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Certifico que el presente trabajo
de tesis ha sido realizado en su
totalidad por el señor:
Xavier Ignacio Vi Hidalgo
Ing. BouJ-v-tCr' K/edesma G.
DIRECTOR DÉ TESIS
*
i
AGRADECIMIENTO
A todos mis profesores, compañeros y amigos que de
alguna manera incentivaron y colaboraron en la
realización y culminación de este trabajo.
huy en especial al Sr. Ing. Bolívar Ledesma G.
Director de Tesis por su valioso aporte humano y
científico tanto en las aulas como, durante el
desarrollo del presente Tema de Tesis.
A MIS PADRES
Parque su esfuerzo diarlo halle recompensa en
este trabajo.
INTRODUCCIÓN
CAPITULO I
GENERALIDADES
1.1 "OPERACIÓN DE LOS CDNVERSORES AC-DC 1
1.1.1 Introducción a la operación de los conversores
AC-DC 1
1.1.2 Modos de operación de los conversores AC-DC 2
1.1.3 Clasificación de los conversores conmutados por
linea 6
1.1.4 Operación de los conversores utilizados 7
1.2 CONTROL DIGITAL DE CONVERSORES ESTÁTICOS CON
MICRDPROCESADDR
1.2.1 Introducción 15
1.2.2 Ventajas y desventajas de los microcontroladores... 19
1.2.3 Técnicas de control de conversores estáticos AC-DC
con microprocesador 21
1.3 COMUNICACIÓN SERIAL
1.3.1 Protocolo de comunicación •..'.. 26
1.3.2 Modalidad de transmisión 27
CAPITULO II
ESPECIFICACIONES Y DISECO
2.1 REQUERIMIENTOS DEL SISTEMA
2.1.1 Sistema de potencia 29
2.1.2 Sistema de control 31
2.1.3 Protecciones 34
2.2 DESCRIPCIÓN GENERAL DEL SISTEMA
2.2.1 Diagrama de bloques general del sistema 35
2.3 DISEÑO DEL CIRCUITO DE POTENCIA
2.3.1 Diseño del conversor estático AC-DC 42
2.3.2 Diseño de los circuitos de protección y
filtrado. . 45
2.3.3 Diseño del circuito de sincronización . 489
2.4 DISECO DEL CIRCUITO DE CONTROL MAESTRO
2.4.1 Circuito del microcontrolador 53
2.4.2 Manejo de üisplay y teclado 55
2.4.3 Esquema de comunicación serial..... 56
'2.5 DISEPJO DEL SISTEMA DE ADQUISICIÓN DE DATOS
2.6 DISECO DE CIRCUITOS AUXILIARES
2.6.1 Circuito de alimentación de control 61
2.6.2 Circuito de filtrado y disparo 62
CAPITULO III
DESARROLLO DEL SOFTWARE PARA LA OPERACIÓN DEL SISTEMA
3.1 REQUISITOS Y DESCRIPCIÓN GENERAL DEL SISTEMA
3.1.1 Requisitos de software en el microcontrolador 64
3.1.2 Requerimientos de software del Computador Personal. 70
3.2 DESARROLLO DEL SOFTWARE DEL MICROCONTROLADOR.
3.2.1 Programa principal 78
3.2.2 Rutina de autoverificación y detección del tipo de
fuente 79
3.2.3 Subrutina de display (D1SPLAY) 83
3.2.4 Subrutina de comunicación serial (SERIAL) 83
3.2.4.1 Rutinas de Búsqueda de datos o comandos
(BUSQUE,BUSQTA,BUSQTC) 87
3.2.5 Subrutina de disparo trifásico y monofásico(ALFA).. B9
3.2.6 Subrutina de interrupción de sincronización(SINCRO).92
3.2.7 Rutina de teclado (TECLADO 97
3.2.8 Rutina de adquisición de datos (ADC) 100
3.2.9 Rutina de gráfico de datos. (GRAF) 1O5
3.3 DESARROLLO DEL SOFTWARE EN EL COMPUTADOR PERSONAL
3.3.1 Inicialización.... 106
3.3.1.1 Inicialización del equipo 1088
3.3.1.2 Inicialización del conversor
análogo—digital 108
3.3.1.3 Redefinición de datos de inicialización . . . 108
3.3.2 Estado de funcionamiento 109
3.3.3 Operación del equipo. 109
3.3.3.1 Operación del equipo 109
3.3.3.2 Adquisición de datos 1ÍO
3.3.3.3 Braficación de datos 110
CAPITULO IV.
RESULTADOS EXPERIMENTALES..
4.1.- CONFIGURACIONES, ALCANCES Y LIMITACIONES DEL
SISTEMA 111
4.2,- OPERACIÓN CON RED TRIFÁSICA.
4.2.1 Conversor AC-DC Trifásico semicontro lado 116
4.2.2 Conversor AC-DC trifásico controlado de media
onda 118
4.3.- OPERACIÓN CON RED MONOFÁSICA
4.3.1 Conversor AC-DC monofásico
semicon trolado 120
4.4.- OPERACIÓN DEL SISTEMA DE ADQUISICIÓN DE DATOS 122
4.5.- RESPUESTA DINÁMICA DEL SISTEMA. 123
4.6.- PROTECCIONES Y DETECCIÓN DE FALLAS 124
4.7.- EJEMPLOS DE APLICACIÓN DEL SISTEMA 125
CAPITULO V
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
5.1 ANÁLISIS DE RESULTADOS EXPERIMENTALES,
5.2 ANÁLISIS TÉCNICO-ECONÓMICO ,
5.3 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ,
129
129
132
BIBLIOGRAFÍA,
REFERENCIAS. ,
ANEXO A
ANEXO B
ANEXO C
ANEXO D
ANEXO E
COMUNICACIÓN SERIAL
MANUAL DEL MICROCDNTROLADOR Y DEL MODULO
CONVERSOR AC-DC SEMICONTROLADO.
PROTECCIÓN PARA TIRISTORES (SIEMENS).
PROGRAMAS D.EL MICROCONTROLADOR Y DEL COMPUTADOR
PERSONAL.
MANUAL DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DEL EQUIPO.
El advenimiento de los computadores personales en el
campo de la informática, ha hecho que se desarrollen
paquetes de programación tendientes a la api icación
especifica de control electrónico de potencia, por ejemplo
la firma AVQCET SIMULATQR desarrolla programas que ayudan al
diseño de sistemas mlcroprocesados. Además,.el desarrollo de
lenguajes de programación de alto nivel y estructurados
(OuickBasic) que . permiten utilizar subrutinas en lenguaje
ensamblador (assembler), lo- cual da a.l sistema rapidez de
ejecución de tal manera que se puedan implementar lazos
(algoritmos) de control.
Paral el amenté 5 se han desarroliado elementos
semiconductores llamados microprocessdores para aplicaciones
de control electrónico , por ej'emplo el microcon tro la do r de
la INTEL 8751. Estos dispositivos han ofrecido desde su
creación (1970) gran confiabí1idad y una capacidad de
Integración funcional que cada vez va aumentando (tecnología
VLSI). Asi mismo,• ofrece la posibilidad de diagnósticos
confiables en sistemas donde antes se necesitaban circuitos
especiales para este propósito.
El presente Tema de Tesis, tiene _ la intención de
motivar el estudio y la Investigación de la nueva tecnología
en sistemas de control. El desarrollo de la tecnología de
los microprocesadores y los microcontroladores en el campo
industrial, ha hecho que veamos la necesidad de aplicar
estos conocimientos en asuntos prácticos y realizables en
nuestro medio. Se pretende, por lo tanto, establecer puntos
de- comparación entre esta tecnología y la tradicional,
puntas tales coma diseño, construcción, mantenimiento,
costos, etc.
El objetivo básico de este trabajo de tesis es diseñar
y construir un equipo basado en el microcontrolador Intel
8751 para realizar el control de conversores estáticos AC-DC
semicontrol ados con conmutación natural; trifásico,
monofásico y opcionaImente el trifásico totalmente con-
trolado de 3 pulsos; a partir, de un computador personal
como elemento central de control y procesamiento de datos.
c
De igual manera, se pretende desarrollar el software
necesario, tanto en el lenguaje assembler del
microcontrolador así como en un lenguaje de alto nivel
(Duick Basic) para el computador personal, que permita la
operación del sistema, la. utilización del pórtico de
comunicación serial RS232 para el -en lace entre el Computador
y el equipo, el ingreso de datos y condiciones de trabajo a
través de teclado y la presentación de resultados en
displays y en el monitor del Computador.
Adiciónalmente el equipo a construirse incluirá un
sistema de adquisición de datos análogos que permita.
realizar la medición simultánea de hasta ocho señales
externas distribuidas del siguiente modo: voltaje de salida,
corriente en la carga; las restantes seis entradas quedan
disponibles para que el usuario las útil ice en aplicaciones
específicas del equipa como: medición de variables
eléctricas para procesamiento de información etc. El sistema
quedará listo para que el usuario ímplemente en el
Computador Presonal los algoritmos de control en lenguaje de
alto nivel.
Para lograr los objetivos antes planteados, ha sido
necesario dividir el desarrollo de este trabajo en cinco
capí tu los.
En el primero se presenta, una breve información general
sobre los conversores AC-DC y su funcionamiento, poniendo
énfasis- en aquellas configuraciones que van a ser
implementadas. También se trata del microcontrol ador a
útil izarse y finalmente del computador personal y su
comunicación con el equipo.
En el segundo capítulo, se detallan las
especificaciones tanto en control como en potencia y se
desarrolla el diseño circuital del equipo.
En el tercer capitulo, se diseña el software necesario
para el funcionamiento "del equipo. Se explican en detalle
todas las rutinas implementadas en el microcontrolador y en
el computador personal.
El cuarto capí tu lo, resume los resultados
experimenta les de las pruebas a las que fue sometido el
equipo para comprobar sus diferentes funciones y
aplicaciones.
Finalmente, el capitulo quinto muestra una serie de
conclusiones y recomendaciones que pueden ayudar al
desarrolio de futuros trabajos relacionados con el -presente
tema .
1.1 OPERACIÓN DE LOS CONVERSORES AC-DC
1-1-1 Introducción a la operación de los AC-DC
Los conversores AC-DC con conmutación natural permiten
acoplar una fuente de alterna (AC) con una carga de continua
(DC); es decir, convierten la energía de corriente alterna en
energía de corriente continua. Evidentemente, el voltaje
obtenido no se puede comparar con el de un banco de ba.terias
debido a la presencia de componentes de alterna (rizado) que
se sobreponen al valor medio del voltaje de salida.
Los conversores AC—DC conmutados por linea, son los
actuadores ideales para el manejo de cargas de corriente
continua. Su simplicidad y versatilidad, su capacidad de
corriente casi ilimitada, y su excelente comportamiento
dinámico son las más importantes cualidades que los
caracterizan.[1]
La operación de un conversor AC-DC se basa en el encendido
y apagado alternativo de un numero de elementos
rectificadores) normalmente diodos y/o tiristores. El retardo
en el encendido de los semiconductores controlados
(tiristores), permite obtener un voltaje variable de continua
a la salida del conversor.
La conmutación natural o por linea significa que los
semiconductores de potencia se apagan en forma espontánea en
el instante en que su corriente se hace cero, gracias a las
al ternanclas y cruces por cero del voltaje de la red. [2]
1.1.2 Clasificación de los conversones conmutados por linea
La selección de un conversón para la alimentación de
cualquier canga, de corriente continua depende de un cierto
número de criterios tales como:
— Naturaleza de la fuente de alImentación,
- Armónicas inyectados a la linea,
— Rizado de la corriente de carga, etc.
Es dificil establecer a priorl reglas absolutas; los
conversores AC—DC conmutados por linea se pueden clasificar de
acuerdo a. los siguientes parámetros o características:
- Número de fases de la red de alimentación.
— Conexión de los el ementes del conversor (tlristores y
diodos).
- Número de pulsos del conversor. Este es el número de
pulsos presentes en la salida de voltaje DC durante un
ciclo de voltaje AC .
- Utilización de elementos controlados solamente ó una
combinación de no contnolados y controlados. Así, se
los conoce como conversores controlados, nocontrolados
o semicontrolados.
- Utilización de un diodo de conmutación(Free—WheelIng
Diode).
La Figura N.l.l muestra los diferentes esquemas de conexión
de los conversares AC—DC de acuerdo a los parámetros antes
ci tados.
C O N U E I R S O R C O N V e R S O R
MCNíOF'ftSXCO CONTRCÍ_ñCO TRXF"PSXCO CONTríOLPOO CP=S5CON DIÜOCO D£ CONT-aJTflC^ON
_
CON* DZCDO De CONnOTACION
PCo-Í^C»-
MONGr-AStTCO TRXFASXCO COJTROLPOOCON DXOCO OS
-U — 4--SBW _,— »-
-£=-£•PfC»-í=fC»-
í_ I B-
N*»-
TFO ASr
4?T 2u.
j T-igx
Figura N-l.l Esquemas de convexión de los conversares AC— DC
- CONVER50RES ND CONTROLADOS
Están formados exclusivamente por diodos (elementos no
controlables). Su voltaje de salida es constante; actúan
exclusivamente como rectificadores, "para medianas y grandes
potencias. La configuración mas utilizada es la tipo puente.
Ver la Figura N.1.2
AC
DC
controlado.controlado
IR
= l s
, T
i N
¿>
t
V*\ i g u r
C o n
L
aV
ÍC '
Á
r~ .L .
¿~ _. á
¿~ .L. j
r _k Á
L
DC
¿~k
N . 1 . 3e r s o r
- CDNVERSORES CONTROLADOS
Están formados por tirístores (dispositivos controlables).
Su voltaje de salida es variable en un rango de O , a 10O7. y
puede ser positivo o negativo, dependiendo de las
características de la carga. Puede operar como rectificador
cuando permite el flujo de potencia desde la red hacia la
carga, o como Inversor sincrónico cuando la energía fluye
desde la carga hacia la red. Ver la Figura N.1.3.
- CONVERSORES SEMICONTROLADOS
Están formados por una combinación de diodos y tirlstores.
Su vol taje de salida puede variar de O a 1007- y es solamente
positivo j razón por la cual este tipo de conversar no puede
funcionar como Inversor sincrónico, solamente como
rectificador.
La configuración tipo puente es la más popular. Ver Figura
N. 1 .4
flC FFFDC
LOflD
FIguraN-1.4 ConversorSemicontrolado.
F 1 g u r a ND i o d oConmutación.
- DIODO DE CONMUTACIÓN
El diodo de conmutación, se conecta en paralelo inverso a la
salida del conversor(carga), para dar un camino alternativo a
la corriente reactiva de la carga, evitando que el voltaje de
salida del conversor invierta su polaridad (excepto por la
pequeña caída de voltaje de j'untura del diodo). En el momento
de la conmutación, capta la corriente de carga para ayudar a
que el elemento de potencia entre en bloqueo. Ver Figura N.
1.5.[2]
Los esquemas con alimentación monofásica se utilizan
generalmente para aplicaciones de baj'a potencia. Más allá de
unos pocos kilovatios existen razones poderosas para preferir
un esquema trifásico que, aunque utiliza más elementos, tiene
importantes ventajas como;
1.— La linea trifásica es cargada en forma simétrica.
2.- Poco contenido armónico en las corrientes de línea;
por tanto hay menor distorsión de voltaj'e de linea que en el
caso monofásica.
3.- El rizado del voltaj'e DC en la salida del conversor
tiene componentes de mayor frecuencia pero de menor amplitud
reduciendo los componentes de filtrado (si se requiere) y
causando menos pérdidas en la carga.
4 . - El comportamiento dinámico de los conversores trifásicos
es superior debido al hecho de que los tiristores son
disparados en intervalos más cortos. Esto reduce el retardo
ante las señales de control y permite una respuesta más
rápida.
