controladores ac

Controladores AC y DC

PRESENTADO POR:JOSÉ LEONARDO MOLINA CHAMAT,

Escuela de Ingeniería Eléctrica (43).Sección “S”, Diurno.

Profesora: Ing. RANIELINA RONDÓN

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAMINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN

UNIVERSITARIA, CIENCIAS Y TECNOLOGÍAINSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO

“SANTIAGO MARIÑO”CÁTEDRA: ELECTRÓNICA INDUSTRIAL

Contenido IDENTIFICACIÓN DE LOS DISTINTOS TIPOS DE CONTROL AC. IDENTIFICACIÓN DE LOS DISTINTOS CONTROLADORES AC TRIFÁSICOS. CÓMO SE LOGRA CONTROLAR LA VELOCIDAD DE MOTORES AC. DISEÑO DE UN CIRCUITO CONTROLADOR DE VELOCIDAD DE MOTORES DC.

IDENTIFICACIÓN DE LOS DISTINTOS TIPOS DE CONTROL AC.

Para propósitos generales, los controladores de variadores AC de frecuencia ajustable son fabricados en tres tipos: Voltaje de Entrada Variable (VVI), Entrada de Fuente de Corriente (CSI) Modulación por Ancho de Pulso (PWM). Cada uno tiene ventajas características específicas. Voltaje de Entrada Variable (VVI). - Con la intervención de los transistores de potencia SCRs podemos lograr la inversión del voltaje en DC a voltajes en AC (Amplificador de Potencia), es decir, de voltaje variable DC, a frecuencia variable AC. Este diseño llego a ser muy útil desde la década de los 70 y 80 La salida de voltaje desde una unidad VVI es frecuentemente llamada “onda de seis pulsos”. El VVI fue uno de los primeros variadores AC de estado sólido que tuvo aceptación general.

Inversor Fuente de Corriente (CSI). - Se usa en variadores con potencias mayores a 50HP. Las unidades CSI se encuentran bien situadas para el manejo de bombas y ventiladores como una alternativa de ahorro de energía para el control de flujo. Capaces de trabajar con eficiencias cercanas a los variadores DC, el diseño CSI ofrece economía sobre las unidades VVI y PWM para aplicaciones en bombas, ventiladores y

IDENTIFICACIÓN DE LOS DISTINTOS TIPOS DE CONTROL AC.

similares. El CSI ofrece capacidad de regeneración. Con una sobre carga, el controlador alimenta energía de retorno al sistema AC.

Modulación por Ancho de Pulso (PWM).- Muchas unidades PWM (frecuentemente llamadas “variadores V/Hz”) ofrecen operación a cero velocidad. Algunos proporcionan rango de frecuencias cercanas a 200:1. Este amplio rango es posible pues el controlador convierte voltaje de entrada AC a un voltaje DC fijo por medio del rectificador de potencia. Luego de este amplificador, el voltaje DC es modulado por medio de un inversor para producir pulsos de diversos anchos, para variar el voltaje efectivo. A pesar que el voltaje es modulado, la forma de onda de la corriente es cercana a una onda senoidal, mucho mejor que cualquier otro sistema. Las unidades PWM usan transistores de potencia IGBT’s. Observando las formas de onda de corriente, deducimos que el variador tipo PWM es el que proporciona mejor calidad de corriente al motor AC, logrando que trabaje con mejor eficiencia y produciendo un control de torque más fino. Son por lo tanto los más usados en la actualidad La onda de voltaje producida por el variador tipo PWM se denomina “Seno PWM” y es producto del trabajo a gran velocidad (llegando hasta 20 kHz) de los transistores IGBT, los cuales son comandados por medio de un sofisticado circuito de control micro computarizado.

IDENTIFICACIÓN DE LOS DISTINTOS CONTROLADORES AC TRIFÁSICOS.

GENERALIDADES.Si un tiristor conmutador se conecta entre la alimentación de AC y la carga, es posible controlar el flujo de potencia variando el valor rms del voltaje de AC aplicado a la carga; este tipo de circuito de potencia se conoce como un controlador de voltaje de AC.Para la transferencia de potencia, normalmente se utilizan dos tipos de control:1. Control de abrir y cerrar2. Control de ángulo de faseEn el control de abrir y cerrar, los tiristores conectan la carga a la fuente de AC durante unos cuantos ciclos de voltaje de entrada y a continuación la desconectan por unos cuantos ciclos más. En el control de ángulo de fase, los tiristores conectan la carga a la fuente de AC durante una porción de cada uno de los ciclos de voltaje de entrada.Los controladores de voltaje de AC se pueden clasificar en dos tipos: (1) controladores monofásicos y (2) controladores trifásicos. Cada uno de estos tipos se puede subdividir en (a) unidireccional o control de media onda y (b) bidireccional o control de onda completa.Dado que el voltaje de entrada es de AC, los tiristores son conmutados por línea, no hay necesidad de circuitería adicional de conmutación.


