Control motores mediante triac (carga inductiva)
 

Publicado: Lun Jun 26, 2006 3:06 pm


Hola, a ver si me podeis ayudar:

Tengo un motor AC 220V controlado por un triac (TIC226) y un optoacoplador. El problema es que como no se las caracteristicas del motor no puedo calcular el circuito de desacoplo de una carga inductiva (el motor) y el triac se funde a los 2 min. de funcionamiento. El consumo del motor es < 200W.

Bueno creo que se funde por eso, el circuito es muy sencillo y lo he repasado 100 veces.

¿Hay alguna manera sencilla de medir la inductancia del motor?

Saludos y gracias.

al9

Has probado a colocarlo en un disipador más grande??

Has probado a colocar un triac que soporte más corriente??

Con un consumo de 200 W (no llega a 1 Amperio) cualquier triac que soporte 600 V y 8 Amperios seria más que suficiente.

[url]http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/20138/POINN/TIC226.html[/url]

Puedes obtenerla a partir de realizar un ensayo en vacío del motor, lo que ignoro es si para esas potneicas tendrás aparatos suficientes (voltímetro, amperímetro y vatímetro).

En vacío la corriente total está descompuesta fasorialmente en corriente activa y reactiva, si averiguas la reactiva, tendrás la inductancia equivalente.

La resistencia por perdidas en el hierro = tensión ^2 / potencia en vacío =Rfe
La intensidad de vacio activa = tensión/Rfe = Ioa
la corriente reactiva = raiz cuadrada (Io^2 - Ioa^2)= Iom
la reactancia magnetizante = tensión/Iom = Xm es la que provoca el campo magnético, su orden de magnitud es unas 10 veces mayor que la siguiente (creo que puedes omitir su calculo (la de la Xc1))

Si la que qieres obtener es la reactancia que provoca los flujos de dispersión, deberás hacer un ensayo en cortocircuito, en ella puedes obtener Xc1.

Lo siento pero eso es lo que hay.

Saludos y espero que te sirva.

Paco31, no es cuestión de potencias ya que apenas se calienta el triac.

alkrata: si va por ahi la cosa, he de hacer un ensayo del motor, pero sólo dispongo de un polímetro y asi no puedo medir la corriente reactiva. Me pueden dejar un osciloscopio si es necesario, pero me has de dar más pistas de cómo hacer la prueba. No entiendo mucho tus fórmulas: ya con lo de "potencia en vacio" no se a que te refieres, y la "tensión" supongo 220VAC...

A ver se me ocurre que con el osciloscopio y una resistencia en serie, midiendo la tensión de esta, y la total, puedo calcular el ángulo de desfase tensión-intensidad, con este valor cómo calculo la impedancia?

gracias

Hola:

No tengo mucho tiempo ahora, a ver si puedo más tarde, pero te adelanto que efectivamente no casca por potencia, sino por el pico de voltaje que produce el instantáneo corte del triac. Para evitar eso , más que una cuestión de filtros, es cuestión de usar un triac que lo aguante. Busca "snubberless triac" Ese que usas ya lo es, creo, pero lo de snubberless es que est`´a preparado para cargas inductivas. Hay circuitos que, además, esperan a un paso por cero para conmutar . En fin, busca algo de teoría al respecto. Luego intento mirarte lo que yo busqué para un proyecto parecido..

Saludos!

Hola otra vez..

Insisto en que lo que hace que casque es el pico que se produce al conmutar , si la conmutación se produce cuando la intensidad es alta, una carga inductiva intenta mantener la intensidad generando un voltaje inverso muy elevado. Ese pico se está cargando tu triac, fijo.

Si lo que haces es encender/apagar el motor, con usar un optoacoplador con detector de paso por cero (que espera a un paso por cero para cortar /conectar) te valdría . Mira el datasheet del MOC3041, 3042 o 3043, que viene hasta un esquema que he probado personalmente.

Pero si lo que haces es regular la intensidad como se hace con las bombillas (por corte el un determinado momento de cada ciclo), lo del paso por cero no aplica, ya que precisamente el punto de corte es variable.

En ese caso, prueba con un filtro RC que se "chupe" el pico En el esquema del MOC ponen un RC de39 Ohm y 0.01 uF (yo diría que de 1000 V) en paralelo con el triac para proteger a éste del "chispazo" .

