Tarjetas de equipos de control para sistemas de potencia

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Componentes Electrónicos Angel Sáenz s.a.  es una empresa que fabrica equipos de regulación de electrónica de potencia. El nivel de potencia  controlado puede llegar hasta los 10MW. En los montajes de potencia realizados se emplean placas de control comerciales como son: APTT-842M, la RT380M-PCB (monofásica), la RT380T-PCB (trifásica) y la SKW3ZC. A continuación se detallan las características fundamentales de estas placas, así como posibles aplicaciones en el ámbito del control de motores de corriente continua, contactores estáticos, regulación de hornos eléctricos, baños galvánicos, entre otros.
El módulo APTT-842M permite generar los disparos en configuración anti-paralelo ó en puente monofásico semi-controlado.

Tarjetasdeequipos1Las principales topologías que permite controlar son: (2) W1C, B2HK ó B2HKF. Este módulo está diseñado para disparar dos tiristores en un convertidor estático monofásico. Se pueden disparar los tiristores en cualquier instante del periodo de la onda sinusoidal (disparo inmediato) y desconectar cuando la corriente pasa por cero en la carga. El módulo APTT-842M precisa una alimentación externa de +12Vc.c. a 250mA y una señal de control “trigger” de 12Vc.c. que dispara los tiristores y desconecta con una señal de 0Vc.c. El módulo dispone de un diodo led visual de señalización, para saber cuándo esta activados ó desactivados los disparos del APPT-842M. Este módulo de control dispara todo tipo de gama de tiristores comerciales que existen en el mercado. Tiene unas medidas físicas de 76cm x 45cm x 28cm de alto.


Tarjetasdeequipos2La placa SKW3ZC, es una placa trifásica con salida por transformadores de impulsos con un aislamiento galvánico de 4KVa.c., para disparar tres ramas de tiristores en anti-paralelo en configuración W3C. Una de sus aplicaciones es la de convertidor estático para la conexión y desconexión por paso  por cero en cada fase para cargas resistivas y capacitivas. Se alimenta a una tensión de 230Va.c. ó 400Va.c. (+10% ó -20%). Trabaja a una frecuencia de 50Hz hasta 60Hz. Tiene incorporada una tensión auxiliar de control de 12Vc.c., y control con tensión externa de 8Vc.c. a 30Vc.c. con una corriente máxima de 50mA. Dispone de dos led visuales como indicadores de alimentación (verde) y otro led de disparo (amarillo). Tiene un peso de 420 gramos y un consumo de 9VA, con un fusible incorporado como protección. Dispara toda la gama de tiristores comerciales existentes en el mercado, siendo recomendado utilizar una red R-C ó “snubber” para mejorar el disparo de los tiristores y protegerlos.

 

Tarjetasdeequipos3La placa RT380M-PCB, es una placa monofásica de regulación por ángulo de fase, que controla el disparo de 2 ó 4 tiristores dependiendo del tipo de configuración que se utilice: B2C, W1C, B2HK, B2HKF. La tarjeta RT380M-PCB, es una nueva versión que viene a sustituir a la RT380M-B2C, con distinto formato y con características técnicas mejoradas. Las principales características técnicas de la RT380M-PCB son: la tensión de alimentación de 230Va.c. ó 400Va.c. (+10% -15%). Puede ser utilizada para cargas inductivas como transformadores. Tiene dos tipos de control de consigna externa de 0Vc.c. a 5Vc.c. y de 0Vc.c. a 10Vc.c., que puede ser controlada por un potenciómetro de 10Kohm conectando en las bornas de 5Vout y 0V. Tiene un aislamiento de 4KVa.c. y consume una potencia de 3W. Trabaja a una frecuencia desde 47Hz hasta 63Hz, e incorpora un diodo led visual como señalizador de encendido. La placa tiene un peso de 240 gramos, tiene una fácil conexión con cuatro taladros M4 como soportes como anclaje. No requiere ningún componente externo para su funcionamiento. Trabaja con un rango de temperatura de 0ºC a 50ºC y con una condensación de humedad de 10% a 95%. La corriente de disparo es de 300mA con una tensión de puerta - cátodo de 5Vc.c., por lo que cubre la utilización de toda la gama de tiristores de distintas potencias. Está equipado con conectores a presión de fácil y rápida utilización. Cumple la norma RoHS, y tiene unas medidas físicas de: 90cm x 90cm x 30cm de alto.


