Ultima edición el 16 septiembre, 2021 por JORGE CABRERA BERRÍOS
Hoy en día, los SCR están disponibles con clasificaciones de hasta 10 KV y 3 KA. Pero a veces nos enfrentamos a una demanda superior a estas calificaciones. En este caso, se utiliza una combinación de más de un SCR. La conexión en serie de los SCR satisface la demanda de alto voltaje y la conexión en paralelo de los SCR satisface la demanda de alta corriente . Estas conexiones en serie y en paralelo de SCR o tiristor funcionarán de manera eficiente si todos los SCR se utilizan por completo. Aunque todos los SCR de una cadena tienen la misma clasificación, sus características de VI difieren entre sí. Esto conduce a una división desigual de voltaje o corriente entre ellos. Por lo tanto, no todos los SCR se utilizan en su totalidad. Entonces, la eficiencia de la cadena es siempre menor al 100% según la expresión dada
Con el aumento en el número de SCR en una cadena, se minimiza el voltaje o la corriente que maneja cada SCR. Este fenómeno aumenta la confiabilidad de la cadena, pero reduce la utilización de cada SCR. Por lo tanto, la eficiencia de la cuerda disminuye. La confiabilidad de la cuerda se mide por el factor de reducción (DRF) que viene dado por la expresión
Operación en serie de SCR
Cuando la tensión de funcionamiento es superior a la clasificación de un SCR, se utilizan en serie varios SCR de la misma clasificación. Como sabemos, los SCR tienen la misma clasificación, pueden tener una característica IV diferente, por lo que es probable que se produzca una división de voltaje desigual. Por ejemplo, si dos SCR en serie son capaces de bloquear 5 KV individualmente, entonces la cadena debe bloquear 10 KV. Pero prácticamente esto no sucede. Esto se puede verificar con la ayuda de un ejemplo. Deje que las características de dos SCR sean las que se muestran en la fig. 1.
Por lo que podemos ver en el diagrama, para la misma corriente de fuga, se produce una división de voltaje desigual. El voltaje a través de SCR 1 es V 1, pero el de SCR 2 es V 2 . V 2 es mucho menor que V 1 . Por lo tanto, SCR 2 no se utiliza por completo. Por lo tanto, la cadena puede bloquear V 1 + V 2 = 8 KV, en lugar de 10 KV y la eficiencia de la cadena está dada por = 80%.
Para mejorar la eficiencia se utiliza una resistencia en paralelo con cada SCR. El valor de estas resistencias es tal que la resistencia equivalente de cada SCR y par de resistencias será la misma. Por lo tanto, esto asegurará una división de voltaje igual en cada SCR. Pero en la práctica, las diferentes clasificaciones de resistencia son muy difíciles de usar. Así que elegimos un valor de resistencia para obtener un resultado óptimo que viene dado por
Donde, n = no. de SCR en la cadena
V bm = Voltaje bloqueado por el SCR que tiene una corriente de fuga mínima.
ΔI b = Diferencia entre la corriente de fuga máxima y mínima que fluye a través de los SCR.
V s = Voltaje a través de la cuerda.
Esta resistencia b se llama circuito ecualizador estático. Pero esta resistencia no es suficiente para igualar la división de voltaje durante el encendido y apagado. En estas condiciones transitorias, para mantener el mismo volumen en cada dispositivo , se utiliza un condensador junto con una resistencia.en paralelo con cada SCR. Esto no es más que un circuito amortiguador que también se conoce como circuito de ecualización dinámica. También se pueden utilizar diodos adicionales para mejorar el rendimiento del circuito de ecualización dinámica.
Operación en paralelo de SCR
Cuando la corriente de funcionamiento es mayor que las clasificaciones de corriente individuales de los SCR, usamos más de un SCR en paralelo. Debido a las diferentes características de VI, los SCR de la misma clasificación comparten una corriente desigual en una cadena. Supongamos que una cadena consta de dos transistores en paralelo como se muestra en la fig. 1 y su calificación actual por 1 KA. De las características VI de los dispositivos se puede ver que para el volumen operativo V, la corriente a través de SCR 1 es de 1 KA y que a través de SCR 2 es de 0,8 KA. Por lo tanto, SCR 2 no se utiliza completamente aquí. Aunque la cuerda debería soportar en teoría R KA, solo es capaz de manejar 1.8 KA. Entonces, la eficiencia de la cuerda es = 90%.
Debido a la división de corriente desigual cuando aumenta la corriente a través de SCR , su temperatura también aumenta, lo que a su vez disminuye la resistencia . Por lo tanto, se produce un aumento adicional de la corriente y este es un proceso acumulativo. Esto se conoce como «fuga» térmica que puede dañar el dispositivo. Para superar este problema, los SCR se mantendrían a la misma temperatura. Esto es posible montándolos en el mismo disipador de calor. Deben montarse en posición simétrica como fundente .
Los enlaces de los dispositivos serán los mismos. Entonces, la inductancia mutua de los dispositivos será la misma. Esto ofrecerá la misma reactancia en todos los dispositivos. Reduciendo así la diferencia en el nivel actual a través de los dispositivos. Otra forma de igualar la división de corriente en el circuito de CA se puede lograr mediante el uso de reactancia acoplada magnética como se muestra en la Fig – 2.
Cuando I 1 = I 2 , el flujo resultante es cero ya que dos bobinas están conectadas en antiparalelo. Entonces, la inductancia de ambos caminos será la misma. Si I 1 > I 2 , habrá un flujo resultante. Este flujo induce fem en cols. 1 y 2 como se muestra en la fig. Por lo tanto, la corriente en la ruta 1 es opuesta y en la ruta 2 es ayudada por las fem inducidas. Reduciendo así la diferencia de corriente en los caminos.
