Rectificador monofásico de onda completa controlado
Autor: Wilmar Laiton Contacto: wilaeba@gmail.com
El siguiente proyecto es un rectificador monofásico totalmente controlado, también llamado convertidor monofásico ac cc. Está compuesto por 4 tiristores conectados en puente. El diagrama básico es el siguiente.
Para cargas resistivas el ángulo de disparo alfa es de 0 a 180 grados. La línea roja indica la señal de salida, y la línea verde indica la referencia de línea.
La principal característica de un rectificador monofásico totalmente controlado es que maneja dos cuadrantes, es decir que puede dar y recibir potencia. En cargas resistivas el comportamiento de un rectificador monofásico totalmente controlado es igual que el de un rectificador monofásico semicontrolado. La diferencia se observa en cargas inductivas, supongamos por ejemplo que tenemos un motor cc corriendo a máxima velocidad, y queremos que se detenga en un segundo. En un rectificador semicontrolado esto no es posible, ya que no puede recibir energía de la carga, entonces se debe esperar a que la inercia pare al motor, en cambio en un rectificador totalmente controlado al poder recibir energía de la carga esto si es posible. Debido a esto cuando se requiere realizar un control en donde se quiera que un motor tenga una buena respuesta dinámica tanto en aceleración como en desaceleración se debe usar un rectificador totalmente controlado. Las señales de un rectificador monofásico se muestra a continuación.
Descarga la simulación en Proteus 8.3 de Rectificador monofásico de onda completa controlado aquí.
A continuación está el circuito, componentes, y cosas a tener en cuenta para el montaje de un rectificador monofásico totalmente controlado.
CircuitoA continuación está el circuito, componentes, y cosas a tener en cuenta para el montaje de un rectificador monofásico totalmente controlado.
Componentes
- 4 resistores de 10kΩ @ 0.25w
- 2 resistores de 1kΩ @ 0.25w
- 1 resistor de 5.1kΩ @ 0.25w
- 2 resistores de 680Ω @ 0.25w
- 2 resistores de 680Ω @ 0.25w
- 1 resistor de 100Ω @ 0.25w
- 1 potenciómetro de 10kΩ
- 1 capacitor cerámico de 100nF
- 2 capacitores electrolítico de 1uF @ 16v
- 2 optoacopladores pc817
- 2 optotriac moc3021
- 2 diodos 1n4007
- 2 optotriac moc3021
- 2 diodos 1n4007
- 1 CI lm324 (contiene 4 amplificadores operacionales)
- 2 transistores 2n2222a
- 4 SCRs tyn612
- 1 fusible de 3 amperios
- 1 fuente de 12 voltios aislada
- 1 carga resistiva de 200w
- El valor del resistor R1 es de 30k @ 1w si el voltaje de fase es de 115/120/127 vac. Si se trabaja con voltaje de fase de 200/208/220 es de 56k @ 2w.
- El valor del resistor R2 si se trabaja a una frecuencia de 60Hz es de 8.2k @ 0.25w, y si se trabaja a una frecuencia de 50Hz es de 10k @ 0.25w.
- El valor del resistor R3 es de 1.2kΩ @ 0.25 si el voltaje de fase es de 115/120/127 vac, y es de 2.2kΩ @ 0.25w si el voltaje de fase es de 200/208/220 vac.
- El valor del resistor R3 es de 1.2kΩ @ 0.25 si el voltaje de fase es de 115/120/127 vac, y es de 2.2kΩ @ 0.25w si el voltaje de fase es de 200/208/220 vac.
Cosas a tener en cuenta
-Tener cuidado, pues se manejan voltajes y corrientes relativamente altas.
- De ser posible descargue la simulación realizada en proteus, ya que le ayudará a entender como es a la conexión y montaje del circuito.
- Montar parte por parte, e ir probando una por una. Si algo funciona mal el rectificador funcionara mal.
- Colocar cada señal de control en donde corresponde, de colocarse mal, el rectificador funcionara mal.
- La fuente de 12 voltios debe ser una fuente aislada, es decir que tenga transformador.
- La resistencia de 100 ohmios que está conectada en serie con el potenciómetro es opcional. Se puede reemplazar por un corto circuito.
- Colocar a cada tiristor su respectivo disipador.
- Como carga se puede usar un bombillo incandescente.
- Como carga se puede usar un bombillo incandescente.
