El 866 es un rectificador de media onda de vapor de mercurio destinado a aplicaciones de alto voltaje . La caída de voltaje es de aproximadamente 15 voltios hasta 150 Hz. Para evitar cortocircuitos no deseados, el tubo debe operarse en posición vertical y el filamento precalentado durante al menos 30 segundos antes de aplicar el voltaje de la placa.
| 866A | |
|---|---|
Westinghouse 866A tubo rectificador de media onda de vapor de mercurio.
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| Clasificación | Diodo |
| Cátodo | |
| Tipo de cátodo | Calentado directamente |
| Voltaje del calentador | 2.5 |
| Corriente del calentador | 5 A |
| Ánodo | |
| Tensión máxima | 5000 |
| corriente maxima | 250 mA |
| Referencias | |
| Tubo transmisor RCA Manual TT-3, 1940 | |
Construcción [ editar ]
Estructuralmente, consiste en una disposición lineal de electrodos ; un ánodo en forma de copa con tapa superior y un cátodo cilíndrico . El zócalo es una bayoneta mediana de 4 pines UX-4 y el sobre de vidrio es ST-19. El filamento de 2.5 voltios / 5 amperios está conectado a los pines 1 y 4.
Operación [ editar ]
En condiciones normales de funcionamiento, el tubo se ilumina en azul y se ven gotas de mercurio.
En la ingeniería eléctrica , la ingeniería energética y la industria de la energía eléctrica , la conversión de energía es la conversión de energía eléctrica de una forma a otra, como la conversión entre CA y CC ; o cambiando el voltaje o la frecuencia ; o alguna combinación de estos. Un convertidor de potencia es un dispositivo eléctrico o electromecánico para convertir energía eléctrica. Esto podría ser tan simple como un transformador para cambiar el voltaje de CApotencia, pero también incluye sistemas mucho más complejos. El término también puede referirse a una clase de maquinaria eléctrica que se utiliza para convertir una frecuencia de corriente alterna en otra frecuencia.
Una forma de clasificar los sistemas de conversión de potencia es si la entrada y la salida son de corriente alterna (CA) o corriente continua (CC).
Otros sistemas [ editar ]
También hay dispositivos y métodos para convertir entre sistemas de energía diseñados para operación monofásica y trifásica.
El voltaje y la frecuencia de alimentación estándar varían de país a país y, a veces, dentro de un país. En Norteamérica y el norte de Sudamérica generalmente es de 120 voltios, 60 hertzios (Hz), pero en Europa, Asia, África y muchas otras partes del mundo, generalmente es de 230 voltios, 50 Hz. [1] Las aeronaves a menudo usan 400 Hz de potencia internamente, por lo que se necesita una conversión de frecuencia de 50 Hz o 60 Hz a 400 Hz para usar en la unidad de potencia en tierra utilizada para alimentar el avión mientras está en tierra. Por el contrario, la potencia interna interna de 400 Hz se puede convertir a 50 Hz o 60 Hz para tomas de corriente convenientes disponibles para los pasajeros durante el vuelo.
Ciertos circuitos especializados también pueden considerarse convertidores de potencia, como el subsistema de transformador de retorno que alimenta un CRT , generando alto voltaje a aproximadamente 15 kHz.
La electrónica de consumo generalmente incluye un adaptador de CA (un tipo de fuente de alimentación ) para convertir la corriente de CA de voltaje de red a CC de bajo voltaje adecuado para el consumo por microchips. Los convertidores de voltaje de consumo (también conocidos como "convertidores de viaje") se utilizan cuando se viaja entre países que usan ~ 120 V versus ~ 240 V de corriente alterna. (También hay "adaptadores" de consumo que simplemente forman una conexión eléctrica entre dos enchufes y tomas de corriente alterna de diferente forma , pero estos no cambian ni el voltaje ni la frecuencia).
¿Por qué utilizar transformadores en convertidores de potencia [ editar ]
Los transformadores se utilizan en convertidores de potencia para incorporar:
- Aislamiento electrico
- Voltaje descendente o ascendente
El circuito secundario está flotando, cuando tocas el circuito secundario, simplemente arrastras su potencial al potencial de tu cuerpo o al potencial de la tierra. No habrá corriente fluyendo a través de su cuerpo. Es por eso que puede usar su teléfono celular de manera segura cuando se está cargando, incluso si su teléfono celular tiene una carcasa de metal y está conectado al circuito secundario.
Operando a alta frecuencia y suministrando baja potencia, los convertidores de potencia tienen transformadores mucho más pequeños en comparación con aquellos de frecuencia fundamental, aplicaciones de alta potencia. Por lo general, en los sistemas de energía, los transformadores transmiten energía simultáneamente, ¡sin cargo! La corriente en el devanado primario de un transformador juega dos roles:
- Establece el flujo mutuo de acuerdo con la ley de Ampere.
