Introduccion

El proyecto titulado como SyncWaveTrigger apunta al control de dos contactores para lograr la apertura y cierre sincronizados con la señal de red estándar (220𝑉 50𝐻𝑧). El mismo se utilizará para realizar ensayos más exactos de transformadores de tensión según los requisitos establecidos por la norma IEC 60076−11.

Como se ve en la siguiente figura, nuestro proyecto incorpora una entrada para la señal de la red, que será leída por un microcontrolador programado para detectar cuando la señal cruce por cero y un actuador que se encargará de accionar un contactor que realiza la conexión, u otro contactor que realiza la desconexión del sistema en estudio, en nuestro caso, transformadores de tensión.

El cliente, además, podrá interactuar con el microcontrolador y activar cuando desee la detección de cruce por cero; también, con fines educativos podrá fijar un retardo en el actuador de conexión de forma que pueda visualizar si lo desea como afecta el desfasaje de la señal a la corriente de inrush del transformador en estudio.

Sistema de Control

El sistema de control se basa en el censado de un optoacoplador de los cruces por cero de la señal, así como del control de tiempo para accionar sobre los contactores. El operario tendrá la capacidad de configurar tanto localmente desde el dispositivo como de manera remota el momento a partir del cual se llevará a cabo la detección de cero de señal. Además, dispondrá de la libertad de ajustar el retardo tanto en la conexión como en la desconexión del circuito, por lo que se tendrá un control más exacto de los valores cresta de las corrientes de inrush del transformador en estudio.

Etapa de Detección de Cero

Para el censado de cruce por cero se diseñará un circuito que no presente retardos, y en caso de existir, que siempre sea el mismo con el fin de no inferir en el tiempo que el usuario selecciona. Para esto se utilizará un optoacoplador conectado directamente a la red eléctrica monofásica y haciendo uso de una resistencia en serie para limitar la corriente de este. Adicionalmente, se colocará un diodo en antiparalelo con el optoacoplador para garantizar que la alta tensión que cae en bornes del mismo no dañe el componente. Esto se puede ver la siguiente imagen generada en la simulacion efectuada con el Software LTSpice

Como se ve en la imagen, en funcion de la sinusoide se obtiene una señal cuadrada de la misma frecuencia que la sinusoide. Con la ventaja de que la señal azul esta aislada de la red.

Etapa de Potencia

Con respecto a las salidas, como los ensayos requieren de valores altos de corrientes se decidió utilizar dos contactores, cada uno con especificaciones distintas. El contactor que logra energizar el circuito bajo prueba requiere únicamente soportar la corriente de arranque, una vez establecida la corriente de estado permanente, se requerirá desconectar el circuito, pero como esta misma tiene un valor alto (menor a la de arranque), por el simple motivo de resguardar la vida útil del mismo se utilizará un segundo contactor con bobina de apertura, equipo que soportara los desgastes provocados por los arcos eléctricos en los bornes de este. Siendo así el contactor de apertura distinto al contactor de cierre.