- En caso de no encontrar alguno de los componentes, reemplazarlo por alguno que tenga características similares.
Video de funcionamiento
En el video se puede observar el circuito montado en protoboard. Como carga se uso un bombillo de 100w.
Simulación en proteus
Video de funcionamiento
Simulación en proteus
En el canal A está la salida del rectificador. En los canales B y C, están las señales de control PWM_F+ y PWM_N+ respectivamente.
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Hola, acabo de realizar uno igual, pero tengo el problema que cuando conecto una carga inductiva el voltaje aumenta y hace imposible el control, sabran porque ocurre eso?
ResponderBorrarHola BR... Pasa que un SCR tiene un funcionamiento similar al de un diodo, es decir se prende por voltaje y se apaga por corriente... Cuando la carga es resistiva la corriente tiene la misma fase que el voltaje entonces no hay problema de apagado, pero cuando la carga es inductiva se presenta que la corriente se atrasa con respecto al voltaje, entonces el SCR no se apaga cuando el voltaje llega a cero sino que se presenta un lapso en el que sigue conduciendo... Entonces para ángulos de conducción pequeños no debe haber problema ya que entre disparos del PWM la corriente al ser pequeña el SCR se alcanza a apagar, pero para ángulos de conducción grandes (depende de la carga inductiva) la corriente que se genera es grande y el SCR no se alcanza a apagar entre disparos...
BorrarEntonces sucede que el circuito que esta publicado es muy básico y es mas que todo para fines didácticos... La solución cuando se usa carga inductiva es no manejar el angulo de control completo (de 0 a 180 grados) sino disminuirlo al rango en el que control funcione bien (debes cambiar el valor de las resistencia que están en serie con el potenciómetro para lograr esto), ademas debes agregar una red RC a los SCR llamada red snubber que se utiliza para cuando la carga es inductiva y otros elementos de seguridad como ferritas y choques para minimizar cualquier tipo de ruido eléctrico...
Ademas de esto te recomiendo leer la seccion de "rectificadores controlados" del libro electronica de potencia de Muhammad Rashid en donde se explica el comportamiento para rectificadores controlados con carga inductiva y también en la sección "protección de dispositivos y circuito" en donde se explican las redes snubber.
Puedo utilar otros scr?
ResponderBorrarSi puedes usar otros SCRs, si la corriente de puerta de los SCR que vas a usar es de 15mA o cercana a 15mA no debes cambiar nada en el circuito, pero si la corriente de puerta es diferente a 15mA debes recalcular el valor de la resistencia R3 , para hacerlo puedes ir al siguiente enlace https://wilaebaelectronica.blogspot.com/2018/05/optoscr-optoelectronica.html , ademas de esto debes saber que la corriente maxima que da un LM324 es de 20mA asi que los SCRs que vayas a usar no deben tener una corriente de puerta superior a 20mA...
BorrarEspero te sirva...
Que puedo cambiar para usar alto amperaje?
ResponderBorrar????
BorrarEl circuito esta invertido, que puedo modificar para que funcione sin invertir. ayuda por favor?
ResponderBorraramigo.....solo una pregunta?
ResponderBorrarde que tipo es tu circuito de disparo.....
Es disparo por puerta... básicamente el scr se activa al aplicar una corriente positiva por la puerta al mismo tiempo que se mantiene un voltaje positivo entre ánodo y cátodo. Si se aplica la corriente a la puerta y el voltaje entre ánodo y cátodo es negativo el scr no se activa...
BorrarEspero te sirva
amigo puedes explicar brevemente el funcionamiento de tu circuito
ResponderBorrarTengo 6 SCR 300 del tipo 161668 de Máquina de soldar Miller y los conseguí para ponérselo a una máquina de soldar casera monofásica. ¿Este circuito me puede servir para controlar corrientes sercanas a los 300 Amperes?
ResponderBorrarCres que puedas facilitarme un circuito que me permita convertir de monofásica a trifásica utilizando 6 tiristore SCR300, lo quiero para hacer funcionar un motor trifásico de 4,5 kW
ResponderBorrarHola, para realizar un rectificador de onda completa tipo puente semicontrolado y controlado con SCR, cómo debo conectar los SCR para que se pueda realizar la función de rectificar en una carga resistiva?
ResponderBorrarEs una simulación en proteus
BorrarHola y el video?' aparece como privado
ResponderBorrardonde podría encontrar el video de esta configuración en especifico
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