CIRCUITO PARA CONTROLAR UN MOTOR DAHLANDER
MANTENIMIENTO ELECTRONICO INDUSTRIAL E INSTRUMENTAL INDUSTRIAL 28409
CENTRO INDUSTRIAL DE LA EMPRESA Y LOS SERVICIOS “C.I.E.S”
CIRCUITO DE CONTROLADOR
APRENDIZ: OMAR ALONSO CRUZ PEREZ
INSTRUCTOR: HERNANDO GOMEZ PALENCIA
MANTENIMIENTO ELECTRONICO INDUSTRIAL E INSTRUMENTAL INDUSTRIAL 28409
CENTRO INDUSTRIAL DE LA EMPRESA Y LOS SERVICIOS “C.I.E.S”
ÍNDICE ANALÍTICO 1.
circuito para controlar un motor dahlander 1.1 introducción 1.2 objetivos generales 1.3 Caracteristicas específicas 1.4 marco teórico 1.5 procedimientos 1.6 conclusiones 1.7 Bibliografía
2. compilador C CCS 2.1 proteus 3. tiristores 3.1. Introducción 3.2. CARACTERISTICAS DE LOS TIRISTORES 3.3ESQUEMAS 4.ACTIVACION DEL TIRISTOR 4.1. TERMICA: 4.2. LUZ: 4.3. ALTO VOLTAJE: 4.4. CORRIENTE DE:
4.5. COMPUERTA: 5.MÉTODOS DE DISPARO.
5.1 DISPARO POR PUERTA. 5.2 DISPARO POR MÓDULO DE TENSIÓN. 5.3 DISPARO POR GRADIENTE DE TENSIÓN (dV/dt). 5.4 DISPARO POR RADIACIÓN. 5.5 DISPARO POR TEMPERATURA. 6. CONDICIONES NECESARIAS PARA EL CONTROL DE UN SCR.
7. LIMITACIONES DEL TIRISTOR.
7.1 LIMITACIONES DE LA FRECUENCIA DE FUNCIONAMIENTO . 7.2 LIMITACIONES DE LA PENDIENTE DE TENSIÓN dV/dt. 7.3 LIMITACIONES DE LA PENDIENTE DE INTENSIDAD dI/dt. 7.4 PROTECCIONES CONTRA dV/dt Y dI/dt. 7.5 LIMITACIONES DE LA TEMPERATURA.
8. EXTINCIÓN DEL TIRISTOR. TIPOS DE CONMUTACIÓN.
9. APLICACIONES DEL SCR
10. BIBLIOGRAFIAs 11 Triac 11.1 Introducción: 11.2. Objetivos 11.2.1 Generales 11.2.2DEFINICIÓN. 11.3. marco teorico 11.4. Intensidad de puerta entrante. 11.5. Intensidad de puerta saliente.
11.6. CARACTERÍSTICAS GENERALES Y APLICACIONES. 11.7. CURVA CARACTERÍSTICAS Y FUNCIONAMIENTO. 11.8. MÉTODOS DE DISPARO. 11.8.1. Disparo por corriente continua, 11.8.2. DISPARO POR CORRIENTE ALTERNA. 12. símbolos
12. COMPONECTES QUE UTILIZAMOS PARA REALIZAR EL CIRCUITO P 1. TRANCISTOR 3904 2. TRANCISTOR 3906 3. RELEC 4. UN MICROCONTROLADOR 18F2550 5. RESISTENCIAS 220 OHMIOS Y 10K 6. DIODO ZENER 7. CONDENSADOR 470J A100V 8. TRIAC 9. OPTOACOPLADORES 10.
PULSADOR
11.
SCR
12.
CABLE UTP
13.
ELEMENTOS MANUALES
14.
PROTOBOARD
15.
PINSAS
16.
MOTOR DALAHDER
17.
AMPERIMETRO
18.
CIRCUITO MONTADO
19.
CONECION DEL VOLTATE
20.
MEDICION DEL AMPERAJE
21.
FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR
13. FUNCIONAMIENTO DEL MONTAJE DEL CIRCUITO
13. FUNCIONAMIENTO DEL MONTAJE DEL CIRCUITO
1.
1.1.
Circuito para controlar un motor dahlander
INTRODUCCION:
La presente trabajo desimos todas las partes que podimos utilizar para elaborar excelente proyecto como lo es el dahlander nos podemos referir sobres los pasos y componentes que utilizamos, como son componentes electrónicos scr , triac se activa incrementándola corriente de la compuerta. Utilizamos también el relec, transistores, resistencias, un micro controlador, un interruptor. Para que el proyecto fuera todo un éxito cada integrante del grupo se esforzara al máximo para asi lograr el funcionamiento del dahlander controlado electrónicamente.