Para saber si ese pico se produce, y a cuantos voltios llega, igual te valga el osciloscopio, si lo pones en sicronismo/trigger por nivel no automático y ajustas éste opor encima o debajo de los 220V Si sigue "disparando" la traza en el punto de la conmutación es que el pico existe. Es tan corto que no lo verás apenas en pantalla pero en dunción de cuanto tienes que mover el nivel de trigger te puedes hacer una idea.

Saludos!

Perfecto jmam2, creo que has centrado bien el problema. Intento apagar/encender el motor, no regular la velocidad. Es al desactivar el motor cuando debe cascar el triac. Te confirmo que uso el MOC3041 y el circuito de desacople RC que indicas, lo que pasa que este es un circuito aproximado que ha de ajustarse a la carga.

He buscado snubberless triacs y he encontrado un par de modelos (a ver si en la tienda los encuentro..) y probare con ellos. Se dice que no es necesario con estos triacs el circuito RC de desacoplo, pero de todas formas intentaré conocer la impedancia para ajustarlo mas.

Ya os contaré.
Gracias.

Vacio o corto
 

Si sigues interesado sólo es necesario:

voltímetro (vale el polimetro) V
amperimetro (vale el polimnetro) I
vatímetro para medir la potencia activa;

Con el método que dices del osciloscopio con la resistencia en serie, sirve para medir la corriente (indirectamente) y el desfase entre tensión y la corriente. Te hace falta el vatímetro.

Saludos

Calculos
 

Bueeeno he cogido el osciloscopio y he hecho unos calculos:

Conectando una resistencia en serie de 4,7ohms con el motor, podemos medir:

VAC = 231vac
Vresist = 3,6Vac
f= 50Hz
Angulo de desfase corriente/intensidad a = 12,6º

La intensidad es:

3,6Vac/4,7ohms =0,766 Aac

Entonces la impedancia es:

Z=231Vac/0,766Aac = 301 ohms

Y la parte inductiva de esta impedancia:

Xl= 301 * Sen 12,6º = 65,44 ohms

Y si despejamos la L de:

Xl=2*pi*f*L

L=Xl/(2*pi*f) = 65,44/(2*3.14*50) = 200 mH

---------------------------------------------------
Asi que para calcular R y C he encontrado una nota de fairchild HTTP:\\[url]www.fairchild-direct.com/an/AN/AN-3004.pdf[/url] , según pag-6 para calcular el circuito de desacoplo por el metodo resonante:

La caracteristica del TIC226 dV/dt son 100v/us

fr=(dV/dt) / (2*pi*Vpico)

fr= 100v/us / (2*3,14*300v) = 53KHz

El condensador es:

C = 1 / (2*pi*fr)^2*L

C = 1 / (2*3,14*53KHz)^2*200mH = 45nF

Y la R:

R= sqr(L/C) = sqr (200mH/45nF) = 66Kohms

--------------------------------------------------------------------
Hecho todo esto y considerando no haberme equivocao, unas reflexiones:

El condensador no dista mucho de lo que tenia, pero R la veo muy grande. El método para calcular R es un poco a ojo (según AN-3004). No se, a lo mejor este método no es correcto del todo... además habiendo probado un condensador de 10nF y la R de 39 y
habiendo petao.. no se si con 45nF,66K va a ir mejor...
¿Hay otro método mejor para calcular el circuito de desacoplo de R y C ?
Saludos y gracias.

Noooooo
 

Al obtener la impedancia, has obtenido la impedancia equivalente de Thevenin, vista desde los terminales de ensayo, o sea, la impedancia que obtinees es: Z = raiz ( (4,7+R)^2 + Xl^2)., y tú has metido la de ensayo de 4,7 dentro de todas juntas, debes separarla.

