DISPOSITIVO DE DISPARO UJTFundación Universitaria Los Libertadores

Presentado por: luis Fernando rivera rubianocod: 200910021600

Abstract

We propose a circuit which enables switching of the device and to control their timeon and time off for the commutation of an SCR. For this circuit was required to trigger the SCR at an angle of 49 °.

Resumen

Se propone un circuito que permite la conmutación del dispositivo y poder controlar su tiempo de encendido y tiempo de apagado para realizar la conmutación de un SCR. Para este circuito se requería disparar el SCR con un ángulo de 49°.

1. OBJETIVOS

1.1. Objetivo General

Aplicar los conocimientos vistos en clase ,para que de esta manera hagamos una mejor medición a los dispositivos ,en este caso sener y scr ,para tener unos valores mas exactos a la hora de hacer un diseño.

1.2. Objetivos Específicos

- Determinar por medio de circuito de prueba el tiempo de disparo del scr- Medir las corrientes tanto de mantenimiento im,la de enganche entre otras- Analizar cómo funcionan los dispositivos de control para acoplarlos a redes de

alta tensión y potencia sin que estos se vean afectados por las diferencias de potencial Equipos e instrumentos usados en la práctica

Equipos e instrumentos utilizados:

Fuente de voltaje variable. Protoboard. Multimetro (Voltímetro, Amperímetro). Diodos zener Diodos 1n4004 Resistencias de Potencia (alta y baja) UjtScr

2. Procedimientos de diseño y cálculos.

3. Diseño y simulación

Como primera parte para el desarrollo de los circuitos propuestos se le realizaron los circuitos de pruebas respectivos a el triac y al scr para establecer los rangos de corrientes y voltajes en los cuales estos dispositivos tienen una mayor eficiencia, es decir lo que se quería era establecer los valores en los cuales estos dispositivos se encuentran en una zona de disparo seguro.Facultad de Ingeniería ElectrónicaSegún el tipo de configuración y aplicación de los circuitos de Control de Potencia utilizando tiristores, se realizaron los siguientes procedimientos de diseño:

SCR (RECTIFICADOR CONTROLADO DE SILICIO)

Para muchas de las aplicaciones de potencia es necesario determinar en qué momento hacer funcionar el circuito, es decir, el momento en el cual se disparará. El SCR es utilizado precisamente para esta aplicación. Pero para conocer en qué momento este dispositivo se dispara no basta con interpretar la hoja de datos del componente; es necesario hacer un circuito de prueba, lo cual se hace de la siguiente manera:Se debe determinar inicialmente el (voltaje de disparo compuerta-cátodo), la (corriente de compuerta para el disparo), la corriente (corriente de mantenimiento) y la corriente (corriente de enganche), y para ello se hizo un circuito de prueba como el de la figura 1.Figura 1.

Con la ecuación (1) se calcula la resistencia Rg, el y la son los valores máximos proporcionados en la hoja de datos del fabricante. Para determinar el real se varia

la resistencia R2 y se cierra el pulsador, si no se enciende el LED1 es necesario variar de nuevo la resistencia R2, hasta conseguir que se encienda el LED1; cuando se encienda se debe medir los valores del e tal y como se muestra en la figura 2.

De igual forma es necesario medir la corriente de enganche y la corriente de mantenimiento , para ello se varía la resistencia R1 hasta que el LED1 se encienda y midiendo la corriente que pasa por esta resistencia encontramos la . Para hallar la simplemente disminuimos la resistencia R1 o el voltaje V1 hasta que el LED1 se apague y de igual forma medimos la corriente que en ese instante pasaba por el Ánodo del SCR, en la figura 3 se muestra el montaje correcto para medir estas corrientes.Figura

De esta forma se establecieron los valores de e y los valores fueron los siguientes.Los valores de las corrientes no son iguales a los de la simulación, puesto que para lograr estos valores toca tener una gran precisión y el simulador no nos ofrece esto.

