informe 6 electronica de potencia
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7/25/2019 Informe 6 Electronica de Potencia
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LABORATORIO DE ELECTRONICA DE POTENCIAINFORME N 5 CONTROL PWM ANALGICO
CON OPTOAISLAMIENTO Y DETECTOR DE CRUCE POR CERO.
David Andrs Sarmiento Nova
Roger Libardo Mantilla MejaCristina Isabel Estupian Snchez
Introduccin
Uno de los mtodos ms comunes para variar
el valor eficaz de una tensin alterna es por
medio del llamado control por ngulo de fase,
en el cual, dado un semi ciclo de la red, el
interruptor se acciona o dispara en un
determinado ngulo, haciendo que la carga
est conectada a la entrada por un intervalo
de tiempo menor o igual a un semiciclo.
Dicho de otro modo, el control por ngulo de
fase, como su propio nombre indica, est
basado en la regulacin del ngulo de disparode los tiristores. Usualmente se habla de
ngulo de disparo, o ngulo de fase , como
el instante de tiempo a partir del paso por
cero de la tensin de entrada en el que se
dispara un tiristor. Para el caso de una carga
resistiva, el ngulo de disparo puede valer
entre 0 y 180.
Los valores de tensin, corriente y potencia
en la carga dependern, no solo del ngulo de
disparo, como tambin del tipo de carga
alimentada, como se ver a continuacin.
Objetivos
- Identificar cada una de las etapas que
componen el control pwm analgico
con opto aislamiento y detector de
cruce por cero.
- Explicar y analizar las imgenes
obtenidas en la prctica de
laboratorio del circuito ya nombrado
- Explicar el funcionamiento del
circuito montado en el laboratorio.
Marco terico
CONTROL PWM (POR ANGULO DE
FASE).
La modulacin por ancho de pulsos tambin
conocida como PWM, de una seal o fuente
de energa es una tcnica en la que se
modifica el ciclo de trabajo de una seal
peridica
Existen muchas aplicaciones en las que la
informacin debe ser transmitida entre doscircuitos elctricamente aislados uno de otro.
Este aislamiento puede ser conseguido
mediante rels, transformadores de
aislamiento y receptores de lnea.
Pero la optoelectrnica ha desarrollado otro
dispositivo capaz de resolver esta situacin,
los OPTOAILSADORES, tambin conocidos
o llamados como
OPTOACOPLADORES los cuales se
utilizan en muchas aplicaciones entre las
cuales hacen parte del control PWM los
cuales nos brindan la posibilidad de
controlar transmitir una seal del uno al otro
sin contacto o conexin elctrica entre ellos.
Este control se ejerce de 2 formas muy
importantes las cuales son: Unidireccional y
bidireccional.
Con el control pwm prcticamente se busca
evitar el nivel de continua variando el voltaje
eficaz y la fase.
Cruce por cero: Opt acoplador en cuya
etapa de salida se encuentra un triac de cruce
por cero. El circuito interno de cruce por cero
conmuta al triac slo en los cruce por cero de
la corriente alterna.
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LABORATORIO DE ELECTRONICA DE POTENCIAINFORME N 5 CONTROL PWM ANALGICO
CON OPTOAISLAMIENTO Y DETECTOR DE CRUCE POR CERO.
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Roger Libardo Mantilla MejaCristina Isabel Estupian Snchez
Resultados y anlisis obtenidos en la
prctica de laboratorio
Para la realizacin de este laboratorio
realizamos el montaje del circuito siguiente
circuito:
ya con el circuito en funcionamiento se
procedi a medir en cada una de las salidas de
las etapas que se presentan en el circuito por
medio de un osciloscopio las seales de
voltaje que se producen.
Para las cuales se obtuvieron las siguientes
graficas:
Grafica A.
Esta grafica se tom en el siguiente punto del
circuito.
Representa la etapa de rectificacin del
controlador PWM.
En la cual se convierte la corriente alterna en
corriente directa, rectificando el semi ciclo
negativo de la onda de tensin.
Grafica B.
Esta grafica corresponde a la tensin de la
etapa B, la cual corresponde al detector de
cruces por cero.
Los circuitos detectores de cruce por cero yde niveles de voltaje, son circuitos
comparadores de seales, que una vezrealizada esta comparacin de ambas sealesemiten un resultado binario (nivel alto o
bajo). El cual puede ser utilizado para realizar
ciertas tareas de control bsico para activar odesactivar algn dispositivo elctrico demedia o alta potencia.
