La conversión de energía se ocupa del proceso de conversión de energía eléctrica de una forma a otra. Los aparatos electrónicos de energía que realizan la conversión de energía se denominan convertidores de energía. Debido a que no contienen partes móviles, a menudo se les llama convertidores de energía estáticos. La conversión de energía se logra utilizando dispositivos semiconductores de energía, que se utilizan como interruptores. Los dispositivos de energía utilizados son los SCR (rectificadores controlados de silicio o tiristores), triacs, transistores de energía, MOSFET de energía, transistores bipolares de puerta aislada (IGBT) y MCT (tiristores controlados por MOS).
Los inversores y conversores de potencia son dispositivos electrónicos utilizados para convertir la energía eléctrica de una forma a otra. Estos dispositivos son ampliamente utilizados en aplicaciones donde se requiere convertir la corriente continua (CC) en corriente alterna (CA) o viceversa.
Un inversor de potencia es un dispositivo que convierte la corriente continua (CC) en corriente alterna (CA). La corriente continua se caracteriza por tener una dirección constante y un voltaje constante, como el suministro de energía de las baterías. Por otro lado, la corriente alterna cambia su dirección y voltaje periódicamente, como la electricidad suministrada por las compañías de energía eléctrica.
Los inversores de potencia son utilizados en una amplia gama de aplicaciones, como sistemas de energía solar fotovoltaica, sistemas de energía eólica, sistemas de respaldo de energía, vehículos eléctricos, entre otros. Estos dispositivos permiten utilizar la energía almacenada en baterías u otras fuentes de corriente continua para alimentar equipos y dispositivos que requieren corriente alterna.
Por otro lado, un conversor de potencia es un dispositivo que convierte la energía eléctrica de una forma a otra, pero sin cambiar el tipo de corriente. Por ejemplo, un conversor de corriente continua a corriente continua (CC-CC) convierte la energía de una fuente de corriente continua a una salida de corriente continua con un nivel de voltaje o corriente diferente.
Existen diferentes tipos de conversores de potencia, como el convertidor reductor (buck converter), el convertidor elevador (boost converter), el convertidor reductor-elevador (buck-boost converter) y el convertidor de tipo Cuk, entre otros. Cada tipo de conversor tiene su propia aplicación y características particulares, y son utilizados en diversas industrias, como electrónica de consumo, telecomunicaciones, sistemas de alimentación, automoción, entre otros.
En resumen, los inversores de potencia convierten la corriente continua en corriente alterna, mientras que los conversores de potencia transforman la energía eléctrica de una forma a otra sin cambiar el tipo de corriente. Ambos dispositivos son fundamentales para adaptar y aprovechar la energía eléctrica en diferentes aplicaciones.
Los convertidores de energía se clasifican generalmente como:
1. Convertidores CA – CC (convertidores de control de fase)
2. Convertidores de CA - CA directos (cicloconvertidores)
3. Convertidores DC – AC (inversores)
4. Convertidores DC – DC (troceadores, reductores, elevadores de tensión)
Convertidores CA – CC (convertidores de control de fase, convertidor de velocidad variable, variador de velocidad, VSD, VFC o VFD por sus siglas en inglés o simplemente variador o convertidor
)
La función básica de un convertidor controlado por fase es convertir una tensión alterna de amplitud y frecuencia variables a una tensión de corriente continua (CC) variable. Los dispositivos de energía utilizados para esta aplicación son generalmente rectificadores controlados de silicio (en inglés SCR : Silicon Controlled Rectifier). El valor promedio de la tensión de salida se controla variando el tiempo de conducción de los SCR. El encendido del SCR se logra al proporcionar un impulso de puerta cuando está polarizado en forma directa. El apagado se logra mediante la conmutación de la corriente de un dispositivo a otro en el instante en que la tensión de CA de entrada tiene un potencial instantáneo más alto que el de la onda de salida. Por lo tanto, existe una tendencia natural a que la corriente se conmute desde el SCR saliente al SCR entrante, sin la ayuda de ningún circuito externo de conmutación.
Este proceso de conmutación a menudo se denomina conmutación natural.
Figura 1. Convertidor monofásico de media onda con diodo de retorno. (a) diagrama de circuito; (b) forma de onda para carga inductiva sin diodo de retorno; (c) Forma de onda con diodo de retorno.