1.1.3 Modos de operación de los conversares AC—DC.
Existen dos modos de operación posibles de los conversares
AC-DC que dependen de su configuración.
- RECTIFICADOR
Este modo de operación se caracteriza por el hecho de que la
fuente entrega potencia a la carga (potencia positiva). Si
bien la corriente es unidireccional (positivo), el valor medio
del voltaje debe ser positivo.
- INVERSOR SINCRÓNICO
En este modo la transferencia de potencia se invierte, es
decir, fluye desde la carga hacia la fuente. El voltaje medio
que entrega el conversor puede ser negativo, momento en el
cual está funcionando como inversor sincrónico.
Un mismo conversor AC—DC puede operar en estos dos modos en
forma excluyente. Por ejemplo, tenemos el caso típico (el de
mayor difusión) de un motor de corriente continua. Se utiliza
un conversor en modo rectificador para el arranque y la
operación de la máquina; pero, para el freno regenerativo se
utiliza en modo de inversor sincrónico.
7
La dificultad de plantear un modelo maternatico para
representar a un conversor radica, en el hecho de que éste es
un proceso discreto en vis.ta de que la corrección del voltaje
medio en la salida no se efectúa, necesariamente,, en el mismo
instante en que se corrige el ángulo de activado de los
tiristores. En el peor de los casos, el retardo resulta igual
al itervalo que existe entre dos activados consecutivos de los
tiristares del conversor.o
El presente trabajo, va a utilizar conversores AC-DC con
comutsción natural funcionando en modo de rectificador
sol amenté; es decir, se va a controlar que la corriente f luya
a la carga en un instante determinado por el operador, pero no
permite que ésta cese arbitrariamente sino cada vez que la
fuente de alterna invierte su polaridad. Se van a ultilizar
las siguientes configuraciones:
- TRIFÁSICO SEMICONTTROLADO
- MONOFÁSICO SEMICONTROLADO
- TRIFÁSICO CONTROLADO DE MEDIA ONDA
Cabe recalcar que la última opción (TRIFÁSICO CONTROLADO DE
MEDIA ONDA) no tiene la misma importancia que las dos
restantes. Su implementación obedece tan solo para fines
didácticos, es decir observar el funcionamiento de un
conversor en modo de operación inversor sincrónico.
1.1.4 Operación de los conversores utilizados.
Para un estudio preliminar de los conversores, se deben
asumir ciertas condiciones que facultan su comprensión; estas
son: El voltaje que cae en los el ementas semiconductores de
potencia, en los transformadores y en otros componentes es
despreciable frente a la magnitud de la fuente de poder: la
conmutación (encendido y apagado de los tiristores) se supone
instantánea; el voltaje de alimentación es fijo7 simétrico,
senoidal y finalmente, la corriente de salida del conversor es
constan te.
Los tiempos de encendido y apagado del elemento
semiconductor están en el orden de pocos microsegundos, razón
por la cual puede considerarse una conmutación instantánea en
relación al tiempo de medio ciclo (8.33 ms) de una fuente de
60 Hz .
flC
FiguraN.1.6 ConversorSemicontrolado.
La mayoría de cargas de corriente continua (como motores de
DC) responden al valor medio del voltaje; así, el valor rrns
del voltaje de salida es generalmente de poco interés.
Sinembargo, el rizado de alterna, el mismo que representa una
variación del voltaje de carga relativo al valor medio, es
frecuentemente fuente de pérdidas indeseadas.
— Operación de los conversares semicontrolados
La figura N.1.6 muestra la configuración
utilización en aplicaciones industriales.
de mayor
Alfa = 30l
Alfa = 60<
Alfa= 120<
Mwt
Figura N.1.6.a Voltaje de salida para distintos ángulos deactivado.
El tiristor que esté polarizado adecuadamente(voltaje de
linea) y que además en su compuerta (gate) exista un pulso de
disparo, conducirá y llevará la corriente de carga. La
posibilidad de variar el voltaje medio de salida se logra en
virtud de retardar el activado de los tiristores del conversor
de modo que la red entregue energía a la carga durante
reducidos intervalos de conducción. En la figura N.1.6.a se
10
pueden apreciar las formas de onda del voltaje de salida Vda
para diferentes valores de retardo a en el activado de los
SCR's. En la Figura N.i.6.b se muestran los puntos de
sincronización (a=0°). El rango de control posible del ángulo
de retardo a, y el voltaje de línea de la fuente.
Figura N.1.6.b Puntos de sincronización y rango de controldel conversor Semicontrolado.
Para esta configuración, la característica que determina el
funcionamiento del conversor esta dada por la ecuación:
Vda = Vdo (1-H eos a)/2
donde:
(1)
Vdo =/2 Vs p Sen (,?/p)/-Vdo = Voltaje medió de salida para a = 0°a = Ángulo de retardo.Vda = Voltaj'e medio de salida para un a dado
= número de pulsos.= Voltaje RMS de alimentación.
pVs
El rango de control del ángulo activado a es de 1BO grados
eléctricos; en la gráfica de la figura N.1.7 se muestra al
voltaj'e medio de salida normalizado versus el ángulo de
retardo también normal izado.
11
Va1
1 '
S T .
9 A -
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c
=FBPg
^
0.
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6.
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4
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0.
k\X
6.
VB
«c
1
Figura N.1.7 Característica de los conversores semicontrolados
Estas características son válidas para cualquier tipo de
conversores semicontrolados (trifásico o monofásico).
— Operación del conversor controlado de tres pulsos.
Figura N.l.B Conversor controlado de tres pulsos
Está formado exclusivamente por tiristores con los cátodos
unidos (terminal positivo) y el neutro de la fuente como
terminal negativo. Su configuración se presenta en la Figura
N.l.B. El tiristor cuyo ánodo.esté a un potencial mayor que el
resto, conducirá siempre y cuando se haya dado un pulso de
disparo en su compuerta.
12
Alfa = 30
Alfa =90°
Alfa = 150°.
Figura N.l.B.a Voltaje de salida del conversor controladopara diferentes ángulos de activado.
En la figura 1.8.a se muestran las formas de onda del
voltaje de salida (Vda) para diferentes ángulos de retardo (a)
y suponiendo que la carga es de tal naturaleza que en ella se
tiene siempre conducción continua. Se habla de condución
continua cuando la corriente pulsante en la carga no llega a
ser cero. En la figura N.l.S.b se muestra el rango de control
del ángulo de disparo y el voltaje de fase de la fuente de
alimentación.
Para esta configuración el rango de control del ángulo de
disparo es de 240 grados. Para. O grados tenemos un vol taje de
salida máximo (como los nocontrolados); para 90 grados, se
tiene un voltaje de O voltios; y para 180 grados se tiene el
voltaje de salida máximo pero negativo. En el caso de tener
conducción discontinua. en la salida del conversor, el rango
puede extenderse hasta 24O grados.
13
luí
/\D
Figura N l.B.b Rango de control del ángulo de disparo.
Entonces, la ecuación que determina esta
siguiente:
ística es la
Vda = Vdo (eos a) (2)
donde:
a = Ángulo de retardo.Vda = Voltaje medio de salida para un a dadoVdo = Voltaje medio de salida para a = 0°.
Yc/o
* T
-0 P .
•"fe"Be,
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E*H¥l
2
a^G
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4
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5
V
ie. 6
i
\.
8
•Cl
1
Figura N.1.9 Característica de los conversarescontrolados
La característica de este conversor puede apreciarse en el
gráfico de la Figura N.1.9 ; en éste se muestra el voltaj'e
medio normalizado de salida^ V=io< /WJo versus el ángulo
14
normalizado de activado de los tirístores a/Orv-w . Esta
característica es válida para cualquier tipo de conversores
controlados. Si el voltaje máximo de la fuente de alterna es
Vmax .
Voltaje medio máximo de salida del conversar(a = O)
a
= Máximo ángulo de activado de los tilpara la configuración dada.
J
15
1.2 CONTROL DIGITAL DE CONVERSORES ESTÁTICOS CON
MICROPROCESADOR
1.2.1 Introducción -
El advenimiento de los ¿nicroprocesadores desde el año de
1970, ha traido una nueva dimensión en tecnologia de
electrónica de potencia; es tan significante como el
descubrimiento de los semiconductores de potencia en 195O. La
primera generación de microprocesadores fue de 4 bits, luego
los de B bits, más tarde los de 16 bits, y ahora los de 32
bits. Mientras la tecnologia de diseño de circuitos integrados
va mejorando, se hace posible entonces más escala de
integración -
ADÓRESE DATABUS BUS
IHSTRUCTIOMD6CODER
S.HÍTHMETICLOGICUIJITI AL U)
CI.OCK CONTROLSIGNÁIS LINES
Figura N.l.iOde un microcontrolador
Un microprocesador es responsable de cálculos y dec:
en la operación de un sistema. La parte central de un
microprocesador es la Unidad central de procesamiento (CENTRAL
PRDCCESSING UNIT) y los siguientes elementos:
- Generador de señales de control— Bus de dirección y datos . (-opcional )- RDM- RAM- Controlador de interrupciones— Señales de Entrada/Salida digitales.— Señales de Entrada/Salida analógicas- Interfase de comunicación serial
En el diagrama de bloques de la figura N.1.10 se
muestra la estructura típica de un microcomputador.
- Arquitectura CPU
La Figura N.l.ll muestra 1 os componentes básicas de la cpu.
El acumulador ACC almacena datos procesados por la unidad
aritmética lógica- (ARITHMETIC LOGIC UNIT ALU). La ALU puede
poseer operaciones básicas como suma, resta, desplazamiento
operaciones booleanas, también genera banderas tales como:
carry, cero, signo, paridad, ' overflow como resultado de
opeaciones aritméticas y lógicas.
El contador de programa (PC) almacena la dirección de la
instrucción que va a ser ejecutada. La CPU incrementa el PC
cada vez que esta busca una instrucción , así , las
instrucciones se ejecutan en orden numérico. Esta regla no se
cumple solo en los casos de saltos (SJMP) o llamadas a
subrutinas. En llamadas a subrutinas, el PC es incrementado y
su contenido es almacenado en una área de memoria llamada
"STACK". El stack puede almacenar también registros. Luego de
un "return" al final de una rutina , el PC empieza con la
dirección traida desde el SP (STACK POINTER). [4]
17
I - OT ;iJi »
u . i i i. f V I W I
(i. 1 I I I »US
C O - l A Q l
k'V
Figura N.l.ll Componentes básicos de la ALU
- ROM
RDM (read-only memory) almacena el programa del
microprocesador. El programa puede tener datos en forma de
tablas de traducción que no pueden ser alterados. La memoria
es no volátil; asi3 una falla de alimentación al micro no
destruirá el contenido de la RDM. Un programa que no necesite
alteración alguna es almacenado en una ROM mascarable. En los
primeros pasos de desarrollo del programa, es necesario alguna
modificación, entonces se almacena en memorias programables
eléctricamente pero borrables con luz ultravioleta (EPRQM). Se
utiliza también memorias programables y borrables
eléctricamente (EEPROM), que pueden ser leidas y escritas como
si fueran RAM's, pero la información permanece no volátil
Este tipo de memorias es muy útil para diagnósticos de pérdida
de datos en caso de falla de alimentación.
18
- RAM
La memoria RAM (random-access memory) normalmente almacena
datos generados por la ejecución del programa. En 1 os primeros
pasos de desarrolio, el programa puede ser residente en RAM.
Ambos, ROM y RAM tienen posibilidad de acceso aleatorio, pero
la RAM es generalmente por medio de READ/WRITE. La RAM es
volátil y puede ser estática o dinámica*. Una RAM estática
utiliza flip—flops para almacenamiento, pero consumen bastante
potencia, por tanto su densidad de almacenamiento es baja.
Una RAM dinámica utiliza un pequeño capacitor como elemento de
almacenamiento, el mismo que provee alta densidad de
almacenamiento pero requiere señales periódicas de refresco
para retener el bit de información.
- ENTRADA/SALIDA DIGITAL
Un microprocesador se comunica con el exterior por medio de
sus dispositivos periféricos de entrada/sal ida. Estas señales
pueden ser en forma de lógica individual o bytes paralelos.
Las señales de entrada/salida se pueden controlar como si
ellas estuvieran en espacios de memoria o por instrucciones
IN/OUT. La comunicación serial transmite o recive datos en
forma serial pero internamente el microprocesador manipula
estos datos en forma paralela. Los dispositivos tales como
CRT, Sistemas de disk drive, impresora, displays , etc., son
enlazados digitalmente en el microcomputador.
- ENTRADA/SALIDA ANALDBA.
Las señales análogas en un sistema son enlazadas al
microcomputador -por medio de conversores A/D o D/A . Este
dispositiva puede ser conectado directamente al bus de datos
del microcontrolador y asi ocupar una localidad de memoria. El
número de bits del conversor determina la exactitud o
19
precisión de la señal análoga. El tiempo de conversión del
conversor A/D debe ser pequeño comparado con el de muestreo
dentro del microcontrolador. En un sistema de adquisición de
múltiples señales analógicas, se utiliza un conversor A/D de
cana 1 es muítlplexados.
1.2.2 Ventajas y desventajas de los microcontroladores. C4]
Los microprocesadores o en general el diseño digital de un
sistema de control tiene algunos méritos y limitaciones que
pueden resumirse en:
— Hardware de bajo costo.
La simplificación del hardware de control, y su consiguiente
bajo costo en comparación con el control analógico,es la
ventaja principal del control microprocesado. Esta. tendencia
es evidente al aumentar la velocidad del microprocesador y asi
se integran más funciones. Algunos chips con la integración de
un hardware total para control de una aplicación especifica
resultan ser muy económicos. Menor tamaño y peso, con menor
consumo de potencia son ventajas adicionales.
— Conflabilidad.
La confiabilídad de los circuitos LSI o VLSI es
considerablemente mayor que cualquier circuito electrónico
con gran cantidad de componentes. Experiencias pasadas han
demostrado que los controladores con microprocesador poseen
mas confiabilidad.
20
— fíenos problemas de EMI (Electromagnetlc
Interference)
El gran nivel .de integración de un microcontrolador evita el
acoplamiento de transitorios de voltaje o corriente en
sistemas de electrónica de potencia. El acoplamiento de ruido
a través de la fuente de alimentación y señales de entrada se
minimiza con filtros análogos o digitales.
— Variación nula de parámetros .
El procesamiento de seña 1 es elimina variación de parámetros,
los mismos que son prev a. lentes en control adores analógicos. El
cálculo digital es exacto y los problemas de truncamiento y
overflow se evitan con un escalamiento adecuado.
— Hardware y Software universal.
El hardware universal puede ser diseñado para una cierta
el ase de sistemas donde el software puede ser modificado para
satisfacer especificaciones laterales. Por ejemplo; todos los
drivers de Inversores de voltaj'e pueden tener el mismo
hardware de control pero distintas especificaciones pueden
lograrse con modificaciones de software. La ventaj'a adicionale
del software es que es flexible y pude ser faci1mente
Implementado, alterado o, actualizado en la medida que el
sistema lo requiera..
— Diagnósticos.
Una ventaja más de control con microprocesador es su
software poderoso de diagnósticos, el mismo que puede ser
diseñado por un técnico sem.I-experto. Además, la adquisición
de datos, monltoreo de señales, precauciones y displays pueden
ser fácilmente implementados.
21
— Cálculos lentos.
