Introducción A La Electrónica De Potencia

Introducción A La Electrónica De Potencia

Aparentemente Fuente: EUITI EIBAR


INDICE
1º PARTE: DISPOSITIVOS DE POTENCIA
1. LOS DIODOS DE POTENCIA
2. ANÁLISIS TÉRMICO
3. EL TIRISTOR
4. TRANSISTORES BIPOLARES BJT
5. TRANSISTORES MOSFET
6. TÉCNICAS Y CIRCUITOS DE EXCITACIÓN DE LOS TRANSISTORES MOSFET E IGBT DE POTENCIA
2º. PARTE: CIRCUITOS DE POTENCIA
7. CONVERTIDORES DE CONMUTACIÓN NATURAL – RECTIFICADORES -
8. REGULADORES DE ALTERNA
9. CONVERTIDORES DC-DC
10. CONVERTIDORES DC-AC. INVERSORES

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CONTENIDO

• 1º PARTE: DISPOSITIVOS DE POTENCIA.
• 1. LOS DIODOS DE POTENCIA. Introducción a los semiconductores de potencia. Diodos de potencia. Potencia disipada en conducción. Conmutación. on -> off. off -> on. Potencia disipada (onda rectangular). Recuperación inversa.
• 2. ANÁLISIS TÉRMICO. ANÁLISIS TÉRMICO.
• 3. EL TIRISTOR. Introducción. Funcionamiento interno de un tiristor. Procedimientos o fenomenos que provocan la entrada en conducción. Indeseada de un tiristor. Característica de puerta. Conmutación turn-on. Conmutación turn-off. Circuitos de disparo de tiristores. Transformador. Amplificador de pulsos de puerta con aislamiento. Red snubber rc. Triac. Circuitos de disparo de triacs. Aspectos a tener en cuenta en el uso de tiristores y triacs. Hojas de características de tiristores y triacs. Hoja de características de tiristores - bt145 series. Hoja de características de triac – bta140. El circuito integrado tca 785. Elementos de resistencia negativa como osciladores. Diac. Ujt. Gto. Condiciones de paso a on y de paso a off del tiristor. MCT (MOS CONTROLLED THYRISTOR).
• 4. TRANSISTORES BIPOLARES BJT. Introducción. Conmutación en el transistor bjt. Montaje darlington. Montaje antisaturación (baker’s clamp). Excitación optima de base. Circuitos de excitación o drive. Protección del transistor. Circuito drive para transistores con carga en el emisor. Solucion al problema de retardo con dos transistores. Conmutación en una carga resistiva. Conmutación de una carga inductiva. Relé. Convertidores dc-dc o dc-ac. Circuitos snubbers para transistores. Turn-off snubber. Turn-on snubber. Overvoltage snubber o circuito clamp (fijador).
• 5. TRANSISTORES MOSFET. Introducción. Transistor igbt. Elección del transistor adecuado. Capacidades parasitas. Conmutación de un mosfet. Conexión en paralelo. Soa - area de funcionamiento seguro. Transistor y diodo parásito. Comparación del mosfet y el bjt. Circuito snubber. Mosfet con tecnología coolmos.
• 6. TÉCNICAS Y CIRCUITOS DE EXCITACIÓN DE LOS TRANSISTORES MOSFET E IGBT DE POTENCIA. INTRODUCCIÓN. Tensión de puerta en el estado de on. Tensión de puerta en el estado de off. Impedancia de puerta-driver. Protección de puerta. EXCITACIÓN DE MOSFET CON EL TERMINAL DE FUENTE CONECTADO A MASA. Excitación con circuitos TTL. Excitación con circuitos CMOS. Excitación con circuitos lineales. Excitación con IC específicos. EXCITACIÓN DE MOSFET CON EL TERMINAL DE FUENTE NO CONECTADO A MASA. Excitación con desplazadores de nivel y autoelevación de la tensión. Excitación con transformadores de impulsos. Excitación con optoacopladores. Excitación con transistores Mosfet de canal P. CONCLUSIONES. IR2110. IR2130. CONEXIÓN EN SERIE DE SEMICONDUCTORES. CONEXIÓN EN PARALELO DE SEMICONDUCTORES.
• 2º. PARTE: CIRCUITOS DE POTENCIA.
• 7. CONVERTIDORES DE CONMUTACIÓN NATURAL – RECTIFICADORES -. Rectificador monofásico de media onda. Montaje mejorado. Rectificadores multifase de media onda. Sistema bifásico. Sistema trifásico. Sistema hexafásico. Rectificadores en puente. Efecto de la aparición de una fuerza contraelectromotriz. Montajes en puente en circuitos de alimentación. Montaje en puente trifásico. Rectificadores en puente de elevado número de pulsos. Convertidores controlados. Convertidores en puente totalmente controlados. Monofásico en puente. Convertidor en puente semicontrolado. Convertidor monofásico en puente semicontrolado 2877. Rectificadores controlados con diodo volante. Convertidores con inductancia de fuente finita. Fenómeno de. Solapamiento. Filtrado con lc. Aplicación al control de motores dc. Carga rle.
• 8. REGULADORES DE ALTERNA. Regulador monofásico - control por fase. Cargas puramente resistivas. Cargas rl. Regulador trifásico - control por fase. Carga colocada en estrella. Carga colocada en triángulo. Características de control por fase. Control integral de medios ciclos.
• 9. CONVERTIDORES DC-DC. Conceptos básicos. Control motores dc. Clase a. Clase b. Choppers con tiristores. Circuitos de conmutación forzada. Topologias de convertidores dc-dc. Convertidor buck (step-down) - convertidor reductor. Convertidor boost (step-up) - convertidor elevador. Convertidor boost (step-up) - trabajando en modo discontinuo. Convertidor buck- boost (step-down step up) - inversor de polaridad,. Reductor y elevador. Convertidor buck- boost (step-down step up) - inversor de polaridad,. Reductor y elevador. Trabajando en modo discontinuo.
• 10. CONVERTIDORES DC-AC. INVERSORES. Inversores monofásicos vsi de onda cuadrada. Inversores monofásicos vsi con desplazamiento de fase. Inversores monofásicos vsi con pwm senoidal. Inversores trifásicos vsi de onda cuadrada. Inversores trifásicos vsi con pwm senoidal. Inversor vsi con eliminación selectiva de armónicos. Inversores vsi controlados por lazos de corriente. Diferentes alternativas para ac-ac. Inversores vsi con tiristores. Filtros de salida.

