1. TurbomáquinasI
INFORME DE PROYECTO FINAL
“CONTROL DE POTENCIA”
Alumno:
HURTADO DUAREZ JOHAN ANTONIO
Universidad Nacional de Ingeniería
Facultad de ingeniera Mecánica
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1. INTRODUCCION
.
2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
3. OBJETIVOS
Objetivogeneral
Diseñare implementaruncircuitoque permita controlarlapotenciade unaresistencia.
Objetivoespecifico
Controlar la potencia de la resistencia por medio de un triac y su ángulo de disparo.
4. MARCO TEORICO
TRIAC
El TRIAC es un dispositivo semiconductor de tres terminales (MT1, MT2, G); ver FIG. 1, que se
usa para controlar el flujo de corriente promedio a una carga, con la particularidad de que
conduce en ambos sentidos. Se utiliza en corriente alterna y al igual que el tiristor, se dispara
por la compuerta. Al dispararse el TRIAC este conducirá y auto sostendrá esa conducción
hasta que el voltaje caiga hasta cero.
DESCRIPCION GENERAL
Cuando el TRIAC conduce, hay una trayectoria de flujo de corriente de muy baja resistencia de
una terminal a la otra, dependiendo la dirección de flujo de la polaridad del voltaje externo
aplicado. Cuando el voltaje es más positivo en MT2, la corriente fluye de MT2 a MT1 en caso
contrario fluye de MT1 a MT2. En ambos casos el TRIAC se comporta como un interruptor
cerrado. Cuando el TRIAC deja de conducir no puede fluir corriente entre las terminales
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principales sin importar la polaridad del voltaje externo aplicado por tanto actúa como un
interruptor abierto.
Debe tenerse en cuenta que si se aplica una variación de tensión importante al TRIAC (dv/dt)
aún sin conducción previa, el TRIAC puede entrar en conducción directa.
.
FIG. 1 TRIAC
La curva característica del TRIAC se representa en la FIG.2. La corriente promedio entregada a
la carga puede variarse alterando la cantidad de tiempo por ciclo que el TRIAC permanece en
el estado encendido. Si permanece una parte pequeña del tiempo en el estado encendido, el
flujo de corriente promedio a través de muchos ciclos será pequeño, en cambio si permanece
durante una parte grande del ciclo de tiempo encendido, la corriente promedio será alta.
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FIG. 2 Curva característica
Un TRIAC no está limitado a 180 de conducción por ciclo. Con un arreglo adecuado del
disparador ver FIG. 2, puede conducir durante el total de los 360 del ciclo. Por tanto
proporciona control de corriente de onda completa, en lugar del control de media onda que se
logra con un SCR.
FIG. 3. Circuito de disparo de un TRIAC
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Las formas de onda de los TRIACs son muy parecidas a las formas de onda de los SCR, a
excepción de que pueden dispararse durante el semiciclo negativo. En la FIG.4 se muestran las
formas de onda tanto para el voltaje de carga como para el voltaje del TRIAC (a través de los
terminales principales) para dos condiciones diferentes.
En la FIG.4 (a), las formas de onda muestran apagado el TRIAC durante los primeros 30 de
cada semiciclo, durante estos 30 el TRIAC se comporta como un interruptor abierto, durante
este tiempo el voltaje completo de línea se cae a través de las terminales principales del
TRIAC, sin aplicar ningún voltaje a la carga. Por tanto no hay flujo de corriente a través del
TRIAC y la carga.
La parte del semiciclo durante la cual existe esta situación se llama ángulo de retardo de
disparo.
Después de transcurrido los 30, el TRIAC dispara y se vuelve como un interruptor cerrado y
comienza a conducir corriente a la carga, esto lo realiza durante el resto del semiciclo. La parte
del semiciclo durante la cual el TRIAC está encendido se llama ángulo de conducción. La FIG.4
(b) muestran las mismas formas de ondas pero con ángulo de retardo de disparo mayor.
