Un acondicionador de energía (también conocido como acondicionador de línea o acondicionador de línea de energía ) es un dispositivo destinado a mejorar la calidad de la energía que se entrega a los equipos de carga eléctrica. El término más a menudo se refiere a un dispositivo que actúa de una o más formas para entregar un voltaje del nivel y características adecuados para permitir que el equipo de carga funcione correctamente. En algunos usos, el acondicionador de energía se refiere a un regulador de voltaje con al menos otra función para mejorar la calidad de la energía (por ejemplo , corrección del factor de potencia , supresión de ruido, protección contra impulsos transitorios, etc.)
Los términos "acondicionamiento de energía" y "acondicionador de energía" pueden ser engañosos, ya que la palabra "energía" aquí se refiere a la electricidad en general y no a la energía eléctrica más técnica .
Los acondicionadores funcionan específicamente para suavizar la forma de onda de CA sinusoidal y mantener un voltaje constante sobre cargas variables.
Tipos
Un acondicionador de energía de CA es el acondicionador de energía típico que proporciona energía de CA "limpia" a equipos eléctricos sensibles. Por lo general, se utiliza para aplicaciones domésticas o de oficina y tiene hasta 10 o más receptáculos o enchufes y generalmente proporciona protección contra sobretensiones y filtrado de ruido.
Los acondicionadores de líneas eléctricas toman energía y la modifican en función de los requisitos de la maquinaria a la que están conectados. Los atributos que se van a acondicionar se miden con varios dispositivos, como unidades de medida fasorial . Los picos de voltaje son más comunes durante tormentas eléctricas o fallas en las líneas eléctricas principales. El protector contra sobretensiones impide que el flujo de electricidad llegue a una máquina apagando la fuente de alimentación.
El término "acondicionamiento de energía" ha sido difícil de definir históricamente. Sin embargo, con los avances en la tecnología de energía y el reconocimiento por parte de IEEE, NEMA y otras organizaciones de estándares, ahora se ha desarrollado y aceptado una nueva definición de ingeniería real para proporcionar una descripción precisa de esta definición.
"Acondicionamiento de energía" es la capacidad de filtrar la señal de línea de CA proporcionada por la compañía eléctrica. "Regulación de potencia" es la capacidad de tomar una señal de la compañía eléctrica local, convertirla en una señal de CC que ejecutará un oscilador, que genera una onda sinusoidal de frecuencia única, determinada por las necesidades del área local, que se alimenta a la etapa de entrada del amplificador de potencia, y luego se emite como se especifica como el voltaje ideal presente en cualquier tomacorriente de pared estándar.
Diseño
Un acondicionador de energía de buena calidad está diseñado con bancos de filtros internos para aislar las tomas de corriente o receptáculos individuales del acondicionador de energía. [ cita requerida ] Esto elimina la interferencia o "interferencia" entre los componentes. Por ejemplo, si la aplicación será un sistema de cine en casa , la clasificación de supresión de ruido indicada en las especificaciones técnicas del acondicionador de energía será muy importante. [ cita requerida ] Esta calificación se expresa en decibelios (db). Cuanto mayor sea la clasificación de db, mejor será la supresión de ruido.
Los filtros de potencia activa (APF) son filtros que pueden realizar el trabajo de eliminación de armónicos. Los filtros de potencia activa se pueden utilizar para filtrar armónicos en el sistema de potencia que están significativamente por debajo de la frecuencia de conmutación del filtro. Los filtros de potencia activa se utilizan para filtrar armónicos de orden superior e inferior en el sistema de potencia . [1]
La principal diferencia entre los filtros de potencia activa y los filtros de potencia pasiva es que los APF mitigan los armónicos inyectando potencia activa con la misma frecuencia pero con fase inversa para cancelar ese armónico, donde los filtros de potencia pasiva usan combinaciones de resistencias (R), inductores (L) y condensadores (C) y no requieren una fuente de alimentación externa o componentes activos como transistores. Esta diferencia hace posible que los APF mitiguen una amplia gama de armónicos. [2]
El acondicionador de energía también tendrá una clasificación de "julios". Un julio es una medida de energía o calor necesaria para mantener un vatio durante un segundo, conocido como vatio segundo . Dado que las sobrecargas eléctricas son picos momentáneos, la clasificación en joules indica cuánta energía eléctrica puede absorber el supresor a la vez antes de dañarse. Cuanto mayor sea la clasificación en julios, mayor será la protección.
Usos
Los acondicionadores de energía varían en función y tamaño, generalmente según su uso. Algunos acondicionadores de energía proporcionan una regulación mínima de voltaje, mientras que otros protegen contra seis o más problemas de calidad de energía . Las unidades pueden ser lo suficientemente pequeñas para montar en una placa de circuito impreso o lo suficientemente grandes para proteger una fábrica completa.