Electronica Industrial - Maloney

Electrónica Industrial
Dispositivos y Sistemas
Maloney

Reseña 

Descripción Satisface las necesidades de conocimiento en los temas de tecnología electrónica, electrónica industrial, procesos de control industrial, maquinaria industrial y automatización industrial. Su contenido no se limita a presentar los dispositivos aislados, sino que enfatiza en la necesidad que tiene el lector para comprender los sistemas industriales. Se examinan a fondo una amplia variedad de sistemas, desde el interruptor de transistor a los robots industriales, y se analizan la importancia económica y el impacto ambiental de los procesos de producción. La sección ?Solución de problemas en la industria? es un componente fundamental en cada capítulo. En el tema ?Ruido eléctrico y magnético en mediciones electrónicas y sistemas de transmisión? el estudio se amplió y se proponen técnicas para hacerle frente.


INDICE

• PROLOGO
• EL TRANSISTOR COMO UN DISPOSITIVO DE CORTE Y SATURACIÓN
• EL TRANSISTOR COMO INTERRUPTOR ACTUANDO COMO ELEMENTO DECISORIO
• EL TRANSISTOR COMO INTERRUPTOR EN CIRCUITOS CON MEMORIA Y CONTADORES
• EL SCR
• EL UJT
• EL TRIAC Y OTROS TIRISTORES
• SISTEMA AUTOMÁTICO INDUSTRIAL DE SOLDADURA CON CONTROL DIGITAL
• AMPLIFICADORES OPERACIONALES
• SISTEMAS REALIMENTADOS Y SERVO MECANISMOS
• AMPLIFICADORES Y DISPOSITIVOS CORRECTORES FINALES
• TRANSDUCTORES DE ENTRADA—DISPOSITIVOS DE MEDIDA
• NUEVE EJEMPLOS DE SISTEMAS INDUSTRIALES DE BUCLE CERRADA
• SISTEMAS DE CONTROL DE VELOCIDAD DE MOTORES

