principios del motor electrico tejero
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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE CAMPECHE MANTENIMIENTO INDUSTRIAL
NOMBRE DE LA MATERIA:
Maquinas eléctricas
NOMBRE DEL MAESTRO:
Ing. José de Jesús Tejero Zapata
NOMBRE DEL ALUMNO:
Garcia Abadia Keren Rubi
GRADO: GRUPO:
4° Cuatrimestre “C”
CARRERA:
T.S.U En Mantenimiento Industrial
NO. DE LA UNIDAD:
II
NOMBRE DE LA UNIDAD:
Motor eléctrico.
NOMBRE DE LA ACTIVIDAD:
Investigación: principios del motor eléctrico.
FECHA:
23 de Noviembre 2015
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INTRODUCCIÓN
La intención de esta investigación es tener el conocimiento de los principios de
Un motor eléctrico es una máquina eléctrica que transforma energía eléctrica en
energía mecánica por medio de campos magnéticos variables, los motores
eléctricos se componen en dos partes una fija llamada estator y una móvil llamada
rotor. Estos funcionan generalmente bajo los principios de magnetismo, los cuales
son desarrollados en el interior de la investigación, además de ello se especificara
la clasificación de los mismos, que serían de Corriente Directa, de Corriente
Alterna y los Motores Universales y según el número de fases en Monofásicos,
Bifásicos y Trifásicos, siendo este último el más utilizado a nivel industrial. Los
motores eléctricos se hallan formados por varios elementos, los cuales son
definidos en el contenido de la presente investigación, sin embargo, las partes
principales son: el estator, la carcasa, la base, el rotor, la caja de conexiones, las
tapas y los cojinetes. No obstante, un motor puede funcionar solo con el estator y
el rotor.
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¿Principio del motor eléctrico?
El motor eléctrico es un dispositivo que transforma la energía eléctrica en
energía mecánica por medio de la acción de los campos magnéticos generados en
sus bobinas. Son máquinas eléctricas rotatorias compuestas por un estator y
un rotor.
Algunos de los motores eléctricos son reversibles, ya que pueden transformar
energía mecánica en energía eléctrica funcionando como generadores o dinamo.
Los motores eléctricos de tracción usados en locomotoras o en automóviles
híbridos realizan a menudo ambas tareas, si se diseñan adecuadamente.
Son utilizados en infinidad de sectores tales como instalaciones industriales,
comerciales y particulares. Su uso está generalizado en ventiladores, vibradores
para teléfonos móviles, bombas, medios de transporte
eléctricos, electrodomésticos, esmeriles angulares y otras herramientas
eléctricas, unidades de disco, etc. Los motores eléctricos pueden ser impulsados
por fuentes de corriente continua (DC), y por fuentes de corriente alterna (AC).
La corriente directa o corriente continua proviene de las baterías, los paneles
solares, dínamos, fuentes de alimentación instaladas en el interior de los aparatos
que operan con estos motores y con rectificadores. La corriente alterna puede
tomarse para su uso en motores eléctricos bien sea directamente de la red
eléctrica, alternadores de las plantas eléctricas de emergencia y otras fuentes de
corriente alterna bifásica o trifásica como los inversores de potencia.
Los pequeños motores se pueden encontrar hasta en relojes eléctricos. Los
motores de uso general con dimensiones y características más estandarizadas
proporcionan la potencia adecuada al uso industrial. Los motores eléctricos más
grandes se usan para propulsión de trenes, compresores y aplicaciones de
bombeo con potencias que alcanzan 100 megavatios. Estos motores pueden ser
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clasificados por el tipo de fuente de energía eléctrica, construcción interna,
aplicación, tipo de salida de movimiento, etcétera.
¿Partes principales del motor eléctrico?
Como todas las máquinas eléctricas, un motor eléctrico está constituido por un
circuito magnético y dos eléctricos, uno colocado en la parte fija (estator) y otro
en la parte móvil (rotor).
El circuito magnético de los motores eléctricos de corriente alterna está formado
por chapas magnéticas apiladas y aisladas entre sí para eliminar el magnetismo
remanente.
El circuito magnético está formado por chapas apiladas en forma de cilindro en
el rotor y en forma de anillo en el estátor.
El cilindro se introduce en el interior del anillo y, para que pueda girar
libremente, hay que dotarlo de un entrehierro constante.