La corriente de enganche para este circuito según el promedio realizado es 8mA más grande que la corriente de mantenimiento.Analizando los resultados es importante destacar que es necesario siempre hacer un circuito de prueba para estos elementos ya la información dada por el fabricante muchas veces difiere con obtenida en el laboratorio. Si comparamos la Igt teórica con la práctica encontramos una diferencia aproximada de 10 mA, lo cual es bastante y podría afectar diseños que dependan exclusivamente del desempeño del SCR. En la tabla 1 se muestran los valores obtenidos de la corriente de enganche y en la tabla 2 se muestran los valores obtenidos de la corriente de mantenimiento y Donde el voltaje V2 es el suministrado a los terminales ánodo y cátodo del SCR; en la tabla 3 se muestran los valores obtenidos de la corriente Igt del SCR donde El voltaje V1 es el aplicado en los terminales cátodo y compuerta, los cuales contienen un voltaje Vgt del SCR.

v se muestran los valores finales promediados los cuales son los medidos y fueron los que se utilizaron para realizar los circuitos propuestos anteriormente, versus los valores teóricos o los valores según el datasheet del fabricante.

Procedimientos de diseño y cálculos.

Después de haber seleccionado el diodo zener y de haber realizado su respectivo circuito de prueba los valores obtenidos fueron los siguientes.

Iz = 40mAv z=15v

se observa el circuito y acontinuacion sus respectivos cálculos

hallamos el voltaje pico del dispositivo principal para posteriormente poder hallar la resistencia R1. Por tanto decimos que

VP=0,655×15V+0,7VP=10.525V

se halla la resistencia R1 pero antes de eso se estableció el rango en la cual se debe de tener esta resistencia y posteriormente si se hallo por medio de la media geométrica; de la siguiente manera:

Luego hallamos en condensador

El tiempo en off se despejo de la siguiente forma y luego se reemplazó y se despejo el condensador.

Hallamos la resistencia R1 asumiendo un condensador comercial. Despejando R1 de la ecuación

Después de hallar la resistencia nuevamente puesto que es más fácil encontrar una resistencia aproximada a nuestro valor que un condensador proseguimos hallando los elementos faltantes para terminar el circuito.

Finalmente se realizo el respectivo montaje y su circuito final con cada uno de los elementos calculados

CONCLUSIONES

En el circuito podemos ver que el UJT funciona por medio de la carga y descarga de un capacitor; en el instante en que el capacitor se descarga, se activa el UJT lo cual enciende el SCR en el instante en que la señal de la red monofásica se encuentra a 49°, es decir, el tiempo de disparo está en ,2,26ms. Al realizar la comparación entre la salida del comparador y el funcionamiento del UJT podemos ver que en el instante en que el condensador se descarga este activa el dispositivo haciendo que este envié un pulso hacia el SCR excitándolo y permitiendo que entre en conducción ya que supero el voltaje de compuerta.

CONTROL DE VELOCIDAD DE MOTOR CON FRECUENCIA FIJA

Fundación Universitaria Los LibertadoresPresentado por: luis Fernando rivera cod: 200910021600

Abstract

This report presents a practice which developed a circuit that consisted of varying thespeed of a universal motor control via a PWM or pulse width modulation, which is kept fixed frequency

RESUMEN

En este informe se presentan una práctica en la cual se elaboro un circuito que consistía en variar la velocidad de un motor universal por medio de un control PWM o Modulación de ancho de pulso, lo cual se mantiene la frecuencia fija

1. OBJETIVOS

3.1. Objetivo General

Diseñar el control de velocidad de un motor universal por medio de un PWM con una frecuencia fija

3.2. Objetivos Específicos

- Medir la corriente de arranque del motor- Elegir una frecuencia fija- Variar la velocidad del motor por medio del PWM-4. Equipos e instrumentos usados en la práctica

- Fuente regulada 30 v- 555p- Multímetro- Moc 3021- Motor universal- Mosfet Irf 9640, 640

-

Para el desarrollo de este primera parte se realizo el montaje de un circuito capaz de controlar la velocidad de un motor universal; se opto por utilizar un circuito con un 555 y diseñar un PWM con una frecuencia fija

Este es el diseño del circuito con el cual controlaremos el ancho de pulso del PWM con el fin de variar la velocidad del motor. La frecuencia que se dejo fue de 20 KHz en la figura 2 se muestra la simulación del PWM con la frecuencia que se estableció.

