Selección

Electrónica de potencia
SCR – IGBT

Diferencias entre sistemas controlados por SCR e IGBT

SCR (Silicon Controlled Rectifier) ó Rectificador controlado de Silicio, en español. Es un dispositivo electrónico utilizado en sistemas de control de potencia.

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Pertenece a la familia de los tiristores (elementos semiconductores que gracias a la realimentación interna produce una conmutación de estado de no conducción a conducción)

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Un SCR Posee 3 terminales: ánodo, cátodo y compuerta. La compuerta es la que se encarga de habilitar el paso de corriente entre las terminales ánodo – cátodo. Cuando la puerta está habilitada funciona igual que un diodo: Permite el paso de corriente únicamente en sentido ánodo-cátodo  y no en sentido inverso. Es por eso que el SCR se utiliza para sistemas de potencia igualmente.

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IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) ó transistor bipolar de puerta aislada, en español. Es un dispositivo electrónico, más reciente que el SCR el cual se utiliza para sistemas de potencia igualmente.

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Fue creado con el fin de obtener en un solo elemento la capacidad de alto manejo de corriente de un transistor BJT común, con la puerta aislada de un FET.  El resultado fue un dispositivo cuya velocidad de reacción es más alta que un transistor común e incluso que un SCR, haciéndole atractivo en aplicaciones de media-alta frecuencia a costo de un menor manejo de potencia. En otras palabras: un IGBT maneja frecuencias más altas que el SCR pero una potencia más baja que estos.

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Para la fusión de metales por inducción, la potencia aplicada es inversamente proporcional a la frecuencia de la señal inducida; esto indica que en equipos de gran potencia (que sugieren igualmente gran capacidad de fusión de metal), la frecuencia es menor comparada con equipos de menor potencia para fusión del mismo metal.

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En el caso del sistema ofertado para la fusión de Níquel. Al ser un equipo de capacidad relativamente pequeña (que conlleva a un suministro de potencia bajo) implica a su vez un aumento en la frecuencia de la señal inducida, dando pie a considerar al IGBT como una opción más adecuada que el SCR, el cual, como es de suponer se utiliza generalmente en equipos grandes.

Igualmente los IGBT presentan ciertas ventajas respecto al SCR entre las que se destacan:

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Los IGBT son más fiables y eficientes que los SCR.

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La conmutación de un IGBT es mayor comparada a la de un SCR y por lo tanto las perdidas por conducción son más bajas.

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Los IGBT trabajan un rango de frecuencias más altos haciéndolos versátiles y aplicables en operaciones de media y alta frecuencia.

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La instalación de un módulo IGBT es más sencilla que la de un SCR.

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El módulo IGBT es más compacto en comparación a un SCR, logrando que los convertidores de potencia sean más pequeños.

Convertidor Tipo IGBT

Los sistemas de inducción controlados por SCR, requieren una corrección del factor de potencia, en la subestación eléctrica adicionando un banco de condensadores. En el caso de los IGBT no es necesario.

Los IGBT no producen energía reactiva.

 

 

Si un SCR se quema, se daña; la solución es cambiar el SCR y reiniciar al sistema. Este cambio requiere un tiempo mínimo de media hora

Sino se cuenta con un SCR para recambio, el sistema no funciona.

 Si un IGBT se quema, se daña existen dos soluciones.

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Cambiarlo y reiniciar el proceso. El cambio de un IGBT es de 10 minutos.

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Sino se cuenta con un IGBT de repuesto, desconectar el IGBT dañado, reiniciar el sistema. La potencia será menor, el tiempo de fusión será mayor pero el sistema seguirá funcionando.

Si se requiere aumentar la producción existen las siguientes opciones:

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Comprar otro sistema de fusión por inducción

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Aumentar la potencia (kw), lo cual para los sistemas controlados con SCR es muy costoso vs a los sistemas IGBT.

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Para instalar un IGBT, simplemente se debe conectar a la ranura de expansión que ya trae la tarjeta de control. Se pude hacer aumento de potencia desde 50kw a 5000kw para el caso de los IGBT.