Arranque progresivo para motores asincronicos de pequeña potencia (página 2)

Aplicaciones: Este tipo de arranque se usa cuando se desea deliberadamente reducir la cupla de arranque para suavizar el arranque o en maquinas que arrancan en vacío o cuyo par resistente a baja velocidad es bajo y admiten esta fuerte reducción de la cupla motora.

Aplicaciones típicas: ventiladores centrífugos, las máquinas herramienta (arrancan en vacío), las bombas de agua centrífugas, compresores con sistema de descompresión durante el arranque y en general toda máquina del tipo centrifuga, con arranque en vacío o de los tipos con exponente 1 y 2 en su característica de cupla resistente.

Desventajas de este arranque:

• .La cupla de arranque que se obtiene a veces no es suficiente para hacer arrancar máquinas con mucho momento de inercia

• El motor se deja de alimentar durante el cambio de la conexión de estrella a triángulo en los devanados del estator.

• Aumenta el tiempo de arranque, como se analiza a continuación.

Velocidad y Tiempo de conmutación:

Comparación de la forma en que se modifica la cupla acelerante y por lo tanto el tiempo de arranque al efectuar un arranque estrella-triangulo cuando el motor acciona una maquina de cupla resistente del tipo parabólico, con la forma suministrada por el método de arranque directo.

En un arranque directo, se tiene una gran intensidad de arranque que se reduce rápidamente (típicamente en menos de 5 segundos). Por otro lado la gran diferencia entre la cupla motora de arranque y la cupla resistente a velocidad cero, hace que se tenga una elevada cupla acelerante y por lo tanto un tiempo de arranque breve. En un arranque estrella triangulo planteando el mismo caso, la cupla acelerante se reduce notablemente y por lo tanto se prolonga el tiempo de arranque (típicamente 2 a 4 veces mas tiempo que en arranque directo) resultando un arranque mas suave y con menor corriente demandada de la red.

El tiempo de conmutación (paso de conexión estrella a conexión triangulo), se puede calcular si se dispone de datos suficientes para determinar cuantos segundos tarda el sistema motor-maquina accionada, alcanzar la máxima velocidad posible en conexión estrella. De lo contrario se procederá en forma práctica a la obtención del mismo.

Uno de los métodos prácticos consiste en dar arranque en conexión estrella y medir la velocidad del sistema, procurando medir cuanto se tarda en estabilizar su velocidad. Este será el tiempo que se ajustara en el temporizador de conmutación.

Otro método consiste el ajustar un tiempo de 20 segundos y medir con una pinza amperométrica la corriente de conmutación; luego reducir el tiempo en pasos de 1 segundo y repetir la operación.

Se debe tener presente que un tiempo de conmutación muy corto genera una elevada corriente de conmutación, y de mayor duración, además de una brusca aceleración del conjunto motor-máquina accionada.

Circuito de potencia de un arranque Estrella-Triangulo por contactores: El circuito de potencia de un arranque estrella triangulo puede tener distintas combinaciones de protección. Una consiste en un guardamotor magnetotérmico como el encargado de las funciones de seccionamiento, protección contra sobrecargas y protección contra cortocircuito. La otra opción es emplear un seccionador fusible tripular como elemento de seccionamiento y protección contra cortocircuito junto con un relé térmico asociado al contactor de la línea y recorrido por la corrientes de fase del motor.

Funcionamiento: Con el circuito en reposo no tenemos ni conexión estrella ni triangulo. El contactor de línea (KML) tiene la función de evitar que los bornes U1, V1 y W1 queden con tensión cuando el motor este en reposo. Para arrancar se cierra el centro de estrella, energizándose las bobinas del contactor de estrella (KM y luego la del contactor de línea. Pasado el tiempo de conmutación se abre el centro de estrella y se cierra el contactor de triangulo (KM recibiendo el motor a partir de ese momento la tensión nominal sobre cada una de sus bobinas. Se debe enclavar eléctricamente los contactores KM y KM ya que si se produce un cierre simultaneo por quedar trabado un contactor, se produciría un cortocircuito.

Dimensionamiento de los elementos del arrancador estrella-triangulo:

Se puede usar sin cometer mayores errores una aplicación tipo AC2, ya que al elegir contactores en categoría de empleo AC3 este esta manejando en realidad corrientes de arranque 3 veces menores a las definidas por la norma de dicha categoría de empleo, por lo tanto tendrán una vida útil mayor.

Figura 36 Circuito de potencia arranque estrella-triángulo

• Arranque por autotransformador

Se aplica a motores cuya potencia nominal es mayor que 5KW. Este método de arranque consiste en conectar un autotransformador trifásico alimentando al motor con una Ve (tensión de estator) menor de Vn de tal forma que la intensidad de arranque sea la deseada. Cuando el motor alcanza las condiciones de funcionamiento se desconecta el autotransformador y se alimenta al motor a su Vn. Este proceso suele hacerse en dos o tres pasos con tensiones no inferiores al 40-60 y 75% de la tensión nominal de alimentación del motor.

Presenta inconvenientes como ser: El motor se deja de alimentar durante el cambio de una tensión a otra, aumento el tiempo de arranque.

• Arranque por Variadores de velocidad para motores asincrónicos

Variadores de velocidad (Convertidores de frecuencia):

Los convertidores de frecuencia son también llamados administradores o variadores de velocidad (siglas en ingles VSD) o administradores de frecuencia variable (VFD).

Estos administradores contienen dos partes principales:

• Una primera parte que convierte corriente alterna (50 o 60 Hz) a corriente continúa.

• Y una segunda parte que convierte la corriente continua nuevamente en alterna pero con frecuencia diferente (0 a 250 Hz para productos ABB).

Como la velocidad del motor asincrónico depende de la frecuencia se hace posible el control de velocidad a partir de la frecuencia variable de salida del administrador. Este control brinda la ventaja de poder variar la velocidad del motor en forma continua durante el funcionamiento del mismo.

En muchas aplicaciones se utilizan a los variadores de velocidad para el arranque y la parada de los motores, aunque esto implique un costo más elevado que si se utilizaran otros equipos de arranque. La ventaja del uso de variadores de velocidad radica en obtener regulación de velocidad para los motores.

Los variadores de velocidad electrónicos eliminan los siguientes inconvenientes.

• El pico de corriente en el arranque puede perturbar el funcionamiento de otros aparatos conectados a la red.

• Las sacudidas mecánicas que se producen durante el arranque y parada pueden ser inaceptables.

• Funcionamiento a velocidad constante.

Asegurando la aceleración y desaceleración progresivas, permitiendo adaptar la velocidad a las condiciones de explotación de forma muy precisa.