En la figura 1 siguiente se muestra un convertidor de media onda monofásico. Cuando el SCR se enciende en un ángulo α, se aplica a la carga la tensión de alimentación total (despreciando la caída en el SCR). Para una carga puramente resistiva, durante el semiciclo positivo, la forma de onda del voltaje de salida sigue la forma de onda del voltaje de CA de entrada. Durante el semiciclo negativo, el SCR se apaga. En el caso de una carga inductiva, la energía almacenada en la inductancia hace que la corriente fluya en el circuito de carga incluso después de la inversión de la tensión de alimentación, como se muestra en la Figura 1 (b). Si no hay un diodo de retorno DF, la corriente de carga es discontinua. Un diodo de retorno está conectado a través de la carga para apagar el SCR tan pronto como la polaridad del voltaje de entrada se invierta, como se muestra en la Figura 1 (c). Cuando el SCR está apagado, la corriente de carga circulará libremente a través del diodo. La energía fluye desde la entrada a la carga solo cuando el SCR está conduciendo. Si no hay diodo de retorno, durante la parte negativa de la tensión de alimentación, el SCR devuelve la energía almacenada en la inductancia de carga a la fuente. El diodo de retorno mejora el factor de potencia de entrada. Resumiendo, un diodo de retorno es un diodo conectado a través de un inductor que se utiliza para eliminar el retorno, que es el pico repentino de voltaje que se produce a través de una carga inductiva cuando la corriente de suministro se reduce o interrumpe repentinamente.
La salida de CC de onda completa controlada puede obtenerse utilizando un transformador de toma central (Figura 2) o mediante la configuración de puente (Figura 3). La configuración de puente se usa a menudo cuando no es deseable un transformador y la magnitud de la tensión de alimentación cumple adecuadamente los requisitos de tensión de carga. El voltaje de salida promedio de un convertidor monofásico de onda completa para conducción de corriente continua viene dado por
donde Em es el valor máximo del voltaje de entrada y α es el ángulo de disparo. El voltaje de salida de un circuito puente monofásico es el mismo que el que se muestra en la Figura 2. Se pueden obtener varias configuraciones del circuito puente monofásico si, en lugar de cuatro SCR, se usan dos diodos y dos SCR, con o sin diodos de retorno.
Figura 2. Convertidor monofásico de onda completa con transformador.
En la Figura 4 (a) se muestra un convertidor de onda completa trifásico que consta de seis tiristores conmutadores. Esta es la configuración de puente trifásico más utilizada. Los tiristores T1, T3 y T5 se encienden durante el semiciclo positivo de los voltajes de las fases a las que están conectados, y los tiristores T2, T4 y T6 se encienden durante el semiciclo negativo de los voltajes de fase.
Figura 3. Convertidor monofásico de puente.
La referencia para el ángulo en cada ciclo se encuentra en los puntos de cruce de las tensiones de fase. El voltaje de salida, la corriente de salida y las formas de onda de corriente de entrada ideales se muestran en la Figura 4 (b). La tensión de salida de CC se controla variando el ángulo de disparo α. La tensión de salida promedio en la operación de conducción de corriente continua está dada por
donde Em es el valor máximo de la tensión de fase. En α = 90 °, la tensión de salida es cero. Para 0 <α < 90 °, vo es positivo y la energía fluye desde el suministro de corriente alterna a la carga. Para 90 ° < α <180 °, vo es negativo y el convertidor funciona en el modo de inversión. Si la carga es un motor de corriente continua, la potencia se puede transferir desde el motor a la alimentación de corriente alterna, un proceso conocido como regeneración.
En la figura 4(a), los tiristores superiores o inferiores podrían reemplazarse por diodos. La topología resultante se llama semiconvertidor de tiristores. Con esta configuración, el factor de potencia de entrada se mejora, pero la regeneración no es posible.
Figura 4. (a) Configuración de puente trifásico completo de tiristores ; (b) Tensión de salida y formas de onda de corriente.
Cicloconvertidores
Los cicloconvertidores son cambiadores directos de frecuencia de corriente alterna a corriente alterna (CA a CA). El término conversión directa significa que la energía no aparece en ninguna otra forma que no sea la entrada de CA o la salida de CA. La frecuencia de salida es más baja que la frecuencia de entrada y generalmente es un múltiplo integral de la frecuencia de entrada. Un cicloconvertidor permite que la energía sea devuelta a la red de servicios públicos sin ninguna medida adicional. Además, el sistema de control puede invertir fácilmente la secuencia de fases de la tensión de salida. Los cicloconvertidores han encontrado aplicaciones en sistemas de de aeronaves y unidades industriales. Estos cicloconvertidores son adecuados para el control de motores de inducción y síncronos
Inversores
Los convertidores de corriente continua a corriente alterna (CC a CA) generalmente se denominan inversores. La fuente de CA se convierte primero a CC, que luego se convierte en una fuente de alimentación de voltaje variable y frecuencia variable. Por lo general, consiste en un puente trifásico conectado a la fuente de alimentación de CA, un enlace de CC con un filtro y el puente inversor trifásico conectado a la carga. En el caso de los sistemas que funcionan con baterías, no hay un enlace de CC intermedio. Los inversores pueden clasificarse como inversores de fuente de voltaje (VSI) e inversores de fuente de corriente (CSI). Un inversor de fuente de voltaje es alimentado por un voltaje de CC de baja impedancia, mientras que un inversor de fuente de voltaje es alimentado por una fuente de corriente de alta impedancia. Una fuente de voltaje se puede convertir en una fuente de corriente conectando una inductancia en serie y luego variando el voltaje para obtener la corriente deseada. Un VSI también se puede operar en modo controlado por corriente, y de manera similar, un CSI también se puede operar en el modo de control de voltaje. Los inversores se utilizan en accionamientos de motores de CA de frecuencia variable, fuentes de alimentación ininterrumpidas, calentamiento por inducción, compensadores VAR estáticos, etc.
