¿Qué es un Generador de Alta Tensión?
Los generadores de alta tensión son dispositivos que convierten la corriente alterna de baja tensión recibida de la compañía eléctrica en corriente alterna o continua de alta tensión.
La propia electricidad transmitida desde la compañía eléctrica es de alta tensión, como 6,6 kV o 33 kV, pero por razones de seguridad se convierte a una tensión más baja, como 200 V o 400 V, en el extremo donde se utiliza realmente la electricidad. Cuando se utilizan equipos que requieren altas tensiones para su funcionamiento o cuando se realizan pruebas utilizando altas tensiones, es necesario convertir de estas bajas tensiones a altas tensiones.
Existen diversos tipos de generadores de alta tensión diseñados para diversas aplicaciones, cada uno con características y rangos de tensión específicos. Estos equipos abarcan una amplia gama que varía de un fabricante a otro e incluye fuentes de alimentación estabilizadoras de alta tensión en corriente continua, dispositivos para pruebas de resistencia a la tensión y fallas, generadores de impulsos de tensión, generadores de impulsos de alta tensión y sistemas de pruebas de alta tensión.
Usos de los Generadores de Alta Tensión
El uso de los generadores de alta tensión varía en función de las características del equipo, pero las principales aplicaciones son las siguientes:
- Recubrimiento de diversas piezas, como carrocerías de automóviles y materiales de construcción, mediante alta tensión continua.
- Pruebas de tensión soportada, ruptura dieléctrica e impulsos de cables eléctricos y otros equipos eléctricos industriales.
- Tratamiento superficial de metales, plásticos y otros materiales mediante la generación repetida de altas tensiones.
- Tratamiento de aguas residuales mediante plasma subacuático.
- Pruebas de impacto y sobretensión de rayos mediante la generación de rayos simulados.
- Pruebas prácticas y de evaluación de alta tensión en institutos técnicos, universidades y otros centros de cualificación.
Principios de los Generadores de Alta Tensión
Los generadores de alta tensión utilizan circuitos electrónicos con función de amplificación, llamados circuitos amplificadores, para convertir tensiones bajas en tensiones altas.
Un circuito amplificador es un circuito electrónico que produce una señal de salida con más energía que la señal de entrada y consta de componentes como condensadores, resistencias y diodos. Un ejemplo típico es el circuito Cockcroft-Walton.
Los circuitos Cockcroft-Walton se utilizan cuando se necesita una fuente de alimentación de alta tensión y corriente relativamente baja y pueden producir tensiones elevadas que oscilan entre varios 10 V y varios millones de voltios. El circuito está formado por condensadores y rectificadores (tubos bipolares o diodos semiconductores), que se apilan en forma de escalera en un circuito amplificador de tensión. Como los componentes del circuito son sencillos, resultan más ligeros y baratos que los transformadores.
En un circuito amplificador, al aplicar una tensión, el primer condensador se carga hasta el pico máximo de la entrada. La placa negativa tiene un potencial igual a la suma de este condensador y la fuente de alimentación. La corriente fluye en polarización directa y los condensadores se cargan secuencialmente, aumentando su potencial gradualmente. Una descarga en serie genera una salida de alto voltaje. En polarización inversa, no fluye corriente debido al rectificador.