circuito interruptor periódico
5.13 Análisis de estado-espacio de los reguladores
Resumen
Referencias
Preguntas de repaso
Problemas
Capítulo 6 Inversores modulados por ancho de pulso
6.1 Introducción
6.2 Principio de operación
6.3 Parámetros de rendimiento
6.4 Puentes inversores monofásicos
6.5 Inversores trifásicos
6.5.1 Conducción a 180 grados
6.5.2 Conducción a 120 grados
6.6 Inversores monofásicos controlados por voltaje
6.6.1 Modulación por ancho de pulso único
6.6.2 Modulación por ancho de pulso múltiple
6.6.3 Modulación por ancho de pulso sinusoidal
6.6.4 Modulación por ancho de pulso sinusoidal modificada
6.6.5 Control por desplazamiento de fase
6.7 Técnicas avanzadas de modulación
6.8 Inversores monofásicos controlados por voltaje
6.8.1 PWM sinusoidal
6.8.2 PWM de 60 grados
6.8.3 PWM con tercera armónica
6.8.4 Modulación por vector espacial
6.8.5 Comparación de las técnicas de PWM
6.9 Reducción de armónicas
6.10 Inversores con fuente de corriente
6.11 Inversor de enlace de CD variable
6.12 Inversor elevador
6.13 Diseño de circuitos de inversor
Resumen
Referencias
Preguntas de repaso
Problemas
Capítulo 7 Tiristores
7.1 Introducción
7.2 Características de los tiristores
7.3 Modelo del tiristor empleando dos transistores
7.4 Activación del tiristor
7.5 Apagado del tiristor
7.6 Tipos de tiristores
7.6.1 Tiristores controlados por fase
7.6.2 BCT
7.6.3 Tiristores de conmutación rápida
7.6.4 LASCR
7.6.5 Tiristores de triodo bidireccional
7.6.6 RCT
7.6.7 GTO
7.6.8 FET CTH
7.6.9 MTO
7.6.10 ETO
7.6.11 IGCT
7.6.12 MCT
7.6.13 SITH
7.6.14 Comparaciones de tiristores
7.7 Operación de tiristores en serie
7.8 Operación de tiristores en paralelo
7.9 Protección contra di/dt
7.10 Protección contra dv/dt
7.11 Modelos SPICE para tiristores
7.11.1 Modelo SPICE del tiristor
7.11.2 Modelo SPICE del GTO
7.11.3 Modelo SPICE del MCT
7.11.4 Modelo SPICE del SITH
Resumen
Referencias
Preguntas de repaso
Problemas
Capítulo 8 Inversores de pulso resonante
8.1 Introducción
8.2 Inversores resonantes serie
8.2.1 Inversores resonantes serie con interruptores unidireccionales
8.2.2 Inversores resonantes serie con interruptores bidireccionales
8.3 Respuestas en frecuencia de inversores resonantes serie
8.3.1 Respuesta en frecuencia para cargas en serie
8.3.2 Respuesta en frecuencia para cargas en paralelo
8.3.3 Respuesta en frecuencia para cargas en serie-paralelo
8.4 Inversores resonantes paralelo
8.5 Control de voltaje en inversores resonantes
8.6 Inversor resonante clase E
8.7 Rectificador resonante clase E
8.8 Convertidores resonantes por conmutación a corriente cero
8.8.1 Convertidor resonante ZCS tipo L
8.8.2 Convertidor resonante ZCS tipo M
8.9 Convertidores resonantes por conmutación a voltaje cero
8.10 Comparación entre convertidores resonantes ZCS y ZVS
8.11 Convertidores resonantes ZVS de dos cuadrantes
8.12 Inversores resonantes de enlace de CD
Resumen
Referencias
Preguntas de repaso
Problemas
Capítulo 9 Inversor multinivel
9.1 Introducción
9.2 El concepto de multinivel
9.3 Tipos de inversores multinivel
9.4 Inversor multinivel con diodo fijador
9.4.1 Principio de operación
9.4.2 Propiedades del inversor con diodo fijador
9.4.3 Inversor con diodo fijador mejorado
9.5 Inversor multinivel con capacitores volantes
9.5.1 Principios de operación
9.5.2 Características del inversor con capacitores volantes
9.6 Inversor multinivel en cascada
9.6.1 Principio de operación
9.6.2 Propiedades del inversor en cascada
9.7 Aplicaciones
9.7.1 Compensación de la potencia reactiva
9.7.2 Interconexión espalda con espalda
9.7.3 Excitadores de velocidad ajustable
9.8 Corrientes de conmutación del dispositivo
9.9 Balanceo de voltaje del capacitor de enlace de CD
9.10 Características de inversores multinivel
9.11 Comparación de convertidores multinivel
Resumen
Referencias
Preguntas de repaso
Problemas
Capítulo 10 Rectificadores controlados
10.1 Introducción
10.2 Principio de operación del convertidor controlado por fase
10.3 Convertidores monofásicos completos
10.3.1 Convertidor monofásico completo con carga RL
10.4 Convertidores monofásicos duales
10.5 Principio de operación de los convertidores trifásicos de media onda
10.6 Convertidores trifásicos completos
10.6.1 Convertidor trifásico completo con carga RL
10.7 Convertidores trifásicos duales
10.8 Mejoras al factor de potencia
10.8.1 Control por ángulo de extinción
10.8.2 Control por ángulo simétrico
