Aplicacion de TRIACs para controlar un motor trifasico

1. Electrónica de Potencia – Universidad Autónoma de Colombia.
.
INFORME LAB 3 – SISTEMA ON-OFF PARA CONTROL ELECTRÓNICO
DE POTENCIA MOTOR 3Φ
Nelson Andrey Gallego Buitrago
e-mail: nlsn.andrey@gmail.com
Yang Steven Gómez Matiz
e-mail: daimetrer@hotmail.es
RESUMEN: En este laboratorio vamos a ver el 2.2 EL TRIAC Y EL MOTOR TRIFÁSICO
funcionamiento en un dispositivo electrónico con
sustentaciones de tipo teórico y práctico, respecto al
Para este modelo específico la carga a manipular
TRIAC, el uso principal para este caso radica en la
radica en un motor trifásico jaula de ardilla, con
implementación de un circuito de control para el
especificaciones de Tensión de linea 208v, Inominal 1.5A
arranque y la parada de un motor trifásico jaula de
corriente alterna, como se comentó en líneas pasadas la
ardilla. La sección de potencia corresponderá a una
intención es arrancar y detener el motor por medio de
tensión trifásica entre líneas de 208v, la sección digital
dos pulsadores, que ya especificaremos más adelante,
para suministrar la corriente específica al TRIAC estará
En este punto nos valdremos de una de las
alimentada con una tensión de 5V. Para este caso el
funcionalidades del TRIAC, y lo colocaremos para
sistema digital estará diseñado bajo el modelo FLIP-
trabajo como interruptor, por tanto es necesaria la
FLOP, con el respectivo ajuste de una resistencia
elección del respectivo TRIAC, para realizar la selección
dependiente de la corriente de activación para el TRIAC.
de este debemos tener en cuenta los siguientes
aspectos:
PALABRAS CLAVE: TRIAC, interruptores de estado
 Corriente MT2-MT1.
sólido, FLIP-FLOP, motor
 PRV (Peak Reverse Voltaje).
 dv/dt, di/dt. (Para dimensionar protección)
1 INTRODUCCIÓN Para la primera parte debemos analizar la corriente que
deben soportar los TRIAC, esta es definida por la carga
En este informe de laboratorio podrá encontrar en este caso un motor trifásico conectado en estrella (Y).
información básica sobre el comportamiento del TRIAC
respecto al modelo físico que vamos a implementar, los Tenemos:
pasos pertinentes para obtención física de este modelo
con sus correspondientes materiales y diagramas, P=VlIl cos 
también podrá encontrar una sección donde se
analizaran los resultados obtenidos y se concluirán una Como el motor trae especificado la I de línea y en una
serie de ideas para este caso sustentado con cálculos
conexión en estrella:
teóricos vs resultados prácticos.
Ilinea=Ifase Il= Inominal=1,5A
2 EL TRIAC, EL FLIP-FLOP SET RESET Por seguridad utilizamos algo que se llama la corriente
Y EL OCTOACOPLADOR de diseño (Idiseño) que es igual a la corriente nominal por
un factor de seguridad, en este caso 1,25. Esto nos da la
corriente de conducción mínima que debe soportar el
2.1 CARACTERÍSTICAS DEL TRIAC TRIAC entre sus terminales M T2 -MT1.
El TRIAC, es un dispositivo electrónico encasillado en la Idiseño=Inominal*1,25
electrónica de potencia, en la sección de interruptores Idiseño=1,5A * 1,25
de estado sólido de gran importancia ya que no contiene Idiseño=1,86 A
elementos mecánicos en movimiento mejorando
altamente la eficiencia, horas de vida útil y tiempo de Ahora continuamos con la segunda parte la cual refiere a
respuesta. Gracias a su comportamiento podemos el valor máximo de tensión que soporta el triac sin que
adaptarlo para el trabajo simple de un interruptor o en se modifiquen sus propiedades naturales.
aplicaciones con funciones más densas, con la
respectiva adecuación del ángulo de disparo, para la El PVR:
intermitencia de la señal. Además, un TRIAC comparado
con un SCR es un dispositivo que tiene ofrece un mejor VPICO
comportamiento, ya que puede entregar mayor potencia VRMS 
a la carga, reduciendo la temperatura que se disipa en el 2
TRIAC.