La implamentación de una función en un míerocontrolador, es
más lenta que un conversor A/D equivalente debido al hecho que
el micro calcula la función en forma serial, mientras que el
hardware lo hace en forma paralela. Si un micro manipula
múltiples tareas, se tiene que dar un tiempo para cada una y
muItiplexarlas en el tiempo, esto aumenta aún más el tiempo de
ejecución. Largos retardos de muestreo pueden causar problemas
de estabilidad en lazos de realimentación. Cada vez se están
construyendo microprocesadores con más velocidad de cálculo.
Esta tendencia continua en el futuro.
— Error de cuantízacion
Un sistema físico posee generalmente señales ana lógicas y,
cuando éstas son convertidas a digitales para el
microprocesador por medio de conversores A/D y D/A, hay un
error finito. Este error puede disminuirse mientras más alto
sea número de bits del micro y del conversor.
Finalmente, existen otros inconvenientes en el uso de los
microprocesadores para control electrónico; el hecho de que
las señales de software no tengan acceso dificulta un poco el
seguir en secuencia. los pasos del programa. Además, - e l
desarrollo del software require de un trabajo delicada
haciendo que su. costo sea elevado para programas de propósito
específico.
1,2.3 Técnicas de control de conversores estáticos AC—DC
con microprocesador.
Existen algunas técnicas que se han desarrollado para.
controlar el disparo de conversores con conmutación natural;
22
algunas analógicas, otras digitales y otras una combinación de
las dos anteriores. Así, podemos nombrar las siguientes :
comparadores análogos, contadores digitales, PLL's (Phase
Locked Loop), etc. En casi todos estos esquemas, la senal de
activado se genera cuando una señal variable en el tiempo
(señal triangular o diente de sierra), se Iguala a una de
Veferencia (voltaje continuo normalizado de O a 10 V).
La Implementaclón puede ser análoga como el método del
coseno Inverso; o digital, como una tabla de look—up o tabla
de traducción grabada en una memoria y contadores, pero el
ángulo de activado es siempre calculado con respecto al cruce
por cero de la forma de onda del voltaje de entrada ( caso
monofásico) o cambio de fase para el caso trifásico.
Consecuentemente, todos estos métodos pueden agruparse en
uno solo llamado "métodos de disparo absoluto" debido al hecho
de que el disparo se realiza sin tomar en cuenta disparos
anteriores; sin embargo estos no son fáciles de Implementar en
los mlcroprocesadores, a causa de los tiempos de operación
(cálculos) de estos; habiéndose tan solo Implementado simples
adaptaciones del software. Por esta razón, se han desarrollado
métodos relativos de ángulo de disparo. En el presente trabajo
se va ha Implementar un método de disparo absoluto, ya que el
Intervalo entre dos pulsos de disparo es constante e Igual a
12O grados (en conversores semicontrolados trifásicos).
1.2-3.1 Método relativo de control del ángulo de activado -
Con este método el ángulo de disparo es controlado
alargando o acortando el Intervalo entre dos disparos de
tiristores consecutivos( ver Figura N.1.12). Por supuesto en
estado estable, este Intervalo (S) es de 120°(en conversores
semicontrolados)
23
Este esquema de control tiene
industrial:
ventajas a nivel
1) El costo de instrumentación es extremadamente reducido
por eliminación de detectores de los cruces por cero del
voltaje.
o
2) El intervalo entre los disparos es directamente
controlado.
3) La detección de los instantes de cruce por cero (o puntos
de sincronización) en voltaje de alterna se hace una sola vez
cada 360°.
-f_(—1—["J.)__fl-l_í—<—,_1_J——1_.- Secuencia de disparo de tirístores de un
conversor puente trifásico, durante va-riaciones en el ángulo de disparo.
.- Sfcucncia de interrupciones para métodode disparo absoluto.
Figura N.1.12 Dispara relativo
24
A pesar de que la mayoría de esquemas de disparo útil izan
la detección del cruce por cero de cada fase para obtener un
punto de referencia entre el ángulo de disparo y el tiristor
correspondiente, las señales de cruce por cero no son
exactamente espaciadas 120° debido a la distorsión armónica en
las formas de onda de entrada y las desigualdades en los
componentes de los tres detectores. Por tanto, aún cuando °. los
circuitos de disparo sean idénticos para todos los tiristores,
los ángulos de disparo diferirán en algo causando
íncertidumbre y generando armónicos de orden impar.
Con el esquema de ángulo de disparo relativo, los activados
equidistantes se mantienen aún cuando exista algún error en la
detección del cruce por cero. El error modificará el ángulo de
disparo pero todos los tiristores se dispararán con un ángulo
idéntico.[7D
El principal inconveniente de este método es que no se
dispone de un tiempo establecido (fijo) para el procesamiento
de funciones de control y protección llevadas a cabo por el
microcontrolador debido al hecho de que:
6a = a^ - a^_:L + 60°
con :
a^ : próximo ángulo de disparo
• n—j- : anterior ángulo de disparo
da : intervalo entre dos pulsos consecutivos
Si por ejemplo se desea cambiar el ángulo de disparo de 90°
a 8O° se dispone de un tiempo entre disparos equivalente a 5O°
para ej'ecución de las funciones de control , protección y
reporte encargadas al jjC. En cambio, en el caso de disminuir
el ángulo de 3B° a 2°, el tiempo disponible se reduce a 24°,
Una situación como la reseñada, podría comprometer el
funcionamientto del sistema en general.
25
Para resolver esta situación, se propone la utilización de
un esquema de disparo absoluto, en que los pulsos de disparo a
los tiristores del puente se efectúan mediante una secuencia
de interrupciones. Con ello, se consigue disponer de un tiempo
fijo equivalente a 120° para procesamiento de las restantes
tareas del \jC.
Es frecuentemente deseable producir una relación entre
voltaje de control (entrada ) y el voltaje medio de salida del
puente. Si la corriente en la carga es considerada continua,
este efecto puede ser alcanzado incluyendo una función coseno
inverso en el controlador; hay muchas maneras de hacer ésto
con con trol adores analógicos. En sistema digitales, la. manera
más simple y rápida es utilizando tablas de traducción (look —
up tables).
1.3 COMUNICACIÓN SERIAL
Dentro del campo de la computación, uno de los temas más
importantes de estudio es el de las comunicaciones de datos en
general, y el de las disciplinas de línea o protocolo de
comunicación en particular, por tratarse de un elemento básico
sobre el cual se apoyan muchos otros temas.
26
Si bien no se va a realizar en este trabajo una comunicación
entre computadoras (redes), se hace necesario conocer el
protocolo de comunicación del computador personal con sus
debido a que el equipo contruido viene a
un periférica más dentro de tantos que el
Computador Personal puede
1.3.1 Protocolo de comunicación,
Un protocolo se define como un juego de reglas y
procedimientos que proporcionan una técnica uniforme para
gobernar una linea de comunicaciones. Estas reglas y
procedimientos proveen la administración, asignación y control
de los recursos involucrados, así como establecen métodos para
evitar y/o solucionar problemas acontecidos por fallas de
excepción ocurridos en cualquiera de los elementos
intervinientes.
Existen dos convenciones de codificación de datos más
comunmente utilizadas: la EBCDIC (Extended Binary Coded
Decimal Information Code) y la ASCI I (American Standard Code
for information Interchange); la primera, fue desarrollada
para la IBM y utiliza 8 bits j la segunda, es una norma
adoptada por ANSÍ y utiliza 7 bits de información, es decir
son posibles 2 = 128 representaciones. Un octavo bit se
designa al control de paridad. Los caracteres que se pueden
representar cumplen con las siguientes características:
— Caracteres de control,- Caracteres especiales,— Letras Mayúsculas,- Letras Minúsculas, y— Números.
Según el protocolo de comunicación escogida y el tipo de
información a transmitirse, la disposición de los
27
de control y de datos (formato del mensaje), se encuadra en
secuencias de distintos aspectos así como también varían los
procedimientos de detección y corrección de errares de
transmisión; también varían los procedimientos de
establecimiento de llamada, terminación y desconexión de
enlace.3
Hay distintos modos de operación en un canal de
comunicación, estos son: SPX (Simplex), HDX (Half Dúplex), FDX
(Fu 11 Dúplex) , según el protocolo escogido.[8]
1.3,2 Modalidad de transmisión.
La modalidad de transmisión denota la existencia o no de una
irregularidad o intervalo no constante entre dos eventos
consecutivos que ocurren en una línea. Existen dos modos de
transmisión: Asincrónica y Sincrónica.
— Transmisión asincrónica.
La Transmisión Asincrónica es llamada de esta manera a aquel
caso donde no existe sincronismo a nivel de mensaje pero si a
nivel de carácter. El tiempo transcurrido entre caracteres
consecutivos .no es constante ni determinable. Depende de
sucesos incon trol a.bl es tales como pulsar dos teclas
simultáneamente ver la Figura N-1.13. Pero el tiempo asignado
para un bit es constante. Para sincronizar el byte, se
utilizan dos bits de control, el START (ST) y el STOP £SP);
por esta razón, a esta modalidad de transmisión se le llama
también START / STOP.&#- Cabe añadir que no se envían señales
de reloj o sincronización con los datos. Tanto el transmisor,
como el receptor tienen relojes internos los mismos que son
sincronizados con el bit START.
D A T O
28
D A T O D A T O
sp p
'
sT
S
p p1
sT
Sp p
i
•1
Sentido de Transmisión —:
Figura N.1.13 Transmisión Asincrónica con código ASCI I
— Transmisión Sincrónica
La transmisión sincrónica, es orientada en forma de bloques.
Mientras la información de sincronización es Incluida en cada
carácter con transmisión asincrónica con bits start/stop,
mensajes de múltiples caracteres son sincronizados en la
transmisión sincrónica añadiendo caracteres en el Inicio del
mensaje. Estos caracteres de sincronización actúan de manera
similar sobre el mensaj'e, en transmisión sincrónica, que los
bit start/stop en transmisión asincrónica. Al contrario de la
transmisión asincrónica, los transmisores y receptores
sincrónicos comparten un reloj" común; uno de los dos, el
transmisor o el receptor debe enviar un bit de reloj" al otro
dispositivo, es por esto que no se necesita un bit de start
porque tanto transmisor como receptor están siempre en
sincronización. [9]
El RS—232 C standard es la especificación eléctrica más común
usada para comunicación asincrónica de datos seriales. Este
fue desarrollado mucho antes de que los circuitos TTL existan
por esta razón los pin es del RS-232C no usan niveles lógicos
de 5 voltios y tierra sino: el nivel alto está entre +5 y +15
voltios mientras que el nivel baj'o está entre -5 y —15
voltios. Además los receptores del RS-232C deben comprender
señales entre +/— 25 voltios. Más Información sobre este
dispositivo se encuentra en el ANEXO A de este trabaj'o.
2.1 REQUERIMIENTOS DEL SISTEMA
El presente trabeJo de tesis va dirigido al desarrolio de
un sistema electrónico de potencia. controlado con
microprocesador, razón por la que se hace necesario delinear
desde un principio todos los requisitos que el sistema en
general debe cumplir, tanto en potencia como en control. Al
mismo tiempo, enunciar en forma general los pasos que se
necesitan para cumplir con mayor acierto los requerimientos
planteados.
2.1.1 Sistema de potencia.
El equipo va ha ser diseñado para controlar no solo un
conversar estático AC-DC en particular sino por el contrario,Q
se busca implementar un sistema de control para un conversor
semicontrolado trifásico o semicontrolado monofásico, (por el
hecho mismo de ser el más utilizado en el campo industrial),
dentro de los límites del rango de funcionamiento determinado
por los siguientes parámetros:
Conversor AC—DC trifásico semicontro1ado.
— Especificaciones de Salida:
Voltaje nominal de salida: O a 282 V
Corriente nominal de salida: 20 A
Corriente máxima de salida: 25 A
— Especificacines de entrada:
Voltaje nominal de entrada: 220 V
30
~ ,** Variación de voltaje: entre 95X y 110XW1 Número de fases : 3
Frecuencia : óOHz
Variación de frecuncia: 2X
Corriente RMS de entrada: 20 A * y j
k- Condiciones de temperatura, y enfriamiento:
9
Temperatura ambiente: 0°C a 40°C
Enfriamiento forzado: ventilador independiente en la
parte posterior del equipo.
- Altura
El equipo operará hasta 2800 mts sobre el nivel del
mar'.
Conversor AC— DC monofásico semicon trolado .
— Especificaciones de Salida:
Voltaje nominal de salida: O a 188 V
Corriente nominal de salida: 20 A
Corriente máxima de salida: 25 A
- Especi f icacines de entrada:
Vol taje nominal de entrada: 22O V
Variación de voltaje: entre 757. y 1107.
Número de fases: 2
Frecuencia: 60Hz
Variación de frecuncia : 27.
Corriente RMS de entrada: 20 A
- Condiciones de temperatura y enfriamiento :
Temperatura ambiente : 0° C a 40° C
Enfriamiento forzado: ventilador independiente en la
parte posterior del equipo.
- Altura
El equipo operará. hasta 2800 mts sobre el nivel del
mar .
La selección entre conversar semicontrolado trifásico o
monofásico se ha de realizar mediante un selector manual.
De manera opcional, se desea impl ementar la. configuración de
conversor AC-DC trifásico totalmente controlado de tres pulsos
para tener la alternativa de hacer operar al conversor como
inversor sincrónico.3
2.1.2 Sistema de control.
El sistema de control se basa en un esquema jerárquico de
funciones real izadas por distintos elementos: Un Computador
Personal; que por su facilidad de programación y procesamiento
de informacón j constituye el elemento de mayor Jerarquía en el
sistema de control, se comunica bilatera 1mente con el equipo a
través de su pórtico de comunicación serial RS-232.
El equipo deberá tener un método de identificación para, así ,
dejar abierta la posibilidad de que un computador pueda
controlar a varios equipos idénticos pero con distinta
identificación. Todo sistema orientado a control digital debe
cumplir ciertas especificaciones relacionadas con velocidad de
operación y error de cuantización de señales analógicas,
tareas que son realizadas, entre otras, por un
microcantrolador.
Cabe en este punto, señalar un aspecto muy importante
relacionado con las perspectivas de este trabajo. Si bien es
cierto que se pretende construir un equipo para contralar la
operación de un conversor estático AC—DC, también se plantea
la posibilidad de extender su operación hacia el campo de
control y regulación digital de una variable, tal como la
velocidad de un motor de corriente continua, la temperatura de
un horno, la corriente de carga de un motor DC, etc. El equipo
tendrá un conversor A/D para este propósito y por lo tanto,
se dejará la opción de poder realizar adquisición de datos
analógicos para permitir la realización de realimentación,
control de lazo cerrado, monitoreo y supervisión de señales
analógicas, limitación de variables críticas del conversor
estético AC—DC, etc. El equipo debe ser capaz de recibir
información externa de cualquier tipo (siempre y cuando estén
dentro de los limites especificados), con la finalidad de
procesarla ya sea en el propio microcontrolador o transferir
esa información al computador personal para un procesamiento
m£s sofisticado.
La versatilidad que se quiere dar al sistema de control,
debe ser respaldada por un sistema de supervisión de fallas
permanente, suficientemente confiable y rápido (tanto en
software como en hardware). Además, el sistema debe establecer
un modo riguroso de operación y maniobra que obligue al
usuario a respetar las secuencias de encendido, apagado,
selección, sincronización, calibración, etc.
En síntesis, se requiere un mlcrocontrolador que, junto con
otros dispositivos electrónicos (circuito de control maestro)
reúna condiciones óptimas para realizar las siguientes tareas:
a) Control del conversor estático AC—DC.
Esta tarea constituye la generación de las señales de
control de compuerta de los tiristores del conversar estático
AC—DC. Para tal efecto necesita de una adecuada selección del
tipo de conversor, una correcta sincronización con la red
(según la selección manual) y un adecuado ingreso de datos de
ángulo de disparo (alfa) ya sea por teclado propio del equipo
o desde el Computador Pers.onal.
b) Supervisión y monitoreo de fallas
El microcontrolador supervisará y monitoreará
permanentemente fallas tales como:
— Ausencia de fase de alimentación— Sobrevoltaje en la salida del conversor estático AC— DC.
