CIRCUITO CON SCR Y TRIACELECTRNICA DE POTENCIA
I. OBJETIVOS:
Conocer el funcionamiento y aplicacin de los dispositivos
semiconductores SCR y Triac. Medir la corriente necesaria para el
encendido de la carga. Diferenciar los distintos componentes del
circuito a elaborar.
II. MARCO TERICO:Electrnica de potenciaEs el rea de la
electrnica que trata de la conversin y control de potencia (energa
elctrica) usando dispositivos semiconductores.TriacDispositivo
semidonductor es bidireccional, es capaz de conmutar la corriente
alterna. Su estructura interna se asemeja en cierto modo a la
disposicin que formaran dos SCR en direcciones opuestas. Posee tres
electrodos: A1, A2 (en este caso pierden la denominacin de nodo y
ctodo) y puerta. El disparo del TRIAC se realiza aplicando una
corriente al electrodo puerta.
Aplicaciones ms comunes Su versatilidad lo hace ideal para el
control de corrientes alternas. Una de ellas es su utilizacin como
interruptor esttico ofreciendo muchas ventajas sobre los
interruptores mecnicos convencionales y los rels. Funciona como
interruptor electrnico y tambin a pila. Se utilizan TRIACs de baja
potencia en muchas aplicaciones como atenuadores de luz, controles
de velocidad para motores elctricos, y en los sistemas de control
computarizado de muchos elementos caseros. No obstante, cuando se
utiliza con cargas inductivas como motores elctricos, se deben
tomar las precauciones necesarias para asegurarse que el TRIAC se
apaga correctamente al final de cada semiciclo de la onda de
Corriente alterna.
Rectificador controlado de silicio SCR (silicon controlled
rectifier)Es un dispositivo semiconductor biestable formado por
tres uniones pn con la disposicin pnpn Est formado por tres
terminales, llamados nodo, Ctodo y Puerta. La conduccin entre nodo
y ctodo es controlada por el terminal de puerta. Es un elemento
unidireccional (sentido de la corriente es nico), conmutador casi
ideal, rectificador y amplificador a la vez.
Aplicaciones
Las aplicaciones de los tiristores se extiende desde la
rectificacin de corrientes alternas, en lugar de los diodos
convencionales hasta la realizacin de determinadas conmutaciones de
baja potencia en circuitos electrnicos, 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 conduccin estar
controlada por la seal de puerta. De esta forma se podr variar la
tensin continua de salida si se hace variar el momento del disparo
ya que se obtendrn diferentes ngulos de conduccin del ciclo de la
tensin o corriente alterna de entrada. Adems el tiristor se
bloquear automticamente al cambiar la alternancia de positiva a
negativa ya que en este momento empezar a recibir tensin inversa.
Por lo anteriormente sealado el SCR tiene una gran variedad de
aplicaciones, entre ellas estn las siguientes: Controles de
relevador. Circuitos de retardo de tiempo. Fuentes de alimentacin
reguladas. Interruptores estticos. Controles de motores.
Recortadores. Inversores. Ciclo conversores. Cargadores de bateras.
Circuitos de proteccin. Controles de calefaccin. Controles de
fase.VentajasRequiere poca corriente de gate para disparar una gran
corriente directaPuede bloquear ambas polaridades de una seal de
A.C.Bloquea altas tensiones y tiene cadas en directa
pequeasDesventajasEl dispositivo no se apaga con Ig=0No pueden
operar a altas frecuenciasPueden dispararse por ruidos de
tensinTienen un rango limitado de operacin con respecto a la
temperatura
III. MATERIALES:
1 Triac.1 SCR.1 potenciometro de 5K.1 resistencia de 100 .1 m de
cables finos1 metro cable mellizo.1 tablilla perforada.1 clavija.1
foco con zocate.1 multimetro.1 fuente CD de 5 V.
IV. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:
PASO 1: colocar los componentes en la tablilla peforada y soldar
de acuerdo al driagrama del circuito elctrico
PASO 2: Regular la fuente CD a 5V.
PASO 3: Conectar la fuente de CA.
PASO 4: regular el potencimetro hasta apagar el foco.
PASO 5: regular el potencimetro hasta observa la minima
luminosidad en el foco y verificar la corriente que pasa por el
semiconductor en el multmetro.
V. RESULTADOS:
Manipulando el potencimetro, hasta apagar el foco y luego hacer
que este presente una minima luminosidad, medimos la corriente en
medio del potencimetro y del gate del SCR, dando como resultado un
valor de 5 mA. En este experimento usamos el SCR y cumple las
funciones de un conmutador. El circuito no solo tiene la capacidad
de encender una lmpara sino tambin la posibilidad de regular un
motor elctrico, una terma elctrica y distintos tipos de equipos que
dependan de una variacin de corriente.
VI. CUESTIONARIO
1. En el circuito cual es la funcin del SCR?
Funciona como interruptor; apertura o cierre de la corriente
suministrada al gate (puerta).