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Contenido

• 1 EL TRANSISTOR COMO UN DISPOSITIVO DE CORTE Y SATURACIÓN. El transistor como interruptor. Cálculos relacionados con el transistor como interruptor. Comparación del transistor como interruptor con un interruptor mecánico. Prueba de los transistores que operan como interruptor. Variantes del circuito básico del transistor como interruptor. Aplicaciones del transistor como interruptor. Lámparas indicadoras, Interface entre diferentes niveles de voltaje
• 2 EL TRANSISTOR COMO INTERRUPTOR ACTUANDO COMO ELEMENTO DECISORIO. Sistemas con circuitos lógicos. Circuitos lógicos implementados con relés magnéticos. Circuito lógico de relés para un sistema clasificador de piezas manufacturadas. Lógica implementada con transistores. Puertas lógicas—Módulos para construcción de circuitos lógicos. Puertas no-inversoras: AND, OR. Puertas inversoras: NAND, NOR, NOT. Lógica positiva versus lógica negativa. Circuito lógico de estado sólido para el sistema clasificador de piezas manufacturadas. Dispositivos de entrada para la lógica de estado sólido. Dispositivos de salida para la lógica de estado sólido. Comparación entre la lógica de estado sólido y la lógica de relés. Circuito de estado sólido para controlar el ciclo de operación de una rebajadora automática. Circuito lógico para un anunciador de primera falla. Circuito lógico para controlar el ciclo de operación de un taladro automático. Familias lógicas—Sus características y principales cualidades. La familia RTL. La familia DTL. La familia HTL. La familia TTL. La familia CMOS
• 3 EL TRANSISTOR COMO INTERRUPTOR EN CIRCUITOS CON MEMORIA Y CONTADORES. Flip-flops. Circuito de control para un soldador utilizando flip-flops RS. Flip-flops RS con entrada de reloj. Control de una cepilladora utilizando flip-flops RS con entrada de reloj. Flip-flops JK. Registros de desplazamiento. Registros de desplazamiento implementados con flip-flops JK. Sistema de inspección y transporte usando un registro de desplazamiento. Registros de desplazamiento integrados. Contadores. El sistema binario. Conteo en binario. Decimal codificado en binario (BCD). Contadores con base en flip-flops. Contadores decadales. Contadores decadales en cascada. Decodificación. Sistema estampador que utiliza contadores decadales y decodificadores. Monoestables. Relojes. Sistema de llenado automático de recipientes que usa un reloj y monoestables. Contadores regresivos y codificadores. Contadores decadales regresivos. Codificadores decimal a BCD. Temporizadores. Retardos en circuitos con relés. Circuito serie resistencia-condensador:. Constantes de tiempo. Temporizadores de estado sólido. Sistema envasador que utiliza un contador regresivo, un codificador y temporizadores
• 4 EL SCR. Teoría y operación de los SCR. Formas de onda en el SCR. Características de puerta del SCR. Circuitos típicos de control de puerta. Otros circuitos de control de puerta. Retardos en el disparo usando condensadores. Uso de dispositivos de disparo en el manejo de la puerta. Métodos alternativos de conexión de los SCR a la carga. Control unidireccional de onda completa. Control bidireccional de onda completa. Circuitos puente con SCR. Los SCR en circuitos DC
• 5 EL UJT. Teoría y operación de los UJT. Disparo del UJT. Curvas características voltaje-corriente del UJT. Osciladores de relajación con UJT. Circuitos de tiempo con UJT.. Relé temporizado con UJT. Monoestable mejorado utilizando un UJT. Uso del UJT en circuitos de disparo de los SCR. Circuito de disparo con UJT (Sincronizado con la línea) para un SCR. Magnitud de los componentes de un circuito de disparo con UJT, .. Circuito de conmutación secuencial que utiliza un. UJT, para el control de puerta. Amplificador de salida lógico utilizando una combinación UJT-SCR
• 6 EL TRIAC Y OTROS TIRISTORES. Teoría y operación de los triacs. Formas de onda en los triacs. Características eléctricas de los triacs. Métodos de disparo para triacs. Circuitos RC de control de puerta. Dispositivos de disparo en circuitos de control de puerta para triacs. Interruptores bilaterales de silicio. Teoría y operación de un SBS. Utilización del terminal de puerta de un SBS. Eliminación de la histeresis del triac con un SBS. Dispositivos de disparo unilaterales. El diodo de cuatro capas utilizado para disparar un triac. Velocidad de aumento crítica del voltaje aplicado a un triac bloqueado (dv/dt). Los UJT como dispositivos de disparo para triacs. Circuito de disparo con UJT, y con realimentación por resistencia. Circuito de disparo con UJT, y con realimentación por voltaje
• 7 SISTEMA AUTOMÁTICO INDUSTRIAL DE SOLDADURA CON CONTROL DIGITAL. Descripción física del sistema de soldadura de rines. Secuencia de operaciones para hacer una soldadura. Diagrama de bloques del circuito de control para la secuencia.. Un sistema complejo segmentado en pequeños subcircuitos bloques—explicación del diagrama de bloques aproximado. Cómo el circuito de la secuencia de iniciación (bloque A) encaja en el sistema total. Cómo el circuito de la etapa de disparo y permisión (bloque B) encaja en el sistema total. Cómo el circuito de la etapa paso a paso (bloque C) encaja en el sistema total. Como el circuito predeterminador de la etapa contadora de tiempos (bloque D) encaja en el sistema total. Como la etapa contadora de tiempos (bloque E) encaja en el sistema total. Como el circuito paso a paso de caliente-frío y permisión (bloque F) encaja en el sistema total, 23S. Como el circuito predeterminador del contador caliente-frío (bloque G) encaja en el sistema total. Como el contador caliente-frío (bloque H) encaja en el sistema total. Como el circuito de potencia del soldador (bloque I) en¬caja en el sistema total. Descripción detallada del circuito de iniciación de la secuencia y del circuito de la etapa de disparo y permitidor. Notación usada en los diagramas esquemáticos y en el texto escrito. Funcionamiento del circuito. Descripción detallada del circuito de la etapa paso a paso y decodificadora. El circuito de la etapa a paso. El decodificador. La etapa contadora de tiempos y el circuito predeterminador de la etapa contadora de tiempos. La etapa contadora de tiempos. Funcionamiento de los circuitos de predeterminación. Conexión entre sí de los separadores. Circuito paso a paso caliente-frío y permitidor. Circuitos contador caliente-frío y predeterminador del contador caliente-frío. Circuito de potencia del soldador, 26'2. Una cisión simplificada del circuito de potencia del soldador. Circuito de potencia real del soldador
• 8 AMPLIFICADORES OPERACIONALES. Características de los Op Amps. Capacidades básicas. Ganancia de voltaje de bucle abierta. Resistencia de entrada.. Otras consideraciones concernientes a los Op Amps. El comparador de voltaje. El Op Amp amplificador inversor. El inversor de fase. Circuitos sumadores con Op Amps. Amplificador noinversor. Corrección del problema de desbalance (OFFSET). El Op Amp amplificador diferencial. Un Op Amp conversor voltaje-corriente. Op Amps integradores y diferenciadores
• 9 SISTEMAS REALIMENTADOS Y SERVO MECANISMOS. Sistemas de bucle abierta versus sistemas de bucle cerrado. Diagramas y nomenclatura de los sistemas de bucle cerrada. Diagrama general de bloques de un sistema de bucle cerrado. Nomenclatura utilizada en los sistemas de bucle cerrada. Características de un buen sistema de bucle cerrada. Ejemplos de sistemas de control de bucle cerrada. Servo mecanismo simple de cremallera y piñón. Máquina duplicadora de perfiles. Sistema de control de temperatura con bimetal. Sistema de control de presión utilizando moto-posicionador. Modos de control en sistemas industriales de bucle cerrada. Control todo o nada. Zona de actuación. Control proporcional. Banda proporcional. Los efectos del control proporcional. Desbalance en control proporcional.. Controlador eléctrico proporcional de temperatura. Control proporcional-integral. Control proporcional-integral-derivativo. Controlador eléctrico proporcional-derivativo. Controlador eléctrico proporcional-integral-derivativo. Respuesta del proceso. Tiempo de retardo (Retardo de la reacción) en los procesos industriales. Atraso de transferencia. Atraso de transmisión y tiempo muerto. Relaciones entre las características del proceso y el modo de control apropiado
• 10 AMPLIFICADORES Y DISPOSITIVOS CORRECTORES FINALES. Válvulas solenoide. Válvulas de dos posiciones operadas por motor eléctrico,.. Válvulas de posición proporcional operadas por motor. Válvulas electroneumáticas. Operador electroneumático de válvula. Conversar de señal electroneumático para operar un posicionador neumático. Válvulas electrohidráulicas. Características de flujo de una válvula.. Relés y contactores. Control todo o nada de corriente a la carga. Histéresis de los relés. Contactor trifásico para conmutar entre delta y Y. Tiristores. Motores AC de fase partida. Servo motores AC. Servo amplificadores AC de estado sólido. Servo amplificador 1: Amplificador transistorizado de cuatro etapas con salida push-pull. Servo amplificador 2: Amplificador transistorizado de cuatro etapas estabilizado con troceador, con realimentación negativa y fuente dc sin filtraje para el devanado de control. Servo amplificador3: Amplificador híbrido utilizando un op amp CI en la etapa de entrada y con una etapa de salida discreta push-pull. Servo motores DC. Amplificadores para servo-motores DC
• 11 TRANSDUCTORES DE ENTRADA—DISPOSITIVOS DE MEDIDA. Potenciómetros. Transformadores diferenciales de variación lineal (LVDTs). Transductores de presión. Tubos bourdon. Fuelles. Termocuplas. Termistores y detectores resistivos de temperatura (RTDs). Fotoceldas y dispositivos fotoeléctricos. Celdas fotouoltáicas. Celdas fotoconductoras. Acoplamiento y aislamiento ópticos: Fototransistores, diodos emisores de luz. Galgas extensiométricas. Tacómetros. Tacómetro generador DC. Tacómetros drag cup. Tacómetros AC de campo rotatorio. Tacómetros de rotor dentado. Tacómetros de captador fotoeléctrico. Tacómetros de frecuencia versus tacómetros de magnitud. Transductores de humedad. Higrómetros resistivos. Sicrómetros. Detección de las condiciones en un material sólido
• 12 NUEVE EJEMPLOS DE SISTEMAS INDUSTRIALES DE BUCAL CERRADA. Control por termistor de la temperatura del aceite de apagado. Sistema de control de presión, modo proporcional. Fosos de calentamiento para lingotes de acero. El comparador/controlador electrónico. Controlador de temperatura proporcional-integral con entrada de termocupla. Circuito puente termocupla-valor de referencia. El preampíificador, el troceador y el demodulador. Control proporcional-integral. Controlador de la tensión de una tira. Control de borde para un rodillo recolector. Sistema de pesaje automático. La distribución mecánica. Circuito electrónico de pesaje. Lector óptico del peso. El ciclo lógico automático. Otros códigos y métodos de codificación. Controlador de bióxido de carbón para un horno de carburación. El proceso de carburación. Medida de la concentración de CO2. El detector de error, el controlador y el dispositivo corrector final. Control de la humedad relativa en un proceso de humedecimiento de textiles. Control de humedad de una bodega
• 13 SISTEMAS DE CONTROL DE VELOCIDAD DE MOTORES. Motores DC-características y operación. Variación de la velocidad de un motor shunt DC. Control por tiristor de voltaje y corriente de armadura. Sistema de control de velocidad monofásico y de media onda para un motor shunt DC. Otro sistema monofásico de control de velocidad. Control reversible de velocidad. Sistemas operadores trifásicos para motores DC. Ejemplo de un sistema operador trifásico. Control de velocidad de los motores de inducción. 
• ÍNDICE. 