33
- Sobrecorriente en la salida del conversor estéticoAC-DC.
Frente a cualquiera de las fallas anteriormente citadas, el
microcontrolador tomará acción Inmediata abriendo el contactor
principal y mostrando en displays un estado de error y también
enviará al Computador Personal un código correspondiente a la
falla detectada. Además, el microcon trol ador tendrá a su. cargo
mostrar, con la ayuda de leds ubicados en la parte frontal del
equipo, el estado de operación del sistema reflejado en los
siguientes parámetros:
- Estado del contactor principal.
— Secuencia de fases de la red de alimentación.
— Tipo de fuente(conversor AC-DC) monofásica o trifásica.
— Comunicación Serial Entrada/Salida con el computador
persona 1 .
c) Adquisición de datos analógicos.
Esta tarea la realiza el microcontrolador con"la ayuda de un
conversor A/D, el mismo que permite la manipulación de señales
ana lógicas externas. Los datos convertidos deberán ser
procesados en el microcontrolador (caso de corriente y voltaje
de salida del conversor AC-DC) o bien enviados hacia el
computador personal para su procesamiento (grafIcación,fi-a Imac'anamien to en archivo, etc.).
Este sistema puede tener la opción de escoger uno de 8
canales de conversión; de éste, se puede escoger el número de
datos a leerse y, finalmente se podrá seleccionar el número de
datos (mayores y menores) a eliminarse como un método primario
de filtrado digital de la señal. Para fines de
acondicionamiento de señales exteriores se hace necesario un
circuito a. manera de Interfase de niveles de voltaje. De esta
manera protegemos de posibles daños a elementos el i
delicados que forman el equipo, debido a señales externas
fuera de rango.
34
d) Comunicación con un Computador Personal.
Esta tarea es importante debido a la jerarquía que al
computador personal ha sido dada. Es importante el desarrolio
de . un programa versátil que muestre un menú de opciones
fáciles de accesar. Para este fin, se necesita de un pórtico
de comunicación serial con su adecuado protocolo de
comunicación (RS-232). Dependiendo de la Identificación del
sistema, el computador podrá intercambiar información o no a
uno u otro equipo. El computador personal deberá estar
constantemente Informado de loque en el sistema sucede.
Deberá ser capaz de tomar acciones de maniobra frente a
estados de operación normal, fallas, protección, señalización,
adquisición de datos, etc.
2.1-3 Protecciones
En lo que se refiere a protecciones, el equipo estará
protegido contra fallas en potencia y control, para lo cual se
Incluirán los siguientes elementos y funciones:
— Breakers y contactor de entrada.
— Fusibles en las líneas de alimentación.
— Detección electrónica de sobrecorrlentes y
sobrevoltajes Instantáneos en la salida del conversor
estático.
— Limitación de picos de voltaje transitorio.
- Limitación del (dv/dt)
— Protección de ausencia de fase en la alimentación.
- Protección de cualquier falla del software
Implementado en Computador Personal.
La acción Inmediata, a una falla será el cese de las
operaciones y regreso a un estado de Stand By. En control, los
programas tanto en el mícrocontrolador como en el computador
personal serán capaces de detectar dichas fallas y poner al
sistema en estado de alerta. En lo que se refiere a
35
protecciones de fallas aleatorias y transitorias(dv/dt) en el
conversor AC-DC, se implamentarán redes SNUBER (limitadoras de
transientes) de forma individual en cada elemento .del
conversar para atenuar estas perturbaciones, así como también
redes equalizadoras para equilibrar el voltaje inverso en
todos los elementos de potencia.
La detección de ausencia de fase se realiza monitorendo con
el microcontrolador alguna variación en el normal ingreso de
las señales de sincronización, las mismas que están
estrechamente ligadas con el estado de la fuente.
La. detección de sobrecorrlen te y sobrevol taje se realiza
tomando muestras de corriente y voltaje a la salida del
conversar. Estas muestras son acondicionadas e ingresadas al
microcontrolador en donde éste efectuará una comparación con
sus valores máximos.
2.2
2,2.1 Diagrama de bloques del sistema.
El sistema de control construido está formado básicamente
por dos unidades bien definidas : Unidad de control y Unidad c/e
Pot&ncia. En la unidad de control se toman en cuenta todos los
circuitos electrónicos tales como: c_I_rculto de controJL
maestro, circuito de sincronización, circuito de amplificación
de pulsos de disparo y filtrado, circuito de acondicionamiento
de señales analógicas externas_,_ j it:c.uj..t.qs___aux_l 1 lares., y de
protección. Por otra parte, la unidad de potencia está
v K , ,, — * V r \constituida por un conye,rsor está me o A.C — D& de estrado
sólido, íñdemás de estas dos unidades, se puede hablar de una
tercera, el Computador Personal, el mismo que actúa como
supervisor y monitoreador de la información de las variables
eléctricas relacionadas con el equipo construido:
"I\Es importante tomar en cuenta que, si bien el equipo opera
con un Cfomputador Personal, éste no es absolutamente
imprescindible, pues el sistema construido proporciona un
método de ingreso de datos accesible y comprensible para un
operador a través de un teclado independiente. En la Figura
N.2.1, se muestra en diagrama de bloques el sistema de
control en aeneral en el cual se pueden apreciar lasr°diferentes etapas que lo constituyen (asi como los parámetros
que pueden ser externamente ajustados)"
El sistema básico de control está implementado en el bloque
denominado CONTROL MAESTRO, compuesto por el MICRQCONTROLADOR
uC B '51 , el cual realiza funciones esenciales como:
- Generación de pulsos de disparo egún una correctaY*inicialización.
- (Selección de sincronismo, tipo de conversor estático.
—^Comunicación serial (transmisión/recepción con el
computador personal ))
— ((lanej'o de teclado y displays},
— Supervisión y monitoreo de fallas ya sea de identificación
del equipo, a-u-sen-c-i-a—d-e~ fs-s-e- o simplemente de operación
del c-onversor e-s-tá-tri-cra (sobre corriente o sobrevoltaje).
Por otro lado, en el circuito de control maestro, se ha
ímplementado la conversión análogo/digital de -;8" canales
mu-l-t-ip-Le-x-a-d-os, los mismos que forman un completo sistema de
adquisición de datos analógicos externos del equipo. En
síntesis, este bloque comprende a los siguientes componentes:
- hierocontrol ador i©75lR
ÍXAL
Cp. Conloe tor{
•¡POS :
•JNEG
ESCUELA POLXTECNICfl NñCXGNftLFACULTAD C€ XNGEMXERIfl ELECTRXCP
Revi-s-scíoin;_)es:a H.
. Boliv-3" L=íií=si
CONTRC>L DE COÍA/ERSORES ftC-C>C CC>N
ESOUEMft GENERftLJ, 2. 1 REV
o-T
38
- Drivers para los pórticos PO y P2.
- /Inte r fase de voltaje del RS-232 al microcon trol adorj.
— ÍDecodif icador BCD a 7 segmentos'. y
- Itficro switch de ingreso de identificación'.
- Relé de estado sólido para manejar contactor
principal.
- (pisplays).
- (Desistencias de limitación' de corriente).
- Leds de señalización)'
¡La tarjeta de sincronismo está comprendida, entre otros
dispositivos, de un arreglo de diodos que permiten obtener
pulsos de interrupción para el microcontrolador. Estos pulsos
en mención constituyen la interrupción de más alta prioridad
en el microcon trolador).
En la parte de adquisición de datos, tenemos las etapas de
acondicionamiento de- las señales que van a ingresar por los
canales analógicos. Dos -can-a-1-es ( el O y—e-1—1). son destinados
exclusivamente para sensar G-o.f taien-t-e-—y~ :-vol ira je- instantáneos •
'respectivamente en la salida del conversor estático deV Y'"/potencia!; (las seis restantes se dividirán en 2 negativas y 4
positivas, con niveles de vol taje de O y —/-f 10 Vol tios como
máximo respectivamente y con la misma referencia del
mícrocontroladori
/En la Unidad de Potencia, el bloque que contiene el símbolo
de^ un tiristor; representa el módulo conversor estático AC-DC
utilizada. E*s-t-e- c-onve'rsb~r~ se alimenta de la r_ed tri f á^i-ca
pú-b'1-i-e-a, a trasvés de un breaker, contactor principal, y
fusibles. ÍE1 selector de sincronismo permite la elección
entre los esquemas de conversor AC-DC trifásicos y monofásico
mencionados anteriormente para así tener la apropiada señal dey 3
sinc ronización para el microcontroladorj.
\Ls Unidad de Control se alimenta de energía de la red
rronofésica a través de un pequeño transformador, el mismo que
39
(permite tener niveles de voltajes de polarización. En esta
unidad existe un circuito maestro que determina la secuencia
de operación del sistema con los siguientes pasos y estado de
funcionamiento :
Apagado (1).- El equipo se encuentra totalmente
desene rg izado, incluidas las unidades de control y potencia.
En este estado podemos encender el computador personal el
mismo que se alimenta de una red monofásica totalmente
independiente. En el computador personal se procede a
inicial izar estados de operación tales como : identificación
del equipo, inicia 1 ización del conversor A/D, tipo de
conversor estático, inicial ización de voltaje y corriente
máximas de salida, etc.
Stand by (2).- En este punto, el breaker ha sido cerrado y
el circuito de sincronización empieza su funcionamiento
enviando pulsos al control maestro que aún está
desernegizado , lo mismo que la unidad de potencia cuyo
contactor principal está abierto. Es necesario, por la
característica misma del esquema Impl ementado en el
micro control ador que antes de energizar al control maestro,
los pulsos de sincronización ya estén presentes pues se tratan
de interrupciones de alta prioridad, caso contrario, el
mlcrocon tro 1 ador estará continuamente en un lazo de rutina de
Interrupción. En este Instante, podemos encender el circuito
de control mediante un swltch loca. liza. do en la parte lateral
Izquierda del equipo.
Unidad de Control Energlzada (3).— En este punto, se activan
inmediatamente los siguiente circuitos: de alimentación, de
protección y filtrado, de control maestro y también el
ventilador encargado de mantener una temperatura apropiada en
el Interior del equipo evitando asi posiblesv*>
sobrecalentamientos . )
Por otro lado el mismo programa del mlcrocon trolador asegura
que: el con tac tor principal permanezca abierto desde el
40
insta n_te_ en — q.ue — s e - e Fvc-i-e n de ,j£¿ _j LUL.P.O, ¡y que el ángulo de
activado sea de 180 grados asi, si el contactor principal
estuviera cerrado el voltaje del conversor estático será de Oyvol tios J Esto_permite que se puedan examinar los pu l^p_s__jde 1 as
compuertas sin el riesgo que supone tener en erg izad a la Unidad
de Potencia .'^Operación =. Total del Sistema (4).- En este estado el sistema
completo entra en funcionamiento por accionamiento del
con tactor principal, ya sea por medio del Computador Personal
o por el Teclado independiente. El set de instrucciones o
comandos programados tanto en el microcon trol ador (assembler),
como en el Computador Personal a través de un teclado y un
menú especialmente diseñado en Q BASIC respectivamente entran
en funcionamiento.
Una vez encendido el circuito de control se determina
entonces el tipo de a 1 imentación ( monofásica o trifásica), la
secuencia de fases, falla de ausencia de fase, identificación
del equipo, inicial ización de registros de control propios del
microcon trolador, asignación de prioridades, generación del
baud rate de 9600, y finalmente, habilitación de las
interrupciones tales como : de Sincronismo , del Ángulo de
disparo, serial, y de Teclado.
Con al imentación trifásica, la interrupción de sincronismo
es un tren de pulsos con período de 120 gradas mientras que
con monofásica la señal de sincronización presenta a los
flancos de bajada cada 360 grados como fuente de interrupción;\¿°en ambos casos, esta interrupción se detecta por flancoX
Al w*\C" 7 ,
La interrupción del án.g-ui-1-o—d-e— d-i-s-pa-Fo es c-onij-un-tamen-t-e'-'C'on
•1-a. a.p t e r i-o r la de máxima prioridad por el hecho mismo de
corresponder al instante en que se procede a d-í-sp-ararr los
ti-iid_s-¿o-t»e s que en ese momento deben activarse. M_a interrupción
serial permite la comunicación del equipo con el Computador
Personal tanto para transmisión como para recepción 1
La interrupción, de Teclado es la de más baja prioridad;
permite sol amente Ingresar datos del exterior y se ha hecho
de tal manera que la mayoría de.Instrucciones o comandos que
han sido implementados en el microcontro1ador, puedan ser
ejecutadas desde éste; ademes, su implementación ha evitado
que el computador personal sea imprescindible para poner en
funcionamiento al equipo. En los Instantes en los que no
hubiera interrupción alguna, el programa entra en un lazo en
el cual se procede a realizar las siguientes tareas: actualiza
el último dato de alfa(ángulo de disparo) recibido y genera
los pulsos para las compuertas; se muestra en el display el
valor BCD del último dato Ingresado; si un comando ha sido\r?.
requerido, se atiende a su ej ecuclón}' se^leen los va_lQres de~'~~~ 1A^CJ£(^.V^
vol taje y corriente en la salida del c-onv-ers-or y se los
comparan con los val ores máximos Ingresados al Inicio de la
operación del sistema de modo que si se exceden los valores
máximos, entonces se atiende a una falla de sobrecorriente o
spbrevoltaje. .
El Control Maestro al recibir Información de falla de
cualquiera de los detectores mencionados , (^envía una señal al
computador personal y al display e) /in-medlatamente ubica el\j — — — .— .
ángulo de disparo en 180 grados \e g o abre el con ta c t o.r^H3 Jprincipal^ 'regresando al estado de Stand By (2); si la falla
persiste entonces el mlcrocontrolador estará continuamente\f-
enviando señales de falla al computador personal y al dlsplay,y
^.c-aso.-cont-r-a-rlro el mismo programa se dirección ara. a su Inicio, y- •'"" J
empezará una vez más su tareja.^ I <Por el lado del computador
personal, el programa que se ha diseñado permite que cada vez
que una falla se presenta, identifica la misma, la muestra en
pantalia y luego el menú se muestra en el estado justo antes
de cerrar el contactor principal con todas las condiciones que
se requieren para Iniciar otra vez la operación)
(Por el lado del Computador Personal, se ha Implementado un
programa que permite escoger opciones en una jerarquía
determinada por la secuencia de operación del sistema. Para
42
este efecto, el menú habilita y deshabilita opciones
dependiendo de la ocurrencia de otros. Asi por ejemplo: no se
puede operar el equipo desde el computador personal sin antes
haberlo identificado correctamente. Al ejecutar el programa,
se debe ingresar datos de inicialización del sistema como:
identificación, tipo de alimentación, tipo de conversor, canalV-¿analógico que va a ser leido, número de datos a leerse,etc.y
9
Finalmente, otra opción le permite al usuario conocer si la
red de alimentación es trifásica o monofásica, también puede
enterarse de la secuencia en el caso de ser trifásica la
fuente. Finalmente, la etapa de operación del sistema permite
al usuario ejecutar una acción en el equipo ya sea referente a
la operación misma del conversor AC—DC o del sistema de
adquisición de datos; en este última, existe la opción de
variar los parámetros de inicialización de este sistema de tal
forma que pueda apreciarse permanentemente la evolución de unV2variable durante la operación del equipo .J
2.3 DISECO DEL CIRCUITO DE POTENCIA.
2.3.1 Diseño del conversor estático AC—DC. H/
Las especificaciones mostradas en el numeral anterior, es
decir, una corriente media de 20 A y una máxima de 25 £., y
un voltaje de 220 V ra-?s (voltaje entre lineas de alimentación
43
al conversar), exigen que el conversar estático AC-DC de
estado sólido escogido sobrepase estos requerimientos.
fiC
Figura N.2.2 Módulo de potencia Figura N.2.3 Conversorsemicontrolado monofásico.
