Tiristor

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6.

ALIMENTACIÓN DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS. (INTRODUCCIÓN A LA ELECTRÓNICA DE POTENCIA)

Presentación: Tecnológicamente, las máquinas eléctrica apenas han progresado en los últimos cien años. Se ha mejorado en los materiales, fundamentalmente en los aislantes, pero en cuanto a diseño general y principios de funcionamiento, son los mismos que cuando se inventaron. En cambio, donde sí ha habidoun avance sustancial ha sido en los sistemas de alimentación de las máquinas eléctricas. Gracias a los avances en la electrónica de potencia, hoy día, es posible variar y controlar de forma fácil y cómoda, no sólo la tensión o la intensidad de la alimentación de una máquina, sino incluso la frecuencia y la velocidad.

6.1. Componentes de la electrónica de potencia. Los semiconductores másutilizados en los circuitos de alimentación y control de motores son: —Diodo. —Tiristor de dos terminales (o diodo PNPN). —Tiristor de tres terminales (o rectificador controlado de silicio (SCR)). —Tiristor apagado por compuerta (GTO). —DIAC. —TRIAC. —Transistor de potencia.

El diodo.

Un diodo es un elemento diseñado para conducir corriente en una sola dirección, Cap. 6 Pág. 1

concretamentedesde su ánodo hacia su cátodo. La forma concreta en que se realiza esta conducción viene determinada por su característica tensión-corriente. Cuando se aplica al diodo una tensión positiva (más positiva en el ánodo que en el cátodo), conduce sin dificultad, mientras que si se aplica una tensión inversa la conducción es prácticamente nula (del orden de microamperios o menor). Si la tensión inversaes muy grande el diodo puede llegar a conducir en ese sentido una vez superada la llamada tensión de ruptura. Los diodos cuando trabajan conduciendo en el sentido directo se comportan como una simple resistencia, y al igual que éstas se clasifican según la potencia que pueden disipar de forma segura. Además, para cada diodo se debe especificar la máxima tensión inversa que es capaz de soportar.El tiristor de dos terminales o diodo PNPN. Tiristor es un nombre genérico que se da a una familia entera de semiconductores construidos con cuatro capas de material semiconductor. El más sencillo de ellos es el diodo PNPN o diodo de reverso bloqueado. La característica de este elemento, un tanto peculiar, se muestra a continuación

.

En la región de tensiones inversas el comportamientoes igual al de un diodo normal, también en sentido directo cuando conduce se comporta como un diodo, pero para conducir el diodo PNPN debe someterse a una tensión superior a una límite, la llamada tensión de ruptura directa VBO. Una vez activado el diodo, éste sigue conduciendo mientras la corriente no sea inferior a una corriente límete IH, llamada corriente retenedora.

Cap. 6 Pág. 2 Tiristor de tres terminales o SCR. Aunque a toda la familia de semiconductores de cuatro capas se les llama tiristor, es al SCR al que normalmente se le aplica el nombre de tiristor. Siendo también el más usado y desarrollado. El funcionamiento de este elemento es similar al diodo PNPN, salvo que la tensión de ruptura directa es ajustable modificando la corriente que entra al elemento por el terminaladicional llamado puerta o compuerta, de forma que a mayor corriente entrante menor es la tensión de ruptura directa. Esta posibilidad de conducción controlada es la que ha permitido al SCR constituirse en elemento básico de la alimentación de motores eléctricos. En la figura se muestra el símbolo y la característica de este elemento:

Para desactivar el SCR, la forma de hacerlo es bajar lacorriente de conducción por debajo de IH. Hay tiristores SCR que permiten el apagado de los mismos inyectando una corriente negativa por la compuerta aun cuando la corriente directa sea superior a IH, a estos elementos se les conoce como tiristores de apagado por compuerta (GTO).

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DIAC.

Este dispositivo está formado por dos diodos PNPN contrapuestos, de forma que ofrece la...
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