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proyecto para el control de motores industriales
Tipo: Esquemas y mapas conceptuales
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“Año Del Buen Servicio Al Ciudadano”
CURSO:
TEMA:
PROFESOR:
ALUMNO:
BLOQUE: 801
FECHA: 11/10/
El presente proyecto de investigación está referido al tema de control de potencia de motores universales y cargas resistivas, que se define como la aplicación de la electrónica de potencia utilizando dispositivos electrónicos semiconductores. La característica principal de este tipo de control es la utilización del TIRISTOR para el control de potencia, este dispositivo nos permite trabajar con muy altas potencias en su conexión antiparalelo. Para el análisis de este proyecto es necesario tener en cuenta parámetros de la corriente alterna, principio de funcionamiento del TIRISTOR y sobre todo entender que es un detector de cruce por cero. El presente proyecto se realizó con el interés de realizar pruebas dinámicas sobre el control de fase de la corriente alterna para fines académicos y también fines industriales, ya que permite un control seguro y confiable para las cargas mencionadas anteriormente.
Analizar en control de fase para fines académicos e industriales permitiendo un control eficaz para la durabilidad de las cargas.
1.1 Valores Significativos:
a) Frecuencia La corriente alterna se caracteriza porque su sentido cambia alternativamente con el tiempo. Ello es debido a que el generador que la produce invierte periódicamente sus dos polos eléctricos, convirtiendo el positivo en negativo y viceversa. La unidad de frecuencia son los Hertzios (Hz) o ciclos/seg. f = 1 / T b) Periodo Existe otra magnitud, inversa a ésta, que es el periodo (T) que es el tiempo que invierte la espira en dar una vuelta. T = 1 / f c) Velocidad angular Como verás ambas magnitudes están relacionadas con la velocidad con que gira la espira (ω) y se pueden determinar aplicando la relación: ω = 2. π / T ω = 2. π. f
d) Valores instantáneos, máximos y eficaces de tensión e intensidad
Motor único que se puede conectar tanto a corriente continua, como a corriente alterna. Se construyen para potencias menores a los 1 HP y velocidades de hasta 3000 r.p.m. y presentan un buen rendimiento.
a) Constitución de un Motor Universal
el campo magnético y el inducido por la ley de Laplace, al ser recorrido por la corriente y sometido a la influencia del campo magnético inductor, se desplaza, dando origen al giro del rotor. Si aumenta el campo aumenta la fuerza, aumenta la velocidad. El campo magnético que produce la bobina inducida, provoca una deformación del flujo inductor llamada reacción del inducido. En corriente alterna (CA) o en corriente directa (CD) el sentido se mantiene por la acción momentánea de cada alternancia en particular
Máquina eléctrica estática que permite aumentar o disminuir la tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna, manteniendo la potencia. La potencia que ingresa al equipo, en el caso de un transformador ideal (esto es, sin pérdidas), es igual a la que se obtiene a la salida.
Este componente electrónico de potencia, será utilizado para realizar en control de fase directo de voltaje para la carga, para implementar el control de fase directo se puede hacer uso de un TRIAC en aplicaciones de baja potencia, en cuanto que para potencias más elevadas se utilizan dos SCR´s en antiparalelo. Para las dos aplicaciones el flujo de potencia hacia el transformador es controlado variando el ángulo de disparo (𝛼), entre 0 y 180º.
En la figura anterior se observa que el tiristor T1 empieza a conducir luego de un retardo de disparo del ángulo (𝛼), en el semi-ciclo positivo y hará lo mismo a través de T2 en el semi-ciclo negativo.
enciende y permanece encendida hasta que el voltaje pasa por cero apagando automáticamente al SCR. El período de la corriente alterna a 60 ciclos/segundo es de 16.67 milisegundos, cada 8.3 milisegundos cruza por cero; si un circuito detecta el cruce de cero y hace pausas de 4. milisegundos entonces la carga se ve disminuida a la mitad. -Para poder efectuar el control de ángulo de disparo con un micro controlador, es necesario que este pueda saber cuándo la señal de la red realiza un cruce por cero.
Mediante regla de tres podemos determinar el tiempo que requiere cada grado. Ese será el tiempo que debemos esperar según el ángulo deseado. 180° ------- 8.33 ms 1° ------- x
x = 8.33ms/180° = 0.04629 ms = 46.29 us
Entonces cada grado equivale a 46.29 us , es decir que si queremos un ángulo de disparo de 90 grados , debemos esperar 4.16 ms = (46.29 us * 90).
Los Opto_Triacs se utilizan para proveer un aislamiento óptico entre la entrada (fuente de comando) y la salida (carga) de circuitos. Los Opto_Triacs con cruce por cero (ZC) y sin cruce por cero (NZC) se usan para hacer interface de aplicaciones entre baja corriente DC y cargas de alta potencia AC.
Microcontrolador basado en el ATmega328P ( hoja de datos). Tiene 14 pines digitales de entrada / salida (de los cuales 6 se pueden utilizar como salidas PWM), 6 entradas analógicas, un cristal de cuarzo de 16 MHz, una conexión USB, un conector de alimentación.
Todos los conductores eléctricos se oponen al paso de la corriente eléctrica en mayor o menor medida. Esto es debido a que los portadores de carga (electrones o iones) se encuentran con ciertas dificultades para desplazarse dentro del material del que forman parte. Esta oposición se denomina resistencia eléctrica de un conductor. Se denomina resistencia eléctrica de un conductor a la oposición que ofrece dicho conductor al paso de la corriente eléctrica. Matemáticamente:
R=ρ.l.S
Donde:
R es la resistencia eléctrica. ρ es la resistividad del material l es la longitud del conductor. S es la sección del conductor.
Siempre que tengamos que proporcionar alta inmunidad al ruido en alguna línea que se utiliza como entrada de datos o tiene un recorrido largo en el circuito, este circuito es muy utilizado.
-Datos del datasheet del fabricante (MOC 3021) y del sistema Voltaje del Diodo = 1.5v. Voltaje de entrada de control de Arduino = 5v. Corriente del Diodo=10 mA.
El valor tomado fue el estándar 350 Ω-1W
En esta etapa "encontramos el inicio" de la señal, como puede verse, el ángulo de disparo se cuenta desde que la señal está en cero voltios; a esto llamamos detección de cruce por cero para empezar a contar el tiempo de acuerdo al ángulo fijado; se puede realizar de varias maneras, por ejemplo: Reducir el voltaje mediante resistencias o transformadores, rectificarlo y aplicarle a un opto acoplador, cuando el led se apague el voltaje es cero y la salida del transistor será positiva. (asumiendo opto transistor como inversor). Reducir el voltaje y rectificar para aplicar la señal directamente a un conversor ADC o comparador del PIC y detectar mediante el programa. El método de cruce por cero que se implementó es el la figura que está a continuación:
-Datos del datasheet del fabricante (4N25) y del sistema Voltaje del Diodo = 1.5v. Voltaje de entrada de rectificador = 10 vdc Corriente del Diodo=40mA.
El valor tomado fue el estándar 300 Ω