Figura 38 Diagrama en bloques del convertidor AC-AC

Ventajas de la utilización del variador de velocidad en el arranque de motores asincrónicos:

Las funciones que poseen los variadores son amplias y cambian según el fabricante, sin embargo algunas de estas son:

• El variador no tiene elementos móviles, ni contactos.

• La conexión del cableado es sencilla.

• Permite el arranque suave, progresivo y sin saltos.

• Tiene funciones de control para el arranque y la parada progresiva.

• Limita la corriente de arranque.

• Permite el control de rampas de aceleración y desaceleración, con tiempos regulables.

• Puede controlar y detectar la falta de fase. Protege el motor.

• Se obtiene un mayor rendimiento del motor.

Inconvenientes en la utilización del variador de velocidad en el arranque de motores asincrónicos:

• Es un sistema caro, pero rentable a largo plazo.

• Requiere del estudio de las especificaciones del fabricante

• Requiere un tiempo para la realización de la programación.

Funciones de los variadores de velocidad electrónicos durante el arranque y parada:

• Aceleración controlada: la aceleración del motor se controla mediante una rampa de aceleración lineal o en "S". Generalmente esta rampa es controlable y permite elegir el tiempo de aceleración adecuado para la aplicación.

• Desaceleración controlada: cuando se desconecta un motor su desaceleración solo depende del par resistente de la carga (desaceleración natural). Los variadores de velocidad permiten controlar la desaceleración mediante una rampa lineal o en "S", normalmente independiente de la rampa de aceleración. Esta rampa puede ajustarse de manera que se consiga pasar de la velocidad de régimen fijada a una velocidad intermedia o nula.

Además los variadores ofrecen la característica de regulación de velocidad.

Protección Integrada:

Estos equipos aseguran tanto la protección térmica de los motores como su propia protección. Entre las principales funciones de protección están las siguientes:

• Cortocircuito entre fases y entre fase y tierra.

• Sobretensiones y caídas de tensión.

• Desequilibrio de fases.

• Funcionamiento en monofásico.

• Arranque con resistencias estatóricas

Insertando resistencias en el circuito del estator se logra reducir las corrientes de arranque, trayendo como consecuencia una fuerte reducción del par motor disponible (reducción en forma cuadrática con la reducción de la tensión aplicada en bornes del motor).

• Arrancador del estator unipolar: cuando se intercala una resistencia en una de las fases, disminuye el par de arranque pero la corriente disminuye en esa fase únicamente. Este arranque se denomina KUSA (acrónimo de la denominación alemana que traducido es arranque suave para rotor en cortocircuito). Este método se emplea cuando se debe evitar un arranque brusco sin necesidad de reducir la corriente.

• Arrancador del estator tripolar: este tipo de arranque solo podrá emplearse cuando el funcionamiento se inicia con carga reducida, ya que se debe tener presente que el par de arranque disminuye la relación casi cuadrática con la reducción de la corriente de arranque.

• Arranque suave electrónico

Gracias al bajo precio y alta disponibilidad de semiconductores de potencia y microprocesadores, se ha logrado la gran utilización de convertidores. Estos no poseen elementos en movimiento por ello también se los denomina convertidores estáticos. Los convertidores estáticos mas usados son los arrancadores suaves y los convertidores de frecuencia.

En la siguiente tabla se resumen como los variadores de velocidad y arrancadores suaves solucionan los problemas mecánicos y eléctricos más comunes en los motores asincrónicos.

Principio de funcionamiento:

Los arrancadores suaves basan su funcionamiento en la reducción de la tensión de la alimentación del estator del motor durante el arranque, reduciéndose la corriente de arranque en forma proporcional y la cupla de arranque en forma cuadrática. Estos equipos presentan características diferentes a los otros métodos convencionales de arranque, ya que regulan electrónicamente el voltaje hacia el motor por medio de tiristores, o algún otro semiconductor de potencia.

Tabla 31 Comparacion arranque suave y variadores de velocidad

En otras palabras los arrancadores suaves reducen los picos de corriente que se presentan durante el arranque, mediante la inyección progresiva de tensión.

Por lo que si gradualmente el voltaje y par se incrementan se logra que el motor comience a acelerarse. Un beneficio de este método de arranque esta en poder ajustar el par de acuerdo a la necesidad.

Así como los variadores de velocidad tienen la posibilidad de parada suave también los arrancadores suaves tienen esta función logrando las mismas ventajas descritas para los variadores.

Seguidamente se observa una clasificación de arrancadores suaves, en general se utiliza en el orden dado a medida que crece la potencia del motor a arrancar.

• Arrancador suave con circuito tipo KUSA:

• Arrancador suave con circuito tipo KUSA BIPOLAR:

Estos dos esquemas generan, al igual que el sistema KUSA convencional con resistencia, una alimentación trifásica desequilibrada que da origen a un campo giratorio inverso en el estator del motor. Este campo reduce la cupla de arranque del motor y por lo tanto la cupla acelerante, suavizando el arranque desde el punto de vista mecánico. Al igual que los sistemas KUSA estos arrancadores no reducen la corriente de arranque (incluso la elevan respecto de un arranque directo sobre dos de las fases); por esto son aplicados en motores de baja potencia.

• Arrancador suave con circuito símil Resistencia Estatóricas:

Este esquema reduce en forma equilibrada la tensión de alimentación del motor generando el mismo efecto que un arranque estrella-triángulo o por autotransformador. Estos arrancadores reducen la cupla y la corriente de arranque. Reducciones obtenidas con los arrancadores suaves:

Reducción de la tensión:

Los arrancadores suaves controlan el ángulo de conducción de un par de tiristores por fase conectados en antiparalelo, es decir, reducen la tensión en bornes del motor por medio de controles con semiconductores (tiristores por ejemplo). A continuación se ve como se va incrementando la tensión sobre el motor durante el proceso de arranque.

Reducción de la corriente de arranque:

La corriente que demanda de la línea un motor de inducción para un dado deslizamiento es directamente proporcional a la tensión aplicada al estator, pues bien, cuando la tensión de alimentación se incrementa progresivamente se tiene el siguiente comportamiento de la corriente.

