Cátedra Huésped de Electrónica de Potencia

En los últimos años el desarrollo de la electrónica de potencia ha avanzado considerablemente. Las áreas de aplicación en la ingeniería de abastecimiento de energía van desde el abastecimiento de energía de cambio hasta los grandes tansductores de estática, e, incluso, hasta el enlace de retículas eléctricas e ingeniería de conducción con todos los tipos de control de torque y velocidad en varios tipos de máquinas eléctricas.

Hoy en día, el desarrollo rápido se caracteriza por la apariencia frecuente de nuevos conceptos de control y cambio, los cuales en muchos casos pueden ser fácilmente implementados y utilizados. Frecuentemente, los conceptos difieren de manera significante en términos de parámetros técnicos externos de aplicación, pero también en términos de atrición, compatibilidad electromagnética, ruido y comportamiento de costos.

Como un ancho campo de la ingeniería, los aspectos de la electrónica de potencia varían desde control microelectónico hasta el desempeño de los semiconductores especiales de energía y los análisis conceptuales y técnicos de la velocidad de cambio y su cooperación externa.

Por eso, el campo se ha especializado en las áreas específicas de investigación de electrónica de potencia de la red acoplada:

Acoplamiento de retículas, estabilidad de retículas y creación de retículas autosustentables

Las retículas eléctricas están conectadas con electrónica de potencia independientemente de si son generación de energía regenerativa, abastecimiento ininterrumpido de energía, convertidor de frecuencia para 16,7 Hz de la red de ferrocarril o transmisión de corriente continua de alto voltaje. La electrónica de potencia opera como una fuente independiente en el sistema de retículas. Aquí la cuestión núcleo es el diseño y control de convertidores y sistemas. En este proceso una cooperación no problemática de varios generadores eléctricos juega un rol decisivo, esto es la rotación de generadores e invertores de energía en la generación tradicional de energía y en el equipo de generación de energía descentralizada y regenerativa, tal como el equipo para operaciones principales como las máquinas nulificadoras, los filtros activos y los sistemas flexibles rotatorios de transporte de corriente (FACTS).

Convertidores de energía de línea de dos y cuatro cuadrantes con perturbación menor de sistema

Los rectificadores y los invertores de energía ligados a la retícula, comenzando desde el rango medio de desempeño, son todavía predominantemente utilizados en diodo sencillo e interruptores tiristores, en los cuales la baja atrición y los bajos costos difícilmente pueden ser alcanzados por nuevas tipologías de interruptores. Sólo la cooperación con otros beneficios de estructuras rectificadas de pulso tales como la perturbación menor del sistema, ajuste de voltaje flexible y extendido, sistemas de recuperación de energía (operación de cuatro cuadrantes) o una economía de transformadores tradicionales, permite un cambio en esta área de aplicación.

Unión del almacenamiento de energía en un sistema de abastecimiento de energía

Un abastecimiento continuo e ininterrumpido y un consumo firme sin fluctuación se apoyan uno en el otro, porque la energía debería ser generada constantemente y provista al tiempo en el cual es demandada para su consumo. El almacenamiento de potencia eléctrica no es posible en absoluto y eso involucra casi siempre la conversión en otras formas de energía y el ajuste de voltaje, corriente y frecuencia.

La extracción y unión de energía almacenada en retículas eléctricas influyó grandemente el concepto de los sistemas existentes de abastecimiento de energía. El abastecimiento de energía ininterrumpido y otras retículas de corriente no pueden ser implementados sin el almacenamiento de energía. El generador regenerativo será conectado eficientemente con las posibilidades de almacenamiento de potencia eléctrica en el momento en que éste exceda una cierta escala en la estructura de la retícula.

La universidad tiene las posibilidades de desarrollar, diseñar y probar los convertidores para distintas aplicaciones. El equipo de prueba permite experimentos en campos de bajo y alto voltaje con salida de varios cientos de kilovatios.

 

Dr.-Ing. Christian Heinrich
 

 

 

 

Fig. 1: Without modern power semiconductors wind power plants can not reach their optimal efficiency (Photo: Semikron International)
 

 

 

 

Fig. 2: Converter of the high voltage continuous current carrier for the transfer of power on great distances, in submarine cables or among unsynchronized integrated networks (Photo: Siemens-Press photo)