ELECTRONICA INDUSTRIALACTIVIDAD 6: TRABAJO COLABORATIVO 1

GRUPO: 299019_24

PRESENTADO POR:CARLOS EDUARDO FLOREZ JARA 91.526.797WILMER FABIAN SOSA ZEA 1052383238

TUTOR:INGENIERO ANGEL ALEJANDRO RODRIGUEZ

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIAFACULTAD DE CIENCIAS BASICAS E INGENIERIA INGENIERA ELECTRNICACEAD JOSE ACEVEDO Y GOMEZ2014INTRODUCCION

En el presente trabajo colaborativo trataremos de aplicar los conocimientos adquiridos a lo largo de los diferentes asignaturas vistas en la carrera de Ingeniera Electrnica y especialmente en el modulo de Electrnica Industrial, desarrollando as lo visto en la Unidad 1 basada en circuitos convertidores de AC-DC, para el desarrollo de esta actividad actividad es necesario aplicar conocimientos de microprocesadores y microcontroladores y manejar el lenguaje asembler, el cual es el software utilizado en el manejo del PIC utilizado para realizar el control de disparo del SCR. Tambin se evidencia en el texto las diferentes maneras y como se puede realizar circuitos sin la utilizacin de microcontroladores para encontrar el clculo de disparo y control de fase.

Descripcin de la Actividad

El grupo debe disear un convertidor AC-DC en el cual se tengan en cuenta las siguientes consideraciones: El convertidor debe ser monofsico. La entrada al circuito es una seal AC de 120V (efectivos) a 60 Hz. Se debe utilizar un SCR como dispositivo de potencia. Para controlar el disparo del SCR, se debe emplear un microcontrolador el cual deber programarse para garantizar, por un lado el sincronismo con la seal AC de entrada y por otro lado, para que se puedan obtener ngulos de disparo del SCR de 30 y 60. Debe implementarse un circuito de deteccin de cruce por cero para garantizar el sincronismo con la onda sinusoidal de entrada. La carga del convertidor ser una lmpara incandescente con una potencia de 50W, por lo cual es importante hacer el clculo de corriente para seleccionar el tipo de SCR a utilizar. Para cada ngulo de disparo, se debe calcular el voltaje DC y la corriente DC que circula por la carga. Una vez terminado el diseo, ste de debe simular en el software deseado. Posteriormente se debe elaborar un video con la simulacin en donde se demuestre el correcto funcionamiento del diseo realizado. El video debe ir con la voz del estudiante que designe el grupo colaborativo (deben acordarlo en el foro), explicando el circuito diseado. Ese mismo estudiante antes de iniciar la explicacin debe presentar el grupo con los nombres de los que participaron. El video debe subirse a youtube. El producto final debe incluir lo siguiente: portada, introduccin, desarrollo del proyecto con los pasos y clculos realizados, el link del video, conclusiones y bibliografa. Debe estar en formato pdf.

Los circuitos que convierten AC en DC se denominan rectificadores, cuando funcionan con base a tiristores (SCR, GTO) se les denomina rectificadores controladosSu propsito es eliminar un semiciclo de la corriente sinusoidal o que en la carga ambos semiciclos sean de la misma polaridad para que el valor promedio de esta nueva tensin sea diferente de cero. El voltaje de entrada al rectificador puede ser monofsico o trifsico. Puede que se utilice transformador para aumentar o disminuir la tensin de entrada y acondicionarla a las necesidades de la carga.

USOS DEL TRIAC.

Cuando El triac se utiliza en corriente alterna y al igual que el tiristor, se dispara por la compuerta. Como el triac funciona en corriente alterna, habr una parte de la onda que ser positiva y otra negativa. La parte positiva de la onda (semiciclo positivo) pasar por el triac siempre y cuando haya habido una seal de disparo en la compuerta, de esta manera la corriente circular de arriba hacia abajo (simblicamente pasar por el tiristor que apunta hacia abajo), de igual manera, la parte negativa de la onda (semiciclo negativo) pasar por el triac siempre y cuando haya habido una seal de disparo en la compuerta, de esta manera la corriente circular de abajo hacia arriba (pasar por el tiristor que apunta hacia arriba).Para ambos semiciclos la seal de disparo se obtiene del mismo pin del triac (la puerta o compuerta). Lo interesante es, que se puede controlar el momento de disparo de esta patilla y as, controlar el tiempo que cada tiristor estar en conduccin. (Recordar que un tiristor solo conduce cuando ha sido disparada (activada) la compuerta y entre sus terminales hay un voltaje positivo de un valor mnimo para cada tiristor). Entonces, si se controla el tiempo que cada tiristor est en conduccin, se puede controlar la corriente que se entrega a una carga y por consiguiente la potencia que consume.