Reducción de la cupla de arranque:

La cupla motora que produce un motor, para un dado deslizamiento, varia con el cuadrado de la tensión aplicada al estator, por lo tanto si la tensión de alimentación se incrementa progresivamente la cupla motora se comporta como se muestra en la grafica siguiente:

Prestaciones que ofrecen los arrancadores suaves comerciales:

• 1. Ajuste del tiempo de arranque

• 2. Ajuste de la tensión inicial de arranque

• 3. Impulso de despegue o arranque (BOOST o KICK START)

• 4. Ajuste del tiempo de parada

• 5. Función limitación de corriente de arranque

• 6. Optimización del factor de potencia y ahorro de energía con marcha en vacío

• 7. Detección de corriente mínima

• 8. Protección contra sobrecargas

• 9. Parada rápida

• 10. By-Pass

• 11. Inversión de marcha

1-Ajuste del tiempo de arranque. Rampa de Aceleración:

El tiempo de arranque se define como el tiempo que tardara en subir la tensión de alimentación del motor desde el valor de la tensión inicial de arranque hasta la tensión nominal del motor. En general este tiempo puede ajustarse entre 0.5 y 60 segundos. La máxima tensión que estos equipos pueden entregarle al motor es la tensión que ellos reciben desde la red, por lo tanto el motor debe tener una tensión nominal igual a la de la red.

El tiempo de arranque se ajustará en función de cuanto se quiere suavizar el arranque desde el punto de vista mecánico. Si en cambio lo que se quiere es reducir corriente se deberá ir probando con distintas rampas y midiendo la corriente de arranque resultante. Tiempos muy cortos hacen que la tensión en el motor llegue al valor nominal cuando la velocidad es todavía baja, produciéndose altas corrientes. Si lo que se busca es reducir la corriente de arranque y este es el criterio que define el arranque, entonces se usa la función limitación de corriente que se encarga de ajustar la rampa en forma automática.

2-Ajuste de la tensión inicial de arranque:

La tensión inicial es el valor de tensión a partir del cual comienza la rampa de tensión aplicada al motor en el arranque. Este valor esta ligado con el pico inicial de arranque (corriente) y la cupla de arranque. En la práctica se debe ir probando valores crecientes de la tensión inicial hasta que la cupla motora de arranque sea capaz de vencer a la cupla resistente a velocidad cero de la maquina accionada. Así si el arranque es fácil se ajusta la tensión inicial al menor valor posible para lograr así una máxima reducción de corriente.

Los equipos traen la posibilidad de ajustar la tensión inicial entre un 30 y un 90 % de la tensión nominal del motor.

3-Impulso de despegue o arranque (BOOST o KICK START):

Cuando, según la aplicación, se requiere que el motor entregue una sobrecupla transitoria para vencer inercias y rozamientos estáticos y cuando la maquina accionada rompe inercia el requerimiento de cupla motora baja notablemente. Para que el motor se adapte a estos requerimientos y la corriente de arranque se limite (en tiempo), se aplica sobre el motor un pulso de tensión nominal de corta duración denominado BOOT o KICK START. Según el fabricante este pulso es de duración fija (100 a 200 ms) o puede ser regula do por el usuario entre 0 y 999 ms. El pico de corriente que se obtiene sobre la línea de alimentación tiene la misma duración, y el valor que alcanza es el mismo que en un arranque directo pero de menor duración.

4-Ajuste del tiempo de parada – Rampa de Desaceleración (parada progresiva):

El motor, por lo general, se desconecta en forma directa cuando se abre un contactor o interruptor. Según la carga que el motor acciona y el momento de inercia de todo el sistema de masas en movimiento, el motor gira lentamente hasta detenerse o interrumpe su movimiento abruptamente, ambos casos pueden traer inconvenientes según la aplicación. Por ejemplo para cintas transportadoras, una para muy rápida no es la mejor solución.

Por ello se recurre a una parada suave que consiste en reducir progresivamente la tensión de alimentación del motor desde el valor nominal con el cual se encontraba trabajando hasta cero. En general los equipos vienen para ajustar este parámetro entre 0 y 120 segundos. Si se ajustan tiempos cortos en un sistema motor-máquina, como por ejemplo, el accionamiento de una bomba centrífuga, que poseen una inercia muy pequeña, simplemente se dará que el sistema se detiene tiempo después de que la tensión de alimentación ha llegado a cero. En estas aplicaciones es conveniente una parada progresiva para prevenir en la instalación hidráulica posibles problemas causados por el golpe de ariete debido a la interrupción brusca del flujo de agua (se produce además de fuertes ruidos, posibles daños en las tuberías y válvulas).

Para lograr tiempos de frenado menores a los de frenado natural se recurre a la función parada rápida que algunos equipos posen y consiste en alimentar al motor con tensión continua. De esta manera se induce un campo magnético estacionario en el estator cuya reacción con el rotor en movimiento genera un fuerte par de frenado. Este freno se utiliza cuando las masas de la maquina accionada tienen una gran inercia, la parada puede ser demasiado prolongada, y así la función frenado por C.C. permite acortar el tiempo de parada.

5-Función limitación de corriente de arranque:

Cuando se desea limitar la corriente de arranque, es difícil o muy largo entrar en un proceso de prueba y error ajustando tiempos de arranque para lograr que el ritmo de crecimiento de la tensión aplicada al motor sea acompañado por el ritmo de crecimiento de la velocidad del mismo obteniendo un arranque con corriente reducida. Para solucionar este problema los equipos traen una función denominada limitación de corriente de arranque que en general puede se ajustada entre 2 In y 5 In del motor. En este modo de funcionamiento el equipo monitorea o mide la corriente que demanda el motor (con transformadores de intensidad o sensores de efecto hall) y lo compara con el valor máximo permitido ajustado por el usuario; cuando la corriente alcanza el valor limite la tensión deja de crecer y se espera a que el motor gane velocidad y baje su corriente. Cuando se detecta que la corriente comienza a bajar se vuelve a aumentar la tensión. El proceso se repite hasta que el motor llega a velocidades cercanas a la de trabajo en donde su corriente es la nominal o menor y el motor pude recibir su tensión nominal.

En los casos de arranques pesados no se podrá ajustar limitación de corriente en los valores mas bajos 2 o 3 In, ya que esto requiere poca tensión de alimentación y por lo tanto se reduce la cupla motora. Esta reducción llevara a que el motor no acelere y la corriente no baje, por lo tanto el equipo no podría seguir subiendo la tensión y el proceso de arranque no concluiría. Pasado 60 segundos actuaría las protecciones térmicas del equipo ya que el mismo no esta dimensionado para manejar en forma permanente 2 o3 In. Incluso la cantidad de arranques por hora que admita un equipo debe ser consultada en el manual. Para gran cantidad de arranques por hora se debe sobredimensionar la potencia del arrancador respecto de la potencia del motor o comparar un equipo "Heavy duty" en el cual el fabricante hace el sobre-dimensionamiento de los componentes.