1

2. Electrónica de Potencia – Universidad Autónoma de Colombia.
.
Como conocemos el valor de la tensión RMS que son facilidad que presenta esta conexión para adaptar el
208v, teniendo en cuenta esta ecuación despejamos control por medio de TRIACS.
para obtener la Tension pico donde: Por tanto lo que puede observar en la figura 2, es el
diagrama de control sección potencia para una sola
VP  2 VRMS  línea, más adelante encontrara el diagrama final con las
3 líneas.
VP  2 208v 
VP  294,15v 2.3 EL OCTOACOPLADOR
Este dato nos permite conocer la tesion máxima que
debe ser capaz de soportar el triac entre sus terminales
MT2-M T1.
Así que en base a los suministros comerciales optamos
por el uso de un TRIAC referencia BTA08-600B, con Figura. 3 Octoacoplador
especificaciones de trabajo, tensión: 600v, corriente: 8A
y corriente de activación gate (puerta): 10mA, que se Para este modelo en cuestión añadimos un
ajusta perfectamente a las exigencias para el modelo, ya octoacoplador que puede observarse en la figura 2-3,
que la tensión PVR es de 24,15v, y con su respectivo este elemento se añadió porque en un esquema anterior
factor de seguridad de 1,86A. que se planteó, se presentaban problemas entre la
sección digital y la de potencia al ser necesario aterrizar
MT1, para las 3 líneas.
Por tanto al implementar este dispositivo, aislamos la
sección digital, de la sección de potencia. Básicamente
lo que sucede es que como se puede observar en la
figura 3, en el encapsulado se encuentra un diodo que
emite una haz de luz, y un triac con sus respectivas
terminales MT2-M T1 y el Gate que en este caso para
activar la conducción depende del diodo ya mencionado.
Por último el diagrama de conexión se puede encontrar
en la figura 2. Como se puede observar entre los
terminales 1 y 2 para nuestro Octoacoplador MOC3020
se encuentra el diodo, por tanto del sistema de control
FLIP-FLOP induce una tensión específica al ánodo y
como el katado se encuentra aterrizado este diodo
Figura. 1 TRIACS dependerá específicamente de nuestro sistema digital
ON-OFF, se añadió una resistencia en serie a el terminal
ánodo, ya que del sistema digital obtenemos una tensión
de 5V que para el diodo sería muy elevado y a largo
plazo nos afectaría, por tanto para reducir el valor de la
tensión adaptamos una resistencia de 330Ω.
Finalizando destacamos que del octoacoplador en su
triac no es capaz de soportar la tensión de línea, así que
trabajamos con un segundo triac Q1, para el cual
adaptamos una resistencia de 330Ω para controlar el
ángulo de disparo ya que en este punto el triac está
Figura. 2 Diagrama del Montaje para el Control de L1 frente a una señal AC.
con TRIAC
2.4 FLIP-FLOP
Lo que podemos observar en la figura 1, es la vista
superior tipo foto de los respectivos triacs que fueron
Ahora solo nos falta considerar la sección digital,
usados para este modelo, también puede observar la
que en este caso es muy importante ya que este modelo
designación de las patas del TRIAC.