Inversor tipo "fuente de voltaje" (VSI)
En la figura 5 (a) se muestra una configuración de inversor tipo fuente de voltaje trifásico. Los VSI se controlan en modo de onda cuadrada o en modo modulado por ancho de pulso (PWM). En el modo de onda cuadrada, la frecuencia de la tensión de salida se controla dentro del inversor, y los dispositivos se utilizan para conmutar el circuito de salida entre el bus más y menos. Cada dispositivo realiza 180°, y cada una de las salidas se desplaza 120° para generar una forma de onda de seis pasos, como se muestra en la Figura 1(b). La amplitud de la tensión de salida se controla variando la tensión del enlace de CC. Esto se hace variando el ángulo de disparo de los tiristores del convertidor de puente trifásico en la entrada. El VSI de onda cuadrada no es adecuado si la fuente de CC es una batería. El voltaje de salida de seis pasos es rico en armónicos y, por lo tanto, necesita un gran filtrado.
Figura 5. (a) Convertidor trifásico y configuración de inversor tipo fuente de voltaje; (b) formas de onda de inversor trifásico de onda cuadrada.
En los inversores modulados por ancho de pulso o PWM, la tensión y la frecuencia de salida se controlan dentro del inversor variando el ancho de los impulsos de salida. Por lo tanto, en el extremo frontal, en lugar de un convertidor de tiristor controlado por fase, se puede usar un puente rectificador de diodo. Un método muy popular para controlar el voltaje y la frecuencia es mediante la modulación de ancho de pulso sinusoidal. En este método, una onda portadora triangular de alta frecuencia se compara con una forma de onda sinusoidal trifásica, como se muestra en la Figura 2. Los dispositivos de alimentación en cada fase se encienden en la intersección de las ondas sinusoidales y triangulares. La amplitud y la frecuencia de la tensión de salida se controlan, respectivamente, variando la amplitud y la frecuencia de las ondas sinusoidales de referencia. La relación de la amplitud de la onda sinusoidal a la amplitud de la onda portadora se denomina índice de modulación.
Figura 6. Ondas trifásicas sinusoidales de inversor tipo PWM.
Los componentes armónicos en una onda PWM se filtran fácilmente porque se desplazan a una región de mayor frecuencia. Es deseable tener una alta proporción de frecuencia portadora a la frecuencia fundamental para reducir los armónicos de los componentes de baja frecuencia. Hay varias otras técnicas de PWM mencionadas en la literatura. Los más notables son la eliminación selectiva de armónicos, el control por histéresis y la técnica de modulación por ancho de pulso de vectores espaciales.
En los inversores, si se utilizan SCR como dispositivos de conmutación de alimentación, debe usarse un circuito de conmutación forzada externa para apagar los dispositivos. Ahora, con la disponibilidad de IGBT por encima del rango de 1000-A, 1000-V, se están utilizando en aplicaciones de motores de hasta 300 kW. Los GTO se utilizan generalmente por encima de esta clasificación de potencia. Los transistores Darlington de potencia, disponibles hasta 800 A, 1200 V, también podrían usarse para aplicaciones de inversor.
INVERSORES/CONVERTIDORES DE POTENCIA
Todo el mundo utiliza algún tipo de aparato electrónico mientras está en su motor-home, SUV o su coche. Usted puede escuchar el reproductor de MP3, comprobar si hay instrucciones en el sistema de posicionamiento global (GPS) o jugar un juego de video portátil. Estos tipos de dispositivos electrónicos pueden ser recargados o alimentados enchufándolos en el encendedor de cigarrillos (o puerto de alimentación) en su vehículo.
Pero qué pasa si lo que usted quiere es usar algo un poco más elaborado mientras está desplazándose por la carretera?. Tal vez usted quiera hacer algunas tostadas, ver un televisor LCD, o tal vez incluso escribir un artículo sobre su computadora portátil. Estos dispositivos se conectan a los tomacorrientes con tensión de línea domiciliaria, no a los encendedores de cigarrillos regulares del automóvil. Asegurarse de que su equipo electrónico obtenga la energía que necesita mientras se está en la carretera, no es una simple cuestión de encontrar el adaptador adecuado. Lo que usted necesita es un inversor de potencia.
¿Por qué necesito convertir de corriente continua (CC) en corriente alterna (CA)?
En física se aprende que si un imán se mueve cerca de una bobina, una corriente eléctrica se produce en la bobina. Un transformador convierte una corriente alterna a otra. Una pequeña bobina con baja tensión producirá un voltaje más alto en una bobina más grande. Esto se basa en el hecho de que la corriente alterna su dirección. Pero en una batería, esto no ocurre.