Bsicamente en los circuitos y documentos encontrados encontramos del cebado del triac se realizaba mediante una clula RC que introduce un desfase debido a la constante de tiempo de carga del C. La constante est determinada por los valores de R y C El retaso introducido por el circuito RC puede ser variado con un potencimetro y con ello la potencia media entregada a la carga por medio de la variacin de disparo del triac. Cuando el potencimetro (resistencia variable) est la mnimo, habr menos desfase en la seal con lo que producimos el impulso antes y aplicamos ms potencia a la RL. Si aumentamos el valor del potencimetro sea aumentamos la resistencia, el impulso se producir ms tarde y aplicamos menos potencia a la carga, ya que est ms tiempo, de esta manera se modificaba el ngulo de disparo del triac, ahora con la entrada de los microcontroladores podemos realizarlo de manera mas exacta.

SCRElrectificador controlado de silicio(en inglsSCR:Silicon Controlled Rectifier) es un tipo detiristorformado por cuatro capas de materialsemiconductorcon estructura PNPN o bien NPNP. El nombre proviene de la unin deTiratrn(tyratron) yTransistor.

Tiristor.

Un SCR posee tres conexiones:nodo,ctodoygate (puerta). La puerta es la encargada de controlar el paso de corriente entre el nodo y el ctodo. Funciona bsicamente como undiodorectificadorcontrolado, permitiendo circular la corriente en un solo sentido. Mientras no se aplique ninguna tensin en la puerta del SCR no se inicia la conduccin y en el instante en que se aplique dicha tensin, el tiristor comienza a conducir. Trabajando encorriente alternael SCR se desexcita en cada alternancia o semiciclo. Trabajando en corriente continua, se necesita un circuito de bloqueo forzado, o bien interrumpir el circuito.

El pulso de conmutacin ha de ser de una duracin considerable, o bien, repetitivo si se est trabajando encorriente alterna. En este ltimo caso, segn se atrase o adelante el pulso de disparo, se controla el punto (o lafase) en el que la corriente pasa a la carga. Una vez arrancado, podemos anular la tensin de puerta y el tiristor continuar conduciendo hasta que la corriente de carga disminuya por debajo de la corriente de mantenimiento (en la prctica, cuando la onda senoidal cruza por cero)Cuando se produce una variacin brusca de tensin entre nodo y ctodo de un tiristor, ste puede dispararse y entrar en conduccin an sin corriente de puerta. Por ello se da como caracterstica la tasa mxima de subida de tensin que permite mantener bloqueado el SCR. Este efecto se produce debido al condensador parsito existente entre la puerta y el nodo.Los SCR se utilizan en aplicaciones de electrnica de potencia, en el campo del control, especialmente control de motores, debido a que puede ser usado como interruptor de tipo electrnico.

Seal del SCR en Proteus.

El grupo debe disear un convertidor AC-DC en el cual se tengan en cuenta las siguientes consideraciones: El convertidor debe ser monofsico. La entrada al circuito es una seal AC de 120V (efectivos) a 60 Hz. Se debe utilizar un SCR como dispositivo de potencia. Para controlar el disparo del SCR, se debe emplear un microcontrolador el cual deber programarse para garantizar, por un lado el sincronismo con la seal AC de entrada y por otro lado, para que se puedan obtener ngulos de disparo del SCR de 30 y 60. Debe implementarse un circuito de deteccin de cruce por cero para garantizar el sincronismo con la onda sinusoidal de entrada. La carga del convertidor ser una lmpara incandescente con una potencia de 50W, por lo cual es importante hacer el clculo de corriente para seleccionar el tipo de SCR a utilizar. Para cada ngulo de disparo, se debe calcular el voltaje DC y la corriente DC que circula por la carga. Una vez terminado el diseo, ste de debe simular en el software deseado. Posteriormente se debe elaborar un video con la simulacin en donde se demuestre el correcto funcionamiento del diseo realizado. El video debe ir con la voz del estudiante que designe el grupo colaborativo (deben acordarlo en el foro), explicando el circuito diseado. Ese mismo estudiante antes de iniciar la explicacin debe presentar el grupo con los nombres de los que participaron. El video debe subirse a youtube. El producto final debe incluir lo siguiente: portada, introduccin, desarrollo del proyecto con los pasos y clculos realizados, el link del video, conclusiones y bibliografa. Debe estar en formato pdf.

