DETECTOR DE CRUCE POR CERO

DETECTOR DE CRUCE POR CERO –COMPARADOR

OBJETIVOS: Comprender le método de disparo de tiristores por voltaje cero Comprender el funcionamiento del circuito que se presenta para esta practica Calcular los parámetros del circuito con base en las condiciones de funcionamiento requeridas.

INTRODUCCION

En un circuito de potencia , al ser encendido o apagado se generan componentes de alta frecuencia que causan problemas de interferencia electromagnética y pueden dañar gravemente nuestro equipo, se a comprobado que circuitos de corriente alterna de propósito general producen interferencia magnética mínima cuando se energizan o se desactivan justo cuando el voltaje es cero, para disparar el tiristor cuando el voltaje a través de el es cero se requiere de un circuito especial de disparo que es un detector de cruce por cero, existen diferentes circuitos que cumplen estas condiciones. La norma nema W-2 estable que para la influencia electromagnética sea mínima se debe asegurar que el disparo del tiristor se de antes de que el voltaje instantáneo sea mayor a cinco volts.

Cálculos de los parámetros del circuito

Para que el tiristor se dispare antes de que el voltaje sea mayor que cinco voltas al ángulo debe ser: Eac= Epsenωt Θ= senˉ [5V/ (1.41*120Vrms)= 1.68˚ El tiempo de disparo es: 360˚ = 16.66mS

θ ; t

t = (16.66mS) θ 360˚

t=78.03µs El circuito que se armara en la práctica es el siguiente:

Donde: R3= 3V/IGT R3 = 15KΩ

=

3V/200µA

R4 = hFER3 = 15(15k); R4=225K VALOR COMERCIAL 220K General Electric propone. R2 = 47K La constante de tiempo tiene que permitir que la corriente se extienda a lo largo de todo el semiciclo positivo, entonces: R2C1 = 8.33Ms; C1= (8.33ms)/47K C1=0.177µF Para R5 el manual del SCR sugiere un valor de: R5 = 10K

Funcionamiento del circuito:

Con el interruptor cerrado: el transistor estará en estado de saturación y la corriente a través de R3 y D3 fluye hacia su colector impidiendo que el SCR se cebe. Con el interruptor abierto: el capacitor se carga al voltaje pico del voltaje de alimentación y se descarga a través de R2 y D2 poniendo en corte lo que hace que el SCR se cebe y conduzca corriente hacia la carga.

El disparo ocurre solo cuando el voltaje directo base-emisor del transistor es de 0.7V, y tomando en cuenta esto, no importa en que instante se abra el interruptor, el SCR solo podrá dispararse al inicio del semiciclo positivo.

*El material utilizado se ilustra en la figura, el equipo es el que siempre utilizamos, osciloscopio, puntas atenuadas, fuente de 120Vrms, multímetro.

Pruebas: Medimos y observamos la forma de onda rectificada en la carga la cual se muestra en las simulaciones. Las forma de onda en el capacitor (también se muestra en las simulaciones La forma de onda en el colector Al abrir el contacto no percibimos ningún cambio en la forma de onda de la carga, solo en la forma de onda del capacitor, pues este se esta cargando cuando el interruptor se abre.

Conclusiones

Debido a que la frecuencia es muy alta no podemos apreciar como al abrir y cerrar el contacto, la carga (a través del SCR) se energiza y desenergiza, por lo tanto no pudimos hacer mediciones, podemos ver estos cambios disminuyendo la frecuencia en la fuente de alimentación utilizando un generador de señales, desgraciadamente no contamos con uno para realizar las observaciones complementarias a una mas baja frecuencia para poder apreciar los cambios el la conducción del SCR cuando el interruptor se abre o cierra.