Objetivos: Entender la construcción y operación de los relay electromagnéticos. Entender el método de encendido apagado de los SCR Variar la dirección y la rotación con el control de un motor DC Concepto:
Es un dispositivo semiconductor del tipo terminales:
, es decir, se constituye por tres
El SCR es utilizado para el control de potencia eléctrica, de (en un solo sentido); que al igual que un diodo rectificador puede conducir una y se comporta virtualmente como un circuito abierto debido a la alta resistencia que presenta en inverso.
A diferencia del diodo rectificador, el SCR cuenta con una condición adicional para conducir. Esta es que en la tercera terminal, llamada compuerta (Gate) de control o de disparo, en la cual se necesita una señal capaz de producir la conducción del SCR. Esta compuerta permite controlar el instante, dentro del posible semiciclo de conducción, en que la conducción de corriente se inicia; lo cual significa que podrá circular corriente en una magnitud promedio o RMS que dependerá del instante en que el SCR sea disparado, pudiendose así controlar la potencia de la carga.
Si no existe corriente en la compuerta el tristor no conduce. Lo que sucede después de ser activado el SCR, es que se queda conduciendo (activado) y se mantiene así. Si se desea que el tristor deje de conducir (desactivado), el voltaje +V debe ser reducido a 0 Voltios. Si se disminuye lentamente el voltaje (tensión), el tristor seguirá conduciendo hasta que por el pase una cantidad de corriente menor a la llamada "corriente de mantenimiento o de retención", lo que causará que el SCR deje de conducir aunque la tensión (voltaje de la compuerta con respecto a tierra no sea cero. Como se puede ver el SCR , tiene dos estados: 1- Estado de conducción, en donde la resistencia entre ánodo y cátodo es muy baja 2- Estado de corte, donde la resistencia es muy elevada
Se usa principalmente para controlar la potencia que se entrega a una carga eléctrica. (Bombillo, Motor, etc.). La fuente de voltaje puede ser de 110V c.a., 120V c.a., 240V c.a. , etc. El circuito RC produce un corrimiento de la fase entre la tensión de entrada y la tensión en el condensador que es la que suministra la corriente a la compuerta del SCR. Puede verse que el voltaje en el condensador (en azul) está atrasado con respecto al voltaje de alimentación (en rojo) causando que
el tiristor conduzca un poco después de que el tiristor tenga la alimentación necesaria para conducir. Durante el ciclo negativo el tiristor se abre dejando de conducir. Si se modifica el valor de la resistencia, por ejemplo si utilizamos un potenciómetro, se modifica el desfase que hay entre las dos tensiones antes mencionadas ocasionando que el SCR se active en diferentes momentos antes de que se desactive por le ciclo negativo de la señal. y deje de conducir. El se ha realizado en base a SCRs en mayor medida que en TRIACs. A primera vista, el TRIAC presenta mayores ventajas debido a su simetría, lo que le confiere ciertas ventajas frente al SCR que únicamente conduce en un semiperiodo. Sin embargo, el TRIAC tiene unas característicasdv/dt inadecuadas para el control de motores y es difícil la realización de circuitos de control simétricos. Por otra parte, el SCR puede conducir en todo el periodo si se rectifica la señal de red. Las figuras 12.28.a y 12.28.b muestran dos ejemplos sencillos de control realizados a través de SCR de un motor universal (fig. 12.28.a) y un motor de imán-permanente (fig. 12.28.b).
Equipos requeridos: Modulo kl-51001 Transformador kl-58002 Modulo kl-53006 Multimetro Procedimiento: 1: conectar la fuente de 12Vdc al modulo KL-53006 2:en este momento el SCR debe estar apagado. Observe y apunte el estado del LED: están apagados. Usando el multimetro, mida y registre los voltajes del anodo al catodo del SCR1 y SCR2: Vak1=0.82v 1.2mv Vak2=0.81v 2.5mv Los estados de cada SCR son desactivados. 3: Usando el multimetro , mida y registre los voltajes de la salida común del relay1 y relay2 Vcom1=12.78v Vcom2=12.78v 4:usando el multimetro mida y registre los voltajes a través de CDS1 y CDS2: Vcds1=0.8v Vcds2=0.79v No hay cambios en los estados de los SCR. 5:exponga el CDS1 a un nivel alto de luz, mida y registre el voltaje a través de CDS1 usando el ohmímetro, el voltaje cambio?: Si cambio a 0.21v Mida el voltaje anodo a catodo del SCR1, esta encendido? Si esta encendido.
Cubra CDS1 con la mano, observe y registre el estado del relay: se desactiva el relay 1 Remueva la mano del CDS1, mida el voltaje a través del CDS1 usando el multimetro, el voltaje cambio? Si a 0.24v Mida el voltaje anodo catodo del SCR1. Esta encendido o apagado? Esta encendido en 12.58v Mida y registre el voltaje en el punto COM1: 0.01v Enciende el led 2? No encendio. 6:Usando el multimetro, mida y registre el voltaje a través del capacitor C1: 0.81V La polaridad del Vc1 en el terminal del anodo del SCR1 es : positivo. 7: cubra el CDS2 con la mano, el led 2 se apago? Si se apaga. cual es el estado del LED1: esta encendido. Usando el multimetro mida el voltaje a través del CDS2 y el Vak del SCR2. Esta encendido? Si esta activo. El SCR1 esta apagado?: Si lo esta. Mida y registre el voltaje del relay COM1 y COM2: Vcom1=0.01v Vcom2=12.79v Remueva la mano del CDS2, observe y registre los estados del SCR: SCR1 apagado SCR2 encendido 8:Usando el multimetro, mida y registre el voltaje del capacitor, la polaridad del voltaje en el anodo del SCR2 es positiva, Vc=0.82v 9:Cubriendo el CDS1, el led1 no se apaga.
El Led 2 se mantiene apagado. Cubriendo el CDS2, el Led 2 no se apaga. El Led1 Sigue apagado. 10: presionando el S1 para detener el motor, se apaga el led 1?: si se apaga el led. Conclusiones: Usando las técnicas de conmutación se puede activar/desactivar los SCRs, su tiempo de conmutación es corto, para evitar que los SCR conduzcan simultáneamente, que es de 10 us. Con los condensadores nos damos cuenta de la velocidad de carga que tiene en relación a la respuesta con el SCR para la activación del motor, según la polaridad, este girara en un sentido u otro.