Electrónica de Potencia - Teoría y Aplicaciones

Electrónica de Potencia
Teoría y Aplicaciones
BENAVENT, José
ABELLÁN, Antonio
FIGUERES, Emilio


Reseña

La energía eléctrica que llega a las industrias necesita ser modificada para poder ser empleada en diversas aplicaciones; tradicionalmente la electrotecnia había aportado las soluciones, afortunadamente en las últimas décadas la electrónica de potencia ha desarrollado conversores electrónicos mucho menos voluminosos y caros y con un elevado rendimiento. Este es un libro en el que encontrará la teoría y aplicaciones de la electrónica de potencia, un análisis claro del funcionamiento de los conversores electrónicos habituales en la industria actual tomando en cuenta las nuevas topologías y métodos de control. 
Contiene una serie de ejercicios que le permitirán al lector introducirse a los procedimientos y cálculos para el diseño de conversores. 
Incluye dos apéndices que contienen un repaso a conceptos básicos de los conversores y una introducción al control de motores DC. 


Resumen del contenido:

• Introducción A La Electrónica De Potencia 
• Rectificadores No Controlados 
• Rectificadores Controlados 
• Reguladores De Corriente Alterna 
• Inversores 
• Apéndice 1. Conceptos Básicos En Circuitos Eléctricos 
• Apéndice 2. Control De Motores DC.

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CONTENIDO

• CAPÍTULO 1 Introducción a la electrónica de potencia. Introducción. La electrónica de potencia frente a la electrotecnia clásica. Estructura de los sistemas electrónicos de potencia. Tipos de convertidores. Diseño de equipos electrónicos de potencia. Circuitos básicos de la electrónica de potencia. Circuitos con carga R-C. Circuitos con carga R-L. Circuitos con carga L-C. Circuitos con carga R-L-C
• CAPÍTULO 2 Rectificadores no controlados. Introducción. Parámetros de funcionamiento. Rectificadores monofásicos de media onda. Carga resistiva R. Carga inductiva R-L. Carga con una fuerza contraelectromotriz Ed. Rectificadores monofásicos de onda completa. Rectificadores monofásicos de onda completa con transformador de toma intermedia. Rectificadores monofásicos en puente. Efectos de la inductancia de fuente (Ls) en la conmutación de corriente. Rectificador de media onda con diodo volante, id=Id=cte. Rectificador de onda completa en puente, id=Id=cte. Rectificador de onda completa en puente, vd=Vd=cte. Rectificador trifásico de media onda. Rectificador trifásico en puente completo. Efectos de Ls en la conmutación de corriente. Tensión constante en la carga, vd=Vd=cte. Comparación de rectificadores monofásicos y trifásicos
• CAPÍTULO 3 Rectificadores controlados. Introducción. Principio de operación de un rectificador controlado. Rectificador controlado de media onda. Control de los tiristores. Rectificadores monofásicos totalmente controlados. Funcionamiento idealizado con Ls= e id=Id=cte. Efectos de Ls. Rectificadores reales (carga R-L-E). Funcionamiento como inversor. Rectificadores trifásicos totalmente controlados. Funcionamiento idealizado con Ls= e id=Id=cte. Efectos de Ls. Funcionamiento como inversor
• CAPÍTULO 4 Reguladores de corriente alterna. Introducción. Principio de control todo-nada Regulador monofásico con carga resistiva. Regulador monofásico unidireccional Principio de control de fase Carga resistiva. Regulador monofásico bidireccional Carga resistiva. Regulador monofásico bidireccional Carga inductiva. Regulador trifásico unidireccional. Carga resistiva Conexión estrella. Carga resistiva Conexión triángulo. Regulador trifásico bidireccional. Carga resistiva Conexión estrella. Carga resistiva Conexión triángulo
• CAPÍTULO 5 Inversores. Introducción. Principio de funcionamiento Inversor monofásico de medio puente con modulación de onda cuadrada y. alimentado por fuente de tensión (VSI). Inversor monofásico en puente con modulación de onda cuadrada. Técnica de modulación por cancelación de tensión. Esquema del PWM (modulación en ancho de pulso). Inversor monofásico de medio puente. Inversor monofásico en puente (PWM). PWM con conmutación de tensión bipolar. PWM con conmutación de tensión unipolar. Inversor monofásico con eliminación de armónicos programada. Inversores trifásicos (VSI). Modulación de onda cuadrada ° de conducción. Modulación de onda cuadrada ° de conducción. Modulación de ancho de pulso. Inversores alimentados por fuente de corriente (CSI)
• APÉNDICE Conceptos básicos en circuitos eléctricos. Introducción. Magnitudes fundamentales en funciones periódicas. Componentes pasivos. La bobina. El condensador. Circuitos con formas de onda senoidales. Circuitos con formas de onda periódicas no senoidales
• APÉNDICE Control de motores DC. Introducción. Características generales del motor DC. Reversibilidad. Convertidores electrónicos para el control de motores DC. Rectificador a tiristores. Choppers o troceadores. Modelización de convertidores y del motor DC. Función de transferencia del convertidor. Modelización del motor DC. Estructuras de regulación. Cálculo del regulador de corriente. Cálculo del regulador de velocidad. Regulación de posición
• BIBLIOGRAFÍA. 