El anillo se dota de ranuras en su parte interior para colocar el bobinado
inductor y se envuelve exteriormente por una pieza metálica con soporte
llamada carcasa.
El cilindro se adosa al eje del motor y puede estar ranurado en su superficie
para colocar el bobinado inducido (motores de rotor bobinado) o bien se le
incorporan conductores de gran sección soldados a anillos del mismo material
en los extremos del cilindro (motores de rotor en cortocircuito) similar a una
jaula de ardilla, de ahí quereciban el nombre de rotor de jaula de ardilla.
El eje se apoya en unos rodamientos de acero para evitar rozamientos y se
saca al exterior para transmitir el movimiento, y lleva acoplado un ventilador
para refrigeración. Los extremos de los bobinados se sacan al exterior y se
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conectan a la placa de bornes.
2.1. Estator y Rotor 2.2. Bobinado 2.3. Carcasa 2.4. Base 2.5. Caja de
Conexiones 2.6. Cojinetes 2.7. Placa de características
¿Diferencia entre un motor eléctrico c.c y c.d?
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En este tipo de aplicación se reencuentran la electricidad y la electrónica, pues se
utiliza el control que permiten los circuitos electrónicos para controlar la
conducción (encendido y apagado) de semiconductores de potencia para el
manejo de corrientes y voltajes en aplicaciones de potencia. Esto al conformar
equipos denominadosconvertidores estáticos de potencia.
De esta manera, la electrónica de potencia permite adaptar y transformar la
energía eléctrica para distintos fines tales como alimentar controladamente otros
equipos, transformar la energía eléctrica de continua a alterna o viceversa, y
controlar la velocidad y el funcionamiento de máquinas eléctricas, etc. mediante el
empleo de dispositivos electrónicos, principalmente semiconductores. Esto incluye
tanto aplicaciones en sistemas de control, sistemas de compensación de factor de
potencia y/o de armónicos como para suministro eléctrico a consumos industriales
o incluso la interconexión de sistemas eléctricos de potencia de distinta frecuencia.
El principal objetivo de esta disciplina es el manejo y transformación de
la energía de una forma eficiente, por lo que se evitan utilizar elementos resistivos,
potenciales generadores de pérdidas por efecto Joule. Los principales dispositivos
utilizados por tanto son bobinas y condensadores, así como semiconductores
trabajando en modo corte/saturación (on/off, encendido y apagado).
Dispositivos semiconductores de potencia.
DIODO
Un diodo es un componente electrónico de dos terminales que permite la
circulación de la corriente eléctrica a través de él en un solo sentido. Este
término generalmente se usa para referirse al diodo semiconductor, el más
común en la actualidad; consta de una pieza de cristal semiconductor
conectada a dos terminales eléctricos. El diodo de vacío (que actualmente ya
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no se usa, excepto para tecnologías de alta potencia) es un tubo de vacío con
dos electrodos: una lámina como ánodo, y un cátodo.
La forma de funcionamiento de un diodo común de silicio se puede apreciar
observando la curva característica que se crea cuando se polariza, bien de forma
directa, o bien de forma inversa. En ambos casos la curva gráfica (representada
en color verde en el siguiente gráfico) muestra la relación existente entre
la corriente y la tensión o voltaje que se aplicada a los terminales del diodo.
En este gráfico correspondiente a la curva característica de un diodo de silicio, se
puede observar un eje horizontal “x” y otro vertical “y”que se intersectan en el
centro. En ese punto el valor del voltaje y de la intensidad de la corriente es igual
a “0” volt. El eje vertical “y” muestra hacia arriba su parte
positiva (+y) correspondiente al valor que puede alcanzar la intensidad de la
corriente (Id) que atraviesa al diodo cuando se polariza directamente, mientras que
hacia abajo su parte negativa (-y) muestra cuál será su comportamiento cuando se
polariza de forma inversa (Ii). El eje horizontal “x” muestra hacia la derecha, en su
parte positiva (+x), el incremento del valor de la tensión o voltaje que se aplicada
al diodo en polarización directa (Vd). Hacia la izquierda del propio eje se encuentra
la parte negativa (–x), correspondiente al incremento también del valor de la
tensión o voltaje, pero en polarización inversa (Vi).