FIG 4. Ángulos de disparo
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DETECTOR CRUCE POR CERO
El detector de cruce por cero censa cuando se produce el cambio de polaridad. Ver FIG. 5 .En
una gráfica de ondas, el cruce por cero es la línea recta que biseca la onda. En electrónica, el
cruce por cero identifica donde la función de onda cambia de positivo a negativo o viceversa.
En un interruptor atenuante de luz, por ejemplo, un detector de cruce por cero permite ajustes
del nivel de poder en la corriente eléctrica, ya que esos puntos no tienen voltaje. La interrupción
de la corriente en cualquier otro punto del circuito eléctrico crea un pico de poder
potencialmente dañino.
Los detectores de cruce por cero son vitales en la transmisión de señales digitales a través de
los circuitos de corriente alterna, tal como los módems u otros aparatos digitales. La ausencia
de este componente explica por qué el audio digitalmente controlado produce ruido cuando el
usuario sube muy rápido el volumen. Cuando la ganancia sólo se aumenta en los puntos de
cruce por cero, no hay entrada ni ruido de señal.
Los detectores de cruce por cero trabajan usualmente en conjunto con los comparadores, que
son dispositivos eléctricos que comparan la fuerza de la señal (voltaje o corriente) y cambian la
salida basada en la señal más fuerte. Mientras que los amplificadores comparadores
operacionales análogos son ampliamente usados, los chips dedicados comparadores de voltaje
funcionan mejor para los dispositivos digitales.
FIG. 5 Señal alterna y Zona cruce por cero
****agregar más cosas aquí Darwin
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FIG. x Circuito cruce por cero armado en el laboratorio
DESARROLLODEL SOFTWARE
7. PRUEBAS
PRUEBAS ELECTRONICAS y ELECTRICAS
Sistemade Potencia
Para la pruebadel OPTOACOPLADORse pusounpulsadorenla resistencia de 330 y una alimentación
de 3V para simularel estadode encendidodel DSPloscualesmaneja valoresde 2.5a 3.3 voltiospara
estaren nivel 1.
Para la carga se usó un focode 220V a 100W y para protección de la corriente ACse usó unallave
termomagnética.
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FIG x. Circuito activado por el pulsador del OPTO ACOPLADOR
Con estaspruebasse comprobó que el OPTOACOPLADORestafuncionaconvaloresde 3V y que el
TIRISTORestá enperfectoestado.
Diferenciaentre MOC3021 y MOC3041
Mientrashacíamos laspruebasenel TRIAC se notó que a pesarde disparar a diferentes ángulos la carga
seguía con una misma potencia, esto se debía a que el MOC3041 (circuito integrado que se usó al
principio),tiene un detector de cruce por cero interno el cual no deja hacer un control en el ángulo de
disparo de un TRIAC.
El MOC3021 no tiene undetectorde cruce por cero internoporloque se recomienda en estos circuitos
de potencia, solo teníamos que sintonizar nuestro cruce por cero con el circuito de disparo para poder
controlarlo.
En conclusión el MOC3041 es bueno para un control OFF/ON y el MOC3021 en para un control gradual
del ángulo.Finalmente decidimoshacer dos circuitos uno con el 3041 y el otro con el 3021 para escoger
cual control escoger
Sistemacruce por cero
Para el cruce por cerose verificoladetecciónenel osciloscopio.Hayque mencionarque nuestrodiseño
estáhechopara valoresde 6 a 24V enalterna.
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Para la verificación se usó un Arduino MEGA ya que no contábamos con el DSP y se hizo un código
simple parapoderdetectarel cruce y darle un delayel cual esel ángulodeseadoymandarun pulsopara
el disparo del TRIAC.
FIG. x Disparocon el Arduino
8. CONCLUSIONES
9. RECOMENDACIONES
10. BIBLIOGRAFIA
Libros
Videos
https://www.youtube.com/watch?v=BHX2wW35Uz0&list=PL_b_BMipvTUc-
NDjX14IbTjnxZYjtA3m4&index=2
https://www.youtube.com/watch?v=aLyFoRlAij4&t=31s