Electrónica de Potencia - Daniel W. Hart

Electrónica de Potencia
Daniel W. Hart

Reseña

El autor considera que el uso de la simulación por computadora para la investigación del comportamiento básico de los circuitos electrónicos de potencia, añade una dimensión más al aprendizaje del alumno, que la estricta manipulación de ecuaciones. La mayor parte del libro incluye, pues, simulación por computador usando PSpice. Los diez capítulos que conforman el libro constan de numerosos ejercicios y ejemplos que aparecen después de cada epígrafe tratado.Existe un sumario en la parte final de cada capítulo.Presenta problemas propuestos para cada sección del libro.


INDICE

• Capítulo 1: Introducción
• Capítulo 2: Cálculos De Potencia
• Capítulo 3: Rectificadores De Media Onda: Fundamentos Bási¬cos De Análisis
• Capítulo 4: Rectificadores De Onda Completa Y Trifásicos: Conversión CA-CC
• Capítulo 5: Controladores De Tensión Alterna: Convertido¬res CA-CA
• Capítulo 6: Convertidores CC-CC
• Capítulo 7: Fuentes De Alimentación De Corriente Continua
• Capítulo 8: Inversores: Conversión De Continua En Alterna
• Capitulo 9: Convertidores Resonantes
• Capítulo 10: Circuitos De Excitación Y De Protección
• Apéndice a: Series De Fourier Para Algunas Formas De Ondas Comunes
• Apéndice b: Promedio Del Espacio De Estados

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CONTENIDO.