La frecuencia se halla de la siguiente forma:

F=1t

F= 145.896 μs

=21.7KHz

CIRCUITO FINAL DE CONTROL DE VELOCIDAD

V1

120 Vrms 60 Hz 0°

D1

1N4006

D2

1N4006

D3

1N4006

D4

1N4006

C1470µF

R113.3kΩ

D51N4753A

U1LM7812CTLINE VREG

COMMON

VOLTAGE

U2A

MCT62

1

8

7

R210kΩ

R3330Ω

U3

LM555CM

GND

1

DIS7

OUT 3RST4

VCC

8

THR6

CON5

TRI2

R4

330ΩD61N4004

D71N4004

R5

200kΩKey=A 50%

R61kΩ

R7

100kΩ C20.01F

C30.01F

C510pF

Q1

IRF730

D81N4004S1

MOTORM

Este circuito es el circuito final del control de velocidad de un motor universal con frecuencia fija, después de rectificar la señal regulamos un voltaje por medio de una resistencia y un diodo zener para posteriormente colocar un regulador 7812 para tener 12 voltios para alimentar el PWM para variar la velocidad del motor. Al realizar este montaje se tuvo un problema puesto que se realizaba un corto en el circuito cuando se conectaba todo. Al revisar este inconveniente se midió el voltaje que había entre cada una de las tierras y se observo que existía un voltaje muy alto y por esta razón se generaba el corto en el circuito. Se coloco una resistencia entre tierras, para reducir el voltaje que existía entre estas, pero no sirvió de mucho pues como se menciono anteriormente el voltaje era bastante alto; por esta razón se decidió opto acoplar para evitar este inconveniente y para evitar que en caso de un posible corto afectara el PWM

CONTROL DE VELOCIDAD DE MOTOR CON FRECUENCIA VARIABLE

Fundación Universitaria Los LibertadoresPresentado por: luis Fernando rivera cod: 200910021600

Abstract

To design this Shifter is used two TL082 operational amplifiers, the first so that the voltage divider network made with the phase will not affect the circuit impedancephase shifter.

RESUMEN

Para diseñar este Desfasador se utilizó dos amplificadores operacionales TL082, el primero para que el divisor de voltaje realizado con la red monofásica no afectara la impedancia del circuito Desfasador.

1. OBJETIVOS

4.1. Objetivo General

Escoger un regulador apropiado, en este caso el lm 317, y hacer un circuito de prueba para el transistor.

4.2. Objetivos Específicos

- Elegir una resistencia variable y la otra fija- Tomar un transistor adicional con el fin de elaborar el anticorto- Observar que sucede al momento de hacer el corto-5. Equipos e instrumentos usados en la práctica

- Fuente regulada 30 v- Resistencias de potencia- Multímetro- Regulador lm 317- 2 Transistor tip 31c

DISPARO DE 100 V CON SCR

Para acoplar el puente H necesitamos que entregue 100V dc y para esto se realizo un circuito con un SCR para generar el disparo de los 100Vdc como primero rectificamos la señal entregada por la red después realizamos el disparo por medio del SCR y finalmente filtramos la señal con un capacitor que sea capaz de soportar el voltaje, y se coloca una resistencia de carga para que el condensador se descargue

V1

120 Vrms 60 Hz 0°

D1

1N4004

D2

1N4004

D3

1N4004

D4

1N4004

D5BT151_500R

R1100kΩKey=A

75%

C1470µF

R23.3kΩ

Finalmente y para controlar el disparo del SCR se realizaron los siguientes cálculos para establecer el ángulo en el cual se genera el disparo.

