Construccion De Una Fuente De Poder

1: Ambas ecuaciones se usan para calcular la capacidad minima de filtraje para obtener 10% de voltaje de ripple con un rectificador de onda completa a 60 y 50 Hz de frecuencia de linea respectivamente.

2: La corriente en una inductancia crece exponencialmente con el tiempo, es por ello que el valor de la corriente en cualquier instante depende de la inductancia y resistencia en el circuito, del voltaje y del tiempo desde que se inicia la conduccion.

Debido a esto la corriente en cada devanado del motor toma un tiempo determinado en alcanzar el valor maximo. El valor maximo de la corriente sera V/R pero el tiempo que toma en aproximarse a este valor depende de la inductancia (L) y es inversamente proporcional a la resistencia del devanado (constante de tiempo = L/R). El torque es proporcional a la corriente, por lo que para un valor determinado del voltaje de alimentacion a mayor inductancia menor sera el valor alcanzado de la corriente en el tiempo que toma dar un paso.

Debido a este efecto se usa la tecnica de utilizar un voltaje mucho mayor (hasta 20 veces) que el dado por la formula del fabricante (Ix R) y se regula la corriente en el devanado. De esta forma se consigue alcanzar mayor torque hasta una mayor velocidad de rotacion debido a que la corriente subira mas rapidamente. La corriente maxima puede regularse por medio de un resistor en serie, por medio de un circuito de "chopper" o por medio de modulacion de ancho del pulso (PWM), los dos ultimos metodos son mas eficientes.

El voltaje no puede ser arbitrariamente alto, a mayor voltaje mayores seran las perdidas por calentamiento en el motor (relacion cuadratica).

Kreutz.

Hola fenixes, tenes que partir de que vas a usar un driver con control de corriente, sino olvídate de usar una sobredimension de la fuente como estas comentando.

Suponte un motor de 2A 5V, y usamos una fuente de 50V, 10 veces la nominal de las bobinas pro con un driver con control de corriente. Al energizar la bobina aparentemente la corriente se dispararía, ya que a 5V tendríamos o en realidad la bobina demandaría unos 2A de corriente, por ende a 50V tendríamos 10 veces mas de corriente parentemente, pero el driver lo que hace es aplicar el control de corriente, pero no de manera permanente, sino que al momento de energizar una bobina, aplica todo el potencial hasta que la corriente alcanza el valor deseado, o sea en este caso los 2A, luego empieza a regular la corriente manteniéndola constante en esos 2A.

Que se logra con esto?, recordemos que justamente lo que estamos alimentando es una bobina, o sea una inductancia, en ellas el crecimiento de la corriente no es lineal como en una resistencia, en realidad se opone al cambio de sentido de circulación de corriente, con lo cual el crecimiento de la corriente en las bobinas se puede decir que es lento, también sabemos que el torque del motor es proporcional a la corriente circulante, por ende si logramos que la corriente alcance el valor deseado rápidamente, el torque aparece rápidamente y cada paso tarda menos en hacerse y con eso el aumento de las RPM, o lo que dice el fabricante poder correr la cupla de torque hacia la derecha.

El tema del capacitor, es que vos necesitas alimentar con la corriente instantánea que demanda el driver al momento de aplicar todo el potencial, no se bien de donde salen los 8000 x I /V pero se que es por eso, no es una fuente convencional, digamos que la carga no es constante y se necesita alimentar pulsos de alta corriente, o alto suministro de corriente en realidad, que es lo que hace el cap.

Saludos

1) >Esto es valido para todo tipo de fuentes. El valor del condensador es menor en 60Hz ya que la frecuencia al ser mayor es el tiepo entre las crestas de la sinusoide es menor, en 50 hz al ser mayor tiende a decaer el voltaje por lo que se necesita mayor capacidad.
Pido disculpas si no me se expresar de forma que sea entendible.
2) Si es correcto.
DUDA) Las funtes o las controladoras NO entregan pulso de corriente.... entregan tension. Las fuentes pueden regular el voltaje a un valor determinado especifico (reguladas) y tambien pueden limitar la corriente.
En el caso de las cotroladoras uno le asigna el valor de corriente que es totalmente independiente del voltaje que se le suministra. El voltaje si es mayor hace que la magnetización del motor sea mas rápida solamente, y la placa regula o limita la corriente al valor pre fijado.

Cita:

---

Iniciado por kreutz

Los capacitores pueden ser de pelicula plastica(>100Vdc) o ceramica. La resistencia debe ser calculada para una corriente igual a 1 a 1.5 veces la corriente maxima del motor. El IRF540 debe ser suficiente.

Para probarlo puedes usar el variac y disminuir el voltage a la entrada una vez que los capacitores de filtraje de la fuente se carguen, el voltaje a la salida debe disminuir hasta aproximadamente el nuevo voltaje pico a la entrada y el resistor de potencia se pondra algo mas caliente.

Es muy importante que los trazos de circuito impreso que van hasta el resistor de potencia sean lo mas anchos posible, no pegues el cuerpo de la resitencia al PCB, deja un espacio como de 1/2 pulgada para que no se queme el PCB con el tiempo. Usa un disipador de calor en el Mosfet.