Si a un diodo común de silicio le aplicamos una tensión o voltaje (Vd) para
polarizarlo directamente, partiendo de “0” volt (punto de intersección de los ejes de
las coordenadas), se puede observar en el gráfico que hasta tanto no se alcanzan
los 0,7 volt sobre el eje “+x”, el valor de la corriente (Id) no indica ninguna variación
debido a la resistencia que, por debajo de ese voltaje, ofrece la “barrera de
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potencial” al flujo de los electrones en el punto de unión "p-n". Sin embargo, a
partir de los 0,7 volt un pequeño incremento en el valor de la tensión, originará un
enorme flujo de intensidad de corriente, tal como se puede apreciar en el gráfico,
representado por la curva de color verde (paralela al eje “+y”), en la parte
correspondiente a la “región de polarización directa” del diodo. (Como ya se
mencionó anteriormente, a diferencia del diodo de silicio (Si), un diodo de
germanio (Ge) sólo requiere 0,3 volt de polarización directa para que comience a
conducir la corriente).
Ahora bien, si el diodo se polariza de forma inversa aplicándole una tensión o
voltaje inverso a partir de“0” volt y siguiendo el eje –x, vemos que aunque
incrementemos el valor de esa tensión, la corriente (Ii)no muestra variación alguna,
excepto en un punto donde se produce una pequeñísima “corriente de fuga” de
unos pocos microamper. A partir de ese momento si continuamos incrementando
el valor de la tensión se llega al punto de “ruptura inversa”, (codo de la curva de
color verde), donde el aislamiento de la unión "p-n" se rompe originándose un flujo
de corriente, de valor tan alto, que destruye el diodo y lo hace inservible.
No obstante, existe un diodo de silicio, denominado “zener”, que, contrariamente a
lo ya explicado, emplea para su funcionamiento la polarización inversa. Debido a
su construcción especial tiene la propiedad de estabilizar la tensión o
voltaje inverso cuando llega al punto de ruptura y alcanza la región de avalancha
(denominada también “región zener”). De esa forma el alto valor del flujo de
corriente que se origina a partir de ese punto lo aprovecha este diodo para reducir
el valor de la tensión sin que llegue a destruirse como ocurriría con otro diodo
común. Por tanto, mientras otros tipos de diodos de silicio o de germanio tienen
que operar necesariamente por debajo de la tensión de ruptura inversa, el diodo
zener puede soportar esa tensión de operación. Debido a esa característica este
diodo se emplea, comúnmente, como regulador de tensión o voltaje en los
circuitos electrónicos.
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Otro diodo que funciona en polarización inversa es el denominado “varicap” o
“varistor”, que se emplea para sintonizar las emisiones de radio y de televisión en
los radiorreceptores y los televisores domésticos en sustitución del antiguo
capacitor variable mecánico.
Tiristor de dos hilos (PNPN)
El tiristor (gr.: puerta) es un componente electrónico constituido por elementos
semiconductores que utiliza realimentacióninterna para producir una conmutación.
Los materiales de los que se compone son de tipo semiconductor, es decir,
dependiendo de la temperatura a la que se encuentren pueden funcionar como
aislantes o como conductores. Son dispositivos unidireccionales porque solamente
transmiten la corriente en un único sentido. Se emplea generalmente para el
control depotencia eléctrica.
El dispositivo consta de un ánodo y un cátodo, donde las uniones son de tipo
PNPN entre los mismos. Por tanto se puede modelar como 2 transistores típicos
PNP y NPN, por eso se dice también que el tiristor funciona con tensión
realimentada. Se crean así 3 uniones (denominadas J1, J2, J3 respectivamente),
el terminal de puerta está conectado a la unión J2 (unión NP).
Formas de activar un tiristor
Luz: Si un haz de luz incide en las uniones de un tiristor, hasta llegar al mismo
silicio, el número de pares electrón-hueco aumentará pudiéndose activar el tiristor.
Corriente de Compuerta: Para un tiristor polarizado en directa, la inyección de una
corriente de compuerta al aplicar un voltaje positivo entre compuerta y cátodo lo
activará. Si aumenta esta corriente de compuerta, disminuirá el voltaje de bloqueo
directo, revirtiendo en la activación del dispositivo.
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Térmica: Una temperatura muy alta en el tiristor produce el aumento del número
de pares electrón-hueco, por lo que aumentarán las corrientes de fuga, con lo cual
al aumentar la diferencia entre ánodo y cátodo, y gracias a la acción regenerativa,
esta corriente puede llegar a ser 1, y el tiristor puede activarse. Este tipo de
activación podría comprender una fuga térmica, normalmente cuando en un
diseño se establece este método como método de activación, esta fuga tiende a
evitarse.