[QUOTE=al9]Bueeeno he cogido el osciloscopio y he hecho unos calculos:

Conectando una resistencia en serie de 4,7ohms con el motor, podemos medir:

VAC = 231vac
Vresist = 3,6Vac
f= 50Hz
Angulo de desfase corriente/intensidad a = 12,6º

La intensidad es:

3,6Vac/4,7ohms =0,766 Aac OK

Entonces la impedancia es:

Z=231Vac/0,766Aac = 301 ohms OK

Y la parte inductiva de esta impedancia:

Xl= 301 * Sen 12,6º = 65,44 ohms OK

Y si despejamos la L de:

Xl=2*pi*f*L

L=Xl/(2*pi*f) = 65,44/(2*3.14*50) = 200 mH OK

---------------------------------------------------
Asi que para calcular R y C he encontrado una nota de fairchild HTTP:\\[url]www.fairchild-direct.com/an/AN/AN-3004.pdf[/url] , según pag-6 para calcular el circuito de desacoplo por el metodo resonante:

La caracteristica del TIC226 dV/dt son 100v/us

fr=(dV/dt) / (2*pi*Vpico)

fr= 100v/us / (2*3,14*300v) = 53KHz (no me salen los numeros)
fr= 100v/us / (2*pi*(2*raiz(2)*231v)) = xx KHz
la tensión de pico es 2 por raiz de 2 por la tensión eficaz
los us ¿soin microsengundos?
El condensador es:

C = 1 / (2*pi*fr)^2*L

C = 1 / (2*3,14*53KHz)^2*200mH = 45nF

Y la R:

R= sqr(L/C) = sqr (200mH/45nF) = 66Kohms

--------------------------------------------------------------------
Hecho todo esto y considerando no haberme equivocao, unas reflexiones:

El condensador no dista mucho de lo que tenia, pero R la veo muy grande. El método para calcular R es un poco a ojo (según AN-3004). No se, a lo mejor este método no es correcto del todo... además habiendo probado un condensador de 10nF y la R de 39 y
habiendo petao.. no se si con 45nF,66K va a ir mejor...
¿Hay otro método mejor para calcular el circuito de desacoplo de R y C ?
Saludos y gracias.[/QUOTE]

En esta parte creo que lo has convertido en un circuito resonante (la parte imaginaria es nula) Xl = Xc; wL=1/wC; C=1/(w^2 L) lo que has hecho.

Pero la resistencia está mal calculada.

Hola
(joer cómo se lia esto..)
Bueno he encontrado este otro documento que explica mejor el problema:
http://www.st.com/stonline/products/...re/an/6785.pdf
En este se indican 2 maneras para calcularlo, lo que las fórmulas son muy parecidas a las del post. La única diferencia es que en una se utiliza la característica del triac dV/dt y en otra (dV/dt)c. No entiendo muy bien que es esta última..

Referente al post y a los cálculos: Alkrata, no te he entendido en lo del cálculo de la impedancia.. a lo mejor he despreciado la resistencia de 4,7?
El método es por circuito resonante, por eso se iguala la parte capacitiva e inductiva.
La fr esta bien, son microsegundos, aparte en el doc hay un ejemplo con un dV/dt de 50 y salen 27KHz..


Por otro lado para ahorrarme estas monsergas he estado buacando los famosos "snubberless triacs" que evitan poner el circuito de desacoplo. Lo que en las tiendas no he conseguido encontrar ninguno. Son los BTB06-600BW (la clave esta en la "w") y los BTA204-800 de philips, o como los llaman en philips, "triacs de 3 cuadrantes".

A ver que sale de esto....
Gracias.

al9 mira los dos post anteriores con detenimiento, creo que está muy bien explicada la resistencia; si entiendes el teorema de Thevenin, lo verás enseguida.

Respecto al (dV/dt)c por lo que he deducido del documento indicado, significa la variación de la tensión respecto al tiempo, para un delta optimizado de 0,18 gracias a la capacidad c (es la traducción literal de la última página) pero las variaciones que tomas están indicadas de forma capacitiva.

Saludos y seguimos.

SOLUCIONADO!
 

Hola!.
Recupero este post para deciros que ya me funciona el montaje.
Primero, he eliminado uno de los condensadores que era de 250V y podia estar causándome problemas.
Segundo, he puesto unos triacs "snuberless", preparados para cargas inductivas.

Con estos arreglos, he hecho unas pruebas y todo va ok!

Gracias otra vez por la ayuda y espero que le sirva tambien a alguno.

Enhorabuena por la solución y por comentarla.