6-Optimización del factor de potencia y ahorro de energía con marcha en vacío:

Cuando un motor asincrónico trabaja en vació tiene un muy bajo consumo de potencia activa (perdidas en el hierro, perdidas rotacionales y algo de perdidas en el cobre del estator), en tanto que tiene un consumo de potencia reactiva magnetizante que es el mismo que a plena carga. Esto lleva a que el factor de potencia sea de 0.15 o 0.35 aproximadamente. Veamos el triangulo de potencias para el motor en vacío y el circuito equivalente del motor en vacío.

Si se desprecia las caídas de tensión creadas por la corriente de vacío en R1 y X1 se podrá expresar a la potencia magnetizante del motor como:

Entonces, si se reduce la tensión de alimentación del motor en vació, se podrá reducir notablemente el consumo de potencia reactiva. Esto puede hacerse ya que con el motor en vacío la deducción de tensión no trae reducción de velocidad por que se pierde cupla motora pero no hay cupla resistente que frene al motor. El problema que se presenta es que la reducción de tensión se realiza recortando la señal de alimentación del motor mediante el cambio del ángulo de disparo de los tiristores y esto introduce gran cantidad de componentes armónicos en las corrientes de línea que absorbe el motor. Esto llevaría a analizar el de cada componente de corriente respecto de la tensión, y finalizaría en que el factor de potencia (cociente de potencias) no mejora demasiado en tanto que se ha introducido gran cantidad de ruido y componentes armónicos en la red.

Por otro lado la potencia activa (que es la que se cobra) disminuye si baja la corriente activa; pero e esta aplicación lo que disminuye es la corriente reactiva fundamental o de 50 Hz. Igualmente baja la corriente que atraviesa el bobinado del motor bajando algo las perdidas en el cobre del estator en vacío

El arrancador sabe cuando aplicar esta función porque mide la corriente y la compara con la nominal, lo cual le permite saber si el motor esta en carga o en vacío.

No todos los equipos traen esta función y se ejecuta solo si se configura el arrancador para este propósito.

7-Detección de corriente mínima:

Basa su funcionamiento en medir la corriente demandada por el motor y compararla contra la nominal. En caso de detectar la corriente de vacío apaga el motor (si se configuro esta función). Con esto podemos detectar un corte de una correa de transmisión por ejemplo, o la ausencia de fluido bombeado en una bomba centrifuga (que se estropea trabajando es ese estado) o de materia prima en maquinas con alimentación automática.

8-Protección contra sobrecargas:

Muchos equipos incorporan esta función aprovechando que tienen la capacidad de medir la corriente que demanda el motor de la red. Gracias a esta función se puede realizar una eficaz protección contra sobrecargas en un arranque prolongado que de otro modo requeriría puentear las protecciones durante el arranque. Para que sea efectiva esta función, se debe configurar el equipo dándole la información de cual es la corriente nominal del motor (dato que también necesita para otras funciones). Si el equipo no permite informarle cual es la corriente nominal del motor entonces se deberá utilizar un motor de igual potencia que el arrancador o de lo contrario se perderá la protección para motores menores a la capacidad nominal del arrancador. Mediante algunos cálculos matemáticos el equipo realiza un modelo térmico del motor y es capaz de reproducir la inercia térmica brindando protección en caso de excesiva cantidad de maniobras por hora y permitiendo explotar al máximo la capacidad de sobrecarga del motor. También existen protecciones térmicas internas montadas sobre los disipadores de los tiristores.

9-Parada rápida:

Cuando se necesitan tiempos de parada cortos y la inercia del sistema impide lograrlos con un frenado natural se puede recurrir a arrancadores que incorporan la función de frenado rápido por inyección de corriente continua al estator del motor. Dicha corriente continua se obtiene haciendo que en cada fase solo conduzca un tiristor y logrando así una rectificación controlada. La circulación de corriente continua en el estator del motor reemplaza al campo giratorio por un campo fijo, y cuando el rotor lo corta actúa como un generador de C.C. con el rotor en corto (jaula de ardilla) produciendo una cupla frenante. El tiempo de frenado es ajustable generalmente entre 0 y 99 segundos y la corriente inyectada puede ajustarse en algunos modelos entre 0,5 y 2,5 In. En el caso de accionar cargas de alto momento de inercia el sistema de inyección de C.C. puede resultar insuficiente para detener el motor y su carga, en tal caso los equipos dejan al motor en el estado denominado "rueda libre" ya que de seguir aplicando C.C. el calentamiento del motor seria excesivo (el frenado termina en forma natural).

10-By-Pass:

En procesos en los cuales una maquina arranca y luego pasa horas funcionando se puede puentear la etapa de potencia del arrancador (tiristores) para evitar las pérdidas de potencia motivadas por la caída de tensión en estado de conducción. De este modo se ahorra algo de energía y se prolonga la vida útil del equipo por disminuir su temperatura de trabajo. Esta función solo lo traen los equipos de media y grandes potencias y es importante aclarar que cuando se utiliza esta función se puentea el arrancador y se pierden las funciones de protección, por lo que se debe emplear un relé térmico entre la salida del by-pass y el motor. Para realizar el by-pass pasado el periodo de arranque los equipos cuentan con una salida que gobierna la bobina del contactor de by-pass.

11-Inversión de marcha:

En algunos contados casos los arrancadores suaves incorporan dos pares más de tiristores destinados a realizar la inversión de giro del motor en forma estática (sin contactores). En la siguiente figura se observa la disposición de los tiristores en la etapa de potencia de un arrancador suave con inversor de marcha.

Existen algunos fabricantes de arrancadores suaves que comercializan modelos con 6 bornes de salida en su etapa de potencia. De esta manera se puede conectar las bobinas individuales del motor a la bornera del equipo en forma individual (sin puentes de conexión estrella o triangulo en la bornera del motor); completándose la conexión triangulo dentro del equipo.

Cálculo de la etapa de potencia

Esta etapa esta dividida en tres partes, en la primera se selecciona los dispositivos semiconductores de potencia; en la segunda parte se determinan los circuitos de protección para estos semiconductores. Y por ultimo en la tercera parte se realiza el cálculo de los disipadores de potencia.

• Selección de los semiconductores

En el siguiente circuito se observa la disposición de los semiconductores en la etapa de potencia con el motor conectado en estrella.

Donde:

Para la elección de los semiconductores se conoce que el motor es pequeño según los datos anteriores, la corriente que consume no es elevada. Esto justifica el uso de triacs como semiconductor de control, además es un dispositivo que tiene la ventaja de una sola compuerta de disparo (esto no sucede con el antiparalelo de tiristores que es una solución alternativa), por lo tanto el circuito de disparo será menos complejo.

