Esto es cierto en el campo de la Electrónica Digital, con los microprocesadores y los procesadores digitales de señal, cada vez mas y mas pequeños. Incluso en el campo de la Electrónica Analógica, los sensores, la instrumentación donde cada vez hay cosas más miniaturizadas.
 |
Cuando enseño estas disciplinas en clase siempre me gusta mostrar es dispositivo de la fotografía adjunta:
¡Es un componente electrónico descomunal!
Un solo componente electrónico para manejar millones de vatios de potencia, tensiones de miles de voltios y corrientes de miles de amperios.
¡Es otro mundo!
El componente de la imagen es un SCR (Silicon Controlled Rectifier), realmente una asociación de ellos. Es el componente electrónico más robusto que existe, y sus evoluciones tecnológicas han dado lugar a otros componentes electrónicos que permiten que la Conversión de Energía Eléctrica sea hoy lo que es.
Hoy tenemos SCR que permiten trabajar con tensiones de 12.000 voltios y corrientes de 1.500 amperios (Mitsubshi) o con tensiones un poco más bajas de 6.500 voltios, pero corrientes mucho mayores, 4.200 amperios (ABB).
Son componentes poderosísimos, pero tienen un inconveniente: una vez cerrados (se dice, han entrado en conducción) no se pueden volver a abrir (decimos, apagar) al menos que se consiga bajar la corriente que pasa por ellos a un valor muy pequeño (de forma natural o forzada). Son interruptores muy fáciles de cerrar, pero muy difíciles de abrir. Son muy robustos, pero muy lentos.
En la búsqueda de solucionar este problema, ha aparecido el GTO (Gate Turn-Off), que como su nombre indica es una variante del SCR que puede ser apagado de forma controlada.
Cuando un GTO esta conduciendo 6.000 amperios, un pulso negativo de 1.500 amperios, permite el apagado en 25 microsegundos de este semiconductor:
¡¡No está nada mal!!
No obstante, a los ingenieros esto no les ha parecido suficiente, sigue siendo lento su apagado (¡pues si! 25 microsegundos es lento) . Vamos, que podemos quitarle la corriente, pero se resiste.
 |
Aparece entonces el IGCT (Integrated Gate-Commutated Thyristor), desarrollado por ABB en el año 1996 (hace unos pocos años).
Este componente es uno de los causantes de la revolución en el campo de la conversión de energía, los accionamientos de motores y las energías renovables.
El IGCT, lleva incorporado un circuito de apagado que permite el apagado de una corriente de 6.000 amperios en unos ¡¡¡4 microsegundos!!!
Eso sí, es necesario que este circuito introduzca un pulso negativo de 6.000 amperios para poder cortar la corriente principal de 6.000 amperios. De muy corta duración, pero del mismo valor:
¡Lo apagamos a lo bruto!
El más poderoso IGCT de ABB, maneja tensiones de 6.000 voltios y corrientes de 6.000 amperios. Es un componente electrónico realmente espectacular. Aquí en la figura, un ingeniero de ABB tiene uno es sus manos.
 |
Resulta un poco complicado hacerse a la idea de estas cifras. Yo tengo a mi lado en mi despacho una pequeña estufa para calentarme de 2.000 vatios. Pues bien, 6.000 amperios circulando sobre una caída de 4.4 voltios son 26.400 vatios.
¡Un poco más de 13 estufas como las de mi despacho!
No está mal. El nuevo IGCT, con solo 4 voltios de caída, tendría unas pérdidas de 24.000 vatios.
¡Una estufa menos!
A pesar de estas consideraciones alucinantes, se construyen equipos de millones de vatios con rendimientos de más del 95%.
Las conversiones energéticas de grandes potencias utilizando semiconductores es un campo de la ingeniería apasionante y espectacular. Estos avances, y otros que vendrán, hacen posible el uso eficiente de la energía y las aplicaciones de energía renovables.
¡Ya tiene el IGCT, un componente pisándole los talones!
El IEGT (Injection-Enhanced Gate Transistor), Toshiba ofrece ya, apagado más fácil, más rápido y con menos pérdidas. De momento, no llega a las tensiones y corrientes del IGCT, pero no tardará en alcanzarle.
¡Maravillosa sopa de siglas!
No hay comentarios:
Publicar un comentario