aporte proyecto final elec

7/24/2019 Aporte Proyecto Final elec

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Introducción

En este trabajo se desarrolla un convertidor ac ac monofásico, la simulación en el software Proteus ISIS

V 7.9, la proramación del pic !"f#77$ en el prorama micro% P&' for PI%. (os convertidores $%$% monofásicos son circuitos )e*uipos+ desarrollados para aplicaciones industriales en las *ue se desea

controlar con precisión la enera para ser transferida a las caras )monofásicas+ resistivas e inductivas.

Estos e*uipos tienen el control reali-ado variando el ánulo de fase ideal para transformadores



Objetivos

Diseñar un convertidor AC – AC monofásico implementando el uso de un dispositivo de potencia

como el Triac. Aplicar los conocimientos adquiridos en las unidades uno y dos del curso de electrónicaindustrial.

raficar los resultados de los án!ulos a trav"s de un simular de circuitos electrónicos.



Actividad

Diseñar un convertidor AC – AC monofásico implementando el uso de un dispositivo depotencia como el Triac#l !rupo debe diseñar un convertidor AC$AC en el cual se ten!an en cuenta las si!uientes

consideraciones%• Debe implementarse un circuito de detección de cruce por cero para !aranti&ar elsincronismo con la onda sinusoidal de ''( )AC *+( ,& de la red p-blica. #ste circuito irá a laentrada del circuito de control por lo tanto debe acondicionarse la señal a los niveles devoltaje ló!icos del circuito de control.• #l circuito de control del án!ulo de fase estará a car!o de un microcontrolador el cualdeberá pro!ramarse para !aranti&ar por un lado el sincronismo con la señal AC de entrada ypor otro lado para que se puedan obtener án!ulos de disparo del Triac entre ( y /(0 conintervaloscada 1(0 2es decir (0 1(0 +(0 /(03. Dic4o án!ulo será pro!ramado por el usuario medianteun pulsador el cual estará confi!urado como entrada al microcontrolador.• #l microcontrolador debe llevar un elemento de visuali&ación en base a display 5se!mentos display matricial o display 6CD que permita observar el valor del án!ulo que se4a pro!ramado por el usuario.• 7ara la interfa& entre el microcontrolador y el Triac se implementará un optoacoplador como elemento de protección. 8ste debe ser en base a Diac.• 9inalmente se conectará el Triac con una car!a la cual será una lámpara incandescente a''( )AC *+( ,& y de 5(( : por lo que es importante 4acer el cálculo de potencia paraseleccionar el tipo de Triac a utili&ar.• ;na ve& terminado el diseño "ste se debe simular en 7roteus <ultisim Altium o al!-n otrosimulador de circuitos. 7osteriormente se debe elaborar un video con la simulación en donde

se demuestre el correcto funcionamiento del diseño reali&ado y subirlo a youtube



DESARROLLO

CONTROL DE FASE MONOFÁSICO

El propósito es controlar el voltaje, la corriente y la potencia que entrega una fuente de AC a

una carga AC.

En la figura se muestra un circuito controlador de fase monofásico en base a TRIAC la forma

de onda del voltaje en la carga. Se puede ver que la onda no tiene valor DC, ya que es

totalmente simétrica, debido a que los disparos de las puertas de los tiristores se hacen con

un desfasamiento de 180° (π radianes). Si la carga es puramente resistiva, la corriente por el

circuito se encuentra en fase con el voltaje de carga. En la mayoría de las aplicaciones

industriales la carga es puramente resistiva ya que lo que se controla es calor o intensidad

lumínica proveniente de un filamento de una bombilla incandescente.El valor eficaz o RMS sobre la carga, se calcula a partir de la forma de onda de Vo, de la

siguiente manera:

V RMS

=[ 22π ∫α

π

(Vmsinωt )2

dωt ]1/2

=V

m

√ 2 [1−α

π +sin 2α

2π ]1 /2

Variando el ángulo de disparoα, desde 0 hastaπ, se puede variar el VRMS de la carga

desde Vm/√2 hasta 0 voltios respectivamente y así de esta manera se varía la potencia en la

carga R, ya que la potencia es:

P = VRMS2 / R.

Los convertidores AC-AC tienen las siguientes aplicaciones:

Control de potencia: Se mantiene la frecuencia constante (la misma de la red de

alimentación, 60 Hz) pero se varía el voltaje eficaz aplicado a la carga con el propósito de



controlar la potencia que esta consume. A estos circuitos se les conoce como controladores

de fase y sus principales aplicaciones son la calefacción industrial y el control de iluminación

de luces. Sólo dejar control de iluminación, la parte “de luces” es redundante

Control de frecuencia: Se les denomina cicloconvertidores, cuya función es convertir

potencia AC de una determinada frecuencia en otra potencia AC de otra frecuencia diferente,menor que la primera. La aplicación de esta conversión AC-AC es principalmente la variación

de la velocidad de los motores de inducción.