El conversor (MODULO DE ESTADO SOLIDO), está montado sobre
un disipador de calor, y muy cerca de él se halla um
ven til ador encargado de expulsar aire cal iente del interior
del equipo, hacia el exterior. La Figura N. 2.2, muestra el
esquema de conexiones interno del módulo de potencia. El
diseño del conversor se basaré en el conversor semi-controlado
tipo puente monofásico como se muestra en la Figura N. 2.3; se
toma esta configuración por ser aquella en la q-ue los
elementos deben soportar un valor de corriente mayor que en
cualquiera del resto de configuraciones.
En los esquemas de conversores semicontrolados, el diodo de
conmutación estará siempre presente. El dimensionamiento de
los tiristores de potencia se realizará sin tomar en cuenta el
diodo de conmutación.
Si la corriente que entrega el conversor bajo régimen
permanente de conducción continua es de un valor Id, cada
el emento del puente conducirá esa corriente durante medio
44
periodo de linea y el otro periodo permaneceré bloqueado. Por
lo tanto, la corriente media en cada elemento es:
y la corriente RMS a través del elemento será:
r-m« y--2
Si la corriente máxima del conversor es de 25 A, entonces:
I m-di. = 12.5 A
I ,-?** = 17.6 A
El valor máximo de voltaje que debería soportar cada
elemento en estado de bloqueo es igual al valor pico del
máximo voltaje entre líneas de alimentación especificado para
el equipo. Esto es:
v «Km-« = 22° # /"2 # 1.1 = 342.2 V
Para que la operación del conversor resu 1 te confiable es
necesario sobredimencionar la capaciudad de los elementos que
lo constituyen ya que estos son suceptibles a daños. El grado
de sobredimensionamiento debe ser el mayor posible dentro de
los límites impuestos por el incremento en los costos de los
componentes en el mercado a medida que las características
mejoran. Para el caso de conversor trifásico, los elementos ya
calculados resultan sobre dimensionados. En este trabajo, se
utiliza un módulo conversor AC-DC con características de
voltaje y corriente que sobrepasan los requerimientos máximos
calculados (Para mayor detalle, ver el anexo BCmanual
POWEREX)). Así se tiene que:
Modulo conversor AC-DC de estado sólido:
PRX Tipo: CE420460
N.- : 6D2101
45
I máxima del módulo = 50 A
Vdrm del módulo = 600 V
A continuación se detalla brevemente el diseño de las
distintas configuraciones de los conversores estéticos de
potencia utilizados, para luego proceder a diseñar los
circuitos de sincronización tanto trifásico como monofásicos
utilizados en el presente1 trabajo. El circuito de control, por
su característica digital será explicado en el siguiente
capítulo.
— Conversores AC—DC, Semicontrolado trifásico, \*£
semicontrolado monofásico, controlado trifásico de media
onda.
OLa Figura N.2.2 maestro el esquema del módulo de estado
sol ido, el mismo que puede conectarse en las configuraciones
antes mencionadas. Para. la configuración del semicon trol ado
trifásico, se conectan las tres fases (RST) y los pulsos de
compuerta reciben todos los tiristores. El voltaje de salida
se lo toma normalmente de los terminales + y — del módulo.
Para el caso semicontrolado monofásico, se conectan las
fases R y S con T desconectada, los pulsos llegan solamente a
las compuertas de los tiristores de las fases R y S quedando
la de T deshabilitada. El voltaje de salida se lo toma
normalmente de los terminales + y - del módulo.
Para el caso controlado trifásico de media onda, la
alimentación llega con tres fases (RST), los pulsos llegan
para las tres compuertas, pero, la salida se la toma entre el
terminal positivo del módulo y el terminal de neutro de la
alimentación.
2.3-3 Diseño de los Circuitos de Protección y Filtrado.
AEn paralelo a cada uno de los elementos del conversor
estético de potencia (diodos o tiristores) se ha colocado una
resistencia (red ecualizadora) y una red compuesta por un
condensador en serie con una resistencia para limitar el
dv/dt. El cálculo de esta resistencia se realiza en base a la
corriente inversa del elemento y el máximo voltaje aplicado
cuando se encuentra en bloqueo. De esta manera, en paralelo a
cada tiristor o diodo del equipo construido se ha colocado una
resistencia de 36K (1/2 W) considerando un voltaje inverso
máximo de /2#220 V y una corriente inversa de máximo 1
mi 1iamperio.
El método más generalizado para limitar la velocidad de
subida de voltaje consiste en la colocación de una red R - C
tal como se muestra en la Figura N. 2.3. Un método sencilio y
bastante aproximado para estimar los valores de R y C, en
función de las las características y la corriente que circula
por cada tiristor, se basa en los siguientes ecuaciones que
presenta propone la casa Siemens:(ver anexo C)
nFC = 2.5 IT * 2 (3)
A
2/3R »> # 1/2 (4)
donde:
IT = corriente media por el tiristor. = 20 A
= vol taje máximo repetitivo del tiristor.= 600 V
= corriente máxima del tiristor. = 50 A
Los valores de resistencia y condensador que más se acercan al
]os calculados son : C = O.luF y R = 560 2W .
47
Para atenuar los transitorios provocados por la conmutación
de los tiristores se ha colocado entre las líneas de entrada,
condensadores de 0.1 uF/ 600V y varistores tipo ZNR 20K3Ó1
cuyas epecifIcaciones se pueden ver en el anexo C. Respecto a
la temperatura de operación, ésta debe permanecer dentro de
valores seguros para evitar que los esfuerzos térmicos en el
cristal de silicio puedan dañar a los elementos, este cuidado
se lo tiene cuando se trabaja con elementos semiconductores
individuales; pero, en este trabajo se va a utilizar un solo
elemento semiconductor de potencia (conversor estático de
estado sólido), que a su vez lleva en su Interior elementos
semiconductores (diodos y tiristores) que corren el peligro de
dañarse, y si tan sólo uno de ellos falla, el módulo en su
totalidad tendrá que ser reemplazado, Incurriendo asi en
gastos elevados.[3]
No existe una fórmula definida para el diseño y la seleclón
de los disipadores, en la mayoría de los casos se ha recurrido
a resultados experimentales de transferencia de calor para
diferentes tipos y formas de materiales. Podemos citar ciertas
reglas que nos permiten seleccionar un disipador de calor en
menor tiempo.
El disipador escogido es de aluminio anodizado (pintado
color .negro mate) de aletas verticales, planas y a un solo
lado sus dimensiones son de 130 x 100 x 34. En su acción de
transferir el calor al exterior, este disipador es ayudado por
un ventilador colocado justo en la dirección de las aletas
para que la velocidad de circulación de aire permita al
^disipador estar en un estado normal de temperatura.J
Los fusibles de protección del conversor estático deben ser
de acción rápida frente a una corriente de falla; además,
deben cumplir con una efectiva limitación de corriente y alta
capacidad de ruptura frente a un cortocircuito.[103
Las especificaciones de I^t del fusible y del tlrlstor deben
cumplir:
I"*t fusible < I~"t tirlstor
Entre las especificaciones de los fusibles podemos citar:
— Corriente de operación.
— Voltaje de Ruptura.
- I=t
— Tiempo de arco t^
- Tiempo de fundición tm
— o relación entre t^ y tm
Lamentablemente, el mercado local no ofrece fusible de
acción rápida para protección de semiconductores y tampoco se
puede conseguir información técnica de los convenciónales. En
todo caso, la carencia de información requerida puede ser
superada considerando el hecho de que los elementos de
potencia han sido sobredimensionados en su capacidad de
corriente. Entonces, los fusibles han sido seleccionados en
base a la máxima corriente RMS (17.6 A) que circula por cada
línea que alimenta al conversor. En el mercado se consignó
fusibles de 20 A. Los breakers que se han utlilizado para
protección de sobrecargas (acción térmica) también son
dimensionados bajo las anteriores referencias. [11]
El contactor Principal útil izado para interrumpir la energía
del conversor tiene una bobina de 125 VDC por lo tanto se hizo
necesaria un rectificador AC-DC, Las especificaciones del
contactor utilizado son:
Bobina ... 125 VDC/ 2 A
Contactos.. 22O VAC 20 A
2.3.2. Diseño del circuito de sincronización.
El método de sincronización es parte vital en esta clase de
sistemas microprocesados ya que constituyen una de las
interrupciones de más alta prioridad; por lo tanto, su
circuito debe ser exacto y confiable. Dado que la
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ESCUELA PCH_ITEO-ÍECA NACIONALFACULTAD DE INGENIERÍA. ELÉCTRICA
Realisado por-; Xavier ViriLtesa H.Revi-s-sdo por; JJ-IQ. Bol iv-ar^ Ls-desma G.
COI ÍTROL DE COWVER3ORES AC-DC CON COMPUTADOR
Si« D«^«nt . SU3^gincnoni!¿if^» N.S.4 fiE^
Ds~te I [*lst~cih 22j J.S5Q [SHee't O"T
50
sincronización es , externa, ésta depende del tipo de fuente
alterna (voltaje fijo, frecuencia constante); las variaciones
de la frecuencia de la red influirán en el funcionamiento del
circuito de sincronización y de todo el sistema en general.
— Sincronización Trifásica.
El circuito de sincronización (un arreglo de diodos que
forman un puente no-controlado incompleto) mostrado en las
Figura N.2.4' tiene la finalidad de obtener las señales
mostradas en la Figura N.2.5. de esta manera se obtienen los
puntos de referencia en los cuales empieza el retardo de
tiempo en el activado de un tiristor dependiendo d'el estado
de 1 as fases.
\A .A A Á A A A A
ÍMT0'
\KTT
— t
Figura N.2.5 Señales de sincrinización trifásica.
51
Se pretende entonces obtener los pulsos de sincronización
correspondientes a cada una de las fases y además una que
represente la interrupción de más alta prioridad. Estos pulsos
son cuadrados, aislados y enviados al circuito de control
maestro.
A cada una de las salidas de estos puentes Incompletos se ha
colocado redes resistivas para tomar muestras de voltaje.
Estas muestras son sumadas a una fuente de +5V totalmente
independiente del resto del sistema por lo tanto la referencia
de este muéstreo es la de la fuente y no el negativo de la
salida del puente. Con la suma de las dos señales se logra que
los picos de cero voltios suban a +5V. El resto de voltaje que
permanece negativo es eliminado gracias a los diodos DIO, Dll,
Di2j protegiendo asi a la compuerta Smith Trigger que se
utiliza para cuadrar bien los picos.
Los pulsos de cada fase tendrán un período de 360° y a su
vez estarán defasadas 120° una de la otra. Se toman las tres
señales y formamos una compuerta AND con ellas con la ayuda de
los diodos D13, DI 4, D15; así lograremos obtener un tren de
pulsos de período de 120°, este tren a su vez se cuadra bien a
través de dos Smith Trigger y se lo envía al circuito de
control maestro a través de optoacopladores para aislar
referencias.
— Sincronización Monofásica.
Para la sincronización monofásica se utiliza la misma
configuración de la Figura N..2-4. La diferencia radica sólo en
la conexión de en-trada al circuito por medio del selector de
sincronismo, como se muestra en la Figura N.2.6.
R
S
T
1SINCRONIZACIÓN
Figura N. 2.6 Selección de Sincronismo
Para el caso monofásico, se interrumpe la fase T y entra al
circuito de sincronización las fases R y S . Cabe señalar que
esto se realiza en pequeña señal mas no en potencia; al
conversor estático seguirán llegando las tres fases. Las
señales que se obtiene con esta modificación son las que se
muestran el la Figura N.2.7, y como en el caso trifásico,, el
flanco negativo de la señal INTO seguirá siendo el tipo de
detección de interrupción.
< 360 >INTO
R
T
Figura N, .7 Monofásica
53
2.4 DISECO DEL CIRCUITO DE CONTROL MAESTRO.
Figura N.2.8 Control maestro.
Este circuito, como se lo ha llamado, constituye la parte
central del presente trabajo pues por éste pasan todas las
señales de protección, monitoreo, y control de todo el
sistema. Este circuito de control maestro está constituido por
el microcontrolador Í8751, el mismo que es su principal
elementa. La Figura N.2.8 muestra en bloques los elementos que
rodean al microcontrolador en sus distintas funciones.
2.4.1 Circuito del microcontrolador,
Este dispositivo ha sido instalado con todos los elementos
necesarios para su correcto funcionamiento dependiendo de los
requerimientos del sistema global(reloj de 7.3728 MHz, fuente
de -(-5 V / 1 A) . El pórtico O está destinado a sincronización y
disparo del conversor estático (PO-P05), P06 activa el
contactor principal y P07 selecciona DISPLAY o CONVERSOR A/D.
El pórtico 2 es compartido por display y conversor A/D. El
pórtico 3 comparte funciones de teclado, transmisión serial,
señalización y selección de un canal del conversor A/D.
En la Tabla III se presenta un resumen de la función que
realiza en esta aplicación, el número de pin y su descripción,
de cada uno de los pines del microcontrolador.
Considerando el hecho de que la capacidad de corriente que
el microeontrolador puede dar es muy pequeña, se hizo
necesario utilizar algunos circuitos integrados capaces de
suplir la corriente suficiente como para manejar displays,
leds, o simplemente para acoplar impedancias. Se han útil izado
dos tipos de Drivers; el UDN 2981A, que es no inversor y puede
dar hasta 600 mí2), y e s compatible con niveles TTL; y el ULN
2003A, que es inversor y puede absorber hasta 300mA.
Para señalización, estos drivers entregan corriente a led
por medio de resistencias de limitación. Solo en el caso de
señalización de transmisión / recepción serial esta
resistencia se ha puesto de 18 ohmios debido a que la
relación de trabajo es muy pequeña a causa de la alta
velocidad de transmisión de datos entre el uC y el PC.
Figura N.2.9 Contactor Principal
En el caso del manejo del contactor principal, cabe sen a. lar
que en el instante en que el uC recibe una señal de reset,
todos sus pórticos se ponen en "alto"; por lo tanto, si el•£.
contactor principal se activara con "alto" cusaría problemas
de cierto riesgo en potencia. Para evitar estos problemas se
implemento el esquema que se muestra en la Figura N.2.9.
55
n=1!i!1 1 —111 111i!1!ilI I1!1 1!!I III¡1I I1 1
i!1 11 11 1IIí l¡i1 !1 1i iU1 !1 11 1
1!I I11I I1!1 1I Iu~-
Pin #
3233343536373839
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1 1I!I II!i!i l1 1I!!l1!u1 1I I1 1III II!i !I III1 1
— 1 1 —
Dése.
POOPOlP02P03P04POSP06P07
PÍOPllP12P13P14Pi -t i=J.D
P1 -\.16
P17
P2
P30P31P32P33P34P35P36P37
RSTX1-X2GNDALE
EA/VP
1 r — ' ' • • — — »
II
I I Función— p i , , *— —— 1 1 • — — • — • ' ' —U Compuerta de fase R T,1 1 Compuerta de fase S ".:I I Compuerta de fase T ':1[ Sincronización de R -, >.1 1 s <-_,..-•-. - '\\II Contactor Principal act . /dest . ( 0/1 )U Display/conversar A/D (1VO)¡ i! 1|¡ LSB de identificación11 MSB de identificaciónÍ l Señalización MONOFÁSICOÍ 1 Señalización Secuencia][ LSB de teclado1 1 •• • teclado¡I teclado1! MSB de teclado11I I Display y con ver sor A/DI I¡1 RXD Pórtico de comunicación Seria.l]j TXD Pórtico de comunicación Serial1 1 INTO Interrupción de sincronizaciónI¡ INT1 Interrupción de tecladoII Tu Señalización TRIFÁSICO|] TI LSB de dirección conversor A/D k[j WR ........ .........conversor A/DU RD hSB. ............ .conversor A/D1!|| Reset¡I Cristali! TierraII Frecuencia para el conversor A/DII Pin de programación (a li_)!! >— j L. , — __ , — , H « — . — : ....-r- -,...
