preparatorio 8 electrónica de consuymo

7/24/2019 PREPARATORIO 8 Electrnica de consuymo

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ESCUELA POLITCNICA NACIONAL

Laboratorio de Electrnica de Potencia.

Nombre: XAVIER ALEXANDER SEGURA GUERERO

PRACTICA N 8

TEMA: CONTROL DE FASE DIRECTO

1. OBJETIVO

1.1. Disear e implementar un Control de Fase Directo.

2. EQUIPO Y MATERIALES

2.1. MATERIALES- SCRs

- TRIAC

- !TTRIAC

- Diodos recti"icadores

- Focos de 1## $

2.2. EQUIPO- sciloscopio

3. TRABAJO PREPARATORIO

3.1. Dise!" #$s %i"%&i'$s (e #! )i*&"! 8.1 + 8.2. ,I-%#&i" )$"!s (e $-(! +(ie-si$-!ie-'$ (e #$s e#ee-'$s/.


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CIRCUITO DE CONTROL0

De la prctica N 2 tenamos que los elementos calculados para el circuito de

control con caractersticas de los elementos a usarse son:

Diseo del !on"ersor A! # A! !ar$a R # L:

Funcionamiento del Circuito:

El circuito es un con%ersor AC & AC para car'as R & ( )a *ue dispone de un arre'lo

de SCRs *ue permiten su "uncionamiento+ )a *ue el TRIAC por s, slo no puede

"uncionar correctamente con car'as inducti%as+ en %ista de *ue estas car'as tienen la

propiedad de almacenar ener',a+ lo *ue supone un prolema cuando la alimentacin

se corta+ ) las oinas si'uen entre'ando corriente.


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De a/, *ue colocando los diodos D1 ) D0+ primero cumplen como recti"icando la

onda senoidal de entrada+ el uno para los semiciclos positi%os ) el otro para los

ne'ati%os+ pero tamin permiten *ue el %alor del %olta2e de la compuerta de los

SCR sea pe*ueo+ in"erior al %alor m34imo tolerale. Es as, *ue+ mientras no se d

el disparo del circuito de control el pto Triac se mantiene como un circuito aierto+

pero cuando se da el disparo+ conduce+ en un sentido o en otro por lo *ue sucede lo

si'uiente:

- En el semiciclo positi%o:

D1 est3 polari5ado directamente+ D0 in%ersamente+ el pulso de *ue acti%ar3 el

Triac+ /ace *ue este condu5ca+ ) en %ista de *ue S0 est3 polari5ado in%ersamente

ste no conducir3+ sin emar'o+ S1 si puede+ ) la corriente es lle%ada a la

compuerta de S1+ *ue entra en conduccin+ cerrando el circuito de alimentacin

de la car'a inducti%a.

- En Cero:Cuando la seal de alimentacin lle'a a cero+ se elimina por un instante la

alimentacin en el Triac+ por lo cual se desacti%ar3+ de tal "orma *ue el circuito

se are nue%amente+ pero con la di"erencia de *ue este estado se demora en

lle%arse a cao puesto *ue+ la car'a inducti%a tiene la %irtud de lue'o de cortar la

alimentacin como almacena ener',a+ act6a como "uente de corriente

moment3neamente+ por lo cual la seal no se /ace cero inmediatamente+ sino

*ue se demora un tiempo+ ) lue'o si se mantiene en cero /asta *ue lle'ue el

si'uiente pulso al Triac para acti%arlo.

- En el semiciclo ne'ati%o:

En el semiciclo ne'ati%o en camio+ D0 ) S0 est3n polari5ados directamente )D1) S1 in%ersamente+ por lo *ue cuando se da el pulso de acti%acin del

optotriac ste conduce en direccin opuesta+ lle%ando una corriente a la

compuerta de S0+ lle%3ndolo a conduccin+ /aciendo *ue a tra%s del mismo se

cierre el circuito de alimentacin para la car'a. Cuando la seal re'resa a cero+

sucede al'o similar ) no se /ace inmediatamente cero el %olta2e en la car'a+ sino

*ue transcurre un lapso de tiempo /asta *ue la inductancia descar'ue la ener',a

almacenada.

Como se oser%a+ esta con"i'uracin permite la conduccin en el ciclo completo de la

seal senoidal de alimentacin+ sin emar'o+ se dee notar *ue si la inductancia de la

car'a es ma)or+ esto representa un tiempo de descar'a superior+ por lo cual+ puedetranscurrir un semiciclo sin *ue se lo're la acti%acin del %olta2e en la car'a+ entonces

su "uncionamiento es ptimo para un determinado ran'o de inductancias de la car'a.

Dise$:

A la salida del circuito scilador de Rela2acin se encuentra una R1 ) el

optoacoplamiento con TRIAC+ por lo cual+ para disear esta etapa se considera los

%alores del ptoacoplador a utili5ar+ *ue es el si'uiente:

O'$Is$#!'$"0EC7 8#9


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TRIAC

Pt: 330 mW

!ara el (ED: Corriente M34ima IF; =DRMes el !ico de =olta2e Repetiti%o *ue soporta el elemento?

Considerando esto se estima el RT ; 0##@

C#%$ (e R10R1 es "uncin directa del %olta2e m34imo de disparo+ el mismo *ue corresponde >en su

%alor m34imo+ puesto *ue es posile dimensionarlo con R1sin emar'o+ no este %alor

no es "i2o cuando el BT conduce+ aun*ue es un %alor a2o?:

=R0; =p & #.