1.2. OBJETIVOS GENERALES: Analizamos hasta que logramos conceder el objetivo que fue diseñar el plano electrónico sacamos adelante el proyecto superando los problemas o las fallas obtenido durante la prueba tomando el tiempo necesario y pertinente para este trabajo de esa forma logramos lo que esperábamos que es el circuito deseado.
1.3. CARACTERISTICAS ESPECÍFICAS
el circuito fue creado para poder controlar un motor dahlander (doble velocidad) es sacar la forma manual del mercado para darle paso a la forma digital por procesos electrónicos.
1.4. MARCO TEORICO Se observo que se podía modificar el sistema de control mecánico para poder tener un mayor desempeño en la rutina de trabajo por eso se concibió modernizarlo electrónicamente así el operario no tenia que estar observado encada momento la maquinaria.
1.5. Procedimiento: Para diseñar el proyecto realizamos varias pruebas por ejemplo una de ellas fue la simulación en PROTEUS 7 PROFESSIONAL después de lograr lo pasamos realizar en el protoboart nos presentaron dificultades pero logramos estabilizar el circuito hasta lograr su funcionamiento. 1.6Conclusiones Damos a concluir que recogimos una gran experiencia laborar pudimos aprender a conocer mas afondo los componentes y aprender a medirlos lo mismo con los demás componentes gracias al estupendo proyecto nos dimos a conocer las capacidades que teníamos cada uno de nosotros.
1.7BIBLIOGRAFIA
PROTEUS 7 PROFESSIONAL COMPILADOR C CCS INTERNET (google) PCBWIZ MATERIALES DE TRABAJO MANUALES
3.1. INTRODUCCION: La presente investigación se refiere sobre los tiristores El SCR y se puede definir como un componente electrónico construido por semiconductores que utiliza realimentación interna para producir una conmutación. Los materiales de los que se compone son de tipo semiconductor, es decir, dependiendo de la temperatura a la que se encuentren pueden funcionar como aislantes o como conductores. Son dispositivos unidireccionales porque solamente transmiten la corriente en una única dirección. Se emplea generalmente para el control de potencia eléctrica.
Símbolo electrónico del tiristor.
3.2. CARACTERISTICAS DE LOS TIRISTORES: Un Tiristor es dispositivo semiconductor de cuatro capas de estructura pnpn con tres uniones PN tiene tres terminales: ánodo cátodo y compuerta. Donde las uniones son de tipo PNPN entre los mismos. Por tanto se puede modelar como 2 transistores típicos PNP y NPN, por eso se dice también que el tiristor funciona con tensión realimentada. Se crean así 3 uniones (denominadas J1, J2, J3 respectivamente), el terminal de puerta está conectado a la unión J2 (unión NP). Más características •
Interruptor casi ideal
•
Amplificador eficaz
•
Fácil controlabilidad
•
Características en función de situaciones pasadas (memorias).
•
Soportan altas tensiones
•
Capacidad para controlar Grandes Potencias
•
Relativa rapidez
3.3.ESQUEMAS
Sím bolo del tiristor y tres uniones PN
a) Estructura básica b) Circuito equivalente Modelo de tiristor de dos terminales. Algunas fuentes definen como sinónimos al tiristor y al rectificador controlado de silicio (SCR) otras definen al SCR como un tipo de tiristor, a la par que los dispositivos DIAC y TRIAC. 4. ACTIVACION DEL TIRISTOR Un tiristor se activa incrementándola corriente del ánodo. Esto se puede llevar a cabo mediante una de las siguientes formas. 4.1. TERMICA: Si la temperatura de un tiristor es alta habrá un aumento en el número de pares electrón-hueco, lo que aumentará las corrientes de fuga. Este aumento en las corrientes hará que 1 y 2 aumenten. Debido a la acción regenerativa ( 1+ 2) puede tender a la unidad y el tiristor
pudiera activarse. Este tipo de activación puede causar una fuga térmica que por lo general se evita. 4.2. LUZ: Si se permite que la luz llegue a las uniones de un tiristor, aumentaran los pares electrón-hueco pudiéndose activar el tiristor. La activación de tiristores por luz se logra permitiendo que esta llegue a los discos de silicio. 4.3 ALTO VOLTAJE: Si el voltaje directo ánodo a cátodo es mayor que el voltaje de ruptura directo VBO, fluirá una corriente de fuga suficiente para iniciar una activación regenerativa. Este tipo de activación puede resultar destructiva por lo que se debe evitar. dv/dt. Si la velocidad de elevación del voltaje ánodo-cátodo es alta, la corriente de carga de las uniones capacitivas puede ser suficiente para activar el tiristor. Un valor alto de corriente de carga puede dañar el tiristor por lo que el dispositivo debe protegerse contra dv/dt alto. Los fabricantes especifican el dv/dt máximo permisible de los tiristores. 4.4. CORRIENTE DE COMPUERTA: Si un tiristor está polarizado en directa, la inyección de una corriente de compuerta al aplicar un voltaje positivo de compuerta entre la compuerta y las terminales del cátodo activará al tiristor. Conforme aumenta la corriente de compuerta, se reduce el voltaje de bloqueo directo.