7!¡1
I I-MT 1
¡I
I I
11
1 1
I!111!I Ii i1 11 1111 11 1i!1 1u
I!I i1 1I I1!I II I1 1I!11I I1 1U1 111I IIIl íI iIII I¿J
TABLA III Descripción de los pines del uC 8751
2.4.2. Manejo de Display y Teclado.
Para manejar el display, se ha hecho uso de todo el pórtico
2 (compartido can el conversor A/D). El dato a mostrarse, se
coloca en este pórtico en código BCD en los pines P20, P21,
56
P22, P23, en el orden 1, 2, 4, 8 respectivamente. Este dato,
pasa a un decodificador BCD a 7 Segmentos (CD4511BE); estos 7
segmentos a su vez van a un driver UDN 2981A, finalmente y por
medio de resitencias limitadoras de 68 ohmios, se conectan los
7 segmentos de los displays que son de cátodo común (ver
Figura N.1O). Los pines P24, P25, P26, y P27 sirven para
realizar un barrido del display (cátodos) según el dato que
esta presente en los cuatro pines primeros. £1 barrido se
realiza por medio de cuatro drivers ULN 2003A conectados con
los cátodos comunes de los displays.
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)
Figura N.2.10 Display y Teclado
Por parte de teclado, fue necesario disponer de los pines
P14, P15. P16 y P17; éstos reciben el dato del decodificador
de teclado (ver Figura N. 2.10) en código BCD. El circuito
decedificador de teclado está montado justo detrás de éste en
la parte frontal del equipo. Antes de ingresar al uC? el dato
de teclado es tratado con una configuración de diodos, los
mismos que permiten obtener la señal de interrupción de
teclado (INT1); es decir, se producirá un flanco negativo en
esta señal siempre que una tecla sea presionada, sea cual
fuere ésta.
2-4.3 Esquema de comunicación serial
Para una correcta comunicación serial entre microcontrol ador
y computador personal, fue necesario un interfase de voltaje;
éste, debe cambiar de OV - +5V (uC) a -12 - +12 (PC) y
57
viceversa. El elemento encargado de esta función es el
circuito integrado MAX232 con la ayuda de condensadores
externos.(ver Figura N.2.11).
FU ÍB6
Figura N.2.11 Comunicación Serial y Señalización.
Finalmente, existe también en el circuito de control maestro
elementas adicionales que sirven para acondicionar señales;
asi por ejemplo, el integrado 74C14 (Hex Inverter Smith
Trigger) cuadra las señales de sincronización que vienen del
circuito de sincronización. Hay un relé de estado sólido de
niveles TTL que maneja a la bobina del contactor principal.
Por último se tiene un dip switch que permite seleccionar la
identificación del equipo.
2.5 DISECO DEL SISTEMA DE ADQUISICIÓN DE DATOS
El sistema de adquisición de datos analógicos del exteri_g_r
está conformado por el conversor A/D (ADC 0809) y todo el
hardware relacionado con e 1 a^cpmpdaliento de las señales _a
.(ver Figura N.2 .% ) .recibirse del que
acondiciona las muestras de voltaje se presenta en la Figjjra
N.2.13.
ffi-
rst
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60
En la Figura N.2.'13a se muestra el circuito del
microcontrolador implementado con la técnica de WIRE WRAP en
una tarjeta VECTOR.
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Figura N.2.12 Conversar A/D
Los canales O y 1 son reservados exclusivamente para sensar\x\j*»**"
corriente y voltaje en la salida _dej conversor estético de
potencia respectivamente; la señal descorriente se toma con
una resistencia de prueba (shunt) de 0.01 Q / 4 W (ó 20A 0. 2V).
en la salida del conversor AC-DC con en los cátodos
(terminal positivo del conversor), por tanto esta señal es
negativa, con rizado y frecuencia de 180 Hz C óOHz x 3 pulsos
para el caso trifásico y 120 Hz para el monofásico) . Es
necesario entonces, filtrar la señal, amplificarla e
invertirla; luego, se procede a aislar las referencias, tanto
la de la muestra (potencia) como la del microcontrolador
(control), para esto se utiliza la técnica de PWM (con la
ayuda del integrado LD3524) a una frecuencia de iKHz y se
transmite la señal con o ptoacopiadores (4N2B); como etapa
final, _se han implementado amplificadores operaciona les(LM324)
a modo de buf f ers y 1 imitadores de voltaje a un máximo de_ -H5V,
para asó. conecjtar _las señales al conversor A/D (ADC0809).
Idéntico tratamiento recibe la señal de voltaje de salida del
conversor estático de potencia.
Las seis restantes señales_ que pueden ser ingresadas se
clasifican en: dos negativas y cuatro positivas de amplitud
1OV. Todas las seis serán acondicionadas . a ,.niv,eles _.d_e ..+5V .con
61
idéntica a la del microcontrolador por lo que se
recomienda el debido cuidado con estas señales; las negativas
serán invertidas por medio de o pe ración a les; las._RQsJLtÍ>¿as ,
serán solo cambiadas de n_i_y_ej. .
Una vez obtenidas las señales apropiadas, con sus niveles de
voltaje apropiados y sus referencias aisladas (en las dos
primeras sollámente), éstas ingresan al conversor ft/D el mismo
que estará en convers i ó n continua . S e g un el direccinamiento
dado por el microcontrolador, uno de 1 os 8 canales será
co.n_v_e,ct.ld_o_..a digital ; . esta señal digital s_erá _ leida_ por eli ' . . .pórtico 2 del mj.cro. No e5ta___j^o_r__d_emé_s insistir que en el
programa principal del microcontrolador se ^estará
constantemente monitoreando los canales O y 1 del conversor
A/D y comparando con valores nominales de trabajo; en caso de
existir sobrecorriente o sobrevoljtaJe_L__entpnces se procederá a
tomar cuenta de acciones d_e p^rptección frente a este tipo de
falla.
2.6 DISECO DE CIRCUITOS AUXILIARES.
Lps___circuitps auxiliares que han ayudado para _ el
funcionamiento del equipo, constituyen: Circuito de
a 1 imentacion y Circuito _ d_e filtrado y disparo.
2.6.1. Circuito de alimentación de control.
La alimentacion que se requiere para fines de control es de
voltajes PC _ reguladas . Para el microcon trql ad_pr___..y _su
o
o
o^
rj.•s Cl ,-
f;ci^ci
V\A-fe
RD
T
v^—ií'--1--1
Ro = 470
Cl = 8Í47 Lf\fi = Z>
EO> fi7ar>
Figura N.2.15 Filtrado de señales de sincronización ,amplificación y aislamiento de pulsos de disparo.
El de
disparo se ha diseñado para proyeer_ un aislamiento entre el
circuito de control y el de poten_cia por medio de
optaacopl adores ; de paso, se amplifica la corriente de estos
pulsos acorde con los requerimientos de compuertas del
conyers^c ________ de potencia , Para este efecto se necesitó
imple mentar una fuente (transformador, rectificador y filtro)
independiente del resto del sistema. La señal de referencia de
esta fuente se une con el positivo del conversor estático de
potencia .
III
3.1 REQUISITOS Y DESCRIPCIÓN GENERAL DEL SOFTWARE.
El sistema, en lo que refiere al desarrollo del software,
podemos dividirlo en dos grupos según la función que realiza:
del microcontrolador y del Computador personal.
3.1.1 Requisitos de softHare en el microcontrolador.
El microcontrolador que va a ser utilizado debe realizar la
mayoría de tareas que en el capítulo anterior se han
descrito. Estas tareas se han dividido en rutinas específicas,
con sus banderas y registros. Cabe señalar que estas tareas se
ejecutan en base a un esquema de prioridades y tiempo libre
que el microcontrolador tenga para ejecutarlas o lo que se
3 lama tareas compartidas.
—Rutina de Display.— es necesario que la información de
entrada y salida sea mostrada en displays. La. rutina debe
realizar el barrido de 4 displays de cátodo común. El dato a
mostrarse debe ser previamente cambiado de hexadecimal a BDC
por medio de tablas de traducción implementadas en una página
de memoria y almacenado en registros exclusivos para esta
rutina. Cada dígito debe ser mostrado durante un tiempo en su
display respectivo según su ponderación; este tiempo depende
del valor a cargar en un registro auxiliar. La rutina no
mostrará los ceros de la izquierda. Dentro del contexto
general del programa, esta rutina se utilizará para generar
retardos.
— Rutina de Autoveríficación„— es norma aconsejable en todo
sistema microprocesado, que exista una- rutina que verifique el
correcto funcionamiento del microcontolador antes de que
realize las tareas a él encomendadas. En este caso, frente a
un reset o encendido del sistema de control, el
microcontrolador mostrará en displays una secuencia de dígitos
del lili al 9999 probando así el correcto funcionamiento de la
rutina de display, y del circuito del microcontrolador.
A continuación, el circuito de control deberá establecer el
tipo de red de alimentación al conversor estática de potencia,
la identificación del equipo y los máximos valores de
corriente y voltaje en la. salida del conversor estático de
potencia(almacenados en dos registros de uso exclusivo). En el
caso de existir' varios equipos idénticos, la identificación es
un dato que se asigna por hardware a cada uno de ellos per-
mitiendo así el acceso o rechazo de información proveniente
del computador personal; es posible que dos o más equipos
tengan igual identificación, en este caso el computador
personal los controlará por igual. El microcontro1 ador
procederá a senalizar el tipo de fuente mediante leds.
— Rutina de comunicación serial.— recibirá datos del
computador personal, eliminará la posiblilidad de recibir
caracteres de control del Computador Personal y además
verificará que la identificación de cada dato corresponda a la
leída en la rutina de verificación, si no coincide, el dato no
ingresa; el dato recibido (con correcta identificación) será
almacenado en un registro de uso exclusivo de ésta rutina.
Habrán datos de comandos específicos enviados desde el
computador personal los mismos que tendrán por objeto
desencadenar acciones también específicas dentro del
funcionamiento del sistema, ¿orno por ejemplo empezar rutina de
graficación. La transmisión de datos se real izará sin
restricción alguna. Esta rutina constituye una rutina de
interrupción propia del microcontrolador c'on baja prioridad y
posee una bandera específica la. misma que será seteada cuando
se ejecute la rutina y monitoreada en el programa principal.
Tanto para transmisión como para recepción el micro señal izará
con un led bicolor el caso respectiva.
— Rutina de teclado.— permite la detección de una tecla
presionada en teclado. Eliminará el rebote que puede existir
al presionar una tecla realizando un número suficiente de
lecturas del pórtico que trae el dato para generar un retardo.
Una vez leído un dato verdadero, este es almacenado en un
registro. Finalmente, se generará un retardo para asegurar que
la tecla se ha dejado de presionar. Si por alguna razón la
tecla no se suelta, el programa entrará en un lazo que espere
que la tecla sea soltada. Los datos ingresados por teclado
serán exclusivamente comandos de funcionamiento del equipo,
por tal razón al detectar el programa principal que ha habido
una ingreso de datos por teclado, inmediatamente va a la
rutina de búsqueda de comandos. Esta rutina se ejecutará por
la presencia de una interrupción, la cual tendrá la más baja
prioridad y tendrá una bandera de uso exclusivo. Esta bandera
será seteada cada vez que se ejecute esta rutina, y será
monitoreada en el programa principal.
— Rutina de búsqueda de datos o comandos.— esta rutina
discriminará un dato recibido por computador personal y
establecerá si se trata de comando o ángulo de disparo (alfa)
seteando banderas según el caso.
—Rutina de búsqueda de comandos.— En el caso de ser comando
67
el dato recibido por computador, enrutará la ejecución del
programa tendiente a determinar de que comando se trata y lo
ejecutará; cada comando se encuentra en espacios de memoria
específicos.
— Rutina de búsqueda de datos.— en el caso de ser dato de
ángulo de disparo, se procede a determinar el rango al que3
pertenece (mayor o menor que 12O grados en el caso trifásico)
con la ayuda de banderas; para el caso monofásico, se calcula.
ángulo suplementario. Finalmente, y con la ayuda de tablas de
conversión para cada caso(trifásico o -monofásico)
implementadas en una página de memoria, se obtiene el valor
que se debe cargar en timer para que éste genere el retardo
correspondiente a dicho valor de ángulo.
— Rutina de Sincronización.— esta rutina es la de mayor
prioridad^ se encargará de leer los pulsos de interrupción
dados por el circuito de sincronización. Determinará que el
estado de los tres pulsos sean los que deben llegar según el
tipo de fuente determinada al final de la rutina de
autoverificación. En el caso de ser correcta y según el rango
del ángulo de disparo, determinará el valor que debe sacar a
los pines encargados de manejar las compuertas de los
tiristores luego de cumplido el retardo, este valor se
encuentra también en tablas; en el caso de ser incorrecta, se
seteara una bandera de falla. Luego, activa el funcionamiento
del timer y su bandera de interrupción. Antes de salir de esta
rutina, se verificará el estado del con tactor principal: en el
caso de estar cerrado sale de la rutina, caso contrario se
desactivan las compuertas.
— Rutina de disparo.— ésta comparte la máxima prioridad con la
rutina de sincronización, pero si en un caso ambas se
presentasen al mismo tiempo(caso de alfa=l2O grados), ésta es
la que debe tener la máxima prioridad. Esta rutina enviará el
68
dato que va a manejar las compuertas de los tirlstores a los
pines correspondientes según el tipo de fuente.
— Rutina de disparo monofásico.— esta rutina utiliza algunas
banderas para conseguir generar el disparo monofásico, el
mismo que por las características de sincronización mostradas
en el capítulo anterior, necesita crear Interrupciones del
timer cuatro'veces por ciclo de red, dos para el ángulo normal
y dos para el suplementario (cada uno en su semi—ciclo de
red) .
— Rutina de adquisición de datos.— esta rutina se encargará de
realizar un número de lecturas de uno de los 8 canales del
conversor A/D; éstas lecturas serán ordenadas en forma
ascendente, luego se eliminarán datos mayores y menores en un
número determinado; de los datos restantes se obtiene el
promedio, el mismo que será mostrado en displays y enviado al
computador. El número de lecturas, el canal a lerse y el
número de datos a eliminarse deben ser seteados con
anterioridad desde el computador personal. Es necesario
mostrar el promedio en displays para así lograr un retardo en
la transmisión serial y no llenar el buffer del computador.
Esta rutina se ejecuta una sola vez, el comando de inicio lo
da el computador.
— Rutina de grafIcaclón.— Esta rutina leerá el dato del canal
previamente seleccionado y lo enviará al computador, aquí se
hace necesario mostrar en 'displays el dato del conversor por
la razón antes mencionada. Existe un comando de inicio y uno
de parada para controlar la ej'ecuclón de esta rutina.