ESPECIFICACIONES TECNICAS Y SIMULACION Y GRAFICAS DEL PIC A UTILIZAR.

Angulo de disparo

SIMULACION DEL DISPARO EN PROTEUS

Se observa que la distancia entre el cruce por cero y la deteccin del flanco de bajada es de 0.5mseg aproximadamente.Es debido a esto que para poder disparar en 15.1 no debemos hacer un retardo 0.7mseg como dice la tabla sino de tan solo 0.2mseg, es decir restarle 0.5mseg.Bueno observando en la tabla un retardo de 0.5mseg el valor que debera agregrsele a travs del potencimetro es de 16, entonces al valor que cargamos tmr0 = 256 potencimetro, debemos agregarle el valor de 16, que quedara de la siguiente manera tmr0 = 256 potencimetro + 16, pero sabemos que esto el compilador no lo acepta ya que el tmr0 es un registro de 8 bits, entonces debemos hacer primero restarle y agregarle de la siguiente manera. Donde ngulo es en realidad el potencimetro pero filtrado a travs de la funcin forzada (filtrado = 0.8*potencimetro + 17), despus de cierto tiempo(tmr01) el ngulo = filtrado, esto para que ante cualquier variacin de voltaje no cambie bruscamente sino hasta que se estabilice el voltaje.adicional = 255 - ngulotmr0 = adicional + 16Con esta ltima modificacin les explico algo del programa en mikrobasic pro.Registros:Rpm, captura el periodo que dura el cruce x cero (Word).Voltaje, no lo utilizo.Tmr01, indica el momento en que el potencimetro debe pasar por el filtro.Tmr02, indica el momento en que capturamos el voltaje en registro para posteriormente guardarse en potencimetro.Angulo, es el que a travs del tmr0 dispara y apaga la salida para controlar la potencia.Adicional, potencimetro ya explicado.Captura, indicador que el periodo esta en el rango permitido. (Es un bit)Desborde_tmr1, indicador que no hay cruce por cero y automticamente la salida de potencia se apaga. (Es un bit)velocidad _lenta, indica si los voltajes estn en el rango permitido para disparar entre 15.1 y 146.9 (indica 1) o si es menor a 15.1 o mayor a 146.5( indica 0)

Inicializamos los registros de potencimetro = 255, linealizado = 212, tmr01 = 80 y tmr02 = 10, para que al iniciar el programa filtre el voltaje y que la captura del analgico y filtrado sean en diferentes tiempos y no a la vez. Y lo dems ya es entendible.

Este es el cdigo, debern crear un proyecto y generar el archivo hex, para que lo puedan simular en proteus, previamente deben configurar, en XT, mclr on, etc.

program angulo_12fdim Rpm as word absolute $21dim Rpm_low as byte absolute $21dim Rpm_hight as byte absolute $22dim voltaje as byte absolute $23dim tmr01 as byte absolute $24dim tmr02 as byte absolute $25dim banco as byte absolute $26dim potenciometro as byte absolute $27dim angulo as byte absolute $28dim linealizado as byte absolute $29dim adicional as byte absolute $2Adim captura as sbit at banco.0dim desborde_tmr1 as sbit at banco.1dim velocidad_lenta as sbit at banco.2

Vista de la simulacin del circuito y la seal de entrada en AC y despus del tratamiento electrnica como conseuencia sale una seal en DC, este circuito esta simulado en Proteus y es un Convertidor AC-DC

CONCLUSINES

se observo el comportamiento de la seal sinusoidal de ingreso de la energa AC y despus de un tratamiento electrnico y de la construccin de un convertidor de AC- DC, se observo al final de este proyecto propuesto la seal resultante en DC y sus mltiples aplicaciones en la industria.

Comprendimos sobre las aplicaciones que tiene la electrnica Industrial en las diferentes industrias en Colombia.

Se comprendi el uso del SCR como dispositivo de potencia.

BIBLIOGRAFIA

Modulo Electrnica Industrial, UNAD (2009 Ingeniero Jimmy Rocha), Modulo Electrnica Industrial, http://campus07.unadvirtual.org/moodle/file.php/72/EXE_5_2011/index.html

Hard, D. (2001). Electrnica de potencia. Madrid: Pearson Educacin S.A., http://www.4shared.com/file/91566021/5715fb31/47764.html?err=no-sess