La mayoría de los coches y casas rodantes obtienen su energía de una batería de 12 voltios. En algunos casos, podría ser utilizada una batería de 24 voltios de alto amperaje. Es importante conocer el voltaje de su vehículo debido a que el voltaje nominal del inversor que usted seleccione debe coincidir con la tensión de la batería. En cualquiera de los casos, la batería proporciona la corriente directa (corriente continua, CC ó CD). Esto significa que la corriente fluye de forma continua desde el terminal negativo de la batería, a través del circuito completo y retorna al terminal positivo de la batería. El flujo se produce en una sola dirección, de ahí el nombre de corriente continua. La capacidad para proporcionar energía de corriente continua es inherente a la naturaleza de las baterías.
Así que ahora que usted tiene su batería, pero tiene que encontrar una manera de cambiar la dirección de la corriente continua ( la CC siempre fluye en un solo sentido). Por lo tanto, debe incluir un oscilador en el circuito entre la tensión de CC y su bobina primaria. El oscilador efectivamente produce corriente alterna de baja tensión. Si usted desea tener una salida de alta tensión también debe incluir un amplificador antes de llegar a la bobina primaria.
La corriente continua (CC) es muy útil, pero las baterías en general, sólo pueden proporcionar alimentación de CC de relativamente bajo voltaje. Muchos dispositivos necesitan más potencia para funcionar que lo que la corriente directa puede proporcionar adecuadamente. Están diseñados para funcionar con una alimentación de corriente alterna de 120 voltios (ó 220 voltios según el país) suministrada por la distribución de línea a los hogares. La corriente alterna o AC, cambia constantemente la polaridad, enviando corriente de una forma a través del circuito, y luego en sentido contrario. Esto lo hace muy rápidamente - 60 veces por segundo en la mayoría de los sistemas eléctricos de los Estados Unidos, o 50 veces en países de Latinoamérica. La alimentación de corriente alterna funciona bien a altas tensiones, y el valor de tensión puede "elevado" por un transformador con más facilidad que usando corriente continua.
Un inversor se alimenta de una tensión de corriente continua y, a continuación, la cambia a corriente alterna antes de enviarla para alimentar un dispositivo. Estos dispositivos fueron inicialmente diseñados para hacer lo contrario - para convertir la corriente alterna en corriente continua. Debido a que estos convertidores se podrían hacer funcionar básicamente en sentido inverso para lograr el efecto contrario, fueron llamados inversores (también conocidos como convertidores).
De la corriente continua (CC) a la corriente alterna (CA) y viceversa
Irónicamente, si utiliza un inversor de CA para alimentar la computadora o la televisión, la fuente de alimentación dentro del dispositivo (computadora o la televisión, etc.) vuelve a convertir la corriente alterna de 120 voltios en corriente continua de mucho menor voltaje para suministrar valores de alimentación a cada una de sus partes internas (plaquetas, pantalla, etc.). Los sensibles circuitos electrónicos en estos dispositivos necesitan voltajes bajos y regulados para trabajar, por lo que usted en realidad está convirtiendo CC a AC para que se pueda cambiar a CC de nuevo. No se puede utilizar la corriente continua directamente sin la conversión de AC a DC del inversor porque la fuente de alimentación interna del dispositivo necesita la alimentación de CA a fin de reducir y regular adecuadamente el voltaje.
Convirtiendo la corriente continua en alterna
A principios de los 1900s, cuando la electricidad estaba en sus inicios, los inversores de energía eran un dispositivo mecánico o motor para cambiar a la energía de CC a CA. Los primeros inversores de corriente alterna eran dispositivos electromecánicos. La corriente continua fluía por un extremo de un circuito con un electroimán. Tan pronto como la corriente excitaba el imán, el imán se activaba. Esto tiraba de un cable conectado a un brazo de resorte, forzando al cable a ponerse en contacto con el circuito. Esto hacía cambiar el flujo de la corriente hacia el otro lado del circuito, cortando la alimentación del electroimán. Tan pronto como el imán era liberado, el resorte separaba el alambre de nuevo, permitiendo que la corriente fluya hacia el otro lado del circuito, una vez más, activando el imán. Estos viejos inversores fueron conocidos por producir gran zumbido. En la década de 1930, los tubos de vacío se utilizaron como dispositivos de conmutación; en la década de 1960, se utilizó el transistor. Hoy en día el oscilador es un dispositivo electrónico mucho más eficiente.
Con el auge de la energía solar en los últimos 30 años, el inversor se ha vuelto cada vez más importante. Un sistema de energía solar carga una batería. Sin embargo, si usted desea utilizar esta energía con aparatos domésticos debe tener un inversor con la salida correcta.
Los inversores modernos utilizan circuitos osciladores para llevar a cabo el mismo proceso. Están hechos con transistores o circuitos integrados de semiconductores, por lo que ya no hay la necesidad de un brazo de resorte vibrando hacia atrás y adelante para alternar la corriente.