Color azul
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En la imagen se pueden ver los pulsos en los
cuales se presentan los cruces por cero de la
seal de salida del rectificador con respecto a
la salida del mismo, estos son seales que
representan una salida lgica que le
suministra pulsos de frecuencia, en otras
palabras este dispositivo tiene la caracterstica
de transformar una seal de corriente directa
en pulsos con una frecuencia especifica.
Grafica C.
Esta grafica corresponde a la salida de la
etapa integradora del PWM.
En esta etapa del circuito de disparo, paragenerar la onda PWM sincronizada, se
requiere de una onda de diente de sierra
sincronizada con la red elctrica, esta onda se
basa en la generacin de una rampa lineal, la
misma que llega a su condicin inicial cuando
se produce el cruce por cero de la onda
senoidal. Una forma para generar una rampa
lineal, es utilizando la integracin de una
seal de valor constante, para esto se utiliza
un amplificador operacional en configuracin
de integrador. El circuito integrador, realiza
la integracin en forma negativa a la onda de
voltaje de entrada. Entonces para generar la
rampa con pendiente positiva, el voltaje de
entrada tiene que ser negativo y constante.
GraficaD.
Estas graficas corresponden a la etapa
comparadora del control PWM, en la cual
varia los anchos del pulso al cambiar la
posicin del potencimetro.
(color amarilla)
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voltaje de referencia bajo
Voltaje de referencia medio
Voltaje de referencia alto.
En la generacin del circuito de disparo, el
circuito comparador realiza la funcin decomparar la seal diente se sierra con el
voltaje de referencia. El voltaje de referencia,
es el voltaje que determina el Angulo de
disparo por medio de una seal PWM para el
circuito de potencia, este voltaje puede
provenir desde el controlador o directamente
desde un potencimetro. Para el diseo del
circuito comparador se toma en cuenta la
seal de diente de sierra. Al momento del
cruce por cero de la onda. La PWM tiene que
estar en nivel bajo para tener apagado eloptotriac.
Cuando el voltaje de la rampa sea mayor al de
la referencia, la seal PWM se coloca en alto,
en ese instante se genera el ngulo de disparo.
Al aumentar el voltaje de referencia, el
ngulo de disparo aumenta, entonces la
condicin del TRIAC es menor y por ende el
voltaje aplicado a la lmpara disminuye
cuando el voltaje de referencia aumenta.
Grafica E.
Esta grafica corresponde a un voltaje de
continua.
con la operacin mat. del osciloscopio
(grafica Roja.) y se obtuvo la medicin de la
tensin en el bombillo.
Tensin en el bombillo.
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Esta grafica corresponde a la tensin del
bombillo con el valor del potencimetroen mnimo.
Potencimetro con valor de R medio
Con valor de R alto
Estas graficas corresponden a la tensin del
bombillo variando la posicin del
potencimetro (muy grande, la mitad y muy
cercana a cero). En la primera imagen se
presenta una tensin de referencia alta y porlo tanto un ancho del pulso es mayor y por
ende la tensin de salida sera menor, y si la
tensin esta con un valor bajo al de referencia
se generara un ancho del pulso menor y como
consecuencia una seal de tensin mayor.
Conclusiones
- Se concluy que a medida que se
aumenta la tensin en el bombillo el ngulo
de disparo tambin aumenta.
- Mediante el control del ngulo de fase se
puede controlar el nivel de iluminacin del
bombillo.
- El control PWM tiene muchas aplicaciones
como en el caso de la prctica para control de
iluminacin, control de velocidad de motores
etc.
-Se pudo observar que la frecuencia de la
seal de salida es muy similar a la seal
diente de sierra pero el ciclo de trabajo est
en funcin de la seal portadora.
- El ngulo de disparo aumenta o disminuye
al aumentar o disminuir la tensin en
bombillo y su iluminacin tambin es
directamente proporcional a estos cambios.
Referenciasarticulo online: Diseo y construccin de un
controlador anlogo digital (autor Vctor
Daniel Zambrano Prez)
http://bibdigital.epn.edu.ec/bitstream/15000/1
877/1/CD-2452.pdf
Articulo online:
http://www.oocities.org/tiger928rs/pwm.htm