Alto Voltaje: Si el voltaje directo desde el ánodo hacia el cátodo es mayor que el
voltaje de ruptura directo, se creará una corriente de fuga lo suficientemente
grande para que se inicie la activación con retroalimentación. Normalmente este
tipo de activación puede dañar el dispositivo, hasta el punto de destruirlo.
Elevación del voltaje ánodo-cátodo: Si la velocidad en la elevación de este voltaje
es lo suficientemente alta, entonces la corriente de las uniones puede ser
suficiente para activar el tiristor. Este método también puede dañar el dispositivo.
Funcionamiento básico
El tiristor es un conmutador biestable, es decir, es el equivalente electrónico de los
interruptores mecánicos; por tanto, es capaz de dejar pasar plenamente o
bloquear por completo el paso de la corriente sin tener nivel intermedio alguno,
aunque no son capaces de soportar grandes sobrecargas de corriente. Este
principio básico puede observarse también en el diodo Shockley.
El diseño del tiristor permite que éste pase rápidamente a encendido al recibir un
pulso momentáneo de corriente en su terminal de control, denominada puerta (o
en inglés, gate) cuando hay una tensión positiva entre ánodo y cátodo, es decir la
tensión en el ánodo es mayor que en el cátodo. Solo puede ser apagado con la
interrupción de la fuente de voltaje, abriendo el circuito, o bien, haciendo pasar
una corriente en sentido inverso por el dispositivo. Si se polariza inversamente en
el tiristor existirá una débil corriente inversa de fugas hasta que se alcance el
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punto de tensión inversa máxima, provocándose la destrucción del elemento (por
avalancha en la unión).
Para que el dispositivo pase del estado de bloqueo al estado activo, debe
generarse una corriente de enganche positiva en el ánodo, y además debe haber
una pequeña corriente en la compuerta capaz de provocar una ruptura por
avalancha en la unión J2 para hacer que el dispositivo conduzca. Para que el
dispositivo siga en el estado activo se debe inducir desde el ánodo una corriente
de sostenimiento, mucho menor que la de enganche, sin la cual el dispositivo
dejaría de conducir.
A medida que aumenta la corriente de puerta se desplaza el punto de disparo. Se
puede controlar así la tensión necesaria entre ánodo y cátodo para la transición
OFF -> ON, usando la corriente de puerta adecuada (la tensión entre ánodo y
cátodo dependen directamente de la tensión de puerta pero solamente para OFF -
> ON).
Cuanto mayor sea la corriente suministrada al circuito de puerta IG (intensidad de
puerta), tanto menor será la tensión ánodo-cátodo necesaria para que el tiristor
conduzca.
También se puede hacer que el tiristor empiece a conducir si no existe intensidad
de puerta y la tensión ánodo-cátodo es mayor que la tensión de bloqueo.
TIRISTOR DE TRES HILOS (SCR)
El rectificador controlado de silicio (en inglés SCR: Silicon Controlled Rectifier) es
un tipo de tiristor formado por cuatro capas de materialsemiconductor con
estructura PNPN o bien NPNP. El nombre proviene de la unión
de Tiratrón (tyratron) y Transistor.
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Un SCR posee tres conexiones: ánodo, cátodo y gate (puerta). La puerta es la
encargada de controlar el paso de corriente entre el ánodo y el cátodo. Funciona
básicamente como un diodo rectificador controlado, permitiendo circular la
corriente en un solo sentido. Mientras no se aplique ninguna tensión en la puerta
del SCR no se inicia la conducción y en el instante en que se aplique dicha
tensión, el tiristor comienza a conducir. Trabajando en corriente alterna el SCR se
desexcita en cada alternancia o semiciclo. Trabajando en corriente continua, se
necesita un circuito de bloqueo forzado, o bien interrumpir el circuito.
El pulso de conmutación ha de ser de una duración considerable, o bien, repetitivo
si se está trabajando en corriente alterna. En este último caso, según se atrase o
adelante el pulso de disparo, se controla el punto (o la fase) en el que la corriente
pasa a la carga. Una vez arrancado, podemos anular la tensión de puerta y el
tiristor continuará conduciendo hasta que la corriente de carga disminuya por
debajo de la corriente de mantenimiento (en la práctica, cuando la onda senoidal
cruza por cero)
Cuando se produce una variación brusca de tensión entre ánodo y cátodo de un
tiristor, éste puede dispararse y entrar en conducción aún sin corriente de puerta.
