Este documento describe diferentes tipos de controladores de CA, incluyendo controladores de voltaje de entrada variable, controladores de fuente de corriente y controladores de modulación de ancho de pulso. Explica cómo estos controladores funcionan variando la tensión, frecuencia o anchura de pulso de la señal de CA para controlar la velocidad de motores de CA. También describe configuraciones de controladores trifásicos y cómo lograr el control de velocidad de motores de CA utilizando dispositivos semiconductores como triacs.

1. REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO
“SANTIAGO MARIÑO”
AMPLIACIÓN MARACAIBO
Realizado Por:
Carlos Pérez
C.I 25276353
MARACAIBO JUNIO DE 2016

2. Identificación de los distintos tipos de control AC.
Un controlador de voltaje de CA es aquel que tiene un tiristor conmutador que se
conecta entre la alimentación CA y la carga, es posible controlar el flujo de potencia
variando el valor rms del voltaje CA aplicado a la carga.
Cuando únicamente se altera el valor de la tensión alterna CA, tenemos los llamados
reguladores de tensión alterna (reguladores de potencia alterna), los que permiten
obtener una salida con frecuencia distinta a la presente en la entrada, son los
cicloconvertidores.
Las aplicaciones más comunes de estos convertidores de CA son:
Calefacción industrial, de derivaciones de transformadores cambio con carga, control
de luces, control de la velocidad de motores de inducción polifásicos y control de los
electromagnetos de CA.
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) y Modulación por Ancho de Pulso (PWM). Cada uno tiene ventajas
características específicas.

3. Voltaje de Entrada Variable (VVI).
Aunque este diseño fue común en la década de los 70s y comienzos de los 80s, es
hoy en día limitado para aplicaciones especiales tal como variadores que desarrollan
alta velocidad (400 a 3 000 Hz). El diseño VVI, recibe voltaje AC de la planta, lo
rectifica y controla, desarrollando un voltaje DC variable hacia el amplificador de
potencia (etapa inversora). El amplificador de potencia invierte el voltaje DC variable
a frecuencia variable y voltaje variable AC. Esto puede ser realizado por transistores
de potencia o SCRs. 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.
Figura 1.

4. 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 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 2. 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.

5. Identificación de los distintos controladores AC trifásicos.
Controladores voltaje trifásico de corriente alterna de fase controlada
Varias configuraciones de circuitos posibles para la eliminación controlada de
tres fases con los reguladores de corriente alterna cargas conectadas en
triángulo se muestran en la figura. 2. a-h. El configuraciones de la figura. 2 a y B
puede ser realizado por tres monofásicos reguladores de corriente alterna que
operan de forma independiente otros y son fáciles de analizar. En la figura. 2 a,
son los SCR.
Figura 2. Trifásico de corriente
alterna de voltaje controlador de
configuraciones de circuito

6. Controlador de Voltaje AC completamente controlado trifásico de tres hilos
De carga conectado en estrella con neutro aislado
El análisis de la operación del controlador de onda completa con neutro aislado,
como se muestra en la figura. 3c es, como se mencionó, muy complicado en
comparación con la de una sola fase controlador, en particular para una RL o carga
del motor. Como un simple ejemplo, el funcionamiento de este controlador se
considera aquí con un simple R conectado en estrella-carga. Los seis SCR se
convierten en la secuencia 1-2-3-4-5-6 a intervalos de 60 y la puerta señales son
sostenida a lo largo de la conducción posible ángulo. La tensión de fase de salida
formas de onda para una de 30, 75 y 120 para una equilibrada tres R de la fase
transitoria fuerza están representados en la figura. 3. En cualquier intervalo de
tiempo, ya sea tres o dos SCR SCR, o si no se SCR puede ser encendido y las
tensiones de salida instantánea a la de carga son los voltajes de línea a neutro (tres
en SCR), o la mitad de la tensión de línea a línea (dos SCR activado) o cero (sin SCR
en). Dependiendo del ángulo de disparo una, puede haber tres modos de operación.
Modo I (también conocido como el Modo 2 = 3): 0 a 60. Hay períodos en los tres SCR
están llevando a cabo, uno en cada fase para cualquier dirección y los períodos en
que sólo dos conducta SCR. Por ejemplo, con uno de 30 en la figura. 3 a, suponemos
que en un 0, T5 y T6 SCR están llevando a cabo, y la corriente a través de la R-carga
en una fase es cero van haciendo un 0. En 30, T1 recibe un pulso de puerta y
empieza a llevar a cabo; T5 y T6 permanecer en una furgoneta y la furgoneta. La
corriente en T5 alcanza cero a 60, convirtiendo T5 apagado.