Convertidor AC AC

Cálculos para el ángulo de disparo

El Angulo de disparo lo podemos calcular mediante una regla de tres simple directa. Para

ello debemos saber que:

f (frecuencia)=60 Hz

T ( periodo)=1/ f

T = 1

60 Hz=16.6 ms

Por ende cada 8.33ms hay un cruce por cero.



Si para 180° el tiempo es de 8.33ms entonces:

Para un ángulo de disparo de 3!

180° ! 8.33ms

30° ! "

X =30∗8.33

180=1.38ms

Para un ángulo de disparo de "!

180° ! 8.33ms

#0° ! "

X =60∗8.33

180

=2.77ms

Para un ángulo de disparo de #!

180° ! 8.33ms

$0° !"

X =90∗8.33

180=4.16ms

Cálculo de $ie%po & po$encia

V RMS

=[ 22π ∫α

π

(Vmsinωt )2dωt ]1/2

=V

m

√ 2 [1−α

π +sin 2α

2π ]1 /2



V RMS Para un ángulo de disparo de 3!

V m

√ 2 [1−α

π +sin2α

2 π ]1 /2

110[1− π /6

π +

sin2 π /6

2π ]1 /2

110[1−1

6+2.9∗10−3]

1 /2

110∗0.91

100V RMS

V RMS Para un ángulo de disparo de "!

V m

√ 2 [1−α

π +sin2α

2 π ]1 /2

110[1− π /3

π +sin 2 π /3

2 π ]1/2

110[1−1

3+5.80∗10

−3

]1/2

110∗0.82

90V RMS

V RMS Para un ángulo de disparo de #!

V m

√ 2 [1−α π +

sin2α

2 π ]1 /2

110[1− π /2π +

sin 2π /22π ]

1 /2



110[1−1

2+8.72∗10

−3]1/2

110∗0.71

78V RMS

Cálculos para escoger Triac de po$encia'

P=V RMS

2

/ R=¿ P∗ R=V RMS

2

%espe&o '

R=V RMS2/ P

R=1002/700

R=10000 /700

R=1002/700

R=14.28 Ω

I =V M / R

Vm=100∗√ 2

Vm=141.4

I =141.4/14.28

I =10 A

El tipo de (riac apropiado es:

)*01+,+ (E--' (it ( RMS )=15 A , Vdrm=200V ,Igt =500mA )

DIA(RAMA DE FL)*O



DIA(RAMA DE +LO,)E



DISE-O DEL CIRC)ITO

PRO(RAMACION DEL PIC



CODI(O'

.oid %ain/0 1

c2ar $e$o4567senal 8

in$ angulo8

.oid %ain/0 1

TIE9:i$;<8

OPTION9RE( ; =38 >> Con?guro preescaler

TRIS+;@FF8 >>Con?guracin de pines

TRISC;@8

TRISD;@8

PORTD;@8

INTED(9:i$;8 >>INT pin + por Banco descenden$e

INTE9:i$;<8 >>In$errupcin INT+ 2a:ili$ada

(IE9:i$;<8 >>In$errupciones generales 2a:ili$adas

2ile/<0



1

.oid in$errup$/.oid0

1

i/R+9:i$;;<0

1

i/PORT+F<;;<0

1

TMR;G55H"8 PORTD;<<<8

>>angulo;#8

else i/PORT+FG;;<0

1TMR;G55HG8

PORTD;<G58

>> angulo;"8

else i/PORT+F3;;<0

1 TMR;G55HG<8

PORTD;J#8

>>angulo;38

else

1TMR;G558

PORTD;"38

>> angulo;8



PORTCF;<8 >>InicialiKo PM

>>Li%pio :andera de la in$errupcin +

INTF9:i$;8

i /TMRIF9:i$0

1 PORTCF<;PORTCF<8 PORTCF;8 >>+ao el PM

TMR ; 8 >>Aseguro ue no ocurran errores en el PM

TMRIF9:i$ ; 8 >>Li%pio :andera de la in$errupcin del TM

(RAFICASSi%ulacin Angulo ! grados

Si%ulacin Angulo de 3! grados



Se/al recticada para 30°

Si%ulacin Angulo de "! grados

Se/al recticada para #0°



Si%ulacin Angulo de #! grados

Se/al recticada para $0°

%onclusiones



Se lora disear un convertidor $% / $% monofásico implementando el uso de un dispositivo de

potencia como el 0riac.

$ trav1s del simulador Proteus se implementa el convertidor $%2$% 3 se comprueban los ánulos dedisparo *ue previamente fueron calculados.

4ediante los cálculos de potencia se sabe con e5actitud el tipo de 0riac a utili-ar en el circuitoefectuado.

'eerencias



4odulo electrónica industrial / 6$8

http:22.poertrans.com.br2pb&monoasicoesp.html

http://www.powertrans.com.br/pbj-monofasico-esp.html

http://www.powertrans.com.br/pbj-monofasico-esp.html

aporte proyecto final elec

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