VoRms=170(1180 (180−α+ sin 2α2 ))

12

Dandole valores a α para tener el voltaje de los 100Vrms obtenemos que

α=115

Posteriormente hallamos el voltaje para despues despejar el valor de la resistencia la cual nos dispara el SCR en los 100Vrms.

V=170 sinα

V=170sin 115=154V

Y despejando el valor de la resistencia con la Igt del SCR tenemos que

R1= VIgt

= 1542mA

=77K Ω

Con esta resistencia se realiza el disparo en los 100V

CONTADOR JOHNSON

El 4017 es un contador/decodificador con 10 salidas y muchos recursos importantes. Estructuralmente está formado por un contador Johnson de 5 etapas que puede dividir o contar por cualquier valor entre 2 y 9, con recursos para continuar o detenerse al final de cada ciclo.

En la figura 1 tenemos las terminaciones de este integrado que se presenta en una cubierta DIL de 16 pins.

Todos los terminales tienen funciones específicas destacándose los siguientes:

- SALIDAS: 0 1 9 y carry-out o conducción- ENTRADAS: clock, clock-inhibit y reset- ALIMENTACION: Vdd y Vss

En la práctica, la tensión de alimentación de este integrado puede estar entre 3 y 18V, pero según el proyecto esta banda puede tener sus limitaciones.

Con las entradas clock-inhibit y reset a tierra, el contador avanza una etapa a cada transición positiva de la señal de entrada (clock) como se muestra en la figura 2.

Partiendo entonces de la situación inicial en la que la salida "0" se encuentra positiva en el nivel "HI" y todas las demás en el nivel "0" o con "cero volts" aproximadamente, con la llegada del primer puslo de entrada tenemos la primera transición.

La salida "0" va al nivel LO y la salida "1" pasa al nivel "HI". Todas las demás permanecen en el nivel "0".

Con el segundo pulso, la salida "1" pasa al nivel LO y la tercera al nivel HI, y así sucesivamente hasta la última

Con la entrada clock-inhibit a tierra, llegando la última salida en el nivel HI, el pulso siguiente hace que se inicie un nuevo ciclo, volviendo entonces la salida "0" al nivel HI. Si esta entrada clock-inhibit se uniera a un nivel HI, o sea a Vdd, se conseguiría sólo un ciclo de funcionamiento.

Una salida "carry-out" proporciona un ciclo completo a cada 10 ciclos de entrada, pudiendo usarse para excitar otro 4017 para división sucesiva de frecuencia o recuento por número superior a 10 (figura 3). 

La aplicación de una señal HI en la entrada reset lleva la salida HI al terminal "0" o sea que vuelve al inicio del recuento. Eso significa que si conectamos el reset a cualquier salida, cuando ésta se lleva al nivel HI se inicia un nuevo ciclo. Si entonces conectamos la salida "4" a la entrada reset, tendremos un recuento sólo hasta 4. Si conectamos la salida "5" a la entrada reset, tendremos un recuento hasta 5, como se ve en la figura 4

PUENTE H

Como tercera parte se realizo el montaje del puente H para controlar el motor

R1

2kΩ

R26kΩ

R31kΩ

Q1

IRF641

Q2

IRF641

Q3

IRF9640

Q4

IRF9640

D11N4004

D21N4004

D31N4004

D41N4004

Q5

2N3904

Q6

2N3904

R42kΩ

R55.1kΩ

R65.1kΩ

R71kΩ

R82kΩ

R96kΩ

VCC60V

LED1

R10

1kΩ

R11

1kΩ

LED2

VDD15V

VDD15V

J1

Key = A

J2

Key = A

R12

2kΩ

Los valores de las resistencias se hallaron despejándolas de un divisor de tensión de la siguiente forma:

R4=5.1K

R3=100 (5.1K )

10−5.1K

R3=45K /180mW

R2= 8515mA

=5.6K

R1= 1515mA

=1K