PRINCIPIO DEL CONTROL DE ABRIR Y CERRAR.El principio de control de abrir y cerrar se puede explicar en un controlador de onda completa monofásico. El tiristor conecta la alimentación de AC a la carga durante un tiempo tn; un pulso inhibidor de compuerta abre el interruptor durante un tiempo t0.El tiempo activo, tn, está formado, por lo común, de un número entero de ciclos.

CONTROL DE ABRIR Y CERRAR

Debido a la conmutación en voltaje y en corriente cero de los tiristores, las armónicas generadas por las acciones de conmutación son reducidas.


PRINCIPIO DE CONTROL DE FASE.El principio de control de fase se puede explicar. El flujo de potencia hacia la carga queda controlado retrasando el ángulo de disparo del tiristor T1. Debido a la presencia del diodo D1, el rango de control está limitado y el voltaje rms efectivo de salida sólo puede variar entre 70.7 y 100%. El voltaje de salida y la corriente de entrada son asimétricos y contienen una componente de DC. Si hay un transformador de entrada puede ocurrir un problema de saturación. Este circuito es un controlador monofásico de media onda, adecuado sólo para cargas resistivas de poca potencia, como son la calefacción y la iluminación. Dado que el flujo de potencia está controlado durante el semiciclo del voltaje de entrada, este tipo de controlador también se conoce como controlador unidireccional.


CONTROL DE ÁNGULO MONOFÁSICO.CONTROLADORES BIDIRECCIONALES MONOFÁSICOS CON CARGASRESISTIVAS.El problema de la DC de entrada se puede evitar utilizando control bidireccional (o de onda completa), aparece un controlador monofásico de onda completa con carga completa.Durante el semiciclo de voltaje de entrada, se controla el flujo de potencia variando el ángulo de retraso del tiristor T1; el tiristor T2 controla el flujo de potencia durante el semiciclo de voltaje de entrada. Los pulsos de disparo de T1 y T2 se conservan a 180º uno del otro.


CONTROLADOR MONOFÁSICO DE ONDA COMPLETA.CONTROLADORES TRIFÁSICOS DE MEDIA ONDA.Aparece el diagrama de circuito de un controlador trifásico de media onda (o unidirecional) con una carga resistiva conectada en estrella. El flujo de corriente hacia la carga está controlado mediante los tiristores T1, T3 y T5; los diodos proporcionan la trayectoria de corriente de regreso. La secuencia de disparo de los tiristores es T1, T3, T5. Para que fluya la corriente a través del controlador de corriente, por lo menos un tiristor debe conducir. Si todos los dispositivos fueran diodos, tres diodos conducirían simultáneamente siendo el ángulo de conducción de cada uno de ellos de 180º. Una vez que un tiristor empieza a conducir, sólo puede desactivarse cuando su corriente disminuye a cero.


CONTROLADOR TRIFÁSICO UNIDIRECCIONAL.

CONTROLADORES TRIFÁSICOS DE ONDA COMPLETA.Los controladores unidireccionales, que contienen corriente de entrada de DC y un contenido de armónicas más alto debido a la naturaleza asimétrica de la forma de onda del voltaje de salida no se utilizan normalmente en los impulsores para motores de AC; por lo general se utiliza un control bidireccional trifásico.La operación de este controlador es similar a la de un controlador de media onda, excepto porque la trayectoria de la corriente de regreso está dada por los tiristores T2, T4 y T6 en vez de los diodos. La secuencia de disparo de los tiristores es T1, T2, T3, T4, T5, T6.


Si definimos los voltajes instantáneos de entrada por fase como.

Si definimos los voltajes instantáneos de entrada por fase como.

Para 0≤ a 60° ≤, dos tiristores conducen inmediatamente antes dl disparo de T1 . Una vez disparado T1, conducen tres tiristores. Un tiristor se desconecta cuando su corriente intenta invertirse. Las condiciones se alternan entre dos y tres tiristores en conducción. Para 60°≤ a 90° ≤, sólo conducen dos tiristores en todo momento. Para 90°≤ a 150°<, aunque conducen dos tiristores en todo momento, existen períodos en los que ningún tiristor está activo. Para a 150°≥, no hay ningún período para dos tiristores en conducción haciéndose el voltaje de salida cero en a=150°. El rango del ángulo de retraso es 0≤ a 150° ≤.


CONTROLADOR TRIFÁSICO UNIDIRECCIONAL.