Por ello se da como característica la tasa máxima de subida de tensión que
permite mantener bloqueado el SCR. Este efecto se produce debido al
condensador parásito existente entre la puerta y el ánodo.
Los SCR se utilizan en aplicaciones de electrónica de potencia, en el campo del
control, especialmente control de motores, debido a que puede ser usado como
interruptor de tipo electrónico.
Rectificador controlado de silicio
Funcionamiento
Actúa de manera muy similar a un interruptor. Cuando esta conduciendo presenta
un camino de baja resistencia para el flujo de energía de ánodo a cátodo; por
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consiguiente actúa como un interruptor cerrado. Cuando esta bloqueado, no
puede fluir corriente de ánodo a cátodo; es decir actúa como un interruptor abierto,
debido a que es un dispositivo de estado solido, la conmutación de un SCR es
muy rápida.
El SCR es un rectificador, de modo que solo permite el paso de corriente durante
el semiciclo positivo de la fuente AC. Durante el semiciclo positivo el ánodo del
SCR es mas positivo que el cátodo, esto significa que no puede estar en
conducción por más de medio ciclo, durante el otro medio ciclo la polaridad de la
fuente es negativa, y esta polaridad hace que el SCR quede inversamente
polarizado lo cual impide que circule cualquier corriente hacia la carga.
El valor promedio de la corriente que fluye por la carga, puede controlarse
colocando un SCR en serie con la carga, la fuente de la figura podría ser de AC a
60 Hz o bien DC en circuitos especiales
Los términos popularmente para describir como esta operando un SCR, ángulo de
disparo y ángulo de conducción. El ángulo de conducción de es el numero de
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grados de un ciclo AC durante los cuales el SCR esta en conducción. EL Angulo
de disparo es el numero de grados ciclo AC que transcurren antes que el SCR
pase al estado de conducción, estos términos están basados en la noción de que
el periodo equivale a 360 grados.
La figura muestra las formas de onda de control con SCR para dos ángulos de
disparo distintos
Interpretemos la figura. Cuando el ciclo de AC comienza su alternancia, el SCR
esta bloqueado. Por tanto, el voltaje instantáneo atraves de sus terminales ánodo
y cátodo, es igual al voltaje de la fuente. Esto es justamente lo que sucedería si
colocáramos un interruptor abierto en lugar del SCR. El SCR esta tumbando esta
tumbando la totalidad del voltaje de la fuente, el voltaje atraves de la carga es cero
durante este tiempo. El extremo izquierdo de las formas de onda ilustra este
hecho. Mas delante a la derecha del eje horizontal, muestra que el voltaje de
anodo a cátodo cae a cero después de cerca de un tercio de semiciclo positivo
este es el punto correspondiente a 60 grados cuando cae a cero el SCR ha sido
cebado o ha pasado al estado de conducción. Por lo tanto el Angulo de disparo es
de 60 grados posteriormente actuara con un circuito cerrado los siguientes 120
grados, ambos ángulos siempre totalizan 180 grados.
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TIRISTOR GTO
Un Tiristor GTO o simplemente GTO (del inglés Gate Turn-Off Thyristor) es un
dispositivo de electrónica de potencia que puede ser encendido por un solo pulso
de corriente positiva en la terminal puerta o gate (G), al igual que el tiristor normal;
pero en cambio puede ser apagado al aplicar un pulso de corriente negativa en el
mismo terminal. Ambos estados, tanto el estado de encendido como el estado de
apagado, son controlados por la corriente en la puerta (G).
El proceso de encendido es similar al del tiristor. Las características de apagado
son un poco diferentes. Cuando un voltaje negativo es aplicado a través de las
terminales puerta (G) y cátodo (C o K), la corriente en la puerta (ig), crece. Cuando
la corriente en la puerta (G) alcanza su máximo valor, IGR, la corriente de ánodo
comienza a caer y el voltaje a través del dispositivo (VAK), comienza a crecer. El
tiempo de caída de la corriente de ánodo (IA) es abrupta, típicamente menor a 1
us. Después de esto, la corriente de ánodo varía lentamente y ésta porción de la
corriente de ánodo es conocido como corriente de cola.
La razón (IA/IGR) de la corriente de ánodo IA a la máxima corriente negativa en la
puerta (IGR) requerida para el voltaje es baja, comúnmente entre 3 y 5. Por
ejemplo, para un voltaje de 2500 V y una corriente de 1000 A, un GTO
normalmente requiere una corriente negativa de pico en la puerta de 250 A para el
apagado.
