Un controlador de voltaje , también llamado controlador de voltaje de CA o regulador de CA es un módulo electrónico basado en tiristores , TRIAC , SCR o IGBT , que convierte un voltaje fijo y una fuente de entrada eléctrica de corriente alterna (CA) de frecuencia fija para obtener un voltaje variable en la salida. entregado a una carga resistiva . Esta salida de voltaje variada se utiliza para atenuar las luces de la calle , variar las temperaturas de calefacción en los hogares o la industria, controlar la velocidad de los ventiladores y las bobinadoras.y muchas otras aplicaciones, de manera similar a un autotransformador . [1] [2] Los módulos de controlador de voltaje pertenecen al ámbito de la electrónica de potencia. Debido a que requieren poco mantenimiento y son muy eficientes, los controladores de voltaje han reemplazado en gran medida a módulos tales como amplificadores magnéticos y reactores saturables en el uso industrial. [2]
Modos de operacion
Los controladores de voltaje funcionan de dos formas diferentes; ya sea mediante "control de encendido y apagado" o mediante "control de fase". [3] [4] [5]
Control de encendido y apagado
En un controlador de encendido y apagado, los tiristores se utilizan para encender los circuitos durante unos pocos ciclos de voltaje y apagarlos durante ciertos ciclos, alterando así el valor de voltaje RMS total de la salida y actuando como un interruptor de CA de alta velocidad. La conmutación rápida da como resultado artefactos de distorsión de alta frecuencia que pueden causar un aumento de temperatura y pueden provocar interferencias en dispositivos electrónicos cercanos. [2] [4] Estos diseños no son prácticos excepto en aplicaciones de baja potencia. [6]
Control de ángulo de fase
En el control del ángulo de fase, los tiristores se utilizan para reducir a la mitad el ciclo de voltaje durante la entrada. Al controlar el ángulo de fase o el ángulo de disparo, se puede variar el voltaje RMS de salida de la carga. El tiristor se enciende para cada medio ciclo y se apaga para cada medio ciclo restante. El ángulo de fase es la posición en la que se enciende el tiristor. Los TRIAC se utilizan a menudo en lugar de tiristores para realizar la misma función para una mejor eficiencia. [7] Si la carga es una combinación de resistencia e inductancia, el ciclo de corriente se retrasa con respecto al ciclo de voltaje, disminuyendo la salida de potencia general. [6]
Tipos de controladores de voltaje
Básicamente, existen dos tipos de controladores de voltaje: controladores de voltaje monofásicos que controlan un voltaje de 230 rms, fuente de alimentación de 50 a 60 Hz, y controladores de voltaje trifásicos que controlan un voltaje de 400 rms, fuente de alimentación de 50 a 60 Hz (según la país). [8]
Restricciones de uso
Los controladores de voltaje solo se utilizan en determinadas condiciones: [9]
- Tiene que haber una carga para que funcione un controlador de voltaje: dado que los controladores de voltaje usan tiristores para variar el voltaje, necesitan algún tipo de carga resistiva al final para funcionar.
- La potencia total se reduce por cualquier componente inductivo de la carga resistiva. [6]
- La carga debe ser de par creciente por naturaleza: los controladores de voltaje pueden alterar la velocidad de un motor al alterar el voltaje de entrada, pero el motor debe tener una carga de par creciente (por ejemplo, ventiladores industriales, bobinadoras ). Los controladores de voltaje no son adecuados para una aplicación de par constante. Un ejemplo de una aplicación de par creciente sería una máquina bobinadora de alambre: la carga inicial es casi nula ya que no hay alambre enrollado al principio, con el tiempo el alambre enrollado aumenta, aumentando así el par (la fuerza necesaria para girar el bobinado) proporcionalmente. Un controlador de voltaje sería adecuado aquí para aumentar o disminuir la velocidad de la máquina bobinadora. [7]
- El par de arranque debe ser bajo: el motor conectado al controlador de voltaje generalmente nunca se arranca con un par de arranque alto (o un arranque cargado); suministrar un voltaje bajo a un motor con una carga alta puede calentar el motor y quemar sus bobinados (por ejemplo, al intentar arrancar un motor que está conectado a una trituradora de piedras que está llena de piedras). [7]
Aplicaciones
- Circuitos de atenuación de luz para alumbrado público
- Calefacción industrial y doméstica
- Calentamiento por inducción
- transformador de cambio de toma
- Control de velocidad de motores (par variable)
- control de velocidad de bobinadoras, ventiladores
- Controles magnéticos de CA [10]
Ver también
- Regulador de intensidad
- Arrancador suave del motor
- Frenado por inyección de CC
- Modulación del vector espacial
- Compresor de aire de velocidad variable
- Control vectorial (motor)
- Controlador del motor
- Unidad de velocidad ajustable
- Control de velocidad electrónico
- Unidad de frecuencia variable
- Accionamiento por tiristor
- Sección de arranque de motor de CC del motor eléctrico
Referencias
- ^ Andrzej M. Trzynadlowski (2010). Introducción a la electrónica de potencia moderna . John Wiley e hijos. págs. 190–220.
- ^ a b c Sachin S. Sharma (2008). Electrónica de potencia . Medios de cortafuegos. pag. 177. ISBN 9788131803509.
- ^ Andrzej M. Trzynadlowski (2010). Introducción a la electrónica de potencia moderna . John Wiley e hijos. pag. 197].
- ^ a b Issa Batarseh, "Circuitos electrónicos de potencia" por John Wiley, 2003
- ^ Trzynadlowski, Andrzej M (15 de marzo de 2010). Introducción a la electrónica de potencia moderna . ISBN 9780470401033.
- ^ a b c Rashid, MH (2010). Manual de electrónica de potencia: Manual de dispositivos, circuitos y aplicaciones . Prensa académica (3 ed.). Elsevier. págs. 488–490. ISBN 978-0123820365.
- ^ a b c Controladores de voltaje: LEKTROMIK K3 | KK3 | KIMODUL DLS
- ^ "Microsoft PowerPoint - PE_CH5.ppt" (PDF) . Consultado el 8 de noviembre de 2012 .
- ^ Bellman, Wilard F. (2001). ILUMINANDO EL ESCENARIO: Arte y práctica, tercera edición , capítulo 4 - La consola de control , Broadway Press, Inc., Louisville Kentucky, ISBN 0-911747-40-0
- ^ "Ventiladores para instalaciones de edificios y sistemas industriales" . Kimo.de. 2012-02-28 . Consultado el 8 de noviembre de 2012 .