Este documento describe diferentes tipos de controladores de potencia, incluyendo controladores de encendido y apagado, controladores de corriente alterna con carga resistiva, control de velocidad de motores de corriente alterna mediante variadores de voltaje, inversores de fuente de corriente y modulación por ancho de pulso, y un circuito de control de velocidad para motores de corriente continua utilizando un temporizador 555.

2. TIPOS DE CONTROLADORES AC

4. CONTROL DE ENCENDIDO Y APAGADO

5. CONTROLADOR DE POTENCIA DE CORRIENTE ALTERNA CON CARGA
RESISTIVA

6. También podemos encontrar otros tipos de controladores como:
• El Triac y el diac como dispositivos electrónicos utilizados como controladores de
voltaje de corriente alterna (C.A.).
• Controlador de potencia de corriente alterna con carga inductiva.
• Controlador de potencia de corriente alterna con carga resistiva-inductiva.
• Aplicaciones típicas de un Controlador de potencia de corriente alterna.

7. CONTROL DE VELOCIDAD DE MOTORES AC
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. Ver figura 3-5.
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. Ver figura 3-5.

8. Modulación por Ancho de Pulso
(PWM).- Muchas unidades PWM
(frecuentemente llamadas
“variadores V/Hz”) ofrecen
operación a cero velocidad. Algunos
proporcionan rango de frecuencias
cercanos 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 de la
figura 3-5, 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.

9. CIRCUITO DE VELOCIDAD DE MOTORES DC

10. EXPLICACION:
Este sencillo circuito, que funciona con 12 voltios, permite controlar un motor DC con
ayuda de un 555. Se inició el diseño pensando en utilizar un transistor MOSTET de
potencia para controlar el motor, pero al final se optó por un transistor bipolar.
Para variar la velocidad del motor DC, se utilizó en temporisador 555 que funciona como
un PWM (modulador de ancho de pulso). La variación se logra manipulando el
potenciómetro. La salida del 555 activa el conjunto de transistores en cascada Q1 y Q2
que gobiernan el motor DC. El tipo de motor a utilizar es de 12 voltios y la corriente está
limitada a la capacidad que tenga el transistor de salida.
Funcionamiento del Control de motor CC con 555
El funcionamiento del 555 es muy similar al funcionamiento del mismo en configuración
astable, con la característica adicional de que se puede modificar el ancho del pulso a la
salida de 555 (pin3). Esto se logra con el arreglo de los diodos (D1, D2), los resistores (R1,
R2), el potenciómetro P y el capacitor C1.
El propósito de este grupo de componentes es regular los tiempos de carga y descarga de
capacitor C1 y así establecer el tiempo que el 555 tiene su salida en alto y en bajo. Como
la salida del 555 es del tipo onda cuadrada, el motor tendrá entre sus terminales un rato
12V y otro rato 0V (unos pocos milivoltios)
Con mayor tiempo de la salida del 555 en alto, más tiempo estarán saturados los
transistores Q1 y Q2 y como consecuencia más tiempo estará el motor DC con 12 voltios
entre sus terminales. Por el contrario, si la salida del 555 está más tiempo en bajo, los
transistores Q1 y Q2 estarán más tiempo en corte y como consecuiencia el motor estará
menos tiempo con 12 voltios entre sus terminales. Variando el potenciómetro de un
estremo a otro, se pasa de un motor sin movimiento a un motor a máxima velocidad.

11. EXPLICACION:
Lista de componentes para el Control de motor DC:
- IC1: circuito integrado 555
- Q1: transistor 2N2222
- Q2: transistor 2N3055
- D1=D2: diodos 1N914
- D3: diodo 1N4007
- R1=R2=: resistores de 2.2K, 1/4W
- R3: resistor de 1K, 1/4W
- R4: resistor de 1.5K, 1/4W
- C1: capacitor de 1uF
- C2=C3: capacitores de 0.1uF
- P1: potenciómetro de 100K