Electronica

Conversor Corriente Alternada - Corriente Continua
Marder, Felipe - Aquino, Carlos de J. - Lombardero, Guillermo O.
Dpto. de Ingeniería Eléctrica - FACENA - UNNE 9 de julio 1449 - 2º Piso Laboratorio Nº 10 - (3400) Corrientes - Argentina Tel.: +54 (03783) 423126 - E-mail : fmarder@exa.unne.edu.ar

RESUMEN El presente trabajo con carácter de desarrollo tecnológico, forma parte del proyectoaprobado por la SGCYT de la U.N.N.E., PI Nº 454 titulado “Diseño de sistemas de control y automatización para la industria, basado en micro-controladores”. El mismo consiste en el diseño y construcción de una interface destinada a conectar una salida de un transductor de corriente y la entrada de captación de datos de un equipo de control y/o medición remoto.

INTRODUCCIÓN El presente desarrollosoluciona un problema de una industria de la zona, para conseguir una adecuada conexión entre una salida de alto nivel y una entrada de bajo nivel, ambas en términos de corriente. Los requerimientos de la industria fueron los siguientes: Se contaba con una salida de un transductor, que consistía en una corriente alternada de frecuencia industrial, variable entre 0 y 5 Amperes eficaces (Corrientenormalizada de los Transformadores de Intensidad). Dicho Transformador de Intensidad, se encontraba físicamente ubicado en el tablero de una sala de maquinas. El requerimiento principal era hacer una telemedición del tablero, en una oficina distante unos 50 metros. Requerimientos adicionales del equipo de adquisición de datos (que podría consistir en una computadora o en un Programador LógicoControlable), fueron los siguientes: 1) Se requería una corriente continua variable entre 0 a 20 miliamperes de corriente continua, a la salida del Conversor, proporcionales a variaciones en su entrada entre 0 y 5 amperes de corriente alternada. 2) Se requería además la posibilidad de que ante las mismas variaciones en la entrada, se obtuviera una salida entre 4 y 20 miliamperes de corriente continua. 3)Otro requerimiento adicional, imponía que en los dos casos anteriores se pudiera seleccionar entre salida “directa” (Es decir que ante un ritmo creciente de la señal de entrada, la salida creciera proporcionalmente), o “invertida” (Es decir que ante un ritmo creciente de la señal de entrada, la decreciera proporcionalmente).

M ATERIALES Y MÉTODOS Se planteó el problema de acuerdo al diagramade bloques siguiente:

Transductor Corriente Tensión Entrada: 0-5Amperes Corriente Alternada

x100

Integrador

A

Amplificador de Señal

Amplificador de ajuste

Directa A Salida 0-20 mA 4-20 mA Corriente Continua

Invertida Inversor

Amplificador Convertidor Tensión a Corriente

Figura 1. Diagrama en bloques del conversor

El primer problema encontrado fue la implementaciónde una carga adecuada para el transformador de intensidad. El criterio seguido para la elección de la misma, fue fundamentalmente el comportamiento lineal, en el rango de corrientes de 0 a 5 amperes, además se ha tenido en cuenta el costo del material y la posibilidad de conseguirlo en plaza. Luego de diversos ensayos se adoptó como resistencia de carga un trozo de unos 20 centímetros de longitudde alambre de Cobre de 1,3 milímetros de diámetro, con una sección de 1,3273 milímetros cuadrados. La resistividad del cobre p = 0,0175 Ohm.mm²/m El coeficiente de temperatura a = 0,004 Suponiendo una temperatura de trabajo de unos 50 grados centígrados, se obtiene para la resistencia un valor de aproximadamente 0,003 Ohm. A la máxima corriente del TI, 5 amperes, se obtendría una tensión de 15milivoltios eficaces, sobre la resistencia de carga, que esta conectada a la entrada del conversor. Se amplifica dicha tensión, valiéndonos de un amplificador operacional (U1) en montaje no inversor con una ganancia aproximada de 100, con lo que se obtiene una tensión pico de 2,1 Voltios a la salida del mismo. Posteriormente se integra esta tensión, por medio de un circuito RC, cuidando que la...