10.8.3 Control por PWM
10.8.4 PWM Sinusoidal Monofásica
10.8.5 Rectificador trifásico PWM
10.9 Semiconvertidores monofásicos
10.9.1 Semiconvertidor monofásico con carga RL
10.10 Semiconvertidores trifásicos
10.10.1 Semiconvertidores trifásicos con carga RL
10.11 Convertidores monofásicos en serie
10.12 Convertidores de doce pulsos
10.13 Diseño de circuitos convertidores
10.14 Efecto de las inductancias de carga y de alimentación
Resumen
Referencias
Preguntas de repaso
Problemas
Capítulo 11 Controladores de voltaje de ca
11.1 Introducción
11.2 Principio del control de encendido apagado
11.3 Principio de control por ángulo de fase
11.4 Controladores monofásicos bidireccionales con cargas resistivas
11.5 Controladores monofásicos con cargas inductivas
11.6 Controladores trifásicos de onda completa
11.7 Controladores trifásicos bidireccionales conectados en delta
11.8 Cambiadores de conexión en un transformador monofásico
11.9 Cicloconvertidores
11.9.1 Cicloconvertidores monofásicos
11.9.2 Cicloconvertidores trifásicos
11.9.3 Reducción de las armónicas en la salida
11.10 Controladores de voltaje de ca con control por PWM
11.11 Convertidor matricial
11.12 Diseño de circuitos convertidores de voltaje de CA
11.13 Efectos de las inductancias de alimentación y de carga
Resumen
Referencias
Preguntas de repaso
Problemas
Capítulo 12 Interruptores estáticos
12.1 Introducción
12.2 Interruptores de ca monofásicos
12.3 Interruptores de ca trifásicos
12.4 Interruptores trifásicos reversibles
12.5 Interruptores de ca para transferencia de canal
12.6 Interruptores de CD
12.7 Relevadores de estado sólido
12.8 Relevadores microelectrónicos
12.8.1 Relevador fotovoltaico
12.8.2 Aisladores fotovoltaicos
12.9 Diseño de interruptores estáticos
Resumen
Referencias
Preguntas de repaso
Problemas
Capítulo 13 Sistemas flexibles de transmisión de ca
13.1 Introducción
13.2 Principio de la transmisión de potencia
13.3 Principio de la compensación por derivación
13.4 Compensadores en derivación
13.4.1 Reactor controlado por tiristor
13.4.2 Capacitor conmutado por tiristor
13.4.3 Compensador de VAR estático
13.4.4 Compensador avanzado de VAR estático
13.5 Principio de la compensación serie
13.6 Compensadores serie
13.6.1 Capacitor serie conmutado por tiristor
13.6.2 Capacitor serie controlado por tiristor
13.6.3 Capacitor serie controlado por conmutación forzada
13.6.4 Compensador serie de VAR estático
13.6.5 SSVC avanzado
13.7 Principio de la compensación por ángulo de fase
13.8 Compensador por ángulo de fase
13.9 Controlador unificado de flujo de potencia
13.10 Comparaciones de los compensadores
Resumen
Referencias
Preguntas de repaso
Problemas
Capítulo 14 Fuentes de alimentación
14.1 Introducción
14.2 Fuentes de alimentación de CD
14.2.1 Fuentes de alimentación de cd en modo conmutado
14.2.2 Convertidor flyback
14.2.3 Convertidor directo
14.2.4 Convertidor push-pull
14.2.5 Convertidor en medio puente
14.2.6 Convertidor en puente completo
14.2.7 Fuentes de alimentación de cd resonantes
14.2.8 Fuentes de alimentación bidireccionales
14.3 Fuentes de alimentación de CA
14.3.1 Fuentes de alimentación de ca en modo conmutado
14.3.2 Fuentes de alimentación de ca resonantes
14.3.3 Fuentes de alimentación de ca bidireccionales
14.4 Conversiones multietaPA
14.5 Circuitos de control
14.6 Consideraciones de diseño magnético
14.6.1 Diseño del transformador
14.6.2 Inductor de CD
14.6.3 Saturación magnética
Resumen
Referencias
Preguntas de repaso
Problemas
Capítulo 15 Propulsores de CD
15.1 Introducción
15.2 Características básicas de los motores de CD
15.3 Modos de operación
15.4 Propulsores monofásicos
15.4.1 Propulsores monofásicos por convertidor de media onda
15.4.2 Propulsores monofásicos por semiconvertidor
15.4.3 Propulsores monofásicos por convertidor completo
15.4.4 Propulsores monofásicos por convertidor dual
15.5 Propulsores trifásicos
15.5.1 Propulsores trifásicos por convertidor de media onda
15.5.2 Propulsores trifásicos por semiconvertidor
15.5.3 Propulsores trifásicos por semiconvertidor completo
15.5.4 Propulsores trifásicos por convertidor dual
15.6 Propulsores por convertidor CD-CD
15.6.1 Principio del control por potencia
15.6.2 Principio del control por freno regenerativo
15.6.3 Principio del convertidor por freno reostático
15.6.4 Principio del control combinado por freno regenerativo y reostático
15.6.5 Propulsores por convertidor CD-CD de dos y cuatro cuadrantes
