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Solución:
Hay un tipo de convertidor que puede hacer esto: el convertidor matricial.
En teoría, puede tomar muchas fases y producir muchas fases en una amplia gama de frecuencias. También tiene el beneficio adicional de no necesitar pasivos de potencia (en teoría), ni condensador grande, ni inductores grandes.
Sin embargo, existen dos reglas de oro con los convertidores de matriz.
- No debe cortocircuitar el suministro
- No deberás abrir el circuito de la carga.
Es el punto n.º 2 el que hace que la topología sea poco práctica, ya que una simple pérdida de energía hará que el inversor explote.
Hay una variante del convertidor de matriz llamada cicloconvertidor que usa tiristores y no sufre los mismos problemas que un convertidor de matriz completo. Sin embargo, tiene la limitación de que solo puede sintetizar una frecuencia de salida alrededor de 1/10 de la frecuencia de entrada. Esta limitación está bien para la marina, que generalmente usa suministros eléctricos de 400 Hz, por lo que generar 40 Hz no es demasiado limitante para la propulsión.
Entonces, ¿por qué AC-DC-AC en lugar de AC-AC directo? Las complicaciones y limitaciones. Un inversor de seis interruptores es extremadamente versátil.
Cuando dos rutas son posibles, rara vez hay una buena respuesta de por qué se eligió una en particular. A menudo se trata de accidentes de la historia, o ventajas para uno u otro según las industrias locales o los componentes comunes.
Hay una ruta totalmente electrónica directamente desde CA trifásica en una frecuencia a otra, se llama Convertidor de matriz. Contiene 9 interruptores en matriz 3×3, para conectar cualquier fase con cualquier otra. Con la sincronización adecuada de los instantes del interruptor y los filtros de entrada y salida adecuados, puede crear un voltaje de salida similar al de la entrada. Se utilizan cada vez más para accionamientos de motor.
Sin embargo, puedo pensar en muchas ventajas de usar un enlace de CC intermedio.
Los convertidores CA-CC y CC-CA se fabrican en grandes cantidades y en grandes tamaños para enlaces de CC donde la transmisión a larga distancia es un factor. Esto conducirá a economías de escala. Son más maduros que los convertidores matriciales, por lo que con la larga planificación que implica la infraestructura eléctrica es más probable que hayan sido elegidos. Las turbinas eólicas tienden a conectarse en saltos cortos a los centros antes de conectarse a una sola línea de transmisión de larga distancia (muy larga en el caso de alta mar). Es más fácil agrupar energía a un voltaje intermedio de CC nominal, lo que simplifica el control. Es más fácil permanecer DC para la transmisión larga.
El motivo de la conversión directa de CA a CA es el tamaño y la masa de la bobina de choque de CC (o capacitor). array). No querrás tener eso, por ejemplo, en un vagón de metro con ruedas de goma o en un avión. En los trenes con ruedas de hierro depende, porque más masa significa mejor fricción.
Eso no se aplica a los edificios.
No se puede ahorrar en válvulas (transistores o tiristores). Por el contrario, los convertidores AC-AC tienden a tener más válvulas (aunque más pequeñas) que los convertidores AC-DC-AC. El concepto de control también es mucho más complicado.
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