Finalmente, el programa principal realizará sus tareasf
siempre que una rutina de interrupción no se presente. El
resto de rutinas se ej'ecutarán siguiendo un orden. El programa
principal se inicia monitoreando una serie de banderas de
fallas, luego lee los canales de sobrevoltaj'e y sobrecorriente
69
en lo,salida del conversor estático, compara estas lecturas
con los valores ' seteados, si exceden cualquiera de estos
valores, se abre el contactor principal y se muestra en
display el tipo de falla. Si no hay problema de sobrevoltaje y
sobrecorriente, se muestra en display el dato actualizado de
ángulo de disparo. Luego se actualiza nuevamente el dato de
alfa, el valor a cargar en el timer, etc. Por último se
monitorea el estado de las banderas de las rutinas de
interrupción, si alguna ha sido seteada, empieza a. procesar la
información almacenada en los registros afectados y enruta la
ejecución del programa según el caso. Luego regresa a su
inicio. Si durante este proceso llegara una. interrupción, el
microcontrolador atenderá imediatamente a su rutina, acto
seguido regresará al punto donde interrumpió al programa
principal.
El microcontrolador utilizado tiene características que lo
hacen apropiado para aplicaciones en control electrónico; por
esta razón, éste satisface en gran cantidad los siguientes
requerimientos:
- Posibilidad de transmisión serial con alta velocidad
de transmisión hasta 76OO baudios.
- Disponibilidad de dos timers, uno para generar el
BAUD RATE y otro para el retardo del ángulo de
disparo.
- Registros(32) de uso general para el usuaria.
- Banderas(64) de uso general disponíbles al usuaria.
— Registros auxi liares para propósito específico.
— Operación por bits.
- Pórticos (4) de entrada/salida de datos.
— Capacidad de operaciones aritméticas.
- Varias fuentes de interrupciones (5) y
prioridades(2).
- Alta velocidad de operación hasta 12I1HZ
70
A continuación se presenta un esquema general (diagrama de
f1 ujo) de todo el programa principal implementado en
assembler, Ver Figura N.3.1.
3.1.2 Requerimientos de software del Computador Personal.
El programa en el Computador Personal debe ser capaz de
recibir y transmitir información del equipo. Se implementará
un menú de fácil acceso y seguro de manipular, sin poner en
peíigro el normal funcionamiento del equipo.
— Opción de inicialización.— esta opción pretende inicializar
valores como identificación, tipo de fuente de alimentación,
valores máximos de corriente y voltaje en la salida del
conversor AC-DC. Es muy importante que la identificación
coincida con la del equipo, caso contrario, los datos que se
envíen no ingresarán al microcontrolador. De esta manera, todo
comando o dato que se envíe irá acompañado de la
identificación. El dato de tipo de fuente de al imentación será
ingresado por medio del número de pulsos de la configuración
del conversor AC-DC (6 y 3 pulsos se refiere a
mientras que 2 se refiere a monofásico).
— Opción de inicialización del conversor A/D.— se ingresarán
los parámetros del sistema de adquisición de datos que
son:canal de conversión, número de lecturas, número de datos a
eliminarse.
— Opción de redefinición de información.— se pretenderá poder
corregir la información antes ingresada.
— Opción de estado de- fuente.— recibe información del tipo de
fuente de alimentación del equipo.
i
72
— Opción de estado de secuencia.— recibe información de! la
secuencia de la fuente de alimentacion dado el caso de que se
trate de red trifásica.
— Opción de operación del equipo.— contiene básicamente los
mismos comandos que se pueden ingresar por teclado, así:
— Cerrar contactor principal.— cierra contactor principal*.
— Abrir contactor principal.— abre contactor principal.
— Incrementar uno o diez grados en el ángulo de disparo
— Decrementar uno o diez grados en el ángulo de disparo
— Leer dato del sistema de adquisición de datos.— se lee el
dato con todos los parámetros del sistema de adquisición de
datos.
— Terminar opción de operación.
— Ingreso de un ángulo de disparo deseado, se Ingresa un
dato de ángulo de .disparo.
— Opción de adquisición de datos.— el programa entra en un
lazo en el cual se lee permanentemente el conversor A/D. Es
posible variar los parámetros del sistema de adquisi- -ción.
—Opción de gráficos.-el programa recibirá datos de la rutina de
de graficación del microcontrolador, estos serán almacenados
en un vector, luego de recibir un número determinado de datos
se procederá a graficarlos.
Quedarán como opciones para futuro, el Ingreso de las
constantes de los control adores que se puedan Implementar a
nivel de programa de computador. Todos los datos deberán ser
73
transmitidos de tal manera que no se incurra en el rango de
los 32 primeros caracteres de control para el computador
personal.
Finalmente, el programa deberá ofrecer protecciones en la
transmisión de ángulos de disparo fuera de rango, aunque en el
mismo microcontrolador estas opciones son evitadas.
El computador personal que se requiere debe ser ante todo
compatible con IBM, esta condición es necesaria pues el"
lenguaje que se va a utilizar es el Quick Basic por las
siguientes características:
- Tiene editar de texto muy versátil.
- Posee ensamblador y debugger.
- Su set de instrucciones permite rápida manipulación
de información (caracteres o numéricos).
- Permite comunicación serial por medio de
manipulación del archivo de comunicación como un
archivo cual quiera.
- Instrucciones para graficar, etc.
El presente trabaJo utiliza un computador DTK PC/XT
compatible con IBM, de BMHz de velocidad, tiene pórtico
serial; la versión del DuickBasic utilizado es la 3.O y el
esquema general del programa implementado se muestra en la
Figura N.3.2
Primero, el microcontrolador ÍB751 que será utilizado en la
presente aplicación, ofrece y satisface características
importantes para la correcta operación del sistema en general
y del circuito de control maestro en particular. De igual
manera, el computador personal ofrece una gran variedad de
lenguajes de programación, en este caso, se ha hecho uso del
QUICKBASIC.
74
En el capitulo anterior, se presentó con algún detalle lo
referente al hardware necesario para la operación del
microcontrolador y su circuitería externa. Ahora, se dará una
breve descripción de los requerimientos y funcionamiento del
software implementado, tanto en el microcontrolador (lenguaje
assembler) como en el computador personal (lenguaje
QuickBasic).
,ra
I N I C I O
I N I C I AL 12AC I ON DE UAR I ABLESV ESTADOS DE OPERACIÓN.
INICI ALIZAC I QN DE LOS PARA-nETROS DEL SIST . DE ADQUIS.DE DATOS.
V E R I F I C A C I Ó NFUENTE DE ALCONVERSOR AC
DEL TIPO DEInENTAC I ON AL-DC .
OPERACION DEL SIST. DE ADQDE DATOS U A R I A N D O LOS PARA-nETROS INUOLUCRADOS.
OPERACIONA F I C O S .
DE LA R U T I N A DE
-fr-
OP ER A C I O N D E C O n A ND O S
TR A N S n I S I O N/R E C EP CI O NDE COTÍ AND OS .
DEI TOREOFALLA .
DE SEÑALES
nON I TOREO DEDE CONTROL.
SEÑALES
NOI ND I CAC I ON DE
SEÑALES DE
ERROR.
F i cr u T- a. N - 3 D i a.P ;r o g rr
d. een
£ 1 u. .i o de 1el P . C .
76
3,2 DESARROLLO DEL SOFTWARE DEL mCROCQNTROLADOR.
La explicación del software iroplementado se la haré en forma
modular; es decir, cada rutina será detallada en su operación,
función y aplicación dentro del programa general (VER ANEXO D)
Antes de proceder a explicar el funcionamiento del programa
implementado en lenguaje assembler del rnicrocontrol ador , debe
detallarse la designación y función de los registros útil izados
en el mismo, asi como de las banderas del usuario. Esto es
Importante por la característica de míerocontrolador de tener
4 bancos de 8 registros cada uno; portento, es necesario definir
bien el banco de trabajo antes de hacer una transf e rene i a de
datos. En las tablas I y II se detalla las designaciones de
registros y banderas,
RB1
0
i 0
1
1
RBO
0
1!
0
1
1
RO
AUX
DISP.
AUX
AUX
Rl
TL05
DISP.
TLQj
ADC
R2
GATES
DISP,
'"Wí?l
ADC
R3 R4
ALFA 1 I DEN,i
DISP,
n•
ADC
S1NC.
SUPL .
ADC
R5
COMU .
CORR.
m
VOLT .
.
R6
R.SER
DISP,
TEC.
Chnel
R7
TH03
DISP
TEC, .
TEC.
•TABLA I. DISTRIBUCIÓN DE REGISTROS
Donde;
RB1.RBO Selectores de los bancos de registros.
TLO-^THQ-j Registros del tímer O para caso trifásico
TLO, , THO, Registros del tímer O para caso monofásico -
DISP- Registros utilizados en rutina de display.
S1NC, Registros utilizados en sincronización-
AUX. Registro de uso temporal, auxiliares.
ADC. ., n Registros utilizados en el sistema de adquisición
77
VOLT-,CQRR- Registros de sobrevoltaje y sobrecorriente,
ALFA Regí stro del ángulo de disparo.
TEC. Registros de la rutina de teclado.
GATES Registro del valor de activado de compuertas
SER}AL Regí stro del dato de comunicación serial.
CQriU. Registro de comunicación serial y de teclado,
IDEN. Reg5 stro del dato de identi ficae ion del equi po.
SUPL- Regi stro del ángulo suplementarlo(caso monofásico)
BANDERA FUNCIÓN
4
5
6
7
B
9
A
B
C
D
E
F
10
11
Transmisión seri al
Tec1ado
Monofásico/Trifásico
ALFA > 120 GRADOS
Secuenci a Positiva/Negativa
Recepción de identificación
Identificación no válida
Auxi1iar de sincronización monof.
Auxiliar de sincronización monof.
Falla t r ifásica
Fa]la monofásica
Nuevo dato de canal del A/D
Nuevo númeero de datos de] A/D
Nuevo número de datos a el i minars
Fin de rutina de- gráfico
Mostrar dato de teclado B display
S e n s 3 r sobrecorriente
Sensar sobr evol ta.i e
Ingreso por Computador de liéxirnos
TABLA J] ASIGNACIÓN DE BANDERAS
78
La bandera de propósito especifico FO del microcontro 1 ador
es utilizada exclusivamente en la rutina de display.
A continuación se explicará el funcionamiento de las rutinas
implementadas tanto como rutinas de interrupción o como
rutinas norma les.
3.2.1 Programa principal.
El programa principal empieza 11 amando a la rutina de
inicialización, en este instante se setean los valores máximos
de voltaje y corriente en la salida del conversor de potencia.
Luego se 1 lama a la ru.tina de display para mostrar la
ejecución de esta rutina. Por último, se detecta el tipo de
fuente de alimentación y la secuencia en el caso de haberla.
A continuación se setean los registro.s propios del
microcontrolador según la función especifica que se desea
implementar.
Luego, empieza propiamente el programa principal con el
monitoreo de fallas de: ausencia de fase, falla trifásica,
falla monofásica, sobrevoltaje, sobrecorriente. Si 'alguna de
estas fallas es detectada, el programa mostrará en displays un
número que identifique al error. ,
Si no ha existido ningún error, se llama a la rutina de
búsqueda de datos la misma que actualiza los valores a cargar
en el timerO con el fin de generar el retardo respectivo. Se
llama luego a la rutina de display para mostrar el ángulo de
disparo (alfa); a continuación, detecta si hay requerimiento
de la rutina de grafieación por medio de la bandera 00EH. En
tal caso comienza a ejecutar esta rutina hasta que por el
computador personal se de la orden de terminar. Luego, detecta
si ha habido comunicación serial o de teclado por medio de las
79
banderas OOOH y 001H respectivamente.
Comunicación serial.- LLama a rutina BUSQUE para determinar
si el dato ingresado es comando o ángulo de disparo. Si se
trata de un comando se 11 ama a la rutina BUSQTC. En esta
rutina se direccióna el espacio de memoria donde están las
instrucciones que ejecutan el comando ingresado. Finalmente
regresa a programa principal y envía al computador personal el
dato de alfa.
Comunicación por teclado.— Averigua si se trata de ingreso
de un ángulo de disparo por medio de la tecla N-COUNT; en tal
caso, se esperará el ingreso de tres dígitos, los mismos que
deben formar un dato cuyo valor se encuentre dentro del rango
máximo de disparo(180 o 240 grados). En el caso de tratarse de
comando, se llama a la rutina EUSQTC. Terminado de ejecutar el
comando ingresado, regresa a programa principal y envía al
computador personal el dato dealfa.
Si en algún instante de la ejecución de este programa, se
presentan las interrupciones externas(sincronización y
disparo), éstas serán ejecutadas inmediatamente. Terminada su
ejecución, regresan al punto donde dejaron al programa
principal y continúan con su normal ejecución.
3.2.2 Rutina de autoverificación y detección del tipo de
fuente.
A continuación de la autoverifIcaeIon, empieza a detectarse
el tipo de fuente(monofásica o trifásica) y la secuencia de
fase si es el caso. Para un correcto entendimiento de esta
parte y de futuras explicaciones, es .menester analizar la
asignación de lo que se ha denominado el byte de control
(pórtico O).
BYTE DE CONTROL
O
PÓRTICO 0i — i •ADC/ DI 5 ¡CON! ,
!
SI MCI SINCSÍSINCR! &Ti 1
aSr
c<R
Los tres primeros bits corresponden a las compuertas de los
tre-5 ti ri stores. por lo tanto estos llevan los pulsos de
di sparo, Los tres siguientes reci ben 1 as señales de
sincronización de cada fase como se vio en el capitulo anterior.
E3 pin ó es el que activa/desactiva el contactor principa] ; y
el séptimo es el que habi1 ita/deshabi1 ita display/conversor A/D,
Los registros utilizados en la rutina de autoverificacion son
de uso temporal; se utilizan los registros de llamada a display
R6 y R7 riel banco 1 y el registro de indenti *f icac ion es el R4
del banco cero,
La detección del tipo de -fuente (Ver Figura N.3,3) empieza
al esperar por el pulso de R; al recibirlo, lee RST (registro
R4 banco 1), si es igua] a 000 entonces le fuente es monofásica,
selea la bandera 002H y se señaliza apropiadamente: pero, si es
distinto de 000 entonces se presume que puede ser trifásica. En
tal caso, se borra la bandera 002H y se sigue el siguiente
procedí miento para detectar el tipo de secuencia:
1 - Espera RST - Olí, (fase RJlueqo espera RST = 111
2 - Espera interrupción 1 NI O
3 - Lee RGT del pórtico O
-•> - a Si RST - 101 (fase S) pos i bl & t-ecuenc i e
positiva activa bandera 004 H y señaliza.
3.b - Si RST = 110 (fase T) posible- secuencia
negativa desactiva bandera 004H y señal i za,
Cualquiera que sea el resultado de 3, se realiza la
operación lógica "AND" con el dato de la fase R(Q11)
( INICIO \R SOBRECORR
V SOBREUOLTAJES.SETEAR ST A CK ¡BAN-DERAS ,PQRT I CQS ,REGÍSÍROS.RUTINA DE INICIO
RECIBIR BVTE DECONTROL DEL PÓR-TICO 0.
D I SCR I ti I N AR P03 ,y F05.
MONO
1
\-i k
r
B . 002H =1
1
fcwV
S I
o
A L F A -180
1SALTO A
PROG.PRIN
TR I F .