• PRÓLOGO.
• CAPÍTULO 1 INTRODUCCIÓN. Introducción. Clasificación de los convertidores. Interruptores electrónicos. El diodo. Tiristores. Transistores. Selección de los interruptores. SPICE y PSpice". Los interruptores en PSpice. El interruptor controlado por tensión. Transistores. Diodos. Dispositivos SCR. Problemas de convergencia en PSpice. Comparación de resultados de simulación en PSpice. Problemas.
• CAPÍTULO 2 CÁLCULOS DE POTENCIA. Introducción. Potencia y energía. Potencia instantánea. Energía. Potencia media. Bobinas y condensadores. Recuperación de la energía. Transistor en conducción: 0  t  t1. Transistor en corte: tl  t T. Transistores en conducción: 0  t  t1. Transistores en corte: t1  t T. Valor eficaz o valor cuadrático medio. Potencia aparente y factor de potencia. La potencia aparente, S. Factor de potencia. Cálculos de potencia en circuitos de alterna con señales sinusoidales Cálculos de potencia para formas de ondas periódicas no sinusoidales. Las series de Fourier. Potencia media. Fuente no sinusoidal y carga lineal. Fuente sinusoidal y carga no lineal. Cálculos de potencia usando PSpice. Resumen. Problemas. Potencia instantánea y media. Recuperación de energía. Valores eficaces (rms). Formas de ondas no sinusoidales. PSpice.
• CAPÍTULO 3 RECTIFICADORES DE MEDIA ONDA: FUNDAMENTOS BÁSICOS DE ANÁLISIS. Introducción. Carga resistiva. Creación de una componente de continua utilizando un interruptor electrónico. Carga resistiva-inductiva. Simulación mediante PSpice. Uso de programas de simulación para cálculo numérico. Carga RL-generador. Alimentación de un generador de corriente continua a partir de un generador de corriente alterna. Carga bobina-generador. Uso de la inductancia para limitar la corriente. El diodo de libre circulación. Creación de una corriente continúa. Reducción de los armónicos de la corriente de carga. Rectificador de media onda con un filtro de condensador. Creación de una tensión continúa a partir de un generador de alterna. El rectificador de media onda controlado. Carga resistiva. Carga R-L. Carga RL-generador. Soluciones de PSpice para rectificadores controlados. Modelado del SCR en PSpice. Conmutación. Efecto de la inductancia del generador. Resumen. Problemas. Rectificador de media onda con carga resistiva. Rectificador de media onda con carga R-L. Rectificador de media onda con carga RL-generador. Diodo de libre circulación. Rectificador de media onda con un condensador de filtro. Rectificador de media onda controlado. Conmutación. Designación de problemas. CAPÍTULO 4 RECTIFICADORES DE ONDA COMPLETA Y TRIFÁSICOS: CONVERSIÓN CA-CC. Introducción. Rectificadores monofásicos de onda completa. El rectificador en puente. El rectificador con transformador de toma media. Carga resistiva. Carga R-L. Armónicos del generador. Simulación en PSpice. Carga RL-generador. Filtro de salida basado en condensador. Dobladores de tensión. Salida con filtro L-C. Corriente continua para la salida con filtro L-C. Corriente discontinua para la salida con filtro L-C. Rectificadores controlados de onda completa. Carga resistiva. Carga R-L, corriente discontinua. Carga R-L, corriente continua. Simulación en PSpice de los rectificadores controlados de onda completa. Rectificador controlado con carga RL-generador. El convertidor monofásico controlado operando como un inversor. Rectificadores trifásicos. Rectificadores controlados trifásicos. Simulación en PSpice de los rectificadores controlados trifásicos. Rectificadores de doce pulsos. El convertidor trifásico operando como un inversor. Transmisión de potencia continua. Conmutación: el efecto de la inductancia del generador. Rectificador monofásico en puente. Rectificador trifásico. Resumen. Problemas. Rectificadores monofásicos no controlados. Rectificadores monofásicos controlados. Rectificadores trifásicos no controlados. Rectificadores trifásicos controlados. Problemas de diseño.
• CAPÍTULO 5 CONTROLADORES DE TENSIÓN ALTERNA: CONVERTIDORES CA-CA. Introducción. El controlador de tensión alterna monofásico. Funcionamiento básico. Controlador monofásico con carga resistiva. Controlador monofásico con carga R-L. Simulación en PSpice de los controladores de tensión alterna monofásicos. Controladores trifásicos de tensión. Carga resistiva conectada en estrella. Carga R-L conectada en estrella. Carga resistiva conectada en triángulo. Control de la velocidad de los motores de inducción. Control de VAR estático (compensador estático de reactiva). Resumen. Problemas. Controladores de tensión monofásicos. Controladores de tensión trifásicos.
• CAPÍTULO 6 CONVERTIDORES CC-CC. Reguladores lineales de tensión. Un convertidor conmutado básico. El convertidor reductor. Relaciones entre la tensión y la corriente. Rizado de la tensión de salida. Consideraciones de diseño. El convertidor elevador. Relaciones entre la tensión y la corriente. Rizado de la tensión de salida. El convertidor reductor-elevador. Relaciones entre la tensión y la corriente. Rizado de la tensión de salida. El convertidor Cuk. Efectos no ideales en el funcionamiento de un convertidor. Caídas de tensión en los interruptores. Resistencia del condensador: efecto en el rizado. Resistencia de la bobina. Pérdidas de conmutación. Funcionamiento con corriente discontinua. Convertidor reductor con corriente discontinua. Convertidor elevador con corriente discontinua. Simulación en PSpice de los convertidores CC-CC. Un modelo conmutado en PSpice. Un modelo de circuito promediado. Resumen. Problemas. Convertidores lineales. Convertidor conmutado básico. Convertidor reductor. Convertidor elevador. Convertidor reductor-elevador. Convertidor Cuk. Efectos no ideales. Corriente discontinua. PSpice.
• CAPÍTULO 7 FUENTES DE ALIMENTACIÓN DE CORRIENTE CONTINUA. Introducción. Modelos de transformadores. El convertidor flyback. Análisis con el interruptor cerrado. Análisis con el interruptor abierto. Modo de corriente discontinua en el convertidor flyback. Resumen del funcionamiento del convertidor flyback. El convertidor forward. Análisis con el interruptor cerrado. Análisis con el interruptor abierto. Resumen del funcionamiento del convertidor forward. Convertidor forward con dos interruptores. El convertidor push-pull. Interruptor Sw1 cerrado. Interruptor Sw2 cerrado. Ambos interruptores abiertos. Resumen del funcionamiento del convertidor push-pull. Convertidores CC-CC en puente completo y en semi-puente. Convertidores alimentados en corriente. Swt cerrado y Sw2 abierto. SW1 abierto y Sw2 cerrado. Swt y Sw2 cerrados. Convertidores con múltiples salidas. Elección de convertidores. Simulación en PSpice de las fuentes de alimentación de continua. Convertidor flyback. Convertidor forward. Convertidor push-pull. Convertidor alimentado en corriente. Control de las fuentes de alimentación. Estabilidad del bucle de control. Análisis en pequeña señal. Función de transferencia del interruptor. Función de transferencia del filtro. Función de transferencia del circuito PWM. Amplificador de error con compensación. Diseño de un amplificador de error compensado. Simulación en PSpice del control por realimentación. Circuitos de control PWM. Problemas. Convertidor flyback. Convertidor forward. Convertidor push-pull. Convertidor alimentado en corriente. PSpice. Control.
• CAPÍTULO 8 INVERSORES: CONVERSIÓN DE CONTINUA EN ALTERNA. Introducción. El puente convertidor de onda completa. El inversor de onda cuadrada. Análisis mediante series de Fourier. Distorsión armónica total. Simulación en PSpice de los inversores de onda cuadrada. Control de armónicos y de amplitud. El inversor en medio puente. Salida con modulación por anchura de impulsos. Conmutación bipolar. Conmutación unipolar. Definiciones y consideraciones relativas a la modulación PWM. Armónicos en la modulación PWM. Conmutación bipolar. Conmutación unipolar. Simulación de inversores con modulación por anchura de impulsos. PWM bipolar. PWM unipolar. Inversores trifásicos. Inversor de seis pasos. Inversor trifásico PWM. Simulación en PSpice de los inversores trifásicos. Inversores trifásicos de seis pasos. Inversores trifásicos PWM. Control de velocidad de motores de inducción. Resumen. Problemas. Inversor de onda cuadrada y análisis de Fourier. Control de armónicos y de amplitud. Inversores con modulación por anchura de impulsos. Inversores trifásicos.
• CAPITULO 9 CONVERTIDORES RESONANTES. Introducción. Convertidor conmutado resonante: conmutación a corriente. Funcionamiento básico. Análisis para 0  t  t1. Análisis para t1  t  t2. Análisis para t2  t  t3. Análisis para t3  t  T. Tensión de salida. Convertidor conmutado resonante: conmutación a tensión c. Funcionamiento básico. Análisis para 0  t  t1. Análisis para t1  t  t2. Análisis para t2  t  t3. Análisis para t3 t  T. Tensión de salida. El inversor resonante serie. Pérdidas de conmutación. Control de amplitud. Convertidor CC-CC resonante serie. Funcionamiento básico. Funcionamiento para ws > w0. Funcionamiento para w2/2  ws  w0. Funcionamiento para ws  w0/2. Variantes del convertidor CC-CC resonante serie. Convertidor CC-CC resonante paralelo. Convertidor CC-CC serie-paralelo. Comparación de convertidores resonantes. El convertidor resonante con paso intermedio por corriente continua. Resumen. Problemas. Convertidor resonante de conmutación a corriente cero. Convertidor resonante de conmutación a tensión cero. Inversor resonante. Convertidor CC-CC resonante serie. Convertidor CC-CC resonante paralelo. Convertidor CC-CC serie-paralelo. Convertidor resonante con paso intermedio por corriente continua.
• CAPÍTULO 10 CIRCUITOS DE EXCITACIÓN Y DE PROTECCIÓN. Introducción. Circuito de excitación para MOSFET. Circuitos de excitación para el transistor bipolar. Circuitos de excitación de tiristor. Circuitos de protección para el transistor. Circuitos de protección de recuperación de energía. Circuitos de protección para el tiristor. Resumen. Problemas. Circuitos de excitación para MOSFET. Circuito de excitación del transistor bipolar. Circuitos de protección.
• APÉNDICE A SERIES DE FOURIER PARA ALGUNAS FORMAS DE ONDAS COMUNES. Las series de Fourier. Sinusoide rectificada de media onda. Sinusoide rectificada de onda completa. Rectificador trifásico en puente. Forma de onda pulsante. Onda cuadrada. Onda cuadrada modificada. Inversor trifásico de seis pasos.
• APÉNDICE B PROMEDIO DEL ESPACIO DE ESTADOS. Pequeña señal y régimen permanente. Ecuaciones de estado para el convertidor reductor.