15.6.6 Convertidores CD-CD polifásicos
15.7 Control en lazo cerrado de los propulsores de CD
15.7.1 Función de transferencia en lazo abierto
15.7.2 Función de transferencia en lazo cerrado
15.7.3 Control por lazo de seguimiento de fase
15.7.4 Control de propulsores de CD por microcomputadora
Resumen
Referencias
Preguntas de repaso
Problemas
Capítulo 16 Propulsores de CA
16.1 Introducción
16.2 Propulsores para motores de inducción
16.2.1 Características de rendimiento
16.2.2 Control por voltaje del estator
16.2.3 Control por voltaje del rotor
16.2.4 Control por frecuencia
16.2.5 Control por frecuencia y voltaje
16.2.6 Control por corriente
16.2.7 Control por voltaje, corriente y frecuencia
16.3 Control en lazo cerrado de los motores de inducción
16.4 Controles vectoriales
16.4.1 Principio básico del control vectorial
16.4.2 Transformación directa y del eje de cuadratura
16.4.3 Control vectorial indirecto
16.4.4 Control vectorial directo
16.5 Propulsores con motores síncronos
16.5.1 Motores de rotor cilíndrico
16.5.2 Motores de polos salientes
16.5.3 Motores de reluctancia
16.5.4 Motores de imán permanente
16.5.5 Motores de reluctancia conmutada
16.5.6 Control de motores síncronos en lazo cerrado
16.5.7 Propulsores con motor CD y CA sin escobillas
16.6 Control de motores a pasos
16.6.1 Motores a pasos de reluctancia variable
16.6.2 Motores a pasos de imán permanente
Resumen
Referencias
Preguntas de repaso
Problemas
Capítulo 17 Circuitos excitadores de compuerta
17.1 Introducción
17.2 Excitador de compuerta para MOSFET
17.3 Excitador de base para BJT
17.4 Aislamiento de compuerta y excitadores de base
17.4.1 Transformadores de pulsos
17.4.2 Optoacopladores
17.5 Circuitos de disparo para tiristores
17.6 Transistor monounión
17.7 Transistor monounión programable
17.8 Circuitos de disparo para convertidor con tiristores
17.9 CI excitadores de compuerta
17.9.1 CI excitadores para convertidores
17.9.2 CI de alto voltaje para excitadores de motores
Resumen
Referencias
Preguntas de repaso
Problemas
Capítulo 18 Protección de dispositivos y circuitos
18.1 Introducción
18.2 Enfriamiento y disipadores de calor
18.3 Modelado térmico de los dispositivos conmutadores de potencia
18.3.1 Equivalente eléctrico del modelo térmico
18.3.2 Circuito equivalente térmico matemático
18.3.3 Acoplamiento de componentes eléctricos y térmicos
18.4 Circuitos amortiguadores
18.5 Transitorios de recuperación inversa
18.6 Estados transitorios en los lados de alimentación y de carga
18.7 Protección contra voltaje con diodos de selenio y varistores de metal óxido
18.8 Protecciones contra sobrecorriente
18.8.1 Acción fusible
18.8.2 Corriente de falla con fuente de CA
18.8.3 Corriente de falla con fuente de CD
18.9 Interferencia electromagnética
18.9.1 Fuentes de EMI
18.9.2 Minimización de la generación de EMI
18.9.3 Blindaje contra EMI
18.9.4 Normas para EMI
Resumen
Referencias
Preguntas de repaso
Problemas
Apéndice A Circuitos trifásicos
Apéndice B Circuitos magnéticos
Apéndice C Funciones de conmutación de los convertidores
Apéndice D Análisis de estados transitorios en CD
Apéndice E Análisis de Fourier
Bibliografía
Respuestas a los problemas seleccionados
Índice
Los fundamentos de la electrónica de potencia están bien establecidos, y no cambian con rapidez. Sin embargo, las características de los dispositivos mejoran de manera continua y se van agregando nuevos diseños.
En concordancia con lo anterior, esta tercera edición va dirigida a un curso de electrónica de potencia y de convertidores estáticos para estudiantes de licenciatura, tanto principiantes como avanzados. También se puede usar como texto para graduados y como libro de referencia para ingenieros en el campo del diseño electrónico.
En los apendices de la obra se incluyen temas como circuitos trifásicos, circuitos magnéticos, funciones de conmutación de convertidores, análisis de transitorios en cd y análisis de Fourier. Además de que ha sido revisada completamente, la presente obra ahora incluye tres nuevos capítulos: Inversores multinivel, Sistemas flexibles de transmisión de ca y Circuitos excitadores de compuerta. Asimismo, integra herramientas de software estándar de la industria, como SPICE y MathCad.
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ELECTRÓNICA DE POTENCIAS
CONVERTIDORES DE CORRIENTE ELÉCTRICA
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