Se realizan las siguientes consideraciones para determinar la corriente y la tensión que soportara el dispositivo:

Se selecciona el dispositivo adecuado de una guía de selección de tiristores y triacs, proporcionada por G.M. Electrónica S.A. El componente elegido es el siguiente:

Figura 42 Simbolo y encapsulado del BTA26

• Protección por derivada de tensión y corriente.

• Protección derivada de tensión. Cálculo redes snubber [20]

El valor de voltaje final:

3- Determinación del capacitor del snubber y cálculo del sobrevoltaje.

Figura 44 Impedancia normalizada

• Protección por derivada de corriente [21]

Figura 45 Circuito equivalente simplificado para el motor asincronico

El circuito anterior esta compuesto por los siguientes componentes:

La relación entre la resistencia del bobinado estatorico y la resistencia presente en el rotor puede aproximarse de la siguiente manera:

El motor asincrónico es de cuatro polos, entonces se puede establecer su velocidad sincrónica en 1500 rpm. Además para condiciones nominales se tiene:

Estos valores se representan en el siguiente circuito RL, de éste se obtendrán los valores para determinar si son necesarias las protecciones.

De la simulación del circuito RL serie se tienen las graficas de tensión y corriente, y éstas son las siguientes:

Figura 47 Corriente y tensión sobre la bobina del circuito RL

• Cálculo disipador térmico

Un cuerpo que conduce una corriente eléctrica pierde parte de energía en forma de calor por efecto Joule. En el caso de los semiconductores, se manifiesta principalmente en la unión PN, y si la temperatura aumenta lo suficiente, se produce la fusión térmica de la unión, inutilizando el dispositivo. En los dispositivos de potencia, la superficie del encapsulado no es suficiente para poder evacuar adecuadamente el calor disipado. Se recurre para ello a los radiadores ("heatsinks"), que proporcionan una superficie adicional para el flujo térmico.

El calor se transmite mediante tres formas conocidas: radiación, convección y conducción. Por radiación recibimos los rayos del Sol. La radiación no necesita un medio material para propagarse, puede hacerlo a través del vacío. Todo cuerpo con una temperatura superior a los cero grados absolutos (kelvin) produce una emisión térmica por radiación. La convección es un fenómeno que atañe a fluidos, tales como el aire o el agua. Favorece la propagación del calor en estos cuerpos, que son de por sí muy buenos aislantes térmicos. Un cuerpo caliente sumergido en aire, hace que las capas próximas al mismo se calienten, lo que a su vez ocasiona una disminución de su densidad, y por esto se desplazará esta masa de aire caliente hacia estratos más elevados dentro del recinto. Inmediatamente, el "hueco" que ha dejado este aire es ocupado por aire más frío, y así se repite el ciclo, generando corrientes convectivas que facilitan el flujo térmico. Este mismo fenómeno se da en el agua, o cualquier líquido o gas. La transmisión por conducción se manifiesta más obviamente en cuerpos sólidos. Los cuerpos que son buenos conductores eléctricos, también lo son térmicos, y se explica a nivel subatómico. El cobre, la plata, níquel, aluminio, oro, etc., son excelentes conductores. Si aplicamos una llama a una barra de cobre, enseguida notaremos el calor por el extremo que lo agarramos. Este calor se ha propagado por conducción, ya que por radiación, en el caso que nos ocupa es de una magnitud despreciable. En la disipación de calor de los semiconductores, solamente consideramos los dos últimos tipos de propagación: convección y conducción.

Se puede establecer una correspondencia entre la Ley de Ohm y la propagación térmica:

Tabla 41 Analogía eléctrica a térmica

En el siguiente circuito eléctrico se observa la analogía mencionada:

Donde:

Tj: temperatura de la unión

Ta: temperatura ambiente

Rjc: resistencia térmica unión-capsula

Rcd: resistencia térmica capsula-disipador

Rda: resistencia térmica disipador-ambiente

La asociación de resistencias térmicas es igual que la asociación de resistencias. En serie, sumamos los valores de cada R, de manera que la resistencia térmica equivalente es mayor que cada una de las resistencias por separado. Lógicamente, cuanto mayor es la resistencia térmica, mayor dificultad para el flujo de calor.

Cálculo del disipador:

La mayoría de fabricantes proporcionan los datos suficientes para poder calcular el disipador que se necesita. Como punto de partida, es necesario conocer la temperatura máxima que puede alcanzar la juntura del Triac. Esta temperatura no se deberá llegar en ningún caso, para no destruir el componente.

Se tomar unos coeficientes de seguridad k, que se encuentra tabulado en función de las condiciones de trabajo del semiconductor.

• k = 0,5. Dispositivo poco caliente. Máximo margen de seguridad, pero el tamaño de la aleta refrigeradora será mayor.

• k = 0,6. Dimensión menor de la aleta refrigeradora sin que el dispositivo se caliente demasiado.

• k = 0,7. Máximo riesgo para el dispositivo, máxima economía en el tamaño de la aleta refrigeradora. Este coeficiente de seguridad exige que la aleta se sitúe en el exterior.

Se elige la condición de funcionamiento caliente, para de K=0.6, por otro lado el T jmax dado por el fabricante es de 125ºC así:

La temperatura del medio ambiente es la temperatura existente en el entorno donde está ubicado el disipador, se ha tomado Ta = 50ºC, valor elegido considerando las altas temperaturas que normalmente hay en la región.

Como se dijo en párrafos anteriores, el flujo de calor, tiene que atravesar varios medios, cada uno con diferente resistencia térmica, se tiene:

La resistencia unión-cápsula (juntura carcaza) (Rjc)

La resistencia unión-cápsula (juntura carcaza) (Rjc), depende de la construcción de la cápsula, se ilustra en tabla 4.2. Para un encapsulado tipo TO-3 (correspondiente al BTA26-600), se tiene:

De la tabla 4.2, para TOP3 se adopta Rjc = 0,6 ºC/W

Resistencia cápsula-disipador (Rcd)

La resistencia cápsula-disipador (Rcd), depende del encapsulado y del aislamiento, entre el componente y el disipador. El aislante puede ser mica, pasta de silicona u otros medios. Cada uno presenta diferente resistencia térmica.

El valor de esta resistencia térmica influye notablemente en el cálculo de la superficie y longitud que debe disponer la aleta que aplicaremos al dispositivo a refrigerar. Cuanto más baja es Rcd menor será la longitud y superficie de la aleta requerida.