Saludos,

Kreutz.

---

Kreutz:

Antes que nada quiero agradecerte por tu atención. Mira, aqui mando algunas fotos para compartir. He colocado el motor en el plato de un torno a fin de poder almacenar energia en la rotación del mismo y al momento del frenado obtenerla como energia electrica regenerativa. El problema radica en que la señal "diente de sierra" medida en en C1, nunca aumenta hasta cortar los 2V a comparar (visto en el osciloscopio no se mueve nada hacia arriba al frenar). Si , el comparador funciona bien; pues la bajar los 2v se enciende un led que coloqué.
1)¿Que estará pasando? revisé el circuito muchas veces, creo haberlo hecho bien. ¿Tendrá algun problema el diseño original?
3)El diodo Zenner es indispensable para el correcto funcionamiento?

Muchas gracias, en cuanto funcione lo subiré..!

Tiwanacote

Ahhh!!! No eh colocado la resistencia ¿Será eso?, solo me fijo si funciona con el led y observando con el osciloscopio!!
Saludos!

Cita:

---

Iniciado por kreutz

1: Ambas ecuaciones se usan para calcular la capacidad minima de filtraje para obtener 10% de voltaje de ripple con un rectificador de onda completa a 60 y 50 Hz de frecuencia de linea respectivamente.

---

Si, eso ya lo sé, solo que no sé de donde salen esos valores y porqué... y no sabía si existía por algún lado alguna demostración teórica de dichas fórmulas o simplemente son números elevados y punto...

Cita:

---

Iniciado por fenixes

Si, eso ya lo sé, solo que no sé de donde salen esos valores y porqué... y no sabía si existía por algún lado alguna demostración teórica de dichas fórmulas o simplemente son números elevados y punto...

---

Mas tarde te digo como se llego a estas formulas (esta noche), ahora estoy en el trabajo.

Kreutz.

Ok, aqui esta la explicacion:

I = C (dV/dt)
entonces,
C= I (dt/dV)
C= capacitancia en Farads
I = corriente en amperes
dV/dt = derivada del voltaje respecto al tiempo

dV= variacion de voltaje en el intervalo de tiempo dt

Para obtener un voltaje de "ripple" de un 10%, es necesario recargar el capacitor (provocando un aumento del voltaje de un 10%) en un intervalo de tiempo de un semiciclo, lo que equivale a reponer la carga perdida debido a la corriente I que circula por la resistencia de carga de la fuente de alimentacion en el mismo intervalo de tiempo, que a su vez ha provocado que el voltaje en el capacitor descienda en un 10%.

El capacitor se re-carga durante los picos sinusoidales de voltaje rectificado en onda completa, a 60 Hz el intervalo de tiempo de carga es 8.33 mS (a 50Hz es 10 mS), correspondiente con el tiempo de un semiciclo.

dV= 10% del valor de Voltaje = 0.1* V

por lo que C= I * 0.00833/(0.1* V ) en Farads.

lo que expresado en microFarads es

C= 83300 * I/V

La aproximacion a 80000 se debe a que la conduccion no se realiza durante la totalidad del semiciclo de alterna y ademas el numero es mas facil de recordar.

De igual forma, C= 100 000 * I/V para 50 Hz (en realidad algo menor, pero el numero es mas facil de recordar de esta forma).

Saludos,

Kreutz.

como diría un famoso torero español: "en dos palabras... IM-PRESIONANTE"

Eso es manejar las fórmulas como a uno le da la gana... Yo trataba de calcularlo mediante la fórmula del rizado, pero eso ya me ha dejado sin palabras... (es lo que tiene una mente tan simple como la mía)

Me quito el sombrero y te aplaudo.

Muchas Gracias

Cita:

---

Iniciado por fenixes

como diría un famoso torero español: "en dos palabras... IM-PRESIONANTE"

Eso es manejar las fórmulas como a uno le da la gana... Yo trataba de calcularlo mediante la fórmula del rizado, pero eso ya me ha dejado sin palabras... (es lo que tiene una mente tan simple como la mía)

Me quito el sombrero y te aplaudo.

Muchas Gracias

---

No tiene nada de extraordinario, generalmente los principios fisico/matematicos detras de las cosas que ignoramos son muy simples, de eso nos damos cuenta cuando los aprendemos :)... La mejor solucion a un problema es siempre la mas simple. Creo ademas que Mariss (Gecko) ha explicado anteriormente el origen de las formulas, asi es que no merezco ningun credito por ello..

Gracias,

Kreutz.

For more information, pls contact me by email. thanks.
waiting your quick reply.