- Equilibra el efecto de desmagnetización de la corriente de carga en el devanado secundario.
El transformador del convertidor Flyback funciona de manera diferente, como un inductor. En cada ciclo, el transformador del convertidor flyback se carga primero y luego libera su energía a la carga. En consecuencia, el entrehierro del transformador del convertidor de retorno tiene dos funciones. No solo determina la inductancia, sino que también almacena energía. Para el convertidor flyback, la brecha del transformador puede tener la función de transmisión de energía a través de ciclos de carga y descarga.
La permeabilidad relativa del núcleo. puede ser> 1,000, incluso> 10,000. Si bien el entrehierro presenta una permeabilidad mucho menor, en consecuencia tiene una mayor densidad de energía.
convertidor de fase es un dispositivo que convierte la energía eléctrica proporcionada como monofásica a fase múltiple o viceversa. La mayoría de los convertidores de fase se utilizan para producir energía eléctrica trifásica a partir de una fuente monofásica, lo que permite la operación de equipos trifásicos en un sitio que solo tiene servicio eléctrico monofásico. Los convertidores de fase se utilizan cuando el servicio trifásico no está disponible desde la utilidad, o es demasiado costoso de instalar debido a una ubicación remota. Una empresa de servicios públicos generalmente cobrará una tarifa más alta por un servicio trifásico debido al equipo adicional para transformadores y medición y el cable de transmisión adicional.
Sistemas de conversión [ editar ]
Los motores de inducción trifásicos pueden funcionar adecuadamente con un suministro desequilibrado si no están muy cargados. Esto permite utilizar varias técnicas imperfectas. Un motor monofásico puede accionar un generador trifásico, que producirá una fuente trifásica de alta calidad pero con un alto costo para el aparato. Existen varios métodos para hacer funcionar motores trifásicos a partir de un suministro monofásico, que en general se pueden clasificar como:
- Convertidores de fase rotativos construidos a partir de un motor eléctrico trifásico o generador "loco". Normalmente requieren algún tipo de ayuda de arranque y condensadores para mejorar el equilibrio de fase y el factor de potencia. Esta es una solución de dos motores. Un motor no está conectado a una carga y produce la potencia trifásica, el segundo motor que impulsa la carga funciona con la potencia producida. [1]
- Medios electrónicos de crear tres fases donde se rectifica la energía entrante, y la energía trifásica se sintetiza con la electrónica. Los dispositivos electrónicos de potencia producen directamente una forma de onda trifásica a partir de la alimentación monofásica, utilizando una combinación de rectificador e inversor . Esto también ofrece la ventaja de la frecuencia variable.
- Un convertidor de fase digital utiliza un rectificador e inversor para crear un voltaje único con electrónica de potencia, que se agrega a las dos patas de la fuente monofásica para crear energía trifásica. A diferencia de un VFD de conversión de fase, no puede variar la frecuencia y la velocidad del motor, ya que genera solo un tramo, que debe coincidir con el voltaje y la frecuencia del suministro monofásico. Tiene la ventaja de un voltaje de salida de onda sinusoidal y un excelente equilibrio de voltaje entre las fases. Más detalles sobre estos métodos se explican en las patentes Medagam et. Alabama. "Convertidor de potencia activo monofásico a trifásico" Patente de Estados Unidos 10.333.420 y Meiners et. Alabama. "Convertidor de fase" US 6.297.971.
- Técnicas de conversión estática en las que el motor funciona con una eficiencia inferior a la máxima, principalmente en dos de las patas del motor trifásico. La corriente a veces se inyecta en la tercera pata con un condensador o disposiciones de transformador que proporcionan un cambio de fase imperfecto. En estos sistemas, el motor debe reducirse.
- Los métodos en los que la conexión de los devanados del motor, normalmente una configuración en estrella o en triángulo, se reemplazan por conexiones nuevas. Estas técnicas están cubiertas por patentes del Dr. Otto JM Smith , como la patente de los Estados Unidos 5.545.965. [2]
Rotary Phase Converter [ editar ]
Un convertidor de fase rotativo es una forma económica de crear una solución de energía trifásica en un área donde la energía de la red trifásica no está disponible o su costo es prohibitivo. Un convertidor de fase rotativa utiliza dos componentes para crear energía trifásica. Un convertidor de fase rotativo bien construido utilizará un panel de control que cuenta con un circuito de arranque y un circuito de marcha. Tener los dos circuitos permite que el convertidor cree energía equilibrada y limpia sin tener un problema de sobretensión. Luego, el segundo componente: el motor trifásico. El motor es lo que producirá la tercera pata de poder. Con la tercera etapa de potencia producida, proporcionará el 100% de potencia a su máquina. En las mejores configuraciones de estilo rotativo, están utilizando un generador de inducción diseñado a medida como la rueda loca. Estos se fabrican específicamente para la conversión de fase y producirán una verdadera onda sinusoidal trifásica. Incluso hay fabricantes de convertidores de fase rotativos que producen un convertidor rotativo controlado digitalmente. Estas unidades producirán energía limpia y equilibrada que sea lo suficientemente limpia como para funcionar con cargas sensibles al voltaje, como una máquina CNC, una soldadora o cualquier otro equipo sensible a la tensión o carga controlado por computadora.