De la tabla 4.3 se obtiene el valor de Rcd=0,20 ºC/W.

Considerando que cuando no sea necesario aislar el dispositivo, el tipo de contacto que más interesa es el directo más pasta de silicona (grasa siliconada), ya que presenta menor valor de Rcd y si hubiese que aislar con mica interesa montar mica más pasta de silicona ya que la Rcd es menor que si se monta solo con mica.

Por ello podemos obtener la siguiente conclusión: La mica aumenta la Rcd mientras que la pasta de silicona la disminuye y como se ha dicho cuanto más pequeña sea la Rcd menor superficie de aleta refrigeradora.

Resistencia disipador-ambiente (Rda)

Cálculo de la potencia disipada por el BTA 26-600:

De la figura 4.9, perteneciente a la hoja de dato del dispositivo, ingresando con la corriente nominal In=8,45 A, se obtiene una potencia P = 9W. Esta potencia es el caso más desfavorable, y es para el caso en que el triac conduce en ciclo completo.

Para dar margen de seguridad se toma un 25% a mas, o sea se tiene P=11,25W

Partiendo de la expresión, que resulta de resolver la malla, indicada en la fig. 4.8:

Entonces el del perfil seleccionado debe ser menor que este calculado.

Buscando en los catálogos se elige un valor menor a este resultando seleccionado el perfil de la siguiente figura:

Cálculo de un solo disipador para más de un dispositivo:

Una solución práctica y económica, es colocar en un mismo disipador dos o más dispositivos junto donde se reparta la disipación y a la vez lograr reducir considerablemente el disipador.

Se considera entonces, el caso de colocar dos triac en el mismo radiador. Se puede analizar esta situación mediante el siguiente diagrama de analogía eléctrica:

Se reduce a la mitad la Rjd porque se proporcionan dos caminos para el flujo de calor.

La asociación de resistencias térmicas se trata igual que las eléctricas, asociando series y paralelos, se llega así a obtener la figura 4.13. Partiendo nuevamente de la expresión 3.13:

El disipador que ofrece los catálogos que mas se adecua a un valor menor que el resultado obtenido es:

De esta manera podemos concluir que se logra ahorrar en disipador distribuyendo el flujo de calor entre dos triacs.

Etapa de control y resultados obtenidos en los ensayos

En el comienzo de este trabajo se abordaron los temas relacionados a los motores asincrónicos, y se hizo hincapié en el estudio de los métodos de arranque; lo expuesto en el final del capitulo 1 se puede resumir de la siguiente manera: cuando conectamos a la red eléctrica un motor asincrónico se induce una gran tensión en su rotor y debido a ésta, una elevada corriente es absorbida de la red durante cierto periodo, y esta última característica representa el principal inconveniente en la puesta en marcha de las máquinas de inducción.

En el siguiente apartado se diseña el circuito de control para lograr un arranque progresivo, inyectando tensión gradualmente sobre las bobinas del motor y evitando así los picos de corriente descritos.

Para la etapa de control de los semiconductores se resolvió utilizar circuitos eléctricos basados en el CI U2008B [22], se trata de un controlador de ángulo de fase para aplicaciones monofásicas. La utilización de este CI presenta varias ventajas así como ciertas desventajas, entre las últimas se puede citar la poca información disponible sobre su funcionamiento. Por lo tanto se realizaron ensayos para poder comprender el comportamiento correcto del CI; además se debió solucionar el problema que representa tener carga trifásica y no monofásica.

• Desarrollo

En la fig. 5.1 se describe el diagrama en bloques que constituye al sistema de arranque electrónico desarrollado:

Consideraciones para el disparo de los triacs:

La conexión de los triacs para su disparo es la que se observa en la figura 5.2, de esta manera trabaja en el segundo y tercer cuadrante, que debido a las características constructivas son más sensibles para el cebado. En esta oportunidad se descarta disparar en el cuarto cuadrante por tener sensibilidad reducida.

Esta característica también se puede observar en el TRIAC BTA25 que es el que se utilizará para el arranque del motor trifásico de 5HP según se proyecto en el capitulo dedicado a la etapa de potencia.

Para disparar el BTA25 se necesita IGT=50mA para los primeros tres cuadrante y se necesita el doble de corriente IGT=100mA para disparar en el cuarto cuadrante.

En los siguientes ensayos se utilizo un transformador de aislamiento 1:1 para tener protección.

• Ensayos sobre los prototipos monofásicos

1- El circuito ensayado es el mostrado en la figura 5.3. Se alimento al CI con tensión de la red como el fabricante propone en el circuito de la hoja de datos [22] figura 2.2. Se uso como carga una lámpara incandescente común, para poder observar con cierta facilidad el cambio en la corriente a través de modificaciones en la luminosidad. El valor de tensión de línea utilizado fue de 220 V.

Hipótesis: el circuito propuesto por el fabricante se debe modificar por varias razones. Primero porque el CI utilizado fue diseñado básicamente para el control de fase de cargas monofásico. Es este trabajo se pretende utiliza una carga industrial trifásica.

Se calibro primeramente R8, ángulo de conducción mínima, que me determina una mínima corriente que circula por la carga cuando el ángulo de disparo es máximo. Con P1 variamos el encendido, es decir la rampa de encendido, para hacer que la lámpara se encienda con mayor o menor luminosidad.

Se comprobó que variando P1, se modifica un valor de tensión continua que representa el nivel de "set point"; además la luminosidad final de la lámpara es limitada por el valor de "seteo" de R8.

2- El segundo circuito ensayado fue el mismo que el visto anteriormente modificando la conexión de la carga, ubicándose entre terminal T1 del triac y neutro como se observa en la figura 4.4. Con la obtención de resultados no esperados, dejando aparentemente de funcionar el CI.

3- En el siguiente ensayo se cambió los valores del Capacitor de Soft Start, con el objetivo de poder encontrar el punto óptimo de encendido de la lámpara. En otras palabras en esta experiencia se buscó la capacidad que encienda lentamente la carga, el fabricante indica que para valores mas pequeños de capacidad el encendido es mas suave (ver figura 4.5, C5 = C1).

Los siguientes pasos se realizaron en el ensayo:

Los resultados fueron satisfactorios.

Conclusiones de los ensayos:

Con P1 al máximo valor tenemos un ángulo de disparo mínimo y por lo tanto la lámpara esta apagada, la tensión medida en el P1 para este caso fue de V set point: VP1=15.8 V que es idéntica a la tensión de alimentación del CI VS=15.8V.

Hasta ahora con lo experimentado se consiguió obtener un arranque suave, se controla el ángulo de disparo mediante la comparación de una rampa de tensión con un valor de continua que es el set point.

