Control de velocidad de motor AC por variacion de ciclo de trabajo

     Existen varios métodos para controlar la velocidad de un motor ac, controlar el voltaje (que se hacia antes) pero esto llevaba a una reducción del par pues la corriente también bajaba, otro es controlando el ciclo de trabajo del voltaje que alimenta al motor esto es a manera burda (quizá mal expresado pero servirá para entender el tema) un pwm de la señal ac y por ultimo se encuentra un variador de frecuencia. Por supuesto unos métodos son mejores que otros, pero también requieren mas complejidad.

     Elegimos variar el ciclo de trabajo puesto que ademas de mantener un buen torque es bastante fácil de implementar y es mas barato que un variador de frecuencia.

     En la siguiente imagen se muestra un diagrama de todo el circuito, el cual incluye, el transformador, 2 puentes diodos, regulador de voltaje, 2 seguidores de voltaje, un triac, un moc y nuestro uC.

     Pueden apreciar que en la parte central del diagrama se encuentra el regulador de voltaje, circuito que me tomare la libertad de no explicar pues siento que a estas alturas seria repetitivo e incluso quizá algunos se sientan ofendidos :D 

Diagrama Esquemático Control de velocidad Motor AC

     En la parte baja del diagrama tenemos otro puente de diodos, lo que nos generara una rectificación de onda completa (una señal positiva de 120 hz), se pasa por un divisor de voltaje para que quede en un rango de alrededor de 2v, se pasa por un seguidor de voltaje y a partir de aquí se envía al uC aprovechando la comparación interna del mismo (aunque podría implementarse de manera analógica)

Esta señal nos servirá para detectar los cruces por 0 de la señal ac, por lo que nuestra referencia de comparación debe ser tierra, te preguntaras ¿es necesaria esta etapa? ¿porque? y la realidad es que si es muy necesaria puesto que hay que saber cuando activar el triac y cuando se desactivara, puesto que este para su activación ademas de enviar la señal de control por medio del driver (moc) hay que estar seguros que existe una corriente entre ánodo y cátodo necesaria para la activación, dicho de otra manera si quisiéramos activar el triac durante un rango cercano al cruce por ser no lo lograríamos pues la corriente es 0 en ese momento.

     El uC generara una señal pwm y se la enviara al driver resulta evidente que la señal del pwm es de 120 hz pues existen 2 cruces por cero por 1 ciclo de señal ac, entre mas rápido se active el pwm luego de la detección de un cruce por cero, dejara pasar un porcentaje mayor de la onda sinusoidal y de manera inversa entre mas se tarde en mandar la señal de activación luego de un cruce por cero menor porcentaje de la onda sinusoidal, lo que se traduce como una mayor o menor velocidad del motor respectivamente.

     Cabe señalar que el pwm no es forzoso, si no que se puede enviar un pulso lo suficientemente ancho (hoja de datos del triac)  para la activación, pues una vez activado el triac permanecerá en ese estado hasta que encuentre un cruce por cero que lo desactivara automáticamente

     En la siguiente imagen se muestra un ejemplo de como se vería el voltaje entre las terminales de la carga (en este caso un motor)

Espero haberme podido explicar y que el tema haya sido de su agrado. saludos