Sin embargo, no es tan simple como parece. La corriente alterna producida por un generador de tensión domiciliaria tiene la forma de una onda sinusoidal. La salida de un inversor es una onda muy cuadrada, no es como la onda suave, redonda de una sinusoidal perfecta. Algunos dispositivos son inherentemente sensibles a la señal producida por una onda de corriente alterna. Por lo general, se trata de dispositivos que reciben o emiten algún tipo de señal, tales como equipos de audio o de vídeo, dispositivos de navegación o equipo científico sensible. Usted puede ver u oír la forma de onda cuadrada en un televisor como líneas en la pantalla o un zumbido o chillido constante.
Fig: Sistema básico de suministro eléctrico domiciliario por energía solar.
La limpieza de la onda senoidal requiere una serie de filtros, inductores y condensadores. Los inversores de bajo costo tienen poco o ningún filtrado. La corriente alterna que producen tiene una onda muy cuadrada, lo cual está bien si lo que usted desea es hacer café o hacer funcionar algo con un motor eléctrico simple. Si usted necesita una onda sinusoidal suave, necesitará un inversor con un mejor filtrado. Por supuesto, un mejor filtrado también cuesta un poco más. Los Inversores pueden llegar a ser extremadamente caros, incluso llegar a costar miles de dólares, es decir, si usted está buscando un inversor con una onda senoidal (o sinusoidal) suave. La buena noticia es que si se dispone de un presupuesto lo suficientemente grande, usted puede adquirir un inversor de alimentación de CA que produzca una onda senoidal de corriente alterna prácticamente perfecta. De hecho, algunos inversores de alta gama pueden hacer que las ondas senoidales sean incluso más suaves que la alimentación de CA suministrado a su hogar.
Vatios, picos y sobretensiones
El primer paso en la selección de un inversor es hacer coincidir el inversor con la tensión de la batería que va a utilizar para el suministro de energía al mismo. En la mayoría de los casos, usted va a utilizar una batería de 12 voltios, por lo que usted necesitará seleccionar un inversor de 12 voltios.
El siguiente paso es determinar qué dispositivos piensa usted alimentar con el inversor. Busque una etiqueta en alguna parte de cada dispositivo que indique la potencia que se requiere para hacerlo funcionar. La potencia nominal del inversor debe ser superior a la potencia total de todos los dispositivos que desee energizar de forma simultánea. Por ejemplo, si desea alimentar una licuadora de 600 vatios y una cafetera de 600 vatios al mismo tiempo, lo que se necesita es un inversor capaz de proporcionar una salida de 1.200 vatios. Sin embargo, si usted no piensa que alguna vez vaya a hacer café y batidos de frutas al mismo tiempo, usted sólo necesita un inversor de 600 vatios.
Desafortunadamente, las cosas no son tan simples. Los dispositivos que tienen motores eléctricos, así como algunos televisores, consumen una potencia superior a su clasificación de potencia nominal de funcionamiento, cuando arrancan. Esto se conoce como picos o transitorios, y esta información también debería aparecer en la etiqueta del dispositivo. La mayoría de los inversores también tienen una calificación alta, así que asegúrese que la calificación de pico del inversor sea mayor que la potencia pico del dispositivo que usted intenta alimentar. Los hornos a microondas son un caso especial. Como ejemplo, usted puede saber que su horno de microondas consume 500 vatios. Esto es en realidad la potencia de cocción. La potencia de consumo de la fuente de alimentación del mismo podría ser el doble de esa cantidad. Una vez más, consulte la etiqueta del dispositivo para tomar los recaudos.
Si va a hacer funcionar el inversor a través del encendedor de cigarrillos de su coche, es preferible por cuestiones de seguridad que usted no vaya a conectar a la salida del inversor dispositivos de alto consumo eléctrico. De hecho, si se intenta sobrepasar los 400 vatios a través de una conexión a encendedor de cigarrillos, este fallará, y podría incluso provocar un incendio en el vehículo.
La especificación final que necesitar saber es la forma de la onda de salida del inversor. Si necesita energizar cualquier equipo que sea sensible a las ondas cuadradas, busque un inversor con una salida de onda "sinusoidal perfecta". Pero esté preparado para el susto por valor de la factura de compra, un inversor sinusoidal perfecto puede costar casi 10 veces más que el mismo inversor de potencia con una salida sinusoidal modificada. Sinusoidal modificada significa que la corriente se pasa a través de algún tipo de filtrado, por lo que no es una onda cuadrada, pero no es tampoco totalmente lisa.
Instalación del inversor / convertidor
Los inversores son muy fáciles de instalar. La mayoría de ellos son dispositivos tipo " plug and play " , o sea de conexión rápida , especialmente los inversores más pequeños de baja potencia . Estos inversores tienen un cable con un enchufe adaptado al encendedor de cigarrillos de su coche o camión. Están diseñados para ser portátiles, por lo que no hay otro montaje que hacer .