2. Cul es la diferencia entre un potencimetro y una
resistencia?
El potencimetro es una resistencia variable, y el otro es una
resistencia fija.
3. Cul es la diferencia entre un SCR y un Triac?
Aunque un Triac conduce en ambas direcciones, lo hace de manera
algo desigual para cada direccin. El SCR, cuando se enciende,
conduce en una sola direccin. La asimetra de la conduccin del Triac
complica su uso. Ya que un circuito de CA lo enciende y apaga, los
ciclos positivos y negativos de la forma de onda resultante se
vuelven desiguales, produciendo un ruido elctrico duro e
interferencia.
4. Un SCR puede reemplazar a un contactor electrnico? Por
qu?
Si puede reemplazar el SCR a un contactor electrnico ya que
funciona bsicamente como un interruptor que deja pasar o no la
corriente.
5. Cmo funciona un contactor electrnico?
Un contactor elctrico es aquel que funciona bsicamente como un
interruptor, ya que deja pasar o no la corriente, pero con una
peculiaridad, que tiene la capacidad de ser activado a distancia,
mediante un mecanismo electromagntico.
El principal componente que posee, es un electro-imn con forma
de una bobina, que genera un campo magntico tal que permite
accionar elementos mecnicos en el dispositivo, y una carcasa que
contiene el contactor como tal, con un elemento mvil que cierra y
abre el circuito, que se llama armadura, cuyas caractersticas deben
permitir un rpido accionar del mismo.
6. Qu son los arrancadores electrnicos, cmo funcionan?
Los arrancadores electrnicos son equipos electrnicos
tiristorizados que, mediante el control de las tres fases del motor
asncrono, regulan la tensin y la corriente durante su arranque y
parada, realizando un control efectivo del par.
Los sensores de corriente incorporados le envan informacin al
microprocesador, para regular el par ante las diferentes
condiciones de carga y proteger al motor de sobrecargas. La
proteccin trmica est integrada en el arrancador.
7. Qu es un variador de velocidad, como funciona y donde se
usan?
El Variador de Velocidad es en un sentido amplio un dispositivo
o conjunto de dispositivos mecnicos, hidrulicos, elctricos o
electrnicos empleados para controlar la velocidad giratoria de
maquinaria, especialmente de motores.
Los variadores de velocidad pueden, segn el convertidor
electrnico, o hacer funcionar un motor en un solo sentido de
rotacin, y se llaman unidireccionales, o en los dos sentidos de la
marcha, y se llaman entonces bidireccionales. Los variadores son
reversibles cuando pueden recuperar la energa del motor al
funcionar como generador (modo frenado). La reversibilidad se
obtiene o retornando la energa hacia la red (puente de entrada
reversible), o disipando la energa recuperada en una resistencia
con un chopper de frenado.
Los variadores de velocidad tienen sus principales aplicaciones
en los siguientes tipos de mquinas:
Transportadoras. Controlan y sincronizan la velocidad de
produccin de acuerdo al tipo de producto que se transporta, para
dosificar, para evitar ruidos y golpes en transporte de botellas y
envases, para arrancar suavemente y evitar la cada del producto que
se transporta, etc.
Bombas y ventiladores centrfugos. Controlan el caudal, uso en
sistemas de presin constante y volumen variable. En este caso se
obtiene un gran ahorro de energa porque el consumo vara con el cubo
de la velocidad, o sea que para la mitad de la velocidad, el
consumo es la octava parte de la nominal.
Bombas de desplazamiento positivo. Control de caudal y
dosificacin con precisin, controlando la velocidad. Por ejemplo en
bombas de tornillo, bombas de engranajes. Para transporte de pulpa
de fruta, pasta, concentrados mineros, aditivos qumicos,
chocolates, miel, barro, etc.
Ascensores y elevadores. Para arranque y parada suaves
manteniendo la cupla del motor constante, y diferentes velocidades
para aplicaciones distintas.
Extrusoras. Se obtiene una gran variacin de velocidades y
control total de de la cupla del motor.
Centrfugas. Se consigue un arranque suave evitando picos de
corriente y velocidades de resonancia.
Prensas mecnicas y balancines. Se consiguen arranques suaves y
mediante velocidades bajas en el inicio de la tarea, se evitan los
desperdicios de materiales.
Mquinas textiles. Para distintos tipos de materiales, inclusive
para telas que no tienen un tejido simtrico se pueden obtener
velocidades del tipo random para conseguir telas especiales.
Compresores de aire. Se obtienen arranques suaves con mxima
cupla y menor consumo de energa en el arranque.
Pozos petrolferos. Se usan para bombas de extraccin con
velocidades de acuerdo a las necesidades del pozo.
ANEXO:
ARRANQUE DIRECTO
ARRANQUE DESDE DOS ESTACIONES
INVERSION DE GIRO
SECUENCIA FORZADA MANUAL
SECUENCIA FORZADA AUTOMATIZADA
CICLO DE POTENCIA