5. MÉTODOS DE DISPARO. Para que se produzca el cebado de un tiristor, la unión ánodo - cátodo debe estar polarizada en directo y la señal de mando debe permanecer un tiempo suficientemente larga como para permitir que el tiristor alcance un valor de corriente de ánodo mayor que IL, corriente necesaria para permitir que el SCR comience a conducir. Para que, una vez disparado, se mantenga en la zona de conducción deberá circular una corriente mínima de valor IH, marcando el paso del estado de conducción al estado de bloqueo directo. Los distintos métodos de disparo de los tiristores son:
- Por puerta. - Por módulo de tensión. - Por gradiente de tensión (dV/dt) - Disparo por radiación. - Disparo por temperatura. El modo usado normalmente es el disparo por puerta. Los disparos por módulO y gradiente de tensión son modos no deseados. 5.1 DISPARO POR PUERTA. Es el proceso utilizado normalmente para disparar un tiristor. Consiste en la aplicación en la puerta de un impulso positivo de intensidad, entre los terminales de puerta y cátodo a la vez que mantenemos una tensión positiva entre ánodo y cátodo.
Circuito de control por puerta de un SCR. 5.2 DISPARO POR MÓDULO DE TENSIÓN. Es el debido al mecanismo de multiplicación por avalancha. Esta forma de disparo no se emplea para disparar al tiristor de manera
intencionada; sin embargo ocurre de forma fortuita provocada por sobre tensiones anormales en los equipos electrónicos. 5.3 DISPARO POR GRADIENTE DE TENSIÓN. Una subida brusca del potencial de ánodo en el sentido directo de conducción provoca el disparo. Este caso más que un método, se considera un inconveniente.
Figura 10. Zona de disparo por gradiente de tensión.
5.4 DISPARO POR RADIACIÓN. Está asociado a la creación de pares electrón-hueco por la absorción de la luz del elemento semiconductor. El SCR activado por luz se llama LASCR. 5.5 DISPARO POR TEMPERATURA. El disparo por temperatura está asociado al aumento de pares electrón - hueco generados en las uniones del semiconductor. Así, la suma (a1+ a2) tiende rápidamente a la unidad al aumentar la temperatura. La tensión de ruptura permanece constante hasta un cierto valor de la temperatura y disminuye al aumentar ésta. 6. CONDICIONES NECESARIAS PARA EL CONTROL DE UN SCR. Para el control en el disparo: - Ánodo positivo respecto al cátodo.
- La puerta debe recibir un pulso positivo con respecto al cátodo. - En el momento del disparo Iak > IL. Para el control en el carte: - Anulamos la tensión Va. - Incrementamos RL hasta que Iak< IH.
7. LIMITACIONES DEL TIRISTOR. 7.1 LIMITACIONES DE LA FRECUENCIA DE FUNCIONAMIENTO. - La frecuencia de trabajo en los SCR no puede superar ciertos valores. - El límite es atribuible a la duración del proceso de apertura y cierre del dispositivo. - La frecuencia rara vez supera los 10 Jhs.
7.2 LIMITACIONES DE LA PENDIENTE DE TENSIÓN dV/da. "da/da" es el valor mínimo de la pendiente de tensión por debajo del cual no se producen picos transitorios de tensión de corta duración, gran amplitud y elevada velocidad de crecimiento. a) Causas: - La alimentación principal produce transitorios difíciles de prever en aparición, duración (inversamente proporcional a su amplitud) y amplitud. - Los contactares entre la alimentación de tensión y el equipo: cuya apertura y cierre pueden producir transitorios de elevada relación da/da (hasta 1.000 V/µs) produciendo el bascula miento del dispositivo. - La conmutación de otros tiristores cercanos que introducen en la red picos de tensión. b) Efectos: - Puede provocar el cebado del tiristor, perdiendo el control del dispositivo. - La da/da admisible varia con la temperatura.