En la figura 2, podemos observar el diagrama del se encuentra restringido para que la carga se encienda
montaje que se realizó para el control de la señal que es con un pulsador y se apague con otro. Además que
también debemos tener en cuenta que, debemos
suministrada a la Bobina #1, es importante tener en
diseñar este sistema para que nos proporcione una
cuenta que la carga con la cual estamos trabajando es
trifásica, por tanto tendremos 3 líneas y 1 neutro, la señal para la activación del Diodo del octoacoplador.
conexión para el motor jaula de ardilla por la cual
Para el sistema de control en este caso optamos
optamos es estrella, se llegó a esta elección por la
por la implementación de un sistema digital para el ON-
2

3. Electrónica de Potencia – Universidad Autónoma de Colombia.
.
OFF que es un FLIP-FLOP, este dispositivo lo que nos En la figura 5, puede observar el montaje completo
va a permitir es que cuando pulsemos el pulsador de del circuito con su sección digital y de potencia que ya
ON, nos arroje un 1 a la salida que son 5V y este se fueron explicadas en líneas anteriores.
mantenga, de la misma manera cuando pulsemos el
segundo pulsador nos arroje un 0, 0V y se mantenga. 3 RESULTADOS Y ANALISIS
Existen diversos FLIP-FLOPS circuitos secuenciales que
ofrecen diferentes comportamientos, para nuestro
modelo se ajuste un FLIP-FLOP RS compuesto por dos Por medio del multímetro como instrumento de
compuertas NAND el cual se puede observar en el medición obtuvimos los siguientes datos:
siguiente diagrama (Figura 4).
Tabla 2.
Tensiones
Motor OFF Motor ON
116,5v 0,88v
Lo que se puede observar en la Tabla 2, son los
datos de tensión que se obtuvieron, en los terminales
Figura 4 FlipFlop RS MT2-M T1 del triac, como podemos ver cuando el motor no
está en movimiento la señal es retenida totalmente en el
Tabla 1. TRIAC, no obtenemos los 120v, ya que en el circuito se
Modo de Entradas Salidas producen perdidas y la fuente de alimentación entrega
Operación R S Q Q una tensión un poco menor, mientras que cuando el
Prohibido 0 0 1 1 motor está en movimiento la tensión es
Set 0 1 1 0 aproximadamente de 0, lo que nos indica que toda la
Rest 1 0 0 1 señal está siendo transferida a la carga.
Mantenimiento 1 1 No cambia
También se realizó la medición de la tensión de
En la Tabla 1, podemos observar los diferentes línea en cada una de las bobinas cuando el motor se
modos de operación, en nuestro modelo nunca los dos encentraba encendido, obteniendo los siguientes
pulsadores estarán pulsados al tiempo, ya que esta resultados:
opción no daría cambio pero no nos interesa, la cuestión
es que con un pulsador activaremos y con el otro VB1-B2=212V
desactivaremos, respectivamente estos serían los VB1-B3=212V
estados Set y Reset observando la Salida Q como VB2-B3=212V
resultado. En este punto optamos por el uso de una
compuerta NAND, referencia 74LS00 Se realizaron estas mismas mediciones cuando el
motor estaba apagado obteniendo una tensión entre
2.5 MODELO COMPLETO bobinas de 0v.
Como podemos ver estos datos corresponden a los
ya vistos en el TRIAC.
4 CONCLUSIONES Y ANALISIS DE
RESULTADOS
4.1 Conclusiones
 Se comprobó que el sistema de control
Triac efectivamente nos permite controlar
el paso de la señal aunque el circuito este
alimentado por una alta tensión.
 Aunque en la carga no haya tensión,
debemos tener precaución por que el
circuito todavía está alimentado con la
tensión de la fuente, y toda esta tensión
hace presencia en el TRIAC.
 En el momento que no hay conducción
entre los terminales principales, toda la
carga es retenida en el triac, cuando el
Gate es excitado toda la señal pasa a la
carga
 El octoacoplador es un elemento
Figura 5 Montaje Final fundamental que ofrece una alta eficiencia
3

4. Electrónica de Potencia – Universidad Autónoma de Colombia.
.
cuando es necesario aislar circuitos que
difieren en magnitudes notables de tensión
y corriente
4