4- Se analizo si es posible variar el tiempo de arranque colocando una resistencia variable en serie con el C1, como se observa en la figura 5.6:

Teniendo en cuenta la ecuación de la recta para el control por rampa:

Con Px=100K el foco tiene un encendido rápido

Pin1 abierto, soft start no funciona.

Con Px=0K igual que sin conectar la resistencia, por ende funciona el "soft start".

Con Px=6.5K o Px=14K, casi sin efecto, es decir, comportamiento análogo a el caso de Px=0K. Funciona el soft start.

Con Px=25K enciende mas rápido.

Como conclusión pudimos obtener que colocando una resistencia en serie con el C1 no afecta el tiempo de arranque.

5- Se separo la parte de control de la parte de potencia colocando una fuente de alimentación y no la tensión de línea. Teniendo presente que el terminal 7 de sincronización debe ser alimentado por la línea para un correcto funcionamiento del CI. Además en este "pin" se pueden conectar dos diodos zener, como indica el fabricante [22] para suprimir el redisparado automático y la compensación del voltaje de red (Figura 4.7).

Calculo de la resistencia limitadora:

Del circuito original la corriente que circula por el integrado es:

En estas condiciones se obtuvo un funcionamiento de soft start como se esperaba, y con una tensión de alimentación mas segura para el CI.

• Se procedió a probar el funcionamiento con fuente externa con puente de onda completa y utilizando un regulador de voltaje 7815.

A pesar que el fabricante no recomendaba esta forma de alimentación, sin aclarar el motivo, se han obtenido buenos resultados en los ensayos, esto es bueno desde el punto de vista que se puede alimentar al integrado con una fuente externa, teniendo la posibilidad de este modo de separar la parte de potencia de la parte de control.

• Ensayo sobre el prototipo monofásico modificado

El U2008B muestra dos funciones muy útiles para el control de motores:

• i) Modo de arranque suave "soft start" en lazo abierto

• ii) Modo de control por sensado de corriente de carga

Ambas opciones son mutuamente exclusivas ya que utilizan el mismo terminal del integrado para su configuración. En la figura 5.10 se muestra el circuito ensayado, donde la carga esta constituida por un motor de corriente alterna en paralelo con una lámpara.

En la figura 5.11 observamos el prototipo ensayado, y el trafo de aislación citado anteriormente se muestra en la misma figura.

Las conclusiones obtenidas son las siguientes:

a) Monitoreo de tensión interna para contrarrestar cambios bruscos de tensión (terminal 7).

b) El comportamiento en la modalidad "soft start" se modifica cambiando los valores de capacidad, logrando con esto tiempos de encendido distintos.

c) El ángulo de fase del pulso de disparo se obtiene por comparación entre la rampa de tensión V2, en el terminal 2, y la tensión de control del terminal 3. Además la pendiente de la rampa se determina por el valor del capacitor C3 y la corriente de carga del mismo que se ajusta por medio del potenciómetro P2.

d) La tensión de control tiene un rango activo de -7,5V, cuando el ángulo de fase es máximo (corriente nula sobre la carga), a -0,1V con un ángulo de fase mínimo. El rango especificado en la hoja de datos es -9V a -2V, se utilizo un circuito de ensayo bajo condiciones distintas a esto se le atribuye el cambio en el rango de trabajo.

e) Se debe considerar la sincronización con la red eléctrica, sobretodo al aplicar una fuente externa que no es recomendada por el fabricante.

Con el osciloscopio se corroboraron las formas de ondas de disparo en la puerta del triac y la tensión sobre la carga. (Figuras 5.12 y 5.13).

Como último laboratorio se realizo lo siguiente: en paralelo a la lámpara se conectó un taladro de mano (Figura 5.14). Observándose como resultado un encendido suave comparándolo con el encendido brusco que se obtenía conectando el taladro directamente a la red.

Hasta ahora los ensayos y estudios se realizaron tomando el circuito de control para ángulo de disparo del U2008B con cargas monofásicas, obteniéndose óptimos resultados en todas las experiencias, a continuación se desarrollan los ensayos realizados sobre el circuito trifásico.

• Ensayos sobre el prototipo trifásico

Se procedió a diseñar y construir el prototipo para controlar el arranque de un motor trifásico asincrónico tomando como base el circuito monofásico ensayado con anterioridad.

En la figura 5.16 se muestra el circuito para el control trifásico, en este esquema la principal incorporación radica en el C4 que el fabricante no especifica conectar (entre -VS y el punto medio del "preset" R4 utilizado para control de tensión) , pero por medio de investigaciones realizadas sobre la nota experimental del U2008B (ver Anexo 2) y circuitos de disparos que usan TCA 785 se concluyo que se debe utilizar un capacitor para lograr un retardo en la rampa de tensión, este retardo es necesario cuando se tiene cargas inductivas como la que se propone controlar en esta oportunidad. Además de lograr un mejor funcionamiento para controlar carga inductiva, se extienden los tiempos de encendido "soft start" para cada valor de capacitor en el terminal 1.

También se intento alimentar desde una única fuente a los tres C.I. del esquema trifásico, sin embargo el desempeño del prototipo no fue satisfactorio. Por lo tanto, se realizó la alimentación individual para cada C.I. desde su fase correspondiente, logrando el circuito final de la figura 5.17 que tuvo un buen funcionamiento. Además en paralelo a los triacs del circuito de potencia deben conectarse las redes snubber para protección de los semiconductores, en este esquema se omitieron tales redes ya que la potencia de la carga no lo requiere. En el capítulo 3 se estudiaron los circuitos necesarios para protección.

Se conectaron en paralelo con las bobinas del motor cargas resistivas (lámparas incandescentes), para visualizar mejor los efectos del "soft start". Los resultados obtenidos fueron satisfactorios logrando un control trifásico "muy simple" para el arranque progresivo del motor asíncrono. Sin embargo el funcionamiento presentaba un inconveniente, existía una diferente conmutación de fase, es decir, cuando se realiza la conexión arrancan las fases del motor y las lámparas en diferentes tiempos. Este inconveniente se soluciono, a costa de encarecer un poco el circuito; mediante la inserción de un control de rampa independiente R6, R12 y R16 para cada integrado.

Lo que hace muy simple a este dispositivo es contar con un único control de pedestal, situado en el circuito "master", para las tres fases ("preset" P1, tensión en el terminal 3, V3). En la figura 5.19 se muestran distintos valores para la tensión en el terminal 3 (V3) y las distintas rampas ajustadas con el "preset" del terminal 6.