7.3 LIMITACIONES DE LA PENDIENTE DE INTENSIDAD dI/da. "dI/da" es el valor mínimo de la pendiente de la intensidad por debajo de la cual no se producen puntos calientes. a) Causas: - Durante el cebado, la zona de conducción se reduce a una parte del cátodo cerca de la puerta, si el circuito exterior impone un crecimiento rápido de la intensidad, en esta zona la densidad de corriente puede alcanzar un gran valor. - Como el cristal no es homogéneo, existen zonas donde la densidad de Intensidad es mayor (puntos calientes). b) Efectos: - En la conmutación de bloqueo a conducción la potencia instantánea puede alcanzar valores muy altos. - La energía disipada producirá un calentamiento que, de alcanzar el límite térmico crítico, podría destruir el dispositivo. 7.4 PROTECCIONES CONTRA dV/da Y dI/da. Solución: colocar una red RC en paralelo con el SCR y una L en serie. Calculo: método de la constante de tiempo y método de la resonancia.
Figura 11. Circuito de protección contra dV/da y dI/da. 7.4.1 Método de la constante de tiempo. • Cálculo de R y C: 1. Se calcula el valor mínimo de la constante de tiempo ζ de la da/da del dispositivo y el valor de R y C:
ζ = ( 0,63 × VDRM ) / ( da/da )mín C = ζ / RL donde:
Rs = VA(máx) / ( ITSM - IL ) × Γ
VDRM = tensión de pico repetitiva de bloqueo directo. IL = corriente en la carga. RL = resistencia de carga. ITSM = corriente directa de pico no repetitiva. VA(máx) = tensión de ánodo máxima. Γ = coeficiente de seguridad (de 0,4 a 0,1). 2. Hallamos el valor de Rmín que asegura la no superación de la dI/da máxima especificada (a partir de la ecuación de descarga de C): R mín = ( VA(máx) / ( dI /da ) × C )½ • Cálculo de L:
L = VA(máx) / ( dI / da)
7.4.2 Método de la resonancia. - Elegimos R, L y C para entrar en resonancia. El valor de la frecuencia es: f = (da / da ) / 2p VA (máx) En resonancia: f = 1 / 2p (LC)½ Þ C = 1 / ( 2pf )2L El valor de L es el que más nos interese, normalmente: L= 50 µH. El valor de R será:
Rs = (L / C)½
7.5 LIMITACIONES DE LA TEMPERATURA. En los semiconductores de potencia, se producen pérdidas durante el funcionamiento que se traducen en un calentamiento del dispositivo.
Si los períodos de bloqueo y de conducción en un tiristor son repetitivos, la potencia media disipada en un tiristor será:
La potencia disipada en los tiristores durante la conducción, es mucho mayor que la disipada durante el bloqueo y que la potencia disipada en la unión puerta - cátodo. Podemos decir que las pérdidas con una tensión de alimentación dada y una carga fija, aumentan con el ángulo de conducción (α). Si la conducción se inicia en t1 y termina en t2, la potencia media de perdidas será:
Si representamos la VAK en función de la IA, tendremos la siguiente relación: VAK = V0 + IA × R V0 y R son valores aproximadamente constantes para una determinada familia de tiristores y para una determinada temperatura de la unión. En éste caso nos encontraremos dentro de la zona directa de la curva característica (Figura 12).
Operando con las ecuaciones anteriores: PAV = V0 × IA(AV) + R × ( IA(RMS))2 Esta ecuación se encuentra representada mediante curvas para distintas formas de onda (sinusoidal, rectangular,...) y para distintos ángulos de
conducción en la figura siguiente. La potencia que se disipa, depende del valor medio de la corriente y del valor eficaz, entonces dependerá del factor de forma:
= f = IA(RMS) / IA(AV)
a
Figura 13. Una vez elegido el tiristor y teniendo en cuenta los parámetros más importantes como son la potencia total disipada y temperatura, y calculada también la potencia media que disipa el elemento en el caso más desfavorable, procederemos a calcular el disipador o radiador más apropiado para poder evacuar el calor generado por el elemento
semiconductor al medio ambiente.
