Dimmer e controle de velocidade (MEC346)

Este artigo foi encontrado em meu livro Robotics, Mechatronics and Artificial Intelligence (esgotado) publicado nos Estados Unidos (*). O circuito descrito pode ser usado para controlar cargas alimentadas pela rede elétrica CA.

MEC139E MEC218S

(*) Uma nova edição em português, em espanhol e em inglês está sendo preparada com a finalidade de atender as modificações impostas no ensino de tecnologia no nível médio pelo BNCC (Base Comum Curricular) de 2018 e pelo STEM do programa americano semelhante aprovado em 2015 e analisado desde 2009.

O circuito mostrado na Figura 1 descreve uma configuração mais tradicional para um SCR como um controle de fase para cargas CA. Este circuito pode ser usado para controlar o brilho de uma lâmpada incandescente, a temperatura de um aquecedor ou a velocidade de um motor CA.

Quando um meio ciclo da tensão de alimentação AC começa, a tensão aumenta ao mesmo tempo em que C1 carrega através do potenciômetro P1 e resistor R1. A constante de tempo desses componentes é escolhida para cair dentro do intervalo de tempo correspondente a um meio ciclo. Isso significa que o SCR será acionado em um ponto do meio ciclo que depende do ajuste de P1. Se P1 for ajustado para baixa resistência, a constante de tempo é curta e a tensão para acionar o SCR é alcançada rapidamente. O SCR liga no início do meio ciclo, permitindo que quase todo o poder vá para a carga.

 

Figura 1 Dimmer AC e controle de velocidade.
Figura 1 Dimmer AC e controle de velocidade.

 

Por outro lado, se P1 for ajustado para uma alta resistência, a tensão para acionar o SCR será atingida somente no final do meio ciclo, e a potência que passa para a carga será baixa. Observe que o SCR é desligado novamente no final de cada meio ciclo da tensão da fonte de alimentação.

Do ponto de menor resistência ao mais alto, é possível controlar a potência aplicada à carga em uma grande faixa de valores. Embora este tipo de circuito seja muito eficiente no controle de cargas resistivas, também é inconveniente em alguns aspectos:

1. A comutação rápida de ligar e desligar o SCR pode gerar ruído. O ruído pode percorrer a linha de fornecimento de energia ou ser irradiado na forma de ondas eletromagnéticas. Em muitos casos, você precisará usar filtros para evitar problemas.

2. Somente os semiciclos positivos são controlados.

Se o circuito for alimentado pela linha de energia CA, algum tipo de dispositivo pode ser adicionado para acelerar o processo de disparo do SCR. Este dispositivo pode ser uma lâmpada de néon ou um diac no portão, como mostrado pela figura.

 

 


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