CONTROLADORES TRIFÁSICOS BIDIRECCIONALES CONECTADOS EN DELTA.Si los terminales de un sistema trifásico están accesibles, los elementos de control (o los dispositivos de potencia y la carga pueden conectarse en delta, tal y como se muestra, dado que la corriente de fase en un sistema trifásico normal es únicamente 1/√3 de la corriente de línea, las especificaciones de corriente de los tiristores serían menores que si los tiristores (o los elementos de control) se colocaran en la línea.

CONTROLADOR TRIFÁSICO CONECTADO EN DELTA.


Debido a la conexión delta, las componentes armónicas múltiplos de 3 (es decir, aquellas de orden n=3m, donde m es un entero impar) de las corrientes de fase circularían alrededor de la delta y no aparecerían en la línea. Esto se debe a que las armónicas de secuencia cero están en fase en las tres fases de la carga.

CICLOCONVERTIDOR TRIFÁSICO/

MONOFÁSICO.

CICLOCONVERTIDORES TRIFÁSICOS.El diagrama de circuito de un cicloconvertidor trifásico/monofásico. Los dos convertidores de AC a DC son rectificadores controlados trifásicos.El convertidor positivo opera durante la mitad del período de la frecuencia de salida y el convertidor negativo durante la otra mitad. El análisis de este cicloconvertidor es similar al de los convertidores monofásico/monofásico.El control de los motores de AC requiere de un voltaje trifásico a frecuencia variable. El cicloconvertidor se puede extender para suministrar una salida trifásica mediante seis convertidores trifásicos.


PUENTE CONTROLADO TRIFÁSICO, CARGA EN ESTRELLA

PUENTE CONTROLADO TRIFÁSICO, CARGA EN DELTA


TENSIÓN Y CORRIENTE EN LA CARGA

CORRIENTE EN LAS COMPONENTES


PUENTE CONVERTIDOR TRIFÁSICO PARA CONEXIÓN DE NEUTRO.


PUENTE CONTROLADOR AC-AC TRIFÁSICO EN DELTA (CARGA Y CONVERTIDOR),

(a) (b)


PUENTE CONTROLADOR AC-AC CON CONTROL POR PWM


CÓMO SE LOGRA CONTROLAR LA VELOCIDAD DE MOTORES AC.Se dispone a hacer una caída de tensión a la salida del circuito electrónico de control que tiene por finalidad controlar el fujo de voltaje suministrado al motor. Por medio del potenciómetro podemos disminuir o aumentar el paso de la tensión para así lograr mayor o menos revolución en el motor AC, con la ayuda del TRIAC que se encarga de ser la especie de suiche, para por medio del la interacción del pulso que se le suministra a la puerta (G) apertura o cierra el paso de la corriente entre los polos desde catodo (K) a Anodo (A). De igual modo, el circuito de control viene protegido por un fusible contra costo circuitos.


DISEÑO DE UN CIRCUITO CONTROLADOR DE VELOCIDAD DE MOTORES DC.Este pequeño sistema de control consta básicamente de un motor de 12 voltios y un sensor encoder. En operación el encoder origina una serie de pulsos que cargan a C1. Estos pulsos desarrollan un voltaje de referencia proporcional a la velocidad del motor, el cual es aplicado a la entrada inversora del amplificador operacional. En la entrada no inversora de este amplificador permanece un voltaje constante, que representa la velocidad deseada del motor. La diferencia entre esas dos entradas es enviada al motor quien completa el lazo de control.


DISEÑO DE UN CIRCUITO CONTROLADOR DE VELOCIDAD DE MOTORES DC.PWM es el acrónimo de "Pulse Width Modulation"; "Modulación de impulsos en anchura" expresión que se refiere un modo especial de modulación. Esta técnica se utilizaba inicialmente, casi exclusivamente para el control de potencia y velocidad de motores de corriente continua, pero con el tiempo se ha ido ampliando el campo de aplicación, por ejemplo, ha permitido construir dispositivos mucho más eficientes, más compactos y más ligeros. Muchas aplicaciones de PWM se encuentran actualmente en las fuentes de alimentación conmutadas, circuitos de control de potencia vía radio como puede verse en aplicaciones de radio control.El siguiente circuito es una aplicación de PWM sobre un 555 y nos permitirá acelerar o disminuir la velocidad de los motores alimentados por una tensión de continua (cc) o también para reducir la intensidad de una lampara de bajo voltaje.Nos permite alimentar motores y lámparas de 12 voltios que no consuman más de 5 amperios.


DISEÑO DE UN CIRCUITO CONTROLADOR DE VELOCIDAD DE MOTORES DC.

http://electronica-electronics.com/Circuitos/Variador_de_velocidad_files/PWM-555-esch.gif

Muchas gracias !!!!!!!!!!!!!!!!!!

controladores ac

Education