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DIAC
El DIAC (Diodo para Corriente Alterna) es un dispositivo semiconductor de dos
conexiones. Es un diodo bidireccional disparable que conduce la corriente sólo tras
haberse superado su tensión de disparo, y mientras la corriente circulante no sea
inferior al valor característico para ese dispositivo. El comportamiento es
fundamentalmente el mismo para ambas direcciones de la corriente. La mayoría
de los DIAC tienen una tensión de disparo de alrededor de 30 V. En este sentido,
su comportamiento es similar a una lámpara de neón.
Los DIAC son una clase de tiristor, y se usan normalmente para disparar los triac,
otra clase de tiristor.
Es un dispositivo semiconductor de dos terminales, ánodo 1 y ánodo 2. Actúa
como un interruptor bidireccional el cual se activa cuando el voltaje entre sus
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terminales alcanza el voltaje de ruptura, dicho voltaje puede estar entre 20 y 36
volts según la referencia.
Existen dos tipos de DIAC:
DIAC de tres capas: Es similar a un transistor bipolar sin conexión de base
y con las regiones de colector y emisor iguales y muy dopadas. El
dispositivo permanece bloqueado hasta que se alcanza la tensión de
avalancha en la unión del colector. Esto inyecta corriente en la base que
vuelve el transistor conductor, produciéndose un efecto regenerativo. Al ser
un dispositivo simétrico, funciona igual en ambas polaridades,
intercambiando el emisor y colector sus funciones.
DIAC de cuatro capas: Consiste en dos diodos Shockley conectados
en antiparalelo, lo que le da la característica bidireccional.
Diac
Tipo Semiconductor
Símbolo electrónico
Configuración A1, A2 (intercambiables)
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DIAC de tres capas
El DIAC se comporta como dos diodos zener conectados en serie, pero orientados
en formas opuesta. La conducción se da cuando se ha superado el valor
de tensión del zener que está conectado en sentido opuesto. El DIAC normalmente
no conduce, sino que tiene una pequeña corriente de fuga. La conducción aparece
cuando la tensión de disparo se alcanza.
Cuando la tensión de disparo se alcanza, la tensión en el DIAC se reduce
y entra en conducción dejando pasar la corriente necesaria para el disparo del
SCR o TRIAC. Se utiliza principalmente en aplicaciones de control
de potencia mediante control de fase. La curva característica del DIAC se muestra
a continuación.
En la curva característica se observa que cuando:
- +V o - V es menor que la tensión de disparo, el DIAC se comporta como un
circuito abierto
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- +V o - V es mayor que la tensión de disparo, el DIAC se comporta como un
cortocircuito
Sus principales características son:
- Tensión de disparo
- Corriente de disparo
- Tensión de simetría (ver grafico anterior)
- Tensión de recuperación
- Disipación de potencia (Los DIACs se fabrican con capacidad de disipar potencia
de 0.5 a 1 watt.)
TRIAC
Un TRIAC o Triodo para Corriente Alterna es un dispositivo semiconductor, de la
familia de los tiristores. La diferencia con untiristor convencional es que éste es
unidireccional y el TRIAC es bidireccional. De forma coloquial podría decirse que
el TRIAC es un interruptor capaz de conmutar la corriente alterna.
Su estructura interna se asemeja en cierto modo a la disposición que formarían
dos SCR en direcciones opuestas.
Posee tres electrodos: A1, A2 (en este caso pierden la denominación de ánodo y
cátodo) y puerta. El disparo del TRIAC se realiza aplicando una corriente al
electrodo puerta.
TRIACTriodo para Corriente Alterna
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Algunos ejemplos de TRIAC
Tipo Semiconductor
Símbolo electrónico
Configuración Entrada, Salida y Puerta (G)
TRANSISTOR BIPOLAR DE PUERTA AISLADA (IGBT)
El IGBT ofrece a los usuarios las ventajas de entrada MOS, más la capacidad de
carga en corriente de los transistores bipolares:
Trabaja con tensión.
Tiempos de conmutación bajos.
Disipación mucho mayor (como los bipolares).
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Nos interesa que el transistor se parezca, lo más posible, a un elemento ideal:
Pequeñas fugas.
Alta potencia.
