Potencia

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ELECTRÓNICA INDUSTRIAL

CAPITULO I. -“INTRODUCCIÓN A LA ELECTRÓNICA DE POTENCIA”

1.1 HISTORIA

La historia de la electrónica de potencia empezó en el año de 1900 (figura 1.1), con la introducción del rectificador de arco de mercurio. Luego se descubre el rectificador de tanque metálico, el rectificador de tubo al vacío de rejilla controlada, el ignitrón, el fanotrón y el tiratrón. Estosdispositivos tuvieron su aplicación en el control de la energía hasta la década de 1950 (figura 1.2).

Figura 1.1. Hechos significativos en la evolución de la Electrónica de Potencia.

La primera revolución de la electrónica se inició en 1948 con la invención del transistor de silicio en los Bell Telephone Laboratories. La mayoría de las tecnologías electrónicas avanzadas actuales tienen suorigen en este descubrimiento. En 1956, el mismo laboratorio, incorporo el transistor de disparo PNPN, que se definió como un Tiristor o rectificador controlado de silicio (SCR), figura 1.2. La Segunda revolución de la electrónica empezó en 1957 con el desarrollo del Tiristor comercial por General Electric Company, figura 1.2. Ese fue el principio de una nueva era en la electrónica de potencia.Desde entonces se han introducido diversos tipos de dispositivos semiconductores de potencia y técnicas de conversión. En la actualidad la revolución de la electrónica de potencia nos está dando la capacidad de formar y controlar grandes cantidades de energía con una eficiencia cada vez mayor. [14] 4

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Figura1.2. Hechos significativos en la evolución de la Electrónica de Potencia.

Figura 1.3 Hechos significativos en la evolución de la Electrónica de Potencia.

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A continuación se presentara un pequeño estudio de cómo estaban conformado los siguientes dispositivos: el Ignitrón y el Tiratrón, que fueron losúltimos dispositivos que se utilizaron en la electrónica de potencia en el control de la energía.
1.1-1 El Ignitrón

En 1932 se introduce el ignitrón, desarrollado por Slepian y Ludwing. Éste es un rectificador de mercurio líquido de tres electrodos. Su nombre fue derivado del método del encendido del arco. El Ignitrón es una Válvula grande de cátodo frío que se usa para conmutar corrientesintensas. El ánodo es generalmente un bloque de carbono y el cátodo una bolsa de Mercurio. El electrodo activador o encendedor, es una varilla de Carborundo (carburo de silicio) especialmente conformada y parcialmente sumergida en el Mercurio. Cuando pasa por el encendedor (interruptor) una corriente muy intensa se produce una emisión electrónica en los puntos de contacto con el Mercurio que se evaporapara formar un paso conductor entre los electrodos. Las versiones mayores de ignitrones tienen cubiertas compuestas de metal y vidrio con un sistema de enfriamiento por agua, similar al de los rectificadores de arco de Mercurio de los cuales se han derivado. Este dispositivo puede soportar tensiones de hasta 20,000 V y corrientes de varios miles de amperios, siendo la caída de tensión enconducción de 15 a 20 V. Su estructura básica y característica de voltaje y corriente se muestran en la figura 1.4.

Figura 1.4. Ignitrón. a) Estructura. b) Símbolo. c) Característica de VAK-IA.

La conducción se provoca en el momento deseado aplicando un impulso de 20 a 50A y unos cientos de voltios entre la terminal de disparo llamado ignitor y el cátodo, eléctricamente conectado a la cubeta quecontiene mercurio. El ánodo debe estar previamente polarizado a tensión positiva respecto al cátodo.

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El ignitor termina en una punta de material semiconductor refractario como Carburo de Boro o grafito. Penetra ligeramente en el mercurio y deforma la superficie produciendo una potente fuente emisora de...
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