7. Con T1 y T6 permanecer en, Van a 1 = 2vAB. A los 90, T2 se encuentra activada, los tres
tiristores T1, T2 y T6 son entonces llevar a cabo y los Van . A los 120, T6 se apaga,
dejando T1 y T2, así que una furgoneta 1 = 2vAC. Así, con el progreso de cocción en
secuencia hasta que una de 60, el número de SCR realizar en un momento dado entre
dos suplentes y tres.
Modo II (también conocido como Modo 2 / 2): 60 a 90. Dos SCR, uno en cada fase,
siempre conducta. Para una de 75 como se muestra en la figura. 3 b, justo antes de una
de 75, SCR T5 y T6 estaban realizando y van a 0. A los 75, T1 es encendido, T6, mientras
que sigue llevando a cabo T5 se apaga como es VCN negativa, van a 1 = 2vAB. Cuando
T2 está activada en 135, es T6 apagado y van a 1 = 2vAC. El SCR junto a encender es T3,
que desactiva T1 y van a 0. Uno SCR está apagado siempre cuando otro está activada en
este rango de uno y la salida es ya sea la mitad de línea a línea de alta tensión o cero.
Modo III (también conocido como modo de 0 / 2): 90 a 150. ¿Cuándo ninguna conducta
o dos SCR. Por un agulo de 120 (Fig. 3 c), a principios de SCR no estaban encendidas y
van a 0. En una de 120, SCR T1 se da una señal de la puerta, mientras que T6 tiene una
señal de la puerta ya se aplica. Como VAB es positiva, T1 y T6 son en polarización y
comienzan a realizar y Van. Ambos T1 y T6 apagará cuando se convierte en VAB
negativo. Cuando una señal de la puerta se da a la T2, que se enciende y T1 se vuelve a
encender.

8. Para a> 150, no hay período en que son dos SCR la realización y la tensión de salida es
cero en un A 150. Así, la gama del control ángulo de disparo es de 0 a 150. Para R
conectado en estrella de carga, suponiendo que la fase instantánea voltajes
FIGURA 3. formas de onda de tensión de
salida para una tensión de corriente
trifásica controlador con R conectado en
estrella de carga: (a) van a una de 30, (b)
van a uno de 75, y (c) una furgoneta 120.

9. COMO SE LOGRA CONTROLAR LA VELOCIDAD DE MOTORES AC UTILIZANDO
DISPOSITIVOS SEMICONDUCTORES (PROCEDIMIENTO):
Podemos lograr conseguir el control de un motor AC con la intervención de un circuito
electrónico previo a la alimentación de dicho motor, de los siguientes componentes:
• Resistencias. • Condensadores cerámicos. • Potenciómetro. • Triac. • Fusible.
PROCEDIMIENTO: Para ello se dispone a hacer una caída de tensión a la salida del
circuito electrónico de control que tiene por finalidad controlar el flujo de voltaje
suministrado al motor. Por del potenciómetro podemos disminuir o aumentar el paso
de la tensión para así lograr mayor o menor revolución en el motor AC, con la ayuda
del triac que encarga de ser la especie de suiche, para que por medio de la interacción
del pulso que se le suministra a la puerta (G) apertura o cierre el paso de la corriente
entre los polos desde Cátodo (K) a Ánodo (A). De igual modo, el circuito de control
viene protegido por un fusible contra corto circuito.

10. Diseño de un circuito controlador de velocidad de motores DC