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• Ismael Panchi

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UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS- ESPE

EXTENSIÓN LATACUNGA

DEPARTAMENTO DE ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA

INGENIERÍA EN ELECTRÓNICA E INSTRUMENTACIÓN

Javier Villagómez Latacunga 06 2020 Email: [email protected] Cristian Guilcazo Latacunga 06 2020 Email: [email protected]

Ismael Panchi Latacunga 06 2020 Email: [email protected] Cristina Vázquez Latacunga 06 2020 Email: [email protected]

CONTROL ELECTRONICO DE POTENCIA

NIVEL: SEPTIMO ELECTRÓNICA

FECHA: 16-06-2020

Contenido 1.

TEMA............................................................................................................................................3

2.

OBJETIVOS..................................................................................................................................3

2.1. General...........................................................................................................................................3 2.2. Específicos.....................................................................................................................................3 3.

RESUMEN.....................................................................................................................................3

4.

ABSTRACT...................................................................................................................................4

5.

MARCO TEÓRICO.......................................................................................................................4 TIPOS DE MOTORES EN AC...................................................................................................9 TIPOS DE ARRANQUE...........................................................................................................10 ARRANCADOR SUAVE..........................................................................................................12 FUNCIONAMIENTO................................................................................................................12 TIPOS DE ARRANCADORES SUAVES................................................................................13 VENTAJAS DE UN ARRANCADOR SUAVE........................................................................14

6.

CONCLUSIONES.......................................................................................................................14

7.

RECOMENDACIONES..............................................................................................................14

8.

BIBLIOGRAFÍA..........................................................................................................................15

Figura 1.Conversor AC/AC (Silva, 1995)..............................................................................................5 Figura 2.(a) Circuito y (b) forma de onda del control de fase directo (Juan, 2009)................................6 Figura 3.Formas de onda del conversor AC – AC de fase directo (Juan, 2009).....................................7 Figura 4.Comportamiento del conversor AC/AC de fase directa con carga inductiva (Juan, 2009).......8 Figura 5.Control de tensión alterna monofásico con carga RL (Juan, 2009)..........................................8 Figura 6.Formas de onda (Vs, Is, Vo, IT1, IT2) (Juan, 2009)................................................................9 Figura 7.Partes de un motor trifásico (R. Muhammad, de Electrónica de potencia).............................10 Figura 8.Arrancador Estrella-Triangulo (R. Muhammad, de Electrónica de potencia).........................10 Figura 9.Arranque Estrella-Triangulo/Resistencias-Triangulo.............................................................11 Figura 10.Arranque Estrella Mediante resistencias retóricas (R. Muhammad, de Electrónica de potencia)...............................................................................................................................................11 Figura 11.Representación de distintos arranques (Iguren, 2015)..........................................................12

1. TEMA Arrancador Suave 2. OBJETIVOS 2.1. General 

Investigar acerca de las características y aplicaciones de arrancador suave más utilizados dentro de la electrónica de potencia para el análisis de su configuración. 2.2. Específicos



Indagar información relevante sobre los arrancadores suaves haciendo énfasis en su utilización.



Analizar los resultados obtenidos con el desarrollo de esta tarea para llegar a ciertas conclusiones y recomendaciones sobre arrancadores suaves.



Conocer y entender cuáles son las características, funcionamiento del arrancador suave.

3. RESUMEN En el presente trabajo se muestra el diseño y la implementación de un arrancador suave, como también se detalla de manera precisa la información relevante. Se analiza sus principales características, su utilidad ,modo de emplearlo y conexión asimismo la limitación del paso de electrones (corriente eléctrica) mediante un semiconductor regulando el voltaje de alimentación que será entregado a la carga permitiendo el ingreso de una baja tensión al motor que se empleará para las pruebas de funcionamiento donde se comprobara la disminución de los picos de corriente generados en motores de grandes potencias mediante el acoplamiento de circuitos de potencia y control visualizando que a través de la regulación del voltaje aplicado se regula proporcionalmente la velocidad del mismo.

