Porque Usar Fusibles En Variadores De Velocidad

Por qué usar fusibles para proteger variadores de velocidad
La sensibilidad térmica de los equipos electrónicos de aplicación industrial.

I- Introducción.
En la industria es frecuente encontrar equipos cuyo principio de funcionamiento se basa en el uso de semiconductores. Podemos citar, los convertidores de AC/DC (DC/AC), arrancadores suaves, o los variadores de frecuencia, entre otros.La fiabilidad de estos equipos descansa, entre otros condicionantes, en la adecuada protección eléctrica. La protección eléctrica de los equipos a base de semiconductores debe contemplar los medios para evitar que se excedan los valores de tensión, corriente y potencia disipada recomendada por el fabricante en régimen transitorio y permanente.

II- Los semiconductores y la temperatura.
Unsemiconductor de potencia realiza sus funciones de conducción y bloqueo de la corriente eléctrica mediante una pastilla semiconductora de muy poco tamaño y peso. Una vez en conducción las sobreintensidades producen mayor disipación de potencia debido al propio aumento de la corriente y al aumento de la caída de tensión que ello conlleva, tanto en transistores como tiristores. Este exceso depotencia generada se almacena en la pastilla semiconductora en los primeros instantes y luego se transmite al radiador a través de los contactos térmicos. Tanto en régimen transitorio como permanente, no se debe sobrepasar la temperatura máxima de operación, para evitar que sus propiedades se deterioren (en el silicio es de 190 oC). La reducida masa de la pastilla semiconductora hace que la capacidadde almacenar excesos pasajeros de temperatura, sea inferior a la de otros elementos del circuito. Esta limitada capacidad térmica de los semiconductores obliga a disponer, en los circuitos donde se usen, de elementos limitadores de corriente.
III- La protección de los semiconductores contra sobrecorrientes, el fusible.

Un cortocircuito es el contacto directo entre dos puntos conpotenciales eléctricos distintos. En los sistemas aterrizados (TNS, TT) puede ocurrir entre faces, entre fase y neutro o tierra. En sistemas de corriente continua, entre los polos o entre el polo aislado y tierra.
Las causas pueden ser varias, las más frecuentes: cables mal instalados o dañados, presencia de objetos metálicos, acumulación de polvo, humedad u otra elemento conductor, la filtración de aguao líquidos conductores, mal estado del aislamiento, equipos en mal estado o mal conectados, la operación incorrecta de los equipos.
Durante el cortocircuito ocurre en muy breve tiempo el incremento de la corriente en el sistema, a valores superiores, muchas veces, a la corriente nominal. Esta corriente genera efectos electrodinámicos y térmicos en los elementos de circuito situados agua arribadel punto de cortocircuito. Por ello la importancia que tiene detectar el fallo e interrumpir la corriente de cortocircuito antes de que alcance su valor máximo.
Los semiconductores pueden soportar de forma transitorias sobrecargas de intensidad baja y media, y cuyo valor es suministrado por el fabricante, la protección contra estas sobrecargas puede llevarse a cabo a través de elementos deinterrupción lentos. Para las sobrecargas altas y de duración inferior a medio ciclo la única alternativa es usar los fusibles ultrarrápidos. La coordinación entre el semiconductor y el fusible se hace sobre la base del término I2t, cuyo concepto ilustra la disipación de energía que un pico de intensidad va a provocar en el semiconductor (que no debe ser destruido por la elevación de la temperatura) yen un fusible (que debe ser fundido para que proteja).
Para comprender mejor la efectividad de la protección proporcionada por el fusible ultrarrápido a los semiconductores, revisaremos como funcionan dichos fusibles.
El fusible ultrarrápido consta en su arquitectura interna con una lámina de plata con varias perforaciones, rodeada de arena de cuarzo. En la Figura 1. (a) se muestra una...