En la figura 5.19 se observa la conexión del dispositivo al motor trifásico.

La conexión del motor que se realizó fue en estrella, ya que para un correcto funcionamiento es necesario contar con el neutro usado como referencia. La conexión efectuada se observa en la figura 5.21, donde logramos obtener el centro estrella cuando los tres triacs se encuentran conduciendo. Una ves que el motor toma la velocidad de régimen es necesario quitar la energía de las tres fases para la parada de la máquina.

Cada circuito de control se encuentra entre una línea y el conductor neutro, una vez que termina el periodo de arranque el neutro puede desconectarse.

El equipo desarrollado presenta buenas prestaciones, que se confirmaron con los ensayos de laboratorio realizados, y cuyos resultados se describen a continuación:

Una vez concluido el ensayo sobre el prototipo trifásico se realizo el arranque directo del motor (este pudo realizarse sin inconvenientes por que el motor ensayado es de baja potencia) para poder comparar su desempeño con el logrado mediante arranque progresivo, se utilizo una punta de corriente para medir la intensidad en una de las fases y se la visualizó por medio de un osciloscopio digital con los resultados de las figuras 5.26. En estas gráficas se contrasta el funcionamiento del motor en el régimen transitorio observándose lo siguiente:

Para el arranque directo al conectar el motor a la red eléctrica la corriente pasa de 0A hasta un pico de 3 A en un corto período de tiempo figura 5.26b, mientras que para el arranque progresivo este pico de corriente no existe, por el contrario la corriente aumenta gradualmente hasta un pico aproximado de 2 A figura 5.26a. Y para ambos casos luego del período transitorio de arranque se tiene un régimen permanente similar, con una corriente nominal de 1 A, valor especificado en la placa del motor para una conexión en estrella.

Además de tener un buen funcionamiento el prototipo trifásico posee como una característica adicional que esta construido sin la utilización de microcontroladores, lo que facilita el mantenimiento del sistema y lo hace ideal para aplicaciones en lugares poco accesibles, y que en caso de avería necesiten un mantenimiento rápido.

Conclusiones Generales

En las PCH que operan en forma aislada de la red eléctrica comercial resulta difícil realizar el control de tensión. Además el sistema de generación presenta otro inconveniente, cuando se produce la pérdida de excitación debido a la conexión de una carga cuya corriente de inserción tiene picos importantes.

El sistema implementado evita la sobrecorriente, aplicando tensión progresivamente a la carga. Cabe aclarar que el control es realizado en el arranque y no es necesario incorporar algún tipo de frenado, debido a la inercia que presenta el propio sistema se logra un frenado natural. Para la realización de los circuitos se consideraron los requerimientos de la tecnología apropiada relacionada con los micro emprendimientos mencionados. Logrando un producto final de bajo costo, buena confiabilidad y con disponibilidad de componentes.

En el diseño de la etapa de potencia fue importante elegir la topología adecuada para realizar el arranque progresivo que cumpla con las especificaciones. También se debe destacar la relevancia que tiene seleccionar correctamente los semiconductores, en este caso se concluye que los triacs utilizados presentan circuitos de disparo simples. Además se justifica su empleo debido a que la potencia en juego es baja.

Una vez determinados los semiconductores deben considerarse las protecciones, calcular la red RC (red snubber) para evitar disparos no deseados y analizar la utilización, o no, de bobinas que impiden la destrucción de los triacs por crecimientos rápidos de corriente. En esta ocasión se obtuvieron por cálculo los valores necesarios para la red snubber y del análisis del circuito de carga se concluyó que no era necesario el uso de bobinas en serie, debido a la carga altamente inductiva.

En todo circuito de potencia es importante calcular el disipador térmico, realizando el cálculo se logro justificar el uso de un solo disipador para los tres dispositivos de potencia. Se alcanzó este resultado analizando el circuito eléctrico (análogo al circuito térmico) que considera tres fuentes de calor. Concluyendo que se obtiene un disipador de menor tamaño respecto de considerar un conjunto de tres disipadores individuales uno para cada dispositivo, lográndose un equipo más compacto y además una disminución de costos.

El sistema implementado cuenta con una etapa de control realizada a partir de circuitos integrados U2008b. Se trata de un controlador por ángulo de fase, que posee una función de Soft Start la cual fue utilizada para obtener el arranque progresivo.

Se implementaron dos prototipos monofásicos, los cuales fueron ensayados en el laboratorio. Los resultados obtenidos se describen a continuación: del primero se elaboraron conclusiones preliminares acerca del funcionamiento del C.I., las principales conclusiones fueron las siguientes:

• Función soft start configurable por capacitor.

• Control del ángulo de disparo por rampa ajustable.

• Ajuste del ángulo de conducción máximo.

El segundo aporte en este proyecto fue un prototipo tipo didáctico, que permite ampliar las conclusiones obtenidas respecto al primer ensayo. Además de dejar abierta la inquietud de seguir investigando, para sacar provecho al modo de sensado de corriente. Esta es una función mutuamente exclusiva, en otras palabras, usa el mismo terminal que el del modo soft Start.

Las conclusiones sobre este prototipo son las detalladas a continuación:

• Monitoreo interno de tensión para contrarrestar cambios bruscos de tensión.

• La modificación de los valores de capacidad logran cambios de duración del encendido.

• Los pulsos de disparo se generan a partir de la comparación de una rampa de tensión (generada por una red RC) y un nivel de tensión continua (set point).

• El circuito tiene un rango acotado de tensiones de control para el funcionamiento. Se establecieron los niveles mínimo y máximo de dicho rango en -7,5 V y -0,1 V respectivamente.

• Al circuito básico se adicionó un componente (C4) que retarda la rampa de tensión y como consecuencia se obtienen tiempos de encendido mas prolongados. Esta conclusión es importante cuando alimentamos cargas inductivas.

• Los tiempos de encendido logrados con la incorporación mencionada, tuvieron valores máximos cercanos a los 15 segundos. Se concluye que para capacidades mayores el lapso de encendido se incrementa.

• El C.I. posee un terminal de sincronismo que no debe pasarse por alto para evitar funcionamientos incorrectos.

• Si bien el fabricante no recomienda conectar fuentes externas, se probaron con distintas configuraciones (rectificador de onda completa, rectificador de media onda y con regulador 7815), teniéndose resultados satisfactorios, presentándose de esta manera otras posibilidades de alimentación.

Estos prototipos obtenidos anteriormente fueron calibrados y probados para arrancar un taladro de manos dando como resultado un arranque lento, donde se comprobó la ausencia de un encendido brusco del aparato.