¿Qué es el convertidor de fuente de voltaje?

Convertidor de fuente de voltaje (VSC):una puerta de entrada al control de energía CC

Un convertidor de fuente de voltaje (VSC) es un dispositivo electrónico de potencia que actúa efectivamente como un puente entre corriente continua (DC) y corriente alterna (AC) . Permite el flujo de energía bidireccional y control preciso de voltaje y corriente en sistemas de CC y CA.

Aquí hay un desglose de sus características clave:

Qué hace:

* Convierte CC a CA (inversión): Esto es esencial para aplicaciones como la conexión de fuentes de energía renovables (solar, eólica) a la red, donde la fuente de energía es CC, pero la red requiere CA.

* Convierte CA a CC (Rectificante): Esto permite cargar baterías desde la red de CA o alimentar cargas de CC desde una fuente de CA.

* Proporciona control de alimentación CC: Los VSC pueden regular el voltaje y la corriente de CC, lo que garantiza un funcionamiento fluido y estable de los sistemas de CC.

Cómo funciona:

El núcleo de un VSC es un interruptor semiconductor de potencia (normalmente IGBT o MOSFET), controlados por una señal de modulación de ancho de pulso (PWM) . Esta señal enciende y apaga rápidamente el semiconductor, creando una forma de onda de CC "cortada". Al ajustar el ciclo de trabajo (la proporción de tiempo que el interruptor está encendido), se puede controlar con precisión el voltaje promedio y la salida de corriente.

Ventajas clave:

* Flujo de potencia bidireccional: La energía puede fluir en ambas direcciones, lo que hace que los VSC sean adecuados tanto para aplicaciones independientes como conectadas a la red.

* Alta eficiencia: Los VSC modernos logran eficiencias superiores al 95 %, minimizando la pérdida de energía.

* Control preciso: Los VSC ofrecen un excelente control sobre el voltaje y la corriente, lo que permite una regulación de potencia precisa y un funcionamiento flexible.

* Respuesta rápida: Pueden reaccionar rápidamente a los cambios en el sistema de energía, asegurando estabilidad y confiabilidad.

* Integración con fuentes de energía renovables: Los VSC son componentes clave en los sistemas de energía solar y eólica conectados a la red.

Tipos de VSC:

Existen varios tipos de VSC según su topología y aplicación:

* VSC de dos niveles: El tipo más común, que utiliza dos niveles de voltaje para generar salida de CA.

* VSC multinivel: Ofrecen tensiones nominales más altas y una distorsión armónica reducida, lo que los hace adecuados para aplicaciones de alta potencia.

* Convertidor modular multinivel (MMC): Altamente flexibles y escalables, las MMC son ideales para aplicaciones con requisitos de alta tensión y potencia.

Aplicaciones:

Los VSC encuentran diversas aplicaciones en varios sectores:

* Energía renovable: Integración en red de energía solar y eólica.

* Vehículos eléctricos: Carga y descarga de paquetes de baterías.

* Sistemas de energía: Estabilidad de red, control de tensión y compensación de potencia reactiva.

* Aplicaciones industriales: Accionamientos de motores, fuentes de alimentación y sistemas de almacenamiento de energía.

En conclusión, el convertidor de fuente de voltaje es una tecnología versátil y esencial en la electrónica de potencia moderna. Su capacidad para controlar y convertir energía CC y CA lo convierte en un habilitador clave para sistemas de energía eficientes y confiables en diversas aplicaciones.