Plasma

INSTITUTO TECNOLOGICO DE TOLUCA.

INGENIERIA ELECTRÒNICA

PROYECTO:
MONITOREO PROGRABLE DE UN
INVERSOR TRIFÁSICO PARA LA GENERACIÓN DE PLASMA FRIO

ANTECEDENTES
Desde hace algún tiempo se vienen desarrollando sistemas de producción de plasma frío a temperatura ambiente para aplicaciones de descontaminación. El plasma frío, sin embargo, también se podría utilizar para matar bacterias,curar heridas y otro tipo de tratamientos.Gracias a los plasmas fríos, ciertos procesos industriales se realizan de forma más eficiente y barata, con lo que se reducen la contaminación y los residuos tóxicos generados.
La infraestructura con la que cuenta el país para hacer frente a este problema es muy reducida comparada con la cantidad de contaminación y de residuos tóxicos que se generan adiario. México tiene una gran responsabilidad en cuanto al abatimiento contra la contaminación y en el desarrollo de tecnologías que cumplan con normas de calidad ambiental para el tratamiento y disposición de los mismos.

Los plasmas no térmicos, conocidos también por plasmas fríos, se caracterizan por el hecho de que la temperatura de las especies pesadas (las partículas neutras y los iones) escercana a la temperatura ambiente (25-100 grados centígrados), la temperatura electrónica es, en cambio, mucho mayor (entre 5000 y 105 grados centígrados). Los plasmas fríos suelen producirse a baja presión (p < 133 mbar) en reactores con geometrías muy diversas. Tales reactores generan plasmas mediante sistemas de corriente continua, radiofrecuencia, microondas o en descargas pulsadas. Existentipos especiales de plasmas fríos, que por su descarga son llamadas de corona o de barrera dieléctrica, que se generan a presión atmosférica mediante la utilización de pulsos de entre 10–6 s y 10–9 s. En esos tipos de descargas se producen electrones muy energéticos que, debido a la brevedad de los pulsos utilizados, apenas tienen tiempo de intercambiar energía con su entorno. De ese modo seestablece un fuerte gradiente de temperatura entre los electrones y las especies pesadas del plasma.
En los últimos años, el plasma a baja temperatura ha ayudado a procesos industriales para el tratamiento de piezas metálicas, procesos de generación de materiales semiconductores, entre otras aplicaciones.
Con respecto a la generación de los plasma, se cuenta con una diversidad de técnicas paralograrlo, tales como impulsiones de alto voltaje, excitación mediante campos magnéticos, excitación lasser. Para el caso del empleo de campos magnéticos con alta frecuencia tiene la función de producir plasma a baja temperatura. Para generar un campo magnético con una frecuencia en un rango de 2-13.56 MHz se requiere una fuente de energía de 2 a 10kW, estos valores son demasiado altos para dispositivossemiconductores convencionales y para realizar su operación de conmutación. Actualmente se está utilizado un amplificador lineal con tubos de vacío BJT de oro, para construir fuentes de alimentación a altas frecuencias, para los generadores de plasma con el inconveniente de trabajar con baja eficiencia y de ser de gran tamaño.
Otra aplicación es una fuente de alimentación con alta frecuencia queconsiste en amplificadores lineales con un circuito de impedancia que está conectado a los TIC, con una terminal de salida en paralelo con una carga resonante [1]. Las condiciones de descarga de plasma a baja temperatura se ven fuertemente afectadas por la presión del gas, la velocidad del flujo, temperatura, etc. Además el factor de calidad del circuito resonante disminuye drásticamente cuandoel plasma de baja temperatura se ha establecido. Cuando las llamas de plasma a baja temperatura se someten a bajas tensiones de salida producen grandes cantidades de corriente y cuando se someten a altas tensiones se debe mantener un flujo estable. La baja temperatura del generador de plasma está equipada generalmente con un circuito que está destinado a lograr automáticamente la adaptación de...