Bajos tiempos de respuesta (ton , toff), para conseguir una alta frecuencia
de funcionamiento.
Alta concentración de intensidad por unidad de superficie del
semiconductor.
Que el efecto avalancha se produzca a un valor elevado ( VCE máxima
elevada).
Que no se produzcan puntos calientes (grandes di/dt ).
Una limitación importante de todos los dispositivos de potencia y concretamente
de los transistores bipolares, es que el paso de bloqueo a conducción y viceversa
no se hace instantáneamente, sino que siempre hay un retardo (ton , toff). Las
causas fundamentales de estos retardos son las capacidades asociadas a las
uniones colector - base y base - emisor y los tiempos de difusión y recombinación
de los portadores.
Principios básicos de funcionamiento
La diferencia entre un transistor bipolar y un transistor unipolar o FET es el modo
de actuación sobre el terminal de control. En el transistor bipolar hay que inyectar
una corriente de base para regular la corriente de colector, mientras que en el FET
el control se hace mediante la aplicación de una tensión entre puerta y fuente.
Esta diferencia vienen determinada por la estructura interna de ambos
dispositivos, que son substancialmente distintas.
Es una característica común, sin embargo, el hecho de que la potencia que
consume el terminal de control (base o puerta) es siempre más pequeña que la
potencia manejada en los otros dos terminales.
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En resumen, destacamos tres cosas fundamentales:
En un transistor bipolar IB controla la magnitud de IC.
En un FET, la tensión VGS controla la corriente ID.
En ambos casos, con una potencia pequeña puede controlarse otra
bastante mayor.
Tiempos de conmutación
Cuando el transistor está en saturación o en corte las pérdidas son despreciables.
Pero si tenemos en cuenta los efectos de retardo de conmutación, al cambiar de
un estado a otro se produce un pico de potencia disipada, ya que en esos
instantes el producto IC x VCE va a tener un valor apreciable, por lo que la potencia
media de pérdidas en el transistor va a ser mayor. Estas pérdidas aumentan con la
frecuencia de trabajo, debido a que al aumentar ésta, también lo hace el número
de veces que se produce el paso de un estado a otro.
Podremos distinguir entre tiempo de excitación o encendido (ton) y tiempo de
apagado (toff). A su vez, cada uno de estos tiempos se puede dividir en otros dos.
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Tiempo de retardo (Delay Time, td):
Es el tiempo que transcurre desde
el instante en que se aplica la señal
de entrada en el dispositivo
conmutador, hasta que la señal de
salida alcanza el 10% de su valor
final.
Tiempo de subida (Rise time, tr):
Tiempo que emplea la señal de
salida en evolucionar entre el 10%
y el 90% de su valor final.
Tiempo de almacenamiento
(Storage time, ts): Tiempo que
transcurre desde que se quita la
excitación de entrada y el instante
en que la señal de salida baja al
90% de su valor final.
Tiempo de caída (Fall time, tf): Tiempo que emplea la señal de salida en
evolucionar entre el 90% y el 10% de su valor final.
Por tanto, se pueden definir las siguientes relaciones :
Es de hacer notar el hecho de que el tiempo de apagado (toff) será siempre mayor
que el tiempo de encendido (ton).
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Los tiempos de encendido (ton) y apagado (toff) limitan la frecuencia máxima a la
cual puede conmutar el transistor:
CONCLUSIÓN
Como pudimos leer e investigar El principal objetivo de los motores eléctricos es
que Toda máquina que convierte energía eléctrica
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en movimiento o trabajo mecánico, a través de medios electromagnéticos es
considerada esencialmente un motor eléctrico, algunos de los motores eléctricos
son reversibles, pueden transformar energía mecánica en energía
eléctrica funcionando como generadores. El principio de funcionamiento de todo
motor se basa en que tiene que estar formado con polos alternados entre el
estator y el rotor, ya que los polos magnéticos iguales se repelen, y polos
magnéticos diferentes se atraen, produciendo así el movimiento de rotación. Entre
las características fundamentales de los motores eléctricos, tenemos que se hallan
formados por varios elementos, sin embargo, las partes principales son: el estator,
la carcasa, la base, el rotor, la caja de conexiones, las tapas y los cojinetes.
BIBLIOGRAFÍA
Seguridad Industrial, conceptos
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE CAMPECHE MANTENIMIENTO INDUSTRIAL
Krajewski J. Lee y Ritzman P. Larry, Santo Domingo, D. N.
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