Como proveedor de reguladores de potencia de tiristores trifásicos de dos hilos, a menudo me preguntan sobre el principio de control de cambio de fase de estos dispositivos. En esta publicación de blog, profundizaré en los detalles de este principio, explicando cómo funciona y por qué es crucial para el funcionamiento de los reguladores de potencia de tiristores trifásicos de dos hilos.
Entendiendo los tiristores
Antes de sumergirnos en el principio de control de cambio de fase, primero comprendamos qué son los tiristores. Un tiristor es un dispositivo semiconductor de cuatro capas que se puede utilizar como interruptor. Tiene tres terminales: un ánodo, un cátodo y una puerta. Cuando se aplica una pequeña corriente a la puerta, el tiristor comienza a conducir corriente desde el ánodo al cátodo. Una vez que comienza a conducir, continuará conduciendo incluso si se elimina la corriente de compuerta, hasta que la corriente a través del tiristor caiga por debajo de cierta corriente de mantenimiento.
En un regulador de potencia de tiristores trifásico de dos cables, los tiristores se utilizan para controlar la potencia entregada a una carga. Controlando cuándo empiezan a conducir los tiristores podemos regular la cantidad de potencia que llega a la carga.
Los fundamentos de la fase: control de cambios
El control de cambio de fase es un método para controlar la potencia de salida de un regulador de potencia basado en tiristores. La idea básica detrás del control de cambio de fase es variar el punto en cada medio ciclo del voltaje de entrada de CA en el cual el tiristor se activa para conducir.
En una fuente de alimentación de CA estándar, el voltaje varía de forma sinusoidal con el tiempo. El período de un solo ciclo del voltaje de CA viene dado por (T=\frac{1}{f}), donde (f) es la frecuencia del suministro de CA (generalmente 50 Hz o 60 Hz). Cada ciclo se puede dividir en 360 grados.
En el control de cambio de fase, el tiristor se activa en un ángulo de fase específico (\alfa) dentro de cada medio ciclo del voltaje de entrada de CA. El ángulo de fase (\alpha) se mide desde el punto de cruce por cero del voltaje de CA. Cuando el tiristor se activa en un ángulo de fase (\alfa), comienza a conducir corriente hasta el final del semiciclo.
La potencia entregada a la carga es proporcional al valor promedio del voltaje a través de la carga. Al cambiar el ángulo de fase (\alpha), podemos cambiar el valor promedio del voltaje a través de la carga y así controlar la potencia entregada a la carga.
Control de cambio de fase en reguladores de potencia de tiristores trifásicos de dos hilos
En un regulador de potencia de tiristor trifásico de dos cables, el principio de control de cambio de fase se aplica a la alimentación de CA trifásica. La energía CA trifásica consta de tres voltajes sinusoidales que están desfasados 120 grados entre sí.
El regulador suele utilizar seis tiristores (dos para cada fase) para controlar el flujo de energía. Los tiristores están dispuestos de manera que les permita controlar el flujo de corriente en cada fase del sistema trifásico.
El control del cambio de fase en un sistema trifásico es más complejo que en un sistema monofásico. Los tiristores en cada fase se activan en ángulos de fase específicos con respecto a los puntos de cruce por cero de sus respectivos voltajes de fase. Los ángulos de disparo están cuidadosamente coordinados para garantizar que la energía se distribuya uniformemente entre las tres fases y que la carga reciba un suministro de energía estable y regulado.
Ventajas de la fase: control de cambios
Existen varias ventajas al utilizar el control de cambio de fase en reguladores de potencia de tiristores trifásicos de dos cables:
- Control de potencia preciso: El control de cambio de fase permite un control muy preciso de la potencia entregada a la carga. Al ajustar el ángulo de fase, podemos ajustar la potencia de salida para cumplir con los requisitos específicos de la carga.
- Eficiencia: Dado que los tiristores se utilizan como interruptores, hay muy poca pérdida de energía en el propio regulador. Esto hace que el control de cambio de fase sea una forma muy eficiente de regular la energía.
- Fiabilidad: Los tiristores son dispositivos de estado sólido sin partes móviles, lo que los hace muy confiables y duraderos.
Aplicaciones de reguladores de potencia de tiristores trifásicos de dos hilos
Los reguladores de potencia de tiristores trifásicos de dos hilos se utilizan en una amplia gama de aplicaciones, que incluyen:
- Calefacción Industrial: En aplicaciones de calefacción industrial, como calderas y hornos, estos reguladores se utilizan para controlar la potencia entregada a los elementos calefactores. Esto permite un control preciso de la temperatura y eficiencia energética.
- Control de velocidad del motor: También se pueden utilizar para controlar la velocidad de motores trifásicos. Regulando la potencia suministrada al motor, podemos ajustar su velocidad según los requisitos de la aplicación.
- Control de iluminación: En algunos sistemas de iluminación a gran escala, se utilizan reguladores de potencia de tiristores trifásicos de dos cables para controlar el brillo de las luces.
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Referencias
- Mohan, N., Undeland, TM y Robbins, WP (2012). Electrónica de potencia: convertidores, aplicaciones y diseño. Wiley.
- Rashid, MH (2011). Electrónica de potencia: circuitos, dispositivos y aplicaciones. Pearson.