Explicación del reactor controlado por tiristor TCR y del condensador conmutado por tiristor

El tiristor es un dispositivo de cuatro capas y tres terminales, y las cuatro capas se forman con la ayuda de semiconductores como materiales de tipo n y de tipo p. Así se forma un dispositivo de unión p-n que es un dispositivo biestable. Los tres terminales son el cátodo (K), el ánodo (A) y la puerta (G). El terminal controlado de este dispositivo es la puerta (G) porque el flujo de corriente a través del dispositivo se controla mediante las señales eléctricas aplicadas a la puerta. Los terminales de potencia de este dispositivo son el ánodo y el cátodo, que pueden manejar la alta tensión y conducir la corriente más alta a través del tiristor. El símbolo del tiristor se muestra a continuación.

¿Qué son el TCR y el TSC?

TCR significa reactor controlado por tiristor. En el sistema de transmisión de energía, el TCR es una resistencia conectada en serie con la válvula tiristor de dos vías. La válvula de tiristores está controlada por fases y permite regular la potencia reactiva suministrada según las diferentes condiciones del sistema.

El siguiente esquema muestra el circuito TCR. El flujo de corriente a través del reactor se controla mediante el ángulo de disparo del tiristor. Durante cada medio ciclo, el tiristor produce el impulso de activación a través del circuito controlado.

TSC son las siglas de Thyristor switch capacitor. Es un dispositivo utilizado para compensar la potencia reactiva en el sistema eléctrico. El TSC está formado por un condensador conectado en serie a la válvula tiristor de dos vías y un reactor o inductor.

El siguiente esquema muestra el circuito del TSC. Cuando la corriente fluye por el condensador, puede ser inestable controlando los ángulos de encendido de los tiristores back-to-back conectados en serie con el condensador.

Explicación del circuito TCR

El siguiente esquema del circuito muestra el reactor controlado por tiristores (TCR). El TCR es un conjunto trifásico y generalmente se conecta en triángulo para conseguir la cancelación parcial de los armónicos. La reactancia TCR se divide en dos mitades y las válvulas de tiristor se conectan entre las dos mitades. Esto protege a la vulnerable válvula tiristorizada del cortocircuito eléctrico de alta tensión que se produce a través del aire y de los conductores expuestos.

Funcionamiento del TCR

Cuando el flujo de corriente a través de la resistencia controlada por el tiristor varía de máximo a cero al variar el ángulo de retardo de encendido, α. α se denota como un punto del ángulo de retardo en el que la tensión se vuelve positiva y el tiristor se enciende y se produce el flujo de corriente. Cuando α está en 900, la corriente está en su nivel máximo y el TCR se conoce como condición máxima y el valor eficaz se calcula mediante la siguiente ecuación.

I TCR - max = V svc / 2ΠfL TCR

Donde

Vsvc es un valor eficaz de la tensión en barras de línea a línea y el SVC está conectado

El TCR se define como un transductor de TCR total para la fase

La forma de onda de tensión y corriente del TCR se muestra en la siguiente figura

Explicación del circuito TSC

El TSC también es un grupo trifásico conectado en triángulo y en estrella. Cuando se generan el TCR y el TSC, no hay armónicos y no es necesario el filtrado porque algunos SVC se construyen sólo con el TSC. El TSC está formado por una válvula tiristor, un inductor y un condensador. El inductor y el condensador están conectados en serie con la válvula del tiristor, como puede verse en el esquema del circuito.

Funcionamiento del TSC

El funcionamiento del condensador tiristorizado se considera en las siguientes condiciones

• Corriente de estado estacionario
• Tensión en estado desactivado
• De bloqueo - condición normal
• Desbloqueo - condición anormal

Condición de estado estacionario

Se dice que esta condición se produce cuando el condensador conmutado por tiristores está en estado ON y actualmente tiene una tensión de 900. El valor RMS se calcula con la ecuación dada.

È = Vsvc / Xtsc

Xtsc = 1/ 2ΠfCtsc - 2ΠfLtsc

Donde

Vsvs se define como la tensión de bus de línea a línea a la que se conecta svc

Ctsc se define como la capacidad total de TSC para cada fase

Ltsc se define como la inductancia total del TSC por fase

F se identifica como la frecuencia de un sistema de CA

Tensión fuera del estado

En la tensión de apagado, el TSC debe estar desconectado y no hay flujo de corriente en el condensador de conmutación del tiristor. La tensión es soportada por la válvula tiristor. Si el TSC se desconecta durante un periodo prolongado, el condensador se descarga por completo y la válvula del tiristor experimenta la tensión alterna de una barra colectora SVC. Aunque el TSC esté apagado, no fluye ninguna corriente y corresponde al pico de tensión del condensador, que se descarga muy lentamente. De este modo, la tensión ejercida por la válvula del tiristor alcanzará un pico de más del doble de la tensión alterna en relación con el semiciclo después de la desconexión. La válvula tiristorizada debe tener tiristores en serie para soportar cuidadosamente la tensión.

El siguiente diagrama muestra que el condensador conmutado por el tiristor está en estado OFF.

Desbloqueo - Condición normal

La condición normal de desbloqueo se utiliza cuando se enciende el TSC y hay que tener cuidado de elegir el instante correcto para evitar crear corrientes oscilatorias muy grandes. Como el TSC es un circuito resonante, cualquier choque repentino producirá un efecto de timbre de alta frecuencia que afectará a la válvula del tiristor.

Usos del tiristor

• El tiristor puede manejar altas corrientes
• También puede manejar alta tensión

Aplicaciones de los tiristores

• Los tiristores se utilizan principalmente en el sector eléctrico
• Se utilizan en algunos circuitos de potencia alterna para controlar la salida de potencia alterna
• Los tiristores también se utilizan en los inversores para convertir la corriente continua en corriente alterna

En este artículo, hemos tratado la explicación del reactor controlado por tiristores TCR y del condensador conmutado por tiristores. Espero que al leer este artículo hayas adquirido unos conocimientos básicos sobre el TCR y el TSC. Si tienes alguna pregunta sobre este artículo o sobre la realización de proyectos de ingeniería eléctrica, no lo dudes y comenta libremente en la sección de abajo. Esta es la pregunta para ti: ¿cuáles son las funciones del tiristor?