Sistema Variador De Velocidad Motor 3 Fases Mediante Simulación en Proteus con Arduino

Sistema Variador De Velocidad Motor 3 Fases Mediante Simulación en Proteus con Arduino

Universidad del Magdalena

Ana Elena Díaz Martínez

anadiazem@unimagdalena.edu.co

Andrey Sebastián Forero Alfonso

andreyforerosa@unimagdalena.edu.co

Juan Alberto Riatiga Guerrero  

juanriatigaag@unimagdalena.edu.co

Ingeniería Electrónica

 Agosto 13 de 2021

Santa Marta.

PWM: Control de Velocidad en motores eléctricos

La modulación de ancho de pulso es una forma muy efectiva de ajustar la cantidad de energía entre la potencia total y el apagado. La fuente de alimentación tiene un interruptor de encendido simple que suministra energía solo cuando está encendida. Pero también desperdicia energía convirtiéndola en calor debido al elemento de resistencia. Durante casi un siglo, algunos motores eléctricos de velocidad variable han sido bastante eficientes, pero son más complejos que los motores de velocidad constante.

Estos motores a veces requieren circuitos externos, como tiras de resistencias de voltaje variable. Sin embargo, existe una gran demanda de aplicaciones eléctricas parciales en otros dispositivos como regletas, servomotores de robots, etc. El esquema PWM consiste básicamente en apagar y encender rápidamente el interruptor para permitir la transferencia de energía.

Se determina ciclo de trabajo al periodo de tiempo en cada intervalo en que el interruptor esta encendido y la energía se está transmitiendo. Un ciclo de trabajo bajo corresponde a poca potencia, porque el interruptor está apagado durante la mayor parte del tiempo. El ciclo de trabajo se expresa en tanto por ciento, el 100% significa que trabajará a máxima potencia. El PWM de una señal o fuente de alimentación consiste en la modulación de su ciclo de trabajo, ya sea para transmitir información a través de un canal de comunicaciones o de controlar la cantidad de energía enviada a una carga.

Otro ejemplo del uso del PWM en electrónica es el del control de iluminación. Desde hace unos años se ha puesto de moda la iluminación con LEDs (Light Emitting Diodes). Un método de controlar la intensidad de iluminación de un LED es modificando su corriente, efecto que puede conseguirse introduciendo resistencias de valor variable en serie con el diodo, o haciendo uso de un regulador de tensión cuya tensión pueda ser programable. 

[pic 1]

Esto produce una impresión óptica negativa, en especial cuando pretendemos emular un oscurecimiento del panel y nos vemos obligados a trabajar con bajas corrientes. El trabajar con bajas corrientes tiene el efecto negativo porque nos alejamos de la intensidad de corriente recomendada por el fabricante. El problema de dejar de trabajar con las corrientes recomendadas se elimina en un PWM, en el que siempre que activamos el LED lo podemos hacer a la corriente recomendada.

Funcionamiento del MOSFET

La referencia que utilizamos en el desarrollo de esta práctica fue el MOC3021 que es un optoacoplador, también llamado optoaislador, un dispositivo de emisión y recepción que funciona como un interruptor activado mediante la luz emitida por un diodo LED que satura un componente opto electrónico.

[pic 2]

Este consta de un diodo emisor de rayos infrarrojos fabricado de arseniuro de galio, acoplado ópticamente a un interruptor bilateral de silicio (Diac), en un encapsulado de tipo DIP-6, con un alto aislamiento eléctrico de 7,5Kv. Diseñado para su uso como controlador de disparo aislado de Triac. Dentro de sus ventajas tenemos: una mayor durabilidad y confiabilidad y fácil de acoplar a cualquier circuito por su reducido tamaño. 

Algunas de sus características de funcionamiento:

• Tensión de entrada inversa del diodo: 3V
• Corriente de entrada continúa del diodo: 50mA
• Tensión máxima de apagado repetitiva (Vdrm): 400 V
• Corriente repetitiva en estado de apagado en cualquier dirección (Idrm):10 nA
• Corriente inversa estática con Vr=3V (IR):100 µA
• Corriente de activación de LED: 15mA
• Resistencia de aislamiento: 10Ω
• Voltaje de aislamiento: 7.5 kV
• Rango temperatura de operación: -40°C a 150°C
• Disipación continúa de energía a 25 °C del diodo emisor de infrarrojos: 100 mW
• Disipación continúa de energía a 25 °C del diac: 300 mW
• Disipación continúa de energía a 25 °C del dispositivo: 330 mW

Estos dispositivos son muy importantes en la electrónica porque gracias a ellos se puede lograr controlar circuitos de potencia de corriente alterna con circuitos de corriente continua, ya que en muchas ocasiones es necesario hacer este tipo de control. Dentro de la gran variedad de aplicaciones tenemos: controles industriales, válvulas, semáforos,   máquinas expendedoras, atenuadores de lámparas incandescentes, relés de estado sólido y controles de velocidad de motores de corriente alterna .

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