8. EXTINCIÓN DEL TIRISTOR. TIPOS DE CONMUTACIÓN. Entenderemos por extinción, el proceso mediante el cual, obligaremos al tiristor que estaba en conducción a pasar a corte. En el momento en que un tiristor empieza a conducir, perdemos completamente el control sobre el mismo. El tiristor debe presentar en el tiempo ciertas condiciones para pasar de nuevo a corte. Este estado implica simultáneamente dos cosas: 1. La corriente que circula por el dispositivo debe quedar completamente bloqueada. 2. La aplicación de una tensión positiva entre ánodo y cátodo no debe provocar un disparo indeseado del tiristor. Existen diversas formas de conmutar un tiristor, sin embargo podemos agruparlos en dos grandes grupos: 8.1 CONMUTACIÓN NATURAL. a) Libre. b) Asistida. 8.2 CONMUTACIÓN FORZADA. a) Por contacto mecánico. b) Por circuito resonante. -Serie -Paralelo c) Por carga de condensador. d) Por tiristor auxiliar.
9. APLICACIONES DEL SCR. Las aplicaciones de los tiristores se extiende desde la rectificación de corrientes alternas, en lugar de los diodos convencionales hasta la realización de determinadas conmutaciones de baja potencia en circuitos electrónicos, pasando por los onduladores o inversores que transforman la corriente continua en alterna. La principal ventaja que presentan frente a los diodos cuando se les utiliza como rectificadores es que su entrada en conducción estará controlada por la señal de puerta. De esta forma se podrá variar la tensión continua de salida si se hace variar el momento del disparo ya que se obtendrán diferentes ángulos de conducción del ciclo de la tensión o corriente alterna de entrada. Además el tiristor se bloqueará automáticamente al cambiar la alternancia de positiva a negativa ya que en este momento empezará a recibir tensión inversa. Por lo anteriormente señalado el SCR tiene una gran variedad de aplicaciones, entre ellas están las siguientes: · Controles de relevador. · Circuitos de retardo de tiempo. · Fuentes de alimentación reguladas. · Interruptores estáticos. · Controles de motores. · Recortadores. · Inversores. · Ciclo conversores. · Cargadores de baterías. · Circuitos de protección. · Controles de calefacción. · Controles de fase.
10. BIBLIOGRAFIAS http://www.scribd.com/doc/69408/INTRODUCCION http://es.wikipedia.org/wiki/Tiristor http://proton.ucting.udg.mx/~ohernan/tiristores.htm http://www.monografias.com/trabajos78/rectificador-controlado-silicioscr/rectificador-controlado-silicio-scr2.shtml http://www.inele.ufro.cl/bmonteci/semic/applets/pag_scr/pag_scr.htm http://www.youtube.com/watch?v=8eyxUtIux7M&NR=1 http://www.youtube.com/watch? v=jlySoaI0DGI&feature=mfu_in_order&list=UL 11 Triac 11.1 Introducción: El Triac es un dispositivo semiconductor que pertenece a la familia de los dispositivos de control tiristores. El triac es en esencia la conexión de dos tiristores en paralelo pero conectados en sentido opuesto y compartiendo la misma compuerta.
El triac sólo se utiliza en corriente alterna y al igual que el tiristor, se dispara por la compuerta. Como el triac funciona en corriente alterna, habrá una parte de la onda que será positiva y otra negativa. La parte positiva de la onda (semiciclo positivo) pasará por el triac siempre y cuando haya habido una señal de disparo en la compuerta, de esta manera la corriente circulará de arriba hacia abajo (pasará por el tiristor que apunta hacia abajo), de igual manera: La parte negativa de la onda (semiciclo negativo) pasará por el triac siempre y cuando haya habido una señal de disparo en la compuerta, de esta manera la corriente circulará de abajo hacia arriba (pasará por el tiristor que apunta hacia arriba) Para ambos semiciclo la señal de disparo se obtiene de la misma patilla (la puerta o compuerta).
11.2. Objetivos 11.2.1 Generales Verificar el correcto funcionamiento de los triac en sus diferentes configuraciones, con el fin de Poder realizar una practica con estos dispositivos. 11.2.2DEFINICIÓN. El TRIAC (Triode for Alternative Current) es un dispositivo semiconductor de tres terminales que se usa para controlar el flujo de corriente promedio a una carga, con la particularidad de que conduce en ambos sentidos y puede ser bloqueado por inversión de la tensión o al disminuir la corriente por debajo del valor de mantenimiento. El TRIAC puede ser disparado independientemente de la polarización de puerta, es decir, mediante una corriente de puerta positiva o negativa.
TRIAC.