Con un convertidor de fase de estilo rotativo, es una opción muy asequible que le permite ejecutar múltiples equipos en un convertidor en lugar de tener que tener múltiples convertidores como lo hace con algunos de estado sólido. Con los convertidores rotativos del mejor estilo creando energía limpia, no tiene que preocuparse de que los armónicos vuelvan a la línea de servicio público o afecten a otros dispositivos en el circuito, ya que no hay retroalimentación.
Un convertidor de fase rotativo solo cambiará la fase de potencia, no el voltaje. Esto no es un problema, ya que puede emparejar un convertidor de fase rotativo con un transformador. Tener un transformador le permitirá aumentar o disminuir su voltaje según lo que necesite. Esto es realmente un gran beneficio ya que si se encuentra en un taller, le da la opción de ejecutar múltiples máquinas a diferentes voltajes fuera de la misma configuración del convertidor de fase.
Convertidor de fase digital [ editar ]
Un convertidor de fase digital crea una fuente de alimentación trifásica a partir de una fuente monofásica. Un procesador de señal digital (DSP) se utiliza para controlar dispositivos electrónicos de potencia para generar un tercer voltaje, que junto con el voltaje único de la fuente crea una fuente de alimentación trifásica equilibrada .
La alimentación de CA de la utilidad se convierte en CC y luego nuevamente en CA. Los dispositivos de conmutación de potencia utilizados en este proceso son transistores bipolares de puerta aislada (IGBT). [3]
En un tipo de convertidor de fase digital, el rectificador de entrada consta de IGBT en serie con inductores. Los IGBT están controlados por software en el DSP para extraer corriente de la línea monofásica de forma sinusoidal , cargando condensadores en un bus de CC de voltaje constante. Debido a que la corriente entrante es sinusoidal, no se generan armónicos significativos en la línea, como ocurre con los rectificadores que se encuentran en la mayoría de los VFD . La entrada del rectificador controlado permite la corrección del factor de potencia.
El inversor de salida consta de IGBT que utilizan la energía del bus de CC para crear un voltaje de CA. Un voltaje creado por dispositivos de conmutación de energía como IGBT no es sinusoidal. Es una forma de onda modulada por ancho de pulso (PWM) muy alta en distorsión armónica. Este voltaje PWM luego pasa a través de un sistema de filtro inductor / condensador que produce un voltaje de onda sinusoidal con menos del 3% de distorsión armónica total(los estándares para potencia de grado informático permiten hasta 5% de THD). Por el contrario, los VFD generan un voltaje PWM que limita su versatilidad y los hace inadecuados para muchas aplicaciones. El software en el DSP monitorea y ajusta continuamente este voltaje generado para producir una salida trifásica balanceada en todo momento. También proporciona funciones de protección al apagarse en caso de sobretensión y subtensión de la red o de una falla. Con la capacidad de ajustarse a las condiciones cambiantes y mantener el equilibrio de voltaje, un convertidor de fase digital puede operar de manera segura y eficiente prácticamente cualquier tipo de equipo trifásico o cualquier cantidad de cargas múltiples.
El diseño de estado sólido da como resultado un paquete relativamente pequeño sin partes móviles, excepto pequeños ventiladores de enfriamiento. Los convertidores funcionan al 95% –98% de eficiencia. [ cita requerida ] Cuando el convertidor se energiza sin carga, consume muy poca energía. [ cita requerida ]
Los convertidores de fase digitales se ofrecen en 240 V y a partir de marzo de 2018: ahora está disponible una opción de 480 V.
Ferrocarriles eléctricos [ editar ]
En Europa , la electricidad se genera normalmente como CA trifásica a 50 hercios . Cinco países europeos: Alemania , Austria , Suiza , Noruega y Suecia han estandarizado la CA monofásica a 15 kV 16⅔ Hz para la electrificación ferroviaria . Los convertidores de fase, por lo tanto, se utilizan para cambiar tanto la fase como la frecuencia .
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