Si usted compra un inversor con capacidad para potencias superiores, la instalación correcta se vuelve un poco más crítica. Por debajo de los 400 vatios, la conexión al encendedor de cigarrillos es todavía una posibilidad, pero para potencias superiores se requiere una conexión directa a la batería. Los cables de entrada del inversor tienen fichas cocodrilo que se pueden conectar a los bornes de la batería, de forma similar a un juego de cables de arranque. Si la instalación está destinada a ser permanente, los cables se pueden asegurar a los terminales o bornes mediante abrazaderas. El dispositivo inversor se puede montar en cualquier lugar, preferiblemente en un lugar con buena circulación de aire. Los Inversores generan una buena cantidad de calor, y utilizan ventiladores de refrigeración y aletas de disipación de calor para evitar un sobrecalentamiento. Los inversores más grandes y más pesaos disponen de agujeros de montaje en su chasis, de manera que se pueden asegurar a cualquier superficie. Obviamente, en una instalación permanente, es probable que usted desee atornillar su convertidor en el lugar, pero esto no es absolutamente necesario. Es posible simplemente colocar el inversor en una posición segura, estable, conectar los cables a la batería y enchufarlo.
Fig.: Inversor con ficha para conectar al encendedor de cigarrillos del automóvil
Y cómo es el aspecto de un inversor? Pues bien, los inversores más pequeños pueden caber en su bolsillo, mientras que los modelos de más potencia son aproximadamente del tamaño y peso de un gran diccionario. Como regla general: Cuanto mayor sea la potencia, más grande y más pesado será el inversor. En la parte superior de la escala de potencias del inversor , algunos inversores pueden ser más de 70 cm de largo y pesar más de 40 kilos .
Los inversores modernos han incorporado algunas características de seguridad que los hacen aún más fáciles de usar. Algunos modelos hacen sonar una alarma cuando el voltaje de la batería es demasiado bajo. Esto es sólo una ventaja, pero dependiendo de qué tipo de equipo usted esté por alimentar, también podría ser una característica de seguridad importante. Los inversores suelen tener también capacidades de desconexión automática. Si la unidad detecta una sobrecarga de corriente o una situación de sobrecalentamiento, se apagará para disminuir o prevenir la posibilidad de un incendio. Los inversores también se apagan en caso de un corto circuito, como un pedazo de metal que cae en el chasis o en caso de que el inversor se mojase. La desconexión por cortocircuito es una forma efectiva de evitar una electrocución.
Current , 1. Corriente , actual , popular , en boga , en uso , presente , del día , en curso , tendencia . 2. Corriente , intensidad . Movimiento de electrones a través de un conductor. 3. Es un flujo de cargas eléctricas a través de un medio conductor , resultado del movimiento de electrones o de iones como consecuencia de la aplicación de una fuerza electromotriz (e.m.f. , F.E.M.) , más conocida como voltaje. La corriente se mide en amperios (A) y su símbolo es la letra I. Cantidad de electricidad que fluye a través de un circuito. La cantidad de corriente depende directamente de la presión (voltaje) hecha sobre los electrones y de la mayor o menor dificultad (resistencia) que encuentren a su paso por los elementos conductores. Corriente alterna , corriente eléctrica que cambia de sentido a intervalos regulares. See: alternating current , sine wave. La corriente alterna fluye por un conductor alternativamente en los dos sentidos. Corriente rectificada en media onda por un diodo. Es directa porque fluye en un mismo sentido. No es continua porque se interrumpe en los tiempos correspondientes a los semiciclos negativos. Corriente alterna rectificada en onda completa. El circuito rectificador invierte el sentido de los semiciclos negativos y hace que la corriente sea casi continua . Mediante un condensador que actúa como tanque de almacenamiento de energía se puede reducir el rizado y hacer continua . Corriente continua , Es la corriente eléctrica que se desplaza siempre en un mismo sentido y sin interrupciones (como el agua que sale de una llave) , tal como la energía que suministran las pilas a una linterna , o la batería a un automóvil. Además de que es continua , siempre es corriente directa , porque no invierte su sentido como la corriente alterna . Es frecuente confundir corriente directa con corriente continua , pero la verdad es que no siempre son lo mismo. La corriente directa también puede tener la forma de un tren de pulsos , y no es corriente continua , ya que su flujo se interrumpe a ciertos intervalos. Corriente de polarización (BIAS) , Es la corriente producida por la tensión aplicada a un transistor (o tubo al vacío) para establecer su punto de operación. Corriente directa (direct current) , Es la corriente eléctrica que siempre lleva un mismo sentido en el circuito , aunque sea pulsante. No se debe confundir corriente directa con corriente continua . Al igual que la corriente directa , la continua también fluye en un mismo sentido por el circuito , pero lo hace sin interrupciones. Por ejemplo , si en serie con una línea de corriente alterna colocamos un diodo , a la salida de dicho rectificador de media onda tendremos semiciclos siempre iguales (positivos o negativos) , los cuales son corriente directa por llevar un mismo sentido , pero no son corriente continua , ya que el flujo se suspende en el momento en que la onda alterna original cambia al sentido de no conducción del diodo. Corriente efectiva (effective current ). Es la intensidad de una corriente alterna que al pasar por una resistencia pura (la debida al material propiamente dicho y no a su forma) , causa a su paso el mismo efecto de calentamiento