Figura 1:
En la Figura 1 se muestra el símbolo esquemático e identificación de las terminales de un triac, la nomenclatura Ánodo 2 (A2) y Ánodo 1 (A1) pueden ser reemplazados por Terminal Principal 2 (T2) y Terminal Principal 1 (T1) respectivamente. La estructura contiene seis capas como se indica en la Figura 2, aunque funciona siempre como un tiristor de cuatro capas. En sentido T2T1 conduce a través de P1N1P2N2 y en sentido T1-T2 a través de P2N1P1N4. La capa N3 facilita el disparo con intensidad de puerta negativa. La complicación de su estructura lo hace más delicado que un tiristor en cuanto a di/dt y dv/dt y capacidad para soportar sobre intensidades. Se fabrican para intensidades de algunos amperios hasta unos 200 (A) eficaces y desde 400 a 1000 (V) de tensión de pico repetitivo. Los TRIAC son fabricados para funcionar a frecuencias bajas; los fabricados para trabajar a frecuencias medias son denominados alternistores. El TRIAC actúa como dos rectificadores controlados de silicio (SCR) en paralelo Figura 3, este dispositivo es equivalente a dos "latchs"( transistores conectados con realimentación positiva, donde la señal de retorno aumenta el efecto de la señal de entrada).
Figura 3. La diferencia más importante que se encuentra entre el funcionamiento de un triac y el de dos tiristores es que en este último caso cada uno de los dispositivos conducirá durante medio ciclo si se le dispara adecuadamente, bloqueándose cuando la corriente cambia de polaridad, dando como resultado una conducción completa de la corriente alterna. El TRIAC, sin embargo, se bloquea durante el breve instante en que la corriente de carga pasa por el valor cero, hasta que se alcanza el valor mínimo de tensión entre T2 y T1, para volver de nuevo a conducir, suponiendo que la excitación de la puerta sea la adecuada. Esto implica la perdida de un pequeño ángulo de conducción, que en el caso de cargas resistivas, en las que la corriente esta en fase con la tensión, no supone ningún problema. En el caso de cargas reactivas se debe tener en cuenta, en el diseño del circuito, que en el momento en que la corriente pasa por cero no coincide con la misma situación de la tensión aplicada, apareciendo en este momento unos impulsos de tensión entre los dos terminales del componente.
11.3. marco teorico El símbolo eléctrico del TRIAC, así como sus características de Voltaje corriente, se muestran en la figura. Cuando la terminal T1 es positiva con respecto a la terminal T2, y el dispositivo es disparado por una corriente positiva en la terminal “gate” (+ig), éste se enciende. De igual forma, cuando
la terminal T2 es positiva con respecto a la terminal T1 y el dispositivo es disparado por una corriente negativa en la terminal “gate” , el dispositivo también se enciende. Es un componente simétrico en cuanto a conducción y estado de bloqueo se refiere, pues la característica en el cuadrante I de la curva UT2-T1 -T2 es igual a la del cuadrante III. Tiene unas fugas en bloqueo y una caída de tensión en conducción prácticamente iguales a las de un tiristor y el hecho de que entre en conducción, si se supera la tensión de ruptura en cualquier sentido, lo hace inmune a destrucción por sobretensión.
El modo de operación del Triac, se describe a continuación: El TRIAC puede ser disparado en cualquiera de los dos cuadrantes I y III mediante la aplicación entre los terminales puerta y T1 de un impulso positivo o negativo. Esto le da una facilidad de empleo grande y simplifica mucho el circuito de disparo. A continuación se verán los fenómenos internos que tienen lugar en los cuatro modos de disparo posibles. Modo I + : Terminal T2 positiva con respecto a T1.
11.4. Intensidad de puerta entrante. Funcionan las capas P1N1P2N2 como tiristor con emisor en corto circuito, ya que la metalización del terminal del cátodo cortocircuita parcialmente la capa emisora N2 con la P2. La corriente de puerta circula internamente hasta T1, en parte por la unión P2N2 y en parte a través de la zona P2. Se produce la natural inyección de electrones de N2 a P2 que es favorecida en el área próxima a la puerta por la caída de tensión que produce en P2 la circulación lateral de corriente de puerta. Parte de los electrones inyectados alcanzan por difusión la unión P2N1, que bloquea el potencial exterior, y son acelerados por ella iniciándose la conducción. Modo I - : Terminal T2 positivo respecto a T1. 11.5. Intensidad de puerta saliente. El disparo es similar al de los tiristores de puerta de unión. Inicialmente conduce la estructura auxiliar P1N1P2N3 y luego la principal. El disparo de la primera se produce como un tiristor normal actuado T1 de puerta y P de cátodo. Toda la estructura auxiliar se pone a la tensión positiva de T2 y polariza fuertemente la unión P2N2 que inyecta electrones hacia el área de potencial positivo. La unión P2N1 de la estructura principal que soporta la tensión exterior, es invadida por electrones en la vecindad de la estructura auxiliar, entrando en conducción. Modo III + : Terminal T2 negativo respecto a T1.