Muchas gracias

saludos cordiales a todos en el foro cnczone y a ti kreutz por tus exelentes explicaciones, soy novato en esto del cnc y estoy armando uno por cierto los datos q uso son del mastro estca55, en fin mi duda es que compre un tranformador toridal para armar mi fuente y quiero hacerle la conexiones de 110volt para 25ac
pero el mismo trae como primario 110-0,110-0 y como secundario 25-0,25-0
el mismo es de 650va, he leido que se le puede sacar la maxima potencia colocando la conexiones del primario en paralelo y lo mismo con el secundario, pero tambien se que no se pueden colocar en contra face y esa es mi duda como se cuando estan en contrafase anexo fotos del tranformador y un diagrama electrico que biene impreso con el.
http://img191.imageshack.us/img191/7...ransformer.gif

http://img32.imageshack.us/img32/7806/conexion1.gif

si notan el diagrama bien se puede observar unos punticos pero no se para que son gracias y perdonen mi ignorancia:confused:

Hola cornel065, bienvenido al foro. Los punticos indican el inicio de cada bobinado del transformador, por lo que para conectar el primario de tu transformador en paralelo debes unir los inicios y luego unir los finales. Para el secundario seria lo mismo. Según alcanzo a ver en el diagrama de la segunda foto, debes conectar para tener un primario de 115V y un secundario de 25V:

Primario 115V:
-- Azul con Violeta
-- Gris con Café

Secundario 25V:
-- Negro con Naranja
-- Rojo con Amarillo

Un saludo y suerte con tu proyecto!

El secundario lo puedes conectar de la forma que te han indicado o en serie uniendo naranja con rojo. De esta forma optienes mayor tensión pero con la mitad de corriente.

gracias foreros bmorales y edecalho de cnczone por su respuesta ya con eso puedo seguri trabajando en mi fuente de poder para mi cnc:rainfro:

Hola Kreutz.

En primer lugar quiero agradecerte por la ayuda desinteresada que brindas a todos los que participan activamente del foro y los que lo hacemos como lectores pasivos.

El motivo de mi consulta surge de lo que he leído en mensajes anteriores donde se menciona que no es recomendable alimentar motores de paso con tensiones muy altas, como por ejemplo la proveniente de la rectificacion de linea de 220vca debido a que producen un calentamiento excesivo en los mismos, por lo que quería preguntarle cuales son las causas que lo provocan y si existe alguna solución aplicable a este problema.

Saludos!

Usar tensiones elevedas traen problemas, filtrado y disipación de temperatura debido a la reducción a tensión de trabajo. Si usas los 220vac. tendras una tensión de 316 VDC lo cual encarece muchisimo el filtrado por la alta tensión de aislamiento de los condensadores. Otro problema es reducir dicho voltaje para que las controladoras toleren el maximo voltaje. No olvidar que las tensiones mas elevadas de las controladoras comerciales estan en el entorno de los 80 o 90VDC. Reducir una tension de continua del valor enunciado a 90VDC se torna extremadamente caro.
Siempre es mas barato transformar tensiones en alterna que en continua.

Eduardo

Hola Eduardo. Gracias por responder.

La pregunta que hago se debe a que estoy diseñando una controladora propia, que en principio iba a utilizar la tensión de linea rectificada para aplicarla a las bobinas del motor con el correspondiente control de corriente.

Ahora, lo que no entiendo, es cual es el inconveniente por el que los fabricantes de controladoras en general se ven en la necesidad de reducir la tensión de entrada a como bien decís 80 o 90VCC.

Me imagino que esta limitación se debe a las altas tensiones de ripple y picos de tensión que se generarían en las bobinas del motor cuando se les aplica la pwm, lo que provocaría un calentamiento excesivo en el motor, pero no puedo asegurarlo, por eso el motivo de mi consulta.

Saludos!

Como te explique anteriormente si usas esa tensión de continua de 316 volts si o si la tienes que reducir de alguna forma y para corrientes elevadas resulta extremadamente caro ya que los componentes a usar son dificiles de conseguir. En el caso de fuentes con tensiones de linea y corrientes medias no es conveniente usar rectificadores generalmente se usan IGBT. Los rectificadores traen aparejados componentes de armonicos que tiran a la red. Yo creo que la tensión se reduce a esos valores para obtener controladoras fiables de buena calidad y bajo costo. Una controladora con fuente incluída o sea las que se alimentan con tensión de linea salen desde 6 veces mas al precio de una convenional sin fuente.

Eduardo

Hola;

Ademas de las razones expresadas anteriormente la corriente en el enrollado del motor crecera muy rapidamente (limitada basicamente por el valor de la inductancia y el tiempo de activacion del mosfet correspondiente) y los tiempos de conmutacion de los mosfets/IGBTs (que deberan se especiales de muy alto voltaje) serian muy pequenos, tanto que no podria controlarse la corriente minima y durante el apagado se produciran picos de voltaje de varios cientos de volts que destruirian los semiconductores.

Lo mas conveniente es limitar el valor del voltaje de la fuente a un maximo absoluto de 20 veces el voltaje especificado para el motor, y para evitar mucho calentamiento del laminado trabajar alrededor de 15 veces el voltaje especificado para el motor. Hago notar que en el trabajo normal de los motores de paso la temperatura puede llegar a los 85 grados centigrados sin peligro de quemarlos, pero no es conveniente llevarlos a ese extremo.

Saludos,

Kreutz.

Muchas gracias a ambos. Voy a tener en cuenta sus comentarios.

Saludos!