Los acondicionadores de energía pequeños se clasifican en voltios-amperios (V · A) mientras que las unidades más grandes se clasifican en kilovoltios-amperios (kV · A).
Idealmente, la energía eléctrica se suministraría como una onda sinusoidal con la amplitud y frecuencia dadas por los estándares nacionales (en el caso de la red eléctrica) o las especificaciones del sistema (en el caso de una alimentación de energía no conectada directamente a la red eléctrica) con una impedancia de cero ohmios. en todas las frecuencias.
Ningún suministro de energía de la vida real jamás alcanzará este ideal. Las desviaciones pueden incluir:
- Las variaciones en el voltaje pico o RMS son importantes para diferentes tipos de equipos.
- Cuando el voltaje RMS excede el voltaje nominal en un 10 a 80% durante 0.5 ciclos a 1 minuto, el evento se denomina "oleaje".
- Una "caída" (en inglés británico) o un "sag" (en inglés americano - los dos términos son equivalentes) es la situación opuesta: el voltaje RMS está por debajo del voltaje nominal entre un 10 y un 90% durante 0.5 ciclos a 1 minuto.
- Las variaciones aleatorias o repetitivas en el voltaje RMS entre el 90 y el 110% del nominal pueden producir un parpadeo en el equipo de iluminación. Una definición precisa de tales fluctuaciones de voltaje que producen parpadeo ha sido objeto de un debate continuo en más de una comunidad científica durante muchos años.
- Incrementos de voltaje abruptos y muy breves, llamados "picos", "impulsos" o "sobretensiones", generalmente causados por la desconexión de grandes cargas inductivas o, más severamente, por un rayo.
- La " subtensión " se produce cuando la tensión nominal cae por debajo del 90% durante más de 1 minuto. El término "caída de voltaje" en el uso común no tiene una definición formal, pero se usa comúnmente para describir una reducción en el voltaje del sistema por parte de la empresa de servicios públicos o del operador del sistema para disminuir la demanda o aumentar los márgenes operativos del sistema.
- La " sobretensión " se produce cuando la tensión nominal supera el 110% durante más de 1 minuto.
- Variaciones en la frecuencia
- Variaciones en la forma de onda, generalmente descritas como armónicos
- Impedancia de baja frecuencia distinta de cero (cuando una carga consume más energía, el voltaje cae)
- Impedancia de alta frecuencia distinta de cero (cuando una carga demanda una gran cantidad de corriente, luego deja de exigirla repentinamente, habrá una caída o pico en el voltaje debido a las inductancias en la línea de suministro de energía)
Ver también
Referencias
- ↑ He, Jinwei, Beihua Liang, Yun Wei Li y Chengshan Wang (7 de junio de 2016). "Compensación simultánea de armónicos de corriente y voltaje de microrred mediante control coordinado de convertidores de interfaz dual". Transacciones IEEE sobre electrónica de potencia . 32 (4): 2647–2660. doi : 10.1109 / TPEL.2016.2576684 . S2CID 20100604 .CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
- ^ Jain, SK, P. Agrawal y HO Gupta (10 de diciembre de 2002). "Filtro de potencia activa de derivación controlada por lógica difusa para mejorar la calidad de la energía" . Actas de la IEE - Aplicaciones de energía eléctrica . 149 (5): 317–328. doi : 10.1049 / ip-epa: 20020511 . Consultado el 22 de noviembre de 2017 .CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
- Dugan, Roger C .; Mark F. McGranaghan; Surya Santoso; H. Wayne Beaty (2003). Calidad de los sistemas de energía eléctrica (2ª ed.). Nueva York: McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-138622-7.
- Meier, Alexandra von (2006). Sistemas de energía eléctrica: una introducción conceptual . Hoboken, Nueva Jersey: John Wiley & Sons. ISBN 978-0-471-17859-0.
- Sittig, Roland; Roggwiller, P. (1982). Dispositivos semiconductores para acondicionamiento de energía . Nueva York: Plenum Press. ISBN 978-0-306-41131-1.
enlaces externos
- "Glosario de términos" . Soluciones ConEdison . Consultado el 14 de julio de 2011 .[ enlace muerto permanente ]
- "Calidad de energía" . Problemas de energía, calidad de la energía y voltaje estable .
- Charles Perry y Doug Dorr (1 de marzo de 2003). "Abundan las opciones de potencia personalizadas" . Mundo de Transmisión y Distribución . Penton Media . Consultado el 27 de julio de 2010 .
- "Libro Blanco sobre Calidad y Eficiencia Energética" . Soluciones de energía 3DFS. Archivado desde el original el 18 de julio de 2011.