4. ABSTRACT In the present work, the design and implementation of a soft starter is shown, as well as the relevant information is precisely detailed. It analyzes its main characteristics, its utility, how to use it and connection also the limitation of the passage of electrons (electrical current) through a semiconductor regulating the supply voltage that will be delivered to the load allowing the entry of a low voltage to the motor that is It will be used for operating tests where the reduction of current peaks generated in high power motors will be verified by means of the coupling of power and control circuits, visualizing that through the regulation of the applied voltage the speed of the same is proportionally regulated. 5. MARCO TEÓRICO Para tener conocimientos más enfocados sobre el arrancador suave es necesario conocer el funcionamiento, aplicabilidad y diseño del mismo, para esto se busca la información necesaria, en fuentes confiables, indispensables no solo para el correcto diseño y funcionamiento, sino también para profundizar conocimientos ineludibles para la materia de control electrónico de potencia, para esto se parte desde la fundamentación teórica sobre el mismo: CONVERSORES AC/AC Los convertidores de potencia transforman la frecuencia y amplitud de la señal AC, de acuerdo con los requerimientos del sistema. (Turmero, 2012). Estos conversores permiten controlar la cantidad de potencia que se entrega a un valor RMS del voltaje AC, pero sin llegar a modificar el flujo de energía. (Segovia, 2015) Los convertidores empleados para variar la tensión eficaz a través de la carga constante frecuencia son conocidos como controladores o reguladores de voltaje de AC de AC (Capuma, s.f.), como se muestra en la figura 1:

Figura 1.Conversor AC/AC (Silva, 1995)

El control de voltaje se logra mediante: 

Control de fase en virtud de la conmutación física que utiliza pares de controlado de silicio rectificadores (SCR). (Capuma, s.f.)



Por el control de compensación con arreglo, forzada conmutación con conmutadores controlados completamente auto conmutados como Tiristores, transistores de potencia. (Capuma, s.f.)

Tanto los conversores monofásicos como los trifásicos pueden ser controlados de manera unidireccional (media onda) o bidireccional (onda completa). Dependiendo de la potencia a entregar, estos conversores pueden dividirse en: 1. Control de fase diferencial 2. Control de fase directo 3. Control de fase inverso 4. Control de fase simétrico 5. Control por ciclo integral 6. Troceador AC (Juan, 2009) CONTROL DE FASE DIRECTO Para implementar el control de fase directo se puede hacer uso de SCR’s en anti paralelo y trabajar con potencias altas como se muestra en la figura 2a. Para las aplicaciones el flujo de potencia hacia la carga es controlado variando el ángulo de disparo (α), entre 0° y 180º; En la figura 2b se muestra el funcionamiento del tiristor T1 que empieza a conducir luego de un retardo de disparo del ángulo α en el semiciclo positivo y hará lo mismo con el tiristor T2 en el semiciclo negativo. (Juan, 2009)

Figura 2.(a) Circuito y (b) forma de onda del control de fase directo (Juan, 2009)

CARACTERÍSTICAS DEL CONTROL DE FASE CARACTERISTICAS     

Apagado por conmutación natural Ondas con un alto contenido armónico Permite control continuo de potencia Produce ruido de alta frecuencia (radio frecuencia) Sencillo de implementar

APLICACIONES      

Accionamiento de motores de CA Arranque suave de motores de inducción Calentamiento industrial (control de temperatura) Compensación de energía reactiva Control de intensidad luminosa en lámparas incandescentes Control de transformadores.

CONTROL DE FASE DIRECTO CARGA RESISTIVA Para una onda completa, el control de simetría de fase, los tiristores T1 y T2 en la figura 2a, desde el cruce por cero de la tensión de entrada y mediante la variación de una, el poder el flujo de la carga se activa a través del control de tensión en suplentes hemiciclos. Mientras un SCR está bajo tensión, el SCR otros restos polarización inversa por la caída de tensión a través de la realización de SCR. El principio de funcionamiento en cada medio ciclo es similar a la del rectificador controlado de media onda y se puede utilizar el mismo método para el análisis del circuito. La operación con R-carga.

La figura 3 muestra la típica tensión y la corriente para el monofásico bidireccional controlador de corriente alterna de voltaje controlado por fase de la figura 3 con carga resistiva. El voltaje y corriente de salida formas de onda con simetría de media onda.

Figura 3.Formas de onda del conversor AC – AC de fase directo (Juan, 2009)

En la figura anterior se observa que el tiristor T1 empieza a conducir luego de un retardo de disparo del ángulo (α) en el semiciclo positivo y hará lo mismo a través de T2 en el semiciclo negativo. CONTROL DE FASE DIRECTO (CARGA L). En el caso de que la carga sea inductiva, el ángulo de control queda limitado por el argumento de la inductancia de carga. Con lo que el ángulo de disparo para poder regular la potencia de la carga puede variar entre: 𝜃