Curso De Electronica De Potencia

Curso De Electronica De Potencia
Leopoldo García Franquelo


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INDICE

• Tema 1. Introducción al modelado y análisis de circuitos de potencia
• Tema 2. Diodo de potencia.
• Tema 3. Transistor bipolar de potencia
• Tema 4. Transistor de efecto de campo de potencia
• Tema 5. El tiristor
• Tema 6. Transistor bipolar de puerta aislada (IGBT)
• Tema 7. Tiristores de apagado por puerta
• Tema 8. Limitaciones de corriente y tensión
• Tema 9. Circuitos de disparo para interruptores de potencia
• Tema 10. Control térmico de los semiconductores de potencia
• Tema 11. Componentes reactivos. Consideraciones prácticas
• Tema 12. Rectificadores no controlados
• Tema 13. Rectificadores controlados
• Tema 14. Convertidores conmutados CC-CC. Topologías básicas con un solo interruptor sin aislamiento galvánico
• Tema 15. Convertidores DC/DC II
• Tema 16. Convertidores CC/AC.
• Tema 17. Convertidores CC/CA con salida sinusoidal

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CONTENIDOS

• TEMA INTRODUCCIÓN AL MODELADO Y ANÁLISIS DE CIRCUITOS DE POTENCIA. GENERALIDADES. REGLAS PARA EL ANÁLISIS DE CIRCUITOS DE POTENCIA. DESARROLLO EN SERIE. Cálculo de Armónicos. Potencia. Cálculo de valores eficaces. FORMULACIÓN SISTEMÁTICA UTILIZANDO VARIABLES DE ESTADO.
• TEMA DIODO DE POTENCIA. INTRODUCCIÓN. Física de semiconductores. Unión p-n. ESTRUCTURA BÁSICA CARACTERÍSTICA ESTÁTICA. POLARIZACIÓN INVERSA. Técnicas para elevar la tensión VRRM. Biselado. Anillos de guarda. Características de Catalogo. POLARIZACIÓN DIRECTA. CARACTERÍSTICAS DINÁMICAS. PÉRDIDAS EN LOS DISPOSITIVOS. DIODO SCHOTTKY DE POTENCIA.
• TEMA TRANSISTOR BIPOLAR DE POTENCIA. INTRODUCCIÓN. CONSTITUCIÓN DEL BJT. FUNCIONAMIENTO DEL BJT. Zona Activa. Zona de Cuasi-Saturación. Zona de Saturación. Ganancia. TRANSISTOR DARLINGTON. EL TRANSISTOR EN CONMUTACIÓN. EXCITACIÓN DEL BJT. CONSIDERACIONES TÉRMICAS. AVALANCHA SECUNDARIA. ZONA DE OPERACIÓN SEGURA (SOA).
• TEMA TRANSISTOR DE EFECTO DE CAMPO DE POTENCIA. INTRODUCCIÓN. Transistor de Efecto de Campo de Señal. TECNOLOGÍAS DE FABRICACIÓN. Transistor VMOS. Transistor D-MOS. Transistor Trenched-MOS. Evolución del Transistor MOS. FUNCIONAMIENTO DEL TRANSISTOR DE EFECTO DE CAMPO DE POTENCIA. DIODO EN ANTIPARALELO. Conmutación en una Rama de un Puente. CARACTERÍSTICAS ESTÁTICAS, DINÁMICAS Y TÉRMICAS. ÁREA DE OPERACIÓN SEGURA.
• TEMA EL TIRISTOR. INTRODUCCIÓN. Estructura Básica. Característica Estática. FUNCIONAMIENTO DEL SCR. Polarización Inversa. Polarización Directa. Mecanismo de Cebado. Mecanismo de Bloqueo. RELACIÓN DEL BLOQUEO DEL SCR CON SU CIRCUITO EXTERNO. CARACTERÍSTICAS DINÁMICAS. Encendido del SCR. Bloqueo Dinámico del SCR. FORMAS DE PROVOCAR EL DISPARO DEL SCR. TRIAC. Constitución y Funcionamiento. Característica Estática.
• TEMA TRANSISTOR BIPOLAR DE PUERTA AISLADA (IGBT). INTRODUCCIÓN. TECNOLOGÍAS DE FABRICACIÓN Y CURVA CARACTERÍSTICA I-V. FUNCIONAMIENTO DEL TRANSISTOR IGBT. Estado de Bloqueo. Estado de Conducción. EFECTO DE CEBADO DEL TIRISTOR PARÁSITO INTERNO DEL IGBT (LATCH UP). Efecto del Latch up. Métodos para Evitar el Efecto del Latch up. CARACTERÍSTICAS DE CONMUTACIÓN. Encendido. Apagado. ÁREA DE OPERACIÓN SEGURA. CARACTERÍSTICAS Y VALORES LÍMITE DEL IGBT.
• TEMA TIRISTORES DE APAGADO POR PUERTA. INTRODUCCIÓN. ESTRUCTURA Y FUNCIONAMIENTO DEL GTO. ESPECIFICACIONES DE PUERTA EN EL GTO. CONMUTACIÓN DEL GTO. Encendido del GTO. Apagado del GTO. MÁXIMA CORRIENTE ANÓDICA CONTROLABLE POR CORRIENTE DE PUERTA. OTROS DISPOSITIVOS DE APAGADO DESDE LA PUERTA. Tiristor Controlado por Puerta Integrada: IGCT. Tiristor Controlado por Puerta MOS: MCT. COMPARACIÓN ENTRE LOS DISPOSITIVOS DE POTENCIA. ULTIMAS TENDENCIAS EN LA FABRICACIÓN DE LOS DISPOSITIVOS DE POTENCIA.
• TEMA LIMITACIONES DE CORRIENTE Y TENSION. INTRODUCCIÓN. ASOCIACIÓN DE DISPOSITIVOS. Conexión en Serie. Conexión en Paralelo. PROTECCIONES. Protección contra Sobreintensidades. Protección contra Sobretensiones. Protección con Redes RC. Protección con Semiconductores y Varistores de Óxido Metálico.