11.6. CARACTERÍSTICAS GENERALES Y APLICACIONES. La versatibilidad del TRIAC y la simplicidad de su uso le hace ideal para una amplia variedad de aplicaciones relacionadas con el control de corrientes alternas. Una de ellas es su utilización como interruptor estático ofreciendo muchas ventajas sobre los interruptores mecánicos convencionales, que requieren siempre el movimiento de un contacto, siendo la principal la que se obtiene como consecuencia de que el TRIAC siempre se dispara cada medio ciclo cuando la corriente pasa por cero, con
lo que se evitan los arcos y sobre tensiones derivadas de la conmutación de cargas inductivas que almacenan una determinada energía durante su funcionamiento. Resumiendo, algunas características de los TRIACS: - El TRIAC conmuta del modo de corte al modo de conducción cuando se inyecta corriente a la compuerta. Después del disparo la compuerta no posee control sobre el estado del TRIAC. Para apagar el TRIAC la corriente anódica debe reducirse por debajo del valor de la corriente de retención Ih. - La corriente y la tensión de encendido disminuyen con el aumento de temperatura y con el aumento de la tensión de bloqueo. - La aplicación de los TRIACS, a diferencia de los Tiristores, se encuentra básicamente en corriente alterna. Su curva característica refleja un funcionamiento muy parecido al del tiristor apareciendo en el primer y tercer cuadrante del sistema de ejes. Esto es debido a su bidireccionalidad. - La principal utilidad de los TRIACS es como regulador de potencia entregada a una carga, en corriente alterna.
11.7. CURVA CARACTERÍSTICAS Y FUNCIONAMIENTO. La curva característica del TRIAC es la representada en el siguiente Applet:
El Applet describe la característica tensión – corriente del TRIAC entre los ánodos T2 y T1. La tensión Vb0 es aquella en el cual el dispositivo pasa de una resistencia alta a una resistencia baja y la corriente, a través del TRIAC, crece con un pequeño cambio en la tensión entre los ánodos.
El TRIAC permanece en estado ON hasta que la corriente disminuye por debajo de la corriente de mantenimiento Ih. Esto se realiza por medio de la disminución de la tensión de la fuente. Una vez que el TRIAC entra en conducción, la compuerta no controla mas la conducción, por esta razón se acostumbra dar un pulso de corriente corto y de esta manera se impide la disipación de energía sobrante en la compuerta. El mismo proceso ocurre con respecto al tercer cuadrante, cuando la tensión en el ánodo T2 es negativa con respecto al ánodo T1 y obtenemos la característica invertida. Por esto es un componente simétrico en cuanto a conducción y estado de bloqueo se refiere, pues la característica en el cuadrante I de la curva es igual a la del III.
11.8. MÉTODOS DE DISPARO. Como hemos dicho, el TRIAC posee dos ánodos denominados ( MT1 y MT2) y una compuerta G. La polaridad de la compuerta G y la polaridad del ánodo 2, se miden con respecto al ánodo 1. El triac puede ser disparado en cualquiera de los dos cuadrantes I y III mediante la aplicación entre los terminales de compuerta G y MT1 de un impulso positivo o negativo. Esto le da una facilidad de empleo grande y simplifica mucho el circuito de disparo. Veamos cuáles son los fenómenos internos que tienen lugar en los cuatro modos posibles de disparo. 1. El primer modo del primer cuadrante designado por I (+), es aquel en que la tensión del ánodo MT2 y la tensión de la compuerta son positivas con respecto al ánodo MT1 y este es el modo más común (Intensidad de compuerta entrante). La corriente de compuerta circula internamente hasta MT1, en parte
por la unión P2N2 y en parte a través de la zona P2. Se produce la natural inyección de electrones de N2 a P2, que es favorecida en el área próxima a la compuerta por la caída de tensión que produce en P2 la circulación lateral de corriente de compuerta. Esta caída de tensión se simboliza en la figura por signos + y -. Parte de los electrones inyectados alcanzan por difusión la unión P2N1 que bloquea el potencial exterior y son acelerados por ella iniciándose la conducción.