La placa RT380T-PCB es una placa trifásica de regulación por ángulo de fase por paso por cero, que controla el disparo de 6 tiristores dependiendo el tipo de configuración que se utilice: B6C, B6HK, B6HKF, W3C. La tarjeta RT380T-PCB, es una nueva versión que viene a sustituir a la RT380T (antigua), con distinto formato y con características técnicas mejoradas. Las principales características técnicas  de la RT380T-PCB son: tensión de alimentación de 230Va.c. ó 400Va.c. (+10% -15%), señal de consigna de regulación de 0Vc.c. a 5Vc.c. (15Vc.c. máx.) ó de 0Vc.c. a 10Vc.c. (15Vc.c. máx.) y tiene una salida de 5Vc.c. con un consumo máximo de 100mA. Dispone también de una señal de control inhibidora de 7Vc.c. a 16Vc.c.
No precisa de componentes externos para su funcionamiento. El peso de la placa es de 532 gramos, y tarda 1 segundo aproximadamente en activarse desde la conexión de la placa. Trabaja a una frecuencia de 45Hz a 65Hz con una adaptación automática.

 

Tarjetasdeequipos4Cómo diseñar montajes de potencia

En los montajes que realizamos usamos un circuito R-C ó “snubber”, como el SKRC-440 de la firma SEMIKRON, como protección de los tiristores para amortiguar las sobretensiones provocadas por la conmutación de los semiconductores y facilitar así la mejora del disparo en los tiristores. También colocamos en los montajes un radiador de aluminio, para evacuar hacia el exterior el calor de los semiconductores y conseguir así una mayor potencia de disipación. Cada perfil de aluminio es diferente, dependiendo el tipo de componente a utilizar en el montaje. Disponemos en stock diferentes perfiles, cada uno de ellos tiene distintas propiedades Rth Tarjetasdeequipos5(resistencia térmica), cuanto menor Rth más calor disipa el semiconductor hacia el exterior. Para conseguir mayor evacuación de calor, colocamos un ventilador radial en el disipador, para efectuar un buen caudal de aire y disipar con un mayor rendimiento. El ventilador más común es el SKF 16 a 230Va.c. de la firma SEMIKRON, con un bajo nivel de ruido de 55dB a 57dB, con un peso de 3,6 Kilo-gramos, de alta vida de funcionamiento. La firma SEMIKRON, dispone del software on-line SEMISEL para la simulación del cálculo de los montajes.

http://semisel.semikron.com/stacksdp.asp

 

Tarjetasdeequipos6.tiffAplicaciones en la industria
Las principales aplicaciones que pueden ser utilizadas estas placas en los montajes que realizamos son: control de iluminación, control de temperatura de hornos, control de baños galvánicos, control de procesos de electrolisis, control de transformadores, control de generadores, banco de pruebas para laboratorios, arranque progresivos de motores de corriente alterna, control de motores de corriente continua, etc…
Por ejemplo, para variar la velocidad de un motor de corriente continua debes variar el ángulo de fase sincronizada con la red eléctrica, Tarjetasdeequipos7.tiffes decir, varía la tensión positiva continua a la salida del puente rectificador en modo rectificador, sobre el inducido del motor, girando así el eje del motor. Si la tensión es negativa, actúa como inversor (en cuatro cuadrantes) y se produce un frenado regenerativo, con devolución de energía a la red, según la fuerza mecánica del sistema.


Conclusiones y mejoras
Las placas RT380M-PCB y la RT380T-PCB no incorporan la posibilidad de hacer un sistema en lazo cerrado. Fácil conexión y manejo de bornas a presión y a tornillo. Son unas placas económicas y con un alto grado de seguridad de funcionamiento y de vida. Las RT380M-PCB y la RT380T-PCB, tienen una regulación lineal y fina (gradual), pero producen armónicos impares en la toma de entrada cuando se producen la regulación en cargas resistivas e inductivas.
Las placas APTT-842M y la SKW3ZC, no producen armónicos en la toma de entrada ya que conmutan todo/nada.

Todas las tarjetas de control cumplen la norma RoHS y son aplicables a toda la gama de tiristores existentes en el mercado.

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