• TEMA CIRCUITOS DE DISPARO PARA INTERRUPTORES DE POTENCIA. INTRODUCCIÓN. CIRCUITOS DE DISPARO DE CONEXIÓN EN PARALELO. Circuitos de Control con Acoplamiento DC. Salida Unipolar. Salida Bipolar. Circuitos de Control con Aislamiento Eléctrico. Alimentación en los Circuitos de Disparo. Alimentación con circuitos de Bombeo de Carga por Condensador. Alimentación con circuitos “Bootstrap”. Circuitos de Puerta para SCRs. CIRCUITOS DE DISPARO DE CONEXIÓN EN SERIE. PROTECCIONES DEL INTERRUPTOR DE POTENCIA INCORPORADAS EN EL CIRCUITO DE CONTROL. Protección contra Sobrecorriente. Protección contra Cortocircuitos en Montajes Tipo Puente. Conmutación sin Snubbers.
• TEMA CONTROL TÉRMICO DE LOS SEMICONDUCTORES DE POTENCIA. INTRODUCCIÓN. MECANISMOS DE TRANSFERENCIA DEL CALOR. Convección. Radiación. Conducción. Modelo Térmico Estático. Modelo Térmico Dinámico. Cálculo de la Temperatura de la Unión en Situaciones Transitorias. DISIPADORES ASPECTOS PRACTICOS. Radiadores. Convección Forzada. Cálculo de la Resistencia Térmica. Refrigeradores por líquidos.
• TEMA COMPONENTES REACTIVOS CONSIDERACIONES PRÁCTICAS. INTRODUCCIÓN. DISEÑO DE INDUCTORES. Tipos de Núcleo Magnético. Carrete. Conductores. Entrehierro. DISEÑO DE TRANSFORMADORES. Núcleo Magnético. Conductores. SELECCIÓN DE CONDENSADORES. Electrolíticos. Plásticos y Cerámicos.
• TEMA RECTIFICADORES NO CONTROLADOS. INTRODUCCIÓN. RECTIFICADOR MONOFÁSICO. Rectificador Media Onda. Puente Completo. Conmutación Instantánea. Conmutación no Instantánea. Carga Tipo Tensión Constante. Conexión en Redes Trifásicas Corrientes por el Neutro. RECTIFICADORES TRIFÁSICOS Y POLIFÁSICOS. Montajes Simples. Conexión Serie. Conexión en Fase. Conexión en Oposición de Fases. Conexión Puente Completo. Conexión Paralelo. Tensiones y Corrientes Rectificadas. Valor Medio de la Tensión Rectificada. Valor Eficaz VRMS. Factor de Ondulación. Desarrollo en Serie. Factor de Potencia del Secundario. Corriente Para Carga Altamente Inductiva.
• TEMA RECTIFICADORES CONTROLADOS. INTRODUCCIÓN. RECTIFICADOR MONOFÁSICO. Rectificador de Media Onda. Estudio para diferentes tipos de cargas. Diodo de Libre Circulación. Rectificador Puente Monofásico. Conmutación Ideal. Valor Medio de la Tensión Rectificada. Efecto de a sobre la Componente Fundamental de IS. Conmutación no Instantánea. Sincronización del Circuito de Disparo. RECTIFICADORES POLIFÁSICOS SIMPLES. Valor Medio de la Tensión Rectificada. Funcionamiento como Rectificador y como Ondulador. Influencia de la Naturaleza de la Carga. Conmutación no Instantánea. RECTIFICADOR PUENTE POLIFÁSICO. Valor Medio de la Tensión Rectificada. Conmutación no Instantánea. RECTIFICADORES SEMICONTROLADOS. Puente Monofásico. Puente Polifásico.
• TEMA CONVERTIDORES CONMUTADOS CC-CC TOPOLOGÍAS BÁSICAS CON UN SOLO INTERRUPTOR SIN AISLAMIENTO GALVÁNICO. INTRODUCCIÓN. CONTROL DE LOS CONVERTIDORES CC-CC. CONVERTIDOR REDUCTOR. Modo de Conducción Continua. Modo de Conducción Discontinua. Modo de Conducción Discontinua con Vd Constante. Modo de Conducción Discontinua con Vo Constante. Rizado de la tensión de salida. Pérdidas en el Condensador. CONVERTIDOR ELEVADOR. Modo de Conducción Continua. Modo de Conducción Discontinua. Rizado de la tensión de salida. Efecto de componentes no ideales. CONVERTIDOR REDUCTOR-ELEVADOR. Modo de Conducción Continua. Modo de Conducción Discontinua. Rizado de la tensión de salida. Efecto de componentes no ideales. CONVERTIDOR DE CÚK. Modo de Conducción Continua. Límite entre Modos de Conducción.
• TEMA CONVERTIDORES DC/DC II. INTRODUCCIÓN. CONVERTIDOR PUENTE. Estrategias de Control. Control Bipolar. Control Unipolar. CONVERTIDORES CON AISLAMIENTO GALVÁNICO. Convertidor Flyback. Convertidor Forward. Convertidor Puente. CIRCUITOS DE CONTROL DE CONVERTIDORES.
• TEMA CONVERTIDORES CC/AC. INTRODUCCIÓN. Armónicos. Conexión de un Convertidor CC/AC. Clasificación. INVERSOR MEDIO PUENTE RAMA ELEMENTAL. INVERSOR MONOFÁSICO EN PUENTE COMPLETO. INVERSOR TRIFÁSICO. Tensión en el Neutro. Armónicos. Espacio de Estados. OTROS INVERSORES. Inversor con Fuente de Corriente. Inversores de tres niveles. Inversores Multinivel.
• TEMA CONVERTIDORES CC/CA CON SALIDA SINUSOIDAL. INTRODUCCIÓN. ESTUDIO DE UNA RAMA DE UN PUENTE INVERSOR. Modulación Senoidal PWM. Armónicos. Sobremodulación. Armónicos. Generación de Señales PWM con Microprocesadores. INVERSOR MEDIO PUENTE. INVERSOR PUENTE COMPLETO. Modulación Bipolar. Modulación Unipolar. Comparación entre Modulación Bipolar y Unipolar. Efecto de Tiempos Muertos. PUENTE TRIFÁSICO. Generación de Señales PWM Trifásicas. Modulación “Space Vector”. PWM Modificado. Extensión del Indice de Modulación. Cancelación de Armónicos. Control de Corriente.