Relés trifásicos de estado sólido con ZVS

En los circuitos eléctricos y electrónicos, un componente electrónico que se utiliza a menudo para abrir o cerrar un circuito se denomina interruptor. Los interruptores eléctricos suelen utilizarse para accionar, apagar o encender la alimentación de los circuitos o dispositivos. En general, un interruptor se utiliza para cortar el flujo de corriente en el circuito o desviarlo de un conductor a otro. Hay varios tipos de interruptores, como los electrónicos, los de luz, los de inversión, los de pie, los de cuchilla, los de mercurio, los relés, etc. En este artículo, vamos a hablar de un tipo especial de interruptor, el relé.

¿Qué es un relé?

El relé es un tipo especial de interruptor que se puede accionar eléctricamente. En general, un interruptor de relé se utiliza para controlar un circuito o dispositivo mediante una señal de baja potencia, de forma que los circuitos de control y controlados estén completamente aislados eléctricamente.

En la mayoría de los relés, se utiliza un electroimán para accionar un interruptor mecánicamente y el otro tipo principal de relés son los de estado sólido. De hecho, hay varios tipos de relés, como los de estado sólido, los electromagnéticos, los de enclavamiento, los de láminas, los de vacío, los de mercurio, etc.

Relés de estado sólido

Los relés de estado sólido se denominan dispositivos electrónicos de conmutación, estos relés de estado sólido se activan o desactivan aplicando una pequeña tensión externa en los terminales de control. Aunque la función de los relés de estado sólido y los relés electromecánicos es la misma, los relés de estado sólido no tienen partes móviles como los relés electromecánicos. Los relés de estado sólido trifásicos pueden diferenciarse en relés de estado sólido monofásicos y relés de estado sólido trifásicos. El funcionamiento de los relés de estado sólido monofásicos y trifásicos es similar, pero las aplicaciones son diferentes.

Tres relés de estado sólido monofásicos individuales se combinan en una sola carcasa con una entrada común que funciona como relé de estado sólido trifásico. Las aplicaciones de los relés de estado sólido trifásicos varían significativamente con respecto a los relés de estado sólido monofásicos debido a las características de la potencia trifásica y a las exigencias de las cargas trifásicas, especialmente las inductivas. En este artículo vamos a hablar del relé de estado sólido trifásico con ZVS.

Relé de estado sólido trifásico con ZVS

Hay varios tipos de relés de estado sólido trifásicos, vamos a hablar del relé de estado sólido trifásico con ZVS. En este proyecto, se incorporan las unidades trifásicas y estas unidades monofásicas se controlan individualmente utilizando TRIAC y un circuito RC snubber para ZVS (conmutación de tensión cero). El diagrama de bloques de los relés de estado sólido trifásicos con conmutación de tensión cero se muestra en la siguiente figura, que consta de diferentes tipos de bloques, como un bloque de alimentación, un microcontrolador, un paso por cero, interruptores, un optoaislador, triacs, etc.

El bloque de alimentación del diagrama del circuito del relé que se muestra arriba consta de varios componentes como el transformador, el puente rectificador y el regulador de tensión. Este bloque de alimentación suministra la energía necesaria para el circuito del proyecto. El transformador se utiliza para reducir la tensión de 230 V CA a 12 V CA. Esta tensión alterna reducida se alimenta al puente rectificador que se utiliza para rectificar la tensión (convertir la tensión alterna en tensión continua utilizando cuatro diodos conectados en forma de puente). La tensión continua de salida rectificada se alimenta al regulador de tensión IC 7805, que consta de tres pines (entrada, salida y tierra). El regulador de tensión IC 7805 se utiliza para dar una tensión de salida constante de 5V necesaria para el circuito del proyecto.

La entrada necesaria para el microcontrolador se da desde este bloque de alimentación, este microcontrolador es de la familia 8051. El microcontrolador está programado para generar pulsos de salida después del pulso de tensión cero, de forma que al cruzar el cero de la forma de onda de la alimentación se encienda la carga.

La función de cruce por cero de un optoaislador (controlador TRIAC) garantiza una baja generación de ruido y, por tanto, se puede evitar la irrupción repentina de corriente en las cargas inductivas y resistivas. En el proyecto hay dos pulsadores que se utilizan para generar aleatoriamente pulsos de salida del microcontrolador de forma que no coincidan con la tensión de alimentación cero. Podemos utilizar un CRO (Osciloscopio de Rayos Catódicos) o un DSO (Osciloscopio de Almacenamiento Digital) para ver la forma de onda de la tensión suministrada, con el fin de verificar la conmutación de la carga en el punto de tensión cero.

Para la conmutación de cargas pesadas utilizadas en las industrias, podemos utilizar este proyecto de circuito de relé conectando dos SCR (Rectificador Controlado de Silicio) espalda con espalda. Para conseguir una mayor fiabilidad, también se puede incorporar una protección contra sobrecargas y contra cortocircuitos.

¿Conoces algún tipo especial de relés y sus aplicaciones? ¿Te interesa desarrollar proyectos de electrónica con aplicación en tiempo real de los relés? Entonces, no dudes en publicar tus ideas, dudas, comentarios y sugerencias en la sección de comentarios de abajo.