2. El Segundo modo, del tercer cuadrante, y designado por III(-) es aquel en que la tensión del ánodo MT2 y la tensión de la compuerta son negativos con respecto al ánodo MT1 (Intensidad de compuerta saliente). Se dispara por el procedimiento de puerta remota, conduciendo las capas P2N1P1N4. La capa N3 inyecta electrones en P2 que hacen más conductora la unión P2N1. La tensión positiva de T1 polariza el área próxima de la unión P2N1 más positivamente que la próxima a la puerta. Esta polarización inyecta huecos de P2 a N1 que alcanzan en parte la unión N1P1 y la hacen pasar a conducción.
3. El tercer modo del cuarto cuadrante, y designado por I(-) es aquel en que la tensión del ánodo MT2 es positiva con respecto al ánodo MT1 y la tensión de disparo de la compuerta es negativa con respecto al ánodo MT1( Intensidad de compuerta saliente). El disparo es similar al de los tiristores de puerta de unión. Inicialmente conduce la estructura auxiliar P1N1P2N3 y luego la principal P1N1P2N2. El disparo de la primera se produce como en un tiristor normal actuando T1 de puerta y P de cátodo. Toda la estructura auxiliar se pone a la tensión positiva de T2 y polariza fuertemente la unión P2N2 que inyecta electrones hacia el área de potencial positivo. La unión P2N1 de la estructura principal, que soporta la tensión exterior, es invadida por electrones en la vecindad de la estructura auxiliar, entrando en conducción.
4. El cuarto modo del Segundo cuadrante y designado por III(+) es aquel en que la tensión del ánodo T2 es negativa con respecto al ánodo MT1, y la tensión de disparo de la compuerta es positiva con respecto al ánodo MT1(Intensidad de compuerta entrante). El disparo tiene lugar por el procedimiento llamado de puerta remota. Entra en conducción la estructura P2N1P1N4. La inyección de N2 a P2 es igual a la descrita en el modo I(+). Los que alcanzan por difusión la unión P2N1 son absorbido por su potencial de unión, haciéndose más conductora. El potencial positivo de puerta polariza más positivamente el área de unión P2N1 próxima a ella que la próxima a T1, provocándose una inyección de huecos desde P2 a N1 que alcanza en parte la unión N1P1 encargada de bloquear la tensión exterior y se produce la entrada en conducción.
Existe un gran número de posibilidades para realizar en la práctica el disparo del TRIAC, pudiéndose elegir aquella que más resulte adecuada para la aplicación concreta de que se trate. Se pueden resumir en dos variantes básicas: 11.8.1. Disparo por corriente continua, En este caso la tensión de disparo proviene de una fuente de tensión continua aplicada al TRIAC a través de una resistencia limitadora de la corriente de puerta. Es necesario disponer de un elemento interruptor en serie con la corriente de disparo encargado de la función de control, que puede ser un simple interruptor mecánico o un transistor trabajando en conmutación. Este sistema de disparo es el normalmente empleado en los circuitos electrónicos alimentados por tensiones continuas cuya función sea la de
control de una corriente a partir de una determinada señal de excitación, que generalmente se origina en un transductor de cualquier tipo.
11.8.2. DISPARO POR CORRIENTE ALTERNA. El disparo por corriente alterna se puede realizar mediante el empleo de un transformador que suministre la tensión de disparo, o bien directamente a partir de la propia tensión de la red con una resistencia limitadora de la corriente de puerta adecuada y algún elemento interruptor que entregue la excitación a la puerta en el momento preciso.
12. COMPONECTES QUE UTILIZAMOS PARA REALIZAR EL CIRCUITO
1. TRANCISTOR 3904
2. TRANCISTOR 3906
3. RELEC
4. UN MICROCONTROLADOR 18F2550
5. RESISTENCIAS 220 OHMIOS Y 10K
6. DIODO ZENER
7. CONDENSADOR 470J A100V
8. TRIAC
9. OPTOACOPLADORES
10.PULSADOR
11.SCR
12.CABLE UTP
13.ELEMENTOS MANUALES
14.PROTOBOARD
15.PINSAS
16.MOTOR DALAHDER
17.AMPERIMETRO
18.CIRCUITO MONTADO
19.CONECION DEL VOLTATE
20.MEDICION DEL AMPERAJE
21.FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR
22.13. FUNCIONAMIENTO DEL MONTAJE DEL CIRCUITO
14. simbolos
SIMBOLOGIA ELECTRONICA DE LOS TIRISTORES
Símbolos de potencias