que un valor dado de corriente continua . Se le llama también valor RMS. Para corrientes alternas de onda sinusoidal , el valor efectivo (el valor de la corriente continua equivalente) es 0 ,7071 veces el valor del pico de la onda (para efectos prácticos , se puede aproximar a 7 décimas del voltaje pico). See: RMS , sine wave. . See: Ampere , Ohm; absolute current level , nivel absoluto de corriente; absorption current , corriente de absorción; active current , corriente activa; air current , corriente de aire; alternating current ,corriente alterna; alternating current commutator motor , alternomotor con colector; amplification current , corriente de amplificación; back current , contra-corriente; belt of current , brida de corriente; bias current , corriente de polarización; break induced current , corriente de ruptura; breaking contact current or extra current on breaking , sobrecorriente de desconexión; carrier current , corriente portadora; carrier current telegraphy , telegrafía por corrientes portadoras; charging current , corriente de carga; closed-circuit current , corriente en circuito cerrado; commutated current , corriente invertida; conduction current , corriente de conducción; continuous current , corriente contínua; convection current , corriente de convección; dark current , corriente de oscuridad; direct current , corriente continua; direct current circuit , circuito de corriente continua; discharge or discharging current , corriente de descarga; double current key , manipulador de corriente alterna ; drain current , corriente de drenaje; eddy current constant , constante de las corrientes parásitas; electric current , corriente eléctrica; equalising current ,corriente compensadora; field current ,corriente inductora; filament current , corriente de calentamiento (radio); high frequency current , corriente de alta frecuencia; idle current , corriente devatada; induced current , corriente inducida; inrush current , aflujo de corriente; load current , corriente de carga; make and break current , conmutador inversor; making contact current or extra current on making , contacto de cierre; no load current , corriente en vacío; over current , sobrecarga de corriente; overload current , corriente de sobrecarga; peak current , corriente de pico; peak cathode current , corriente catódica de pico; periodic current , corriente periódica; plate current ,corriente de placa; primary current ,corriente primaria; reactive current , corriente reactiva , rectified current ,corriente rectificada; rectifier forward current , corriente directa de rectificación; rectifier reverse current , corriente inversa de rectificación; residual current , corriente residual; return current , corriente de retorno; reverse current , corriente invertida; ringing current , corriente de llamada; rush of current , aumento súbito de la corriente; saturation current , corriente de saturación; secondary current , corriente secundaria; short circult current , corriente de cortocircuito; single current transmission , transmisión por corriente de una polaridad; speech current , corriente de conversación; starting current , intensidad de arranque; thermoionic current , corriente termoiónica; transient current , corriente transitoria; voltmeter for direct current , voltímetro de corriente continua; wattless current , corriente devatada; to cut in the current , poner en circuito.
Current can be defined as the rate (intensity) of electron flow (next figure 1) and is measured in amperes. Current is a measurement of the electrons passing any given point in the circuit in one second. Because the flow of electrons is at the speed of light , it would be impossible to physically see electron flow. However , the rate of electron flow can be measured. Current will increase as pressure or voltage is increased—provided circuit resistance remains constant.
An electrical current will continue to flow through a conductor as long as the electromotive force is acting on the conductor’s atoms and electrons. If a potential exists in the conductor , with a build up of excess electrons at the end of the conductor farthest from the EMF and there is a lack of electrons at the EMF side , current will flow. The effect is called electron drift and accounts for the method in which electrons flow through a conductor.
An electrical current can be formed by the following forces: friction , chemical reaction , heat , pressure , and magnetic induction. Whenever electrons flow or drift in mass , an electrical current is formed. There are six laws that regulate this electrical behavior:
1. Like charges repel each other.
2. Unlike charges attract each other.
3. A voltage difference is created in the conductor when an EMF is acting on the conductor.
4. Electrons flow only when a voltage difference exists between the two points in a conductor.
5. Current tends to flow to ground in an electrical circuit as a return to source.
6. Ground is defined as the baseline when measuring electrical circuits , and is the point of lowest voltage.
Also , it is the return path to the source for an electrical circuit. The ground circuit used in most automotive systems is through the vehicle chassis and/or engine block. In addition , ground allows voltage spikes to be directed away from the circuit by absorbing them.
So far we have described current as the movement of electrons through a conductor. Electrons move because of a potential difference. This describes one of the common theories about current flow. The electron theory states that since electrons are negatively charged , current flows from the most negative to the most positive point within an electrical circuit. In other words , current flows from negative to positive. This theory is widely accepted by the electronic industry.
