Contro de potencia

Control de potencia AC por ángulo de fase

1.-Objetivos:
Aplicar los conceptos explicados en clase.
Comprender el funcionamiento de cada componente.
Aplicación de la red Snubber.

2.-Introducción:
Los SCR y los TRIACS, permiten la utilización de una técnica muy conveniente y eficaz para controlar el voltaje promedio y por lo tanto la potencia aplicada a una carga, cambiando el ángulode fase con el cual la fuente de voltaje se aplica a esta. Esta técnica de control de voltaje es muy usada en las aplicaciones de regulación de motores, iluminación y temperatura, por ser el voltaje la variable principal en estos tres procesos.

3.-Procedimiento:
Para entender cómo se controla el ángulo de fase, por medio de un TRIAC conectado en serie con la carga, se puede asumir que el TRIACse comporta idealmente como un interruptor controlado por la corriente de compuerta Ig que se cierra o se abre ante su presencia o ausencia. Observando la figura 1 puede verse el control de una onda seno de tensión con un periodo de 360 grados; en la parte (a) de la figura se muestra la tensión a través del TRIAC, mientras que en la parte (b) se ve la tensión sobre la carga; allí puede verseque el TRIAC se comporta como un circuito abierto durante los primeros 45 grados de cada semiciclo, y todo el voltaje cae en sus terminales eliminando el flujo de corriente por la carga. La porción del semiciclo durante la cual se presenta esta situación, se conoce como ángulo de disparo.

Figura 1 representación gráfica del ángulo de disparo y conducción del TRIAC y dela carga, aplicadosobre una onda seno de 360º
Una vez el TRIAC es disparado a través de su terminal de compuerta (G), este se engancha y se comporta como un interruptor cerrado permitiendo que todo el voltaje se aplique a la carga durante los 135 grados restantes de cada semiciclo. La porción del semiciclo durante la cual el TRIAC conduce se denomina ángulo de conducción.
Figura 2

Figura 3 diagrama esquemáticodel control de potencia AC por ángulo de fase.
El control de potencia AC por ángulo de fase es un circuito capaz de controlar la potencia suministrada a una carga AC, inductiva o resistiva, modulando el ángulo de conducción de la señal alterna de voltaje que la alimenta, por medio de un TRIAC.
Con este circuito se puede obtener un control del 92.3% de la potencia entregada a la carga y sepuede obtener una respuesta lineal con respecto a la entrada si se usa un potenciómetro externo de múltiples vueltas y cambio lineal para variar el ángulo de conducción.
3.1.-Fuente de alimentación de 5 voltios
La fuente de alimentación sirve para alimentar al circuito integrado 555 la fuente puede variar hasta 18 voltios.

3.2.-Circuito Snubber.

La función principal que desarrollan loscircuitos de ayuda ala conmutaciones absorber la energía procedente de los elementos parásitos del circuito durante el proceso de conmutación, controlando parámetros tales como la evolución de la tensión o corriente en el interruptor, limitador así los valores máximos de las pendientes de tensión o corriente que han de soportar los semiconductores. Este tipo de circuitos de protección, de los queexisten varios tipos, se denominan Redes Snubber. Tenemos varias formas de reducir o limitar el “stress eléctrico” en los semiconductores. Si es durante el paso a conducción del transistor (turn-on), se genera un pico de corriente a través de este, que debemos limitar o en su defecto limitar la pendiente de la corriente (di/dt ). Si es durante el proceso de apagado o paso a corte(turn-off ),entonces el parámetro a limitar es el pico de tensión generado o la pendiente de la tensión (dv/dt )

Para la utilización de OPTOTRIAC (MOC3010) y un TRIAC en conjunto para activar cargas eléctricas que se conecten directamente a la tensión de línea domiciliaria. También deberá dotar al TRIAC un disipador de calor pertinente y adecuado para poder disipar el calor que provoca la conexión de cargas...