Descargar - fices - Universidad Nacional de San Luis
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AADECA 2006 - XXº Congreso Argentino <strong>de</strong> Control Automático – Sección Estudiantil28 al 30 <strong>de</strong> Agosto <strong>de</strong> 2006 - Buenos Aires, Argentina.implementadas con transistores IGBT, con susrespectivos drivers y acoplamiento óptico <strong>de</strong> lasseñales <strong>de</strong> control, borneras <strong>de</strong> conexión, tanto parala carga como para la alimentación principal, y unafuente <strong>de</strong> alimentación para las etapas <strong>de</strong> control <strong>de</strong>lactuador.Con la citada topología electrónica <strong>de</strong> potencia, sepue<strong>de</strong>n implementar, entre otras, los siguientesexperimentos: inversores monofásicos, trifásicos,filtros activos <strong>de</strong> potencia, rectificadores activos,convertidores sincrónicos CC – CC <strong>de</strong> dos o cuatrocuadrantes <strong>de</strong> operación.En la Fig. 2 se muestra una foto <strong>de</strong>l sistema montado,en este caso, la electrónica <strong>de</strong> potencia estáinterconectada con el DSC (Digital SignalController) como controlador digital.los valores requeridos por la placa. Para la altatensión se utilizan, por razones <strong>de</strong> seguridad, fuentes<strong>de</strong> laboratorio conectadas en serie con control <strong>de</strong>tensión y corriente <strong>de</strong>l tipo GPR-6030-D <strong>de</strong> laempresa GW (Good Will Instrument).A continuación se <strong>de</strong>scriben las partes principalesbanco didáctico:− Conector DB-9: se utiliza para el ingreso <strong>de</strong>las señales <strong>de</strong> control que <strong>de</strong>ben sercompatibles con TTL.− Bornera <strong>de</strong> Alimentación: se utiliza paraalimentar las etapas <strong>de</strong> acondicionamiento,optoacoplamiento y driver <strong>de</strong> la placa <strong>de</strong>lactuador a partir <strong>de</strong> la fuente conmutada.− Bornera <strong>de</strong>l Bus <strong>de</strong> CC: se utiliza paraalimentar el puente <strong>de</strong> llaves a partir <strong>de</strong> unafuente <strong>de</strong> CC <strong>de</strong> potencia.− Bornera <strong>de</strong> Carga: se utiliza para la conexión<strong>de</strong> la carga, la misma consta <strong>de</strong> 4 conexiones,una a cada punto medio <strong>de</strong> los 3 semi-puentesy conexión a tierra.En la Fig. 3 se muestra un diagrama en bloques <strong>de</strong>lbanco didáctico con los bloques <strong>de</strong>scriptosanteriormente.Figura 2. Banco DidácticoLa tensión <strong>de</strong> trabajo <strong>de</strong>l bus <strong>de</strong> CC es <strong>de</strong> 400 V. LosIGBTs son <strong>de</strong> 600 V, 30 A. La topología <strong>de</strong> potenciaposee capacitores que suprimen los picos <strong>de</strong> tensiónque se producen <strong>de</strong>bido a las inductancias parásitas<strong>de</strong>l montaje. Estos capacitares están colocados, sobreel bus <strong>de</strong> CC, cercanos a los bornes <strong>de</strong> las llaves.El disparo <strong>de</strong> los IGBTs se realiza por medio <strong>de</strong> undriver integrado, CI IR2130, que genera las señales<strong>de</strong> excitación para las llaves superiores por medio <strong>de</strong>la tecnología bootstrap, e incorpora los tiemposmuertos para evitar los cortocircuitos entre llaves <strong>de</strong>una misma pierna.El aislamiento galvánico, entre el controlador y laetapa <strong>de</strong> potencia, se realiza por medio <strong>de</strong> circuitosintegrados optoacopladores, HCPL2531.La placa <strong>de</strong> potencia necesita tres fuentes <strong>de</strong>alimentación, una fuente CC <strong>de</strong> 5V para los circuitos<strong>de</strong> acondicionamiento <strong>de</strong> señales entre el dispositivo<strong>de</strong> control y la placa, una fuente CC <strong>de</strong> 15 V para laalimentación <strong>de</strong> los optoacopladores y el driver <strong>de</strong> lasllaves y una fuente <strong>de</strong> potencia <strong>de</strong> 400 V, paraalimentar el bus <strong>de</strong> CC <strong>de</strong>l puente.Para suministrar las bajas tensiones se utiliza unafuente conmutada, que fue modificada para obtenerMOTORTRIFASICO3BORNERATRIFASICAINVERSORFUENTE CONMUTADA+15Vcc+5VccTierraBORNERAALIMENTACIÓN+15Vcc+5VccBORNERABUS CC 2CONECTORDB-9MACHO722SEÑAL DECONTROLFig. 3. Diagrama <strong>de</strong> Bloques <strong>de</strong>l Banco Didáctico3. EJEMPLO DE USO DEL BANCO DIDÁCTICOCon el fin <strong>de</strong> incorporar y fijar los conocimientos,necesarios para realizar la tesis <strong>de</strong> grado, sobretécnicas <strong>de</strong> control y modulación para inversorestrifásicos se implementaron distintas técnicas condiferentes tecnologías, lo que muestra la versatilidad<strong>de</strong>l banco presentado.3.1. Conducción 180º con MicrocontroladorEsta implementación se realizó como trabajointegrador <strong>de</strong> la asignatura AutomatizaciónIndustrial. Se utilizó el microcontroladorPIC16F84A, el cual reunía los requisitos solicitados.La forma más simple <strong>de</strong> obtener una tensión trifásicaa partir un convertidor CC-AC (inversor) es la