=R0; . & #. ; . =

Sea I(ED; 8# mA

Entonces ITRIAC; # mA

==

=

= 01#EE.1DE8#

8D.F

11

0 RmA

VV

I

VVR

LED

LEDmR

C#%$ (e R20

R0depende de la corriente *ue dee atra%esar el triac+ ) considerando I TRIAC; # mA

As, tamin para dimensionar los SCR+ se selecciona un SCR de alta capacidad+ en %ista

de *ue /a de soportar corrientes ele%adas de alimentacin as, como el lapso *ue inicia la

conduccin+ entonces selecciono:

SCR:

EC7


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Si considero las limitaciones de los elementos asumo los si'uientes %alores:

I7.SCR; # mA

!or lo cual: ISCRm34;Im34 - I7.SCR&ITRIAC; #.1 A - # mA & # mA ; #.A

Hue "unciona per"ectamente para el SCR seleccionado.

Considerando *ue el =F TRIAC ; 8=.

(a resistencia conduce cuando se acti%a el Triac+ por lo cual se tiene *ue inicialmente se

tienen en los terminales de R0 ) del Triac los 11# = de alimentacin+ entonces+ cuando

conduce+ se tendr3 *ue:

==

=

= %RmA

VV

I

VVR

&RIAC

F&RIAC0E:.1F11

E#

811#00

Diseo del !on"ersor A! # A! !ar$a R:

.

F&-%i$-!ie-'$ (e# Ci"%&i'$0

Es un Con%ersor AC & AC para car'as resisti%as puras+ )a *ue se usa un triac

directamente+ para el disparo+ se usa el mismo circuito de control diseado con el

BT+ de tal manera *ue la seccin del ptotriac+ es la misma *ue del circuito

anterior+ e"ecti%amente+ cuando se da un disparo+ el optotriac conduce+ de tal manera

*ue en%,a corriente a la compuerta del Triac 1+ con el cual ste conduce cerrando el

circuito para la car'a resisti%a.

Cuando la onda de %olta2e pasa por cero+ se desacti%a el Triac+ esperando otro pulso

de acti%acin en el ptoacoplador+ de tal manera *ue+ para el ciclo ne'ati%o tamin

se depende del disparo del circuito de control. Se dee notar *ue cuando el ptotriac

conduce+ acti%a al Triac 1+ por lo cual+ se desacti%ar3 autom3ticamente el mismo+

deido a *ue se le cortar3 la alimentacin puesto *ue la corriente recorre por dondetiene menos resistencia+ es decir por el Triac 1.

Dise$0Considerando *ue: I(ED; 8# mA e ITRIAC; # mA

R1; 01# >(as mismas consideraciones *ue para el diseo anterior?

!ara seleccionar el TRIAC:

Considero un Triac con una I7minin"erior a los # m A de la I !TTRIAC) con una

corriente de conduccin un poco alta IF. Entonces+ se usar3:EC7


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TRIAC

=RRM; 9## =

I5Ti-6 7 A ,P!"! e# I + e# III %&!("!-'e/=7Tma4; 0.< =

IGmin;


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3.2. A(i%i$-!#e-'e (ise!" e# %i"%&i'$ (e (is!"$ !"! %$-'"$#!" #$s%$-e"s$"es AC9AC (ise!($s e- e# &-'$ 3.1.

Dise$ (e# Ci"%&i'$ Dis!"!($"0


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Como optoacoplador se utili5ara el EC7 800# : ptoisolator+ !/ototransistor+

Huad

Se'6n el manual:

!T ; 1Coe"iciente Radio de Trans"erencia ; IcI(ED?

I(EDMAJ;


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(os Diodos D1 ) D0 se seleccionan para una corriente de 1 A : Se usan

DIDS 1N9##.

PARA EL DISE:O DEL INTE5RADOR SE CONSIDERA QUE0

=0

1

1 &

&

Vindt

RC

Vo

(a 'anancia dee ser 1 1

0

1

8

=

C(R

El circuito "unciona como inte'rador siempre ) cuando se traa2e con

"recuencias ma)ores a:

RC(

C(R 0

11

0

1

8

>>>>

Si considero *ue RC ; 1

Asumo: C ; 1 F R ; 1M

El %alor pico pico de la seal de salida es:

ma41

VinRC

Vop =

El ne'ati%o indica *ue la seal se in%ierte+ sin emar'o+ como la seal tamin

est3 despla5ada+ no e4iste componente ne'ati%a+ solo se camia la "orma de onda

>se in%ierte?.

Si =in ma4 ; =cc-=cc0 ; =cc0

=op;1O10 =cc ; K =cc ; .< =

En conclusin se otiene una seal trian'ular *ue %ar,a desde .< a 1< =+ )a *ue

esos son los l,mites *ue impusieron la seccin de los diodos ) el %olta2e en la

entradaP.

Con esta onda trian'ular ) el se'undo comparador se 'enera una onda cuadrada

de relacin de traa2o %ariale+ teniendo en cuenta *ue si la seal de salida del

inte'rador %ar,a de .< a 1< =+ ser3 necesario 'aranti5ar *ue el %olta2e *uepermite la comparacin sea ma)or *ue =cc0 es decir ma)or *ue .


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Rparalelo con ! ; 8Q

(a seal de salida es una onda cuadrada con relacin de traa2o %ariale+ acorde

a la %ariacin del potencimetro.

FORMAS DE ONDA0

BIBLIO5RAF;A0

RASGID M.+ Electrnica de !otencia+ !retince - Gall.

Apuntes tomados en clase de Electrnica de !otencia

preparatorio 8 electrónica de consuymo

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