Another current flow theory is called the conventional theory. This states that current flows from positive to negative. The basic idea behind this theory is simply that although electrons move toward the protons , the energy or force that is released as the electrons move begins at the point where the first electron moved to the most positive charge. As electrons continue to move in one direction , the released energy moves in the opposite direction. This theory is the oldest theory and serves as the basis for most electrical diagrams.
Trying to make sense of it all may seem difficult. It is also difficult for scientists and engineers. In fact , another theory has been developed to explain the mysteries of current flow. This theory is called the hole-flow theory and is actually based on both electron theory and the conventional theory.
As a technician , you will find references to all of these theories. Fortunately , it really doesn’t matter as long as you know what current flow is and what affects it. From this understanding , you will be able to figure out how the circuit basically works , how to test it , and how to repair it. In this page , we will present current flow as moving from positive to negative and electron flow as moving from negative to positive. Remember that current flow is the result of the movement of electrons , regardless of the theory.
La corriente eléctrica se puede definir como la velocidad (intensidad) del flujo de electrones (figura 1 siguiente) y se mide en amperios. La corriente es una medida de los electrones que pasan por cualquier punto del circuito en un segundo. Debido a que el flujo de electrones es a la velocidad de la luz , sería imposible ver físicamente el flujo de electrones. Sin embargo , se puede medir el régimen de flujo de electrones. La corriente aumentará a medida que aumenta la presión o el voltaje , siempre que la resistencia del circuito permanezca constante.
Fig. 1 - The rate of electron flow is called current and is measured in amperes - El flujo de electrones se llama corriente y se mide en amperios.
Una corriente eléctrica seguirá fluyendo a través de un conductor mientras la fuerza electromotriz actúe sobre los átomos y electrones del conductor. Si existe un potencial en el conductor , con una acumulación de electrones en exceso en el extremo del conductor con mayor potencial y hay una falta de electrones en el lado de menor potencial , la corriente fluirá. El efecto se llama deriva de electrones y explica el método en el que los electrones fluyen a través de un conductor.
Una corriente eléctrica puede formarse por las siguientes causas: fricción , reacción química , calor , presión e inducción magnética. Siempre que los electrones fluyen o se desplazan en masa , se forma una corriente eléctrica. Hay seis leyes que regulan este comportamiento eléctrico:
1. Las cargas iguales se repelen entre sí.
2. Las cargas distintas se atraen entre sí.
3. Se crea una diferencia de voltaje en el conductor cuando una fuerza electromagnética actúa sobre el conductor.
4. Los electrones fluyen solo cuando existe una diferencia de voltaje entre los dos puntos de un conductor.
5. La corriente tiende a fluir a tierra en un circuito eléctrico retornando a la fuente.
6. La tierra se define como la línea de base cuando se miden circuitos eléctricos y es el punto de voltaje más bajo. Además , es la ruta de retorno a la fuente de un circuito eléctrico. El circuito de tierra utilizado en la mayoría de los sistemas automotrices es a través del chasis del vehículo y / o el bloque del motor. Además , la tierra permite que los picos de voltaje se dirijan lejos del circuito absorbiéndolos.
Hasta ahora hemos descrito la corriente como el movimiento de electrones a través de un conductor. Los electrones se mueven debido a una diferencia de potencial. Esto describe una de las teorías comunes sobre el flujo de corriente. La teoría de los electrones establece que , dado que los electrones están cargados negativamente , la corriente fluye desde el punto más negativo al más positivo dentro de un circuito eléctrico. En otras palabras , la corriente fluye de negativo a positivo. Esta teoría es ampliamente aceptada por la industria electrónica.
Otra teoría del flujo actual se llama teoría convencional. Esto establece que la corriente fluye de positivo a negativo. La idea básica detrás de esta teoría es simplemente que , aunque los electrones se mueven hacia los protones , la energía o fuerza que se libera cuando los electrones se mueven comienza en el punto donde el primer electrón se movió hacia la carga más positiva. A medida que los electrones continúan moviéndose en una dirección , la energía liberada se mueve en la dirección opuesta. Esta teoría es la teoría más antigua y sirve como base para la mayoría de los diagramas eléctricos.
Intentar darle sentido a todo puede parecer difícil. También es difícil para científicos e ingenieros. De hecho , se ha desarrollado otra teoría para explicar los misterios del flujo de corriente. Esta teoría se llama teoría del flujo de huecos y en realidad se basa tanto en la teoría de los electrones como en la teoría convencional.
Como técnico , encontrará referencias a todas estas teorías. Afortunadamente , realmente no importa siempre que sepa qué es el flujo de corriente y qué lo afecta. A partir de este conocimiento , podrá averiguar cómo funciona básicamente el circuito , cómo probarlo y cómo repararlo. En esta página , presentaremos el flujo de corriente como un movimiento de positivo a negativo y el flujo de electrones como un movimiento de negativo a positivo. Recuerde que el flujo de corriente es el resultado del movimiento de electrones , independientemente de la teoría.