F i gr u r a. N.3.3-tipo de fuen-te y s-ecu.enci.-a
S3iyi33dS3 SQdlSIG3d 30 III
************************************************************** S3NOr3dndd31NI Sy~l SyOOl WlI~liaUHs U3 8135 ** T WNH31X3 NGI3dndd3lNI* O yNd31X3 NOI3dndd31NI* O U3WI1 13Q NGIGyd3dO yi 3N3I130* o d3wn i3a yd30Nya ui* T yNd3iX3 NoiGdndd3iNi yi 3o* o'ix3'iNi yi 30 yd30Nya* T1NI 30 QGNyid dOd NOI333130 y3IdI33dS3Í* 01NI 30 13AIM dOd NQI03313a y3IdIG3dS3í* o'iX3'iNi yi y ayaidoidd yiiy yNsisyí************************************************************** T d3Ui!i 13 d3dHQ3 y 3NOdJ Tdl 813S *
yadyD-oiny 3a oaauj 13 oaNyNoiGMndí HSdo^'m AQUÍ* ( saypneQ
0096) 3iyd anya 13a Noiayd3M39 ydyd^ H3do^(THi AOUI(s^Tq9T) T OOOW N3 O d3WIl 130 A
GQGUJ 13 N3 T d3WIl 130 NO I3yz Iiy 10 INI í HTS#'aOWl AOW
TX3 313S0X3 3133Odl d13Odl d13T3i día031 d13
Til 313SOlí 313SOXd 3135
*********
#****
#*#*#*#* ******************************************************* -yaydyd 30
* na oayriG3ay NH NOG iyid3s NaisiuisNydi ydnassy* uidyn a,, T NoisiuiSNydi 3a oaow* ,,o,, yaydyd 3a na* o d3Wii 13a NoiGdndd3iNi yi y ayaidoidd* iyid3s NoiGdndd3iNi yi y ayaidoidd* iyid3s NOi3dndd3iNi************************************************************** •dGayiGdlNOGOdGTW 130 IQdlNQG** 3a lodiNOG 3a sua A sodisi33d 30 NoiGyz ny i GI NI 30 ydyis**************************************************************
ai3s *ÍTUJS ai3s #• sai diG *soid ai3s *• sd ai3s *' 33 ai3s *
* je^.uauja easap as anb upTDUnj.
III
ujp6as .jope
as * a^uauj {eUT¿ í ( 011 ^ OH1 ) O -JauJT^. -[ap sojq.sT6aj sa-[ u a
opje^a^j ap odujaT} {a °-jed a^uaTpuodsa_j_ioD oq.ep ns A sopejS QST
ap " [BTDTUT o-jedsyp ap a-[n5u? un auadujT as 'sase^ ap
e"[ A aq.uanj. ap odTq. "[a opeuyuj_ja^.ap ei_j as anb
• Q T D T U T
000 sa
ap opeq. i nsa_j ta
TS A
MaNy M
Jad
ap
* O INI
TTT = ISd
OTO
o e •[ a^en - L
UT p jad 53 - 9
ejads^ - g
TOO
ZB
83
3.2-3 Subrutlna de display (DISPLAY)
E&ts rutina se encarga de mostrar en displsys, par medio del
pórtico 2, todo dato en BCD que esté almacenado en los registros
del banco 1 R7 (dos dígitos más significativos) y R& (dos
dí gi tos menos significativos) s Ver Figura N.3.4. el por tico 2
está distribuido de la siQuien te forma:
---R7' / Ró'
PÓRTICO 2 7 6 | 5 | 4! 1
31 — •• —
2 1 1 °BARR1DO- -DATO BCU-
Para convertir datos hexadecimal a BCD se utiliza dos tablas
de conversión de 256 bytes cuyos orígenes son : OAOOH(MSB) y
OBOOH (L5B). Por otra parte, en hardware se utilizan A displays
por tanto se utiliza un barrido- La rutina esté implementada de
tal manera que los ceros a IB izquierda no aparezcan, con la
ayuda de la bandera FO de uso especí f ico_; cada dígito, es
mostrado durante un tiempo dsdo por el retardo de un registro
auxiliar-, en el display que corresponde de acuerdo a la
i cae i ón de los dígi tos,
Registros utilizados: Banderas
Rj, ,R2,R3,R6,R7 del banco 1 FO
3.2.4 Subrutlna de interrupción Seria1.(SERIAL)
Esta rutina de- interrupción se ejecuta siempre y cuando exista
transmisión o recepción serial con el computador personal. Para
el caso de transmisión desde el microcontro3ador hacia e] PC,
el pr agrama sol o enva a el dato por el pin de transmisión y sale
de ]a rutina. Para recepción, primero se espera una
identificación y luego un dato serial t.<
i cDISFLfW
MOSTRARPO CADAEN CADA
UN TIEM-D I GI TOD I SPL AV
REALIZAR EL BARRÍ
DE LOS CUATRO
DISPLAYS.
UER I FI CAR SI ELDÍGITO HAS SIG-NIFICATIVO ESCERO, PARA NOMOSTRARLO.
RET
N.3.4 Rm-tina. d.e d i s ]p 1 a. y
85
< / V(comando o alfa); el dato váiido es almacenado en registro R6
del banco O. Esta rutina puede resumirse en los siguientes
pasos (verFiguraN.3.5):'
- Conocer si es transmisión o recepción (TI o RI).
— Recepción:
- Verificar si dato de identificación es válido.
— Si no es válido, activar bandera 006H y salir de3
rutina.
- Si es válida, activar bandera 005H y salir de rutina.
- Esperar dato válido de alfa o comando y activar
bandera de comunicación serial OOOH.
- Transmisión:
- Borrar bandera TI, enviar dato al exterior y salir de
rutina.
Los datos que se reciben desde el computador se clasifican
en dos grandes grupos: el de datos (ángulos de disparo) y el
de comandos. Como el rango de control es de O a 180 gradas,
existe igual número de alfas disponibles (pasos de un grado),
y para cada uno de éstos, un dato a cargar en el timer para
generar el retardo respectivo. En el computador personal con
su pórtico serial, se pueden enviar hasta 256 datos (8 bits);
pero, los 32 primeros son de control por tanto quedan
disponibles 224 caracteres; restando de los 180 que
necesitamos, tenemos 44 caracteres para que sean identificados
como comandos en el mlcrocontrolador. Por conveniencia se
estableció el siguiente formato de transmisión desde el
computador personal:
O 180 ÁNGULOS DE DISPARO
181 224 COMANDOS
Por lo anterior, fue necesario sumar en el computador
persona 1 32 a cada dato en general que se envía, para evitar
los caracteres de control, y en el microcontrolador restar 20H
TI(TRANSMISIÓN?
RIÍRECEFCION)
A = SER IAL-20H
S I C I MCORRECTA
ID. MAL A =
H6 - A
RA = ID - OKB . ir>. n AL A-i
B . ID. OH = 0B.ID.OK=1
0001H = i
. N.3.6 Di 3.grr-a.MaL d.e £ I u Jo d.e. nica, cion seria, 1
87
(32) al dato recibido para tenerlo
anteriormente mencionado.
dentro del rango
Una vez recibido el dato válido por el pórtico serial, se
procede a discriminar este dato (alfa o comando) por medio de
rutinas especiales.
Registros Útil izados:
R6 del banco O
R5 del banco 1
R5 del banco 3
Banderas Útil izadas:
OH,5H,ÓH,OEH,13H,14H
TI,RI,CY
3.2-4.1 Rutinas de Búsqueda de datos o comandos.
(BUSQUE,BUSQTft,BUSQTC)
La finalidad de la rutina "BUSQUE" es la de averiguar en
cual de los rangos descritos anteriormente está el dato; para
esto, se resta de 181 al dato recibido y según el resultado el
programa irá hacia búsqueda de ¿ngulos de disparo (alfas)
"BUSQTA" o búsqueda de comandos "BUSQTC11. Sí el dato es un
ángulo de disparo, se procede enseguida a actualizar el
registro que lo almacena (R3); finalmente, se muestra en
display (alfa en BCD). A continuación se ejecuta la rutina
BUSOTA la misma que realiza los siguientes pasosiver figura
N.3.6a.
1.- Averigua tipo de fuente (bandera 002H).
- Si es monofásica, salta a la rutina de disparo
monofásico.
- Si es trifásica, averigüe si es mayor o menor que 12O
grados (bandera OO3H).
2.~ Si a > 120 se calcula a-120 y se almacena como nuevo alfa
referido a 120 grados y además se activa la bandera 003H. Por
el contrario, si es menor que 120 no pasa nada y la bandera
003H se desactiva.
3.- Si a = 120, el caso es crítico pues coincide con el pulso
< A
L
F A
;>
C:
A C
T U
A
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3»
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MONOFÁSICA
SI
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E n v í a , "BVTE
I>E CONTROL3
a. 1 P o r - - t i c o
R e c u. pe^a,
d e l S T A C X F U I N T E R
F i gr u r- a. N . 3 . 6 . Í Q D i a. a. d. e f l u j o d.el
de los -b i r - i s -b
89
de sincronización; entonces, se coloca un ángulo de O grados
referido a 120 y se activa la bandera de mayor que 120 (O03H).
4.— Una vez determinado el ángulo de disparo, se procede a
direccionar las tablas que contienen los retardos respectivos
para cada ángulo y se guardan en los registros Rl y R7 del
banco O para que en cada flanco de sincronización sean
transferidos a los registros del timer THO y TLO.
5.— Finalmente regresa al programa principal.
Si el dato ingresado por el pórtico serial resulta ser mayor
que 181 grados, se procede a ejecutar la rutina BUBQTC que
permite seleccionar uno de los comandos numerados de O a FH.
Como primer paso, se inicia liza el estado del conversar en lo
que se refiere al número de datos a leerse, el canal (O-7)
seleccionado y el número de datos a eliminarse; más adelante
se explicará con más detalle el funcionamiento del sistema de
adquisición de datos. En la rutina de BUSQUE, al discriminar
el rango de los datos, se tiene un número de O a 44H si el
dato es moyor que 181, este número se almacena en el registro
R5S y éste a su vez direceiona una tabla de memoria (09COH) en
la que se almacenan las direcciones relativas a la página 800H
donde están presentes las rutinas correspondientes a cada
comando.
Registros Útil izados:
R3,R5 del banco O
R6 del banco 1
R1',R2,R3,R5 del banco 2
Ró del banco 3
Banderas útil izados
CY,3H,DH,CH,AH,BH
3.2.5 Rutina de disparo Monofásico y Trifásico ( ALFA ).
Esta rutina se ejecuta siempre que exista un sobreflujo en
el funciónamienteo del timer O (llega a OFFFFH); por lo tanto
es una rutina de interrupción que realiza los siguientes
pasos:
90
1.- Detiene el funcionamiento del timerO, y borra su
bandera(TFO)
2.- Determina si es monofásico o trifásico (bandera 002H}.
3.- monofásico:
— Determina en cual tramo de del pulso de
sincronización esta ver Figura N.3.8.
— Si la bandera 007H =1, se termina medio ciclo de red
y se desactivan las compuertas de los tiristores de
las fases R y S del puente.
- Si la bandera 008H =1, se carga el suplemento en el
timerO y activan la compuertas de los til
- Si 008H = O, carga el timerO con el valor
correspondiente a alfa y se activan los til
- Termina rutina de disparo.
4.- Trifásico:
- Se trae el dato almacenado en R2 (byte de disparo).
— Se averigua si el contactor principal está abierto,
si es así, no dispara, caso contrario saca el byte de
disparo por el pórtico O,
Las páginas que contienen los retardos son las ODOOH y OCOOH
con los datos más y menos significativos a cargarse en THO y
TLO respectivamente. Estos datos se escogieron considerando
los siguientes aspectos referentes al funcionamiento del
timerQ:
1.— El registro (16 bits= THO y TLi) del timer en modo 1, se
incrementa cada 12 periodos de reloj .
2.— El timer produce una sería! de interrupción cuando pasa
de FFFFH a OOOH.
Si el microcontrolador funciona a una frecuencia de 7 .3728
MHz, es decir un periodo T de 0.1356 useg. , el tiempo de
91
con tea seré de» Te = J 2*1 = J-6276 useq . Se pretende entonces,
encontrar e} tiempo en segundos que significa el anqulo de
retardo alfa; luego, con este táempo. averiguar qué número de
veces debe contar el micro, este número se pasa a hexsdecimal
y se- lo resta de FFFFH pare obtener el valor que hay que cargar
en el registro del timer. El procedimiento a seguir es el
siguiente:
a seg
# veces (D)
4t veces (D)
VALOR TIMER —
ar / 60 /360
— a 0 / 607 360 / 1,6276 x 10"6seg
-— =H veces (H )
-- FFFFH - % veces ÍH)
El esquema de disparo se muestra en le Figura, N,3.6b , aquí
se aprecian los pulsos de sincronización y los pulsos de disparo
para alfas mayores, menores & iguales a 120 grados.
120
R .
S
T
U U U U U U!
ji
'
J
I
t
J~
a =
Gr
Gs
4— t
a = 60'
Gr
Gt
t
— t
.-r =. i 7>rj °S.-Í 4. ¿- v
Figura N- 3.6c Esquema de disparo
92
La rutina ALF_MQNQ (caso monofásica), calcula el suplemento
de alfa y trae su correspondiente valor a cargar al timer de
otro par de tablasí 900H y EOOH) . Entonces, tenemos que para el
ángulo normal, el dato del timer se carga en Rl y R7 del banco
y para su suplemento se carga en Rl y R2 del banco 1; más
adelante se explicará en detalle el esquema de disparo
monofásico.
Registros Utilizados: Banderas Utilizadas:
R1,R2,R3,R7 del banco O CY, 7H,BH,
R1,R2 del banco 2
3.2.6 Subrutlna de Interrupción de sincronización (SINCRO)
Esta rutina es la de mayor prioridad, se detecta por flanco
negativo y no por estado y en resumen, realiza los siguientes
pasos: ver Figura N.3.7.
1.— Deshabilita resto de Interrupciones.
2.- Averigua tipo de fuente (bandera 002H).
3.- Caso monofásico:
- Carga timer O con Ri y R7,
- Blanquea banderas 007H y OOBH del disparo
monofásico.
- Pone a correr tirnerO (retardo)
4.— Caso trifásico:
- Verifica " bandera de alfa mayor o menor que 120
grados(O03H).
- Verifica registra auxiliar de
sincronización(R4).
- Verifica bandera de secuencia de fase (004H).
— Carga timer O con Rl y R7 y lo pone a correr.
INTERRUPCI
A L M A C E N A EN STACK
REGÍSTROS DE CONT
DESHABILITA RESTO
DE INTERRUPCIONES
PROCESA I N F O R M A C I Ó NSALIDA/INGRESO DE DATOSHABILITA BANDERAS ESPECIALESOPERACIONES A R I T M É T I C A SOPER ACIONES LOGICAS
HABILITA BANDERAS
PROP I AS DE LA
I NTERRUPC ION
RECUPERA REGÍS-
TROS DE CONTROL
DEL STACX.
R E T Í
F i sruars N . 3 . 7 E s qc u. e m a. gr e n e ]r -a 1
de una. in-b
Para ambos casos, al -fina} de la rutina, se verj.fi es que el
contactor principal este cerrado caso contrario se saca por el
pórtico O (pines de las compuertas) el dato 111 que deshabilita
Jas compuertas de los tiristores. Como se puede apreciar, el
disparo de los tiristorea se realiza con O lógico para evi tar
prob3 emas de disparas espúreos en el momento de un reset.
instante en el cual todos los pórticos se ponen en 1 ]ógico,
Para el caso monofásico, en esta interrupción, se carga el
timer O con el valor correspondiente a alfa; luego, y con la
ayuda de banderas, al terminarse su tiempo ícO, se carga el
tí mer O con el valor cor respondiente al ángulo suplementar io
f 180-Cí) y se lo manda a correr .nuevamente hasta que venga otro
f 1 anco negativo de 1N10 (cada 2 Pl) e inicislice las banderas
relacionadas para c ornen zar otra vez el proceso. La bandera 007 H
indica el ciclo, y la 008h indica el suplemento, ver Figura
N ,3.8
Grs
OOBH=1008H=0
007H = O
008H=1OOBH=0
007H = 1
Figura N.3.8 Pulso de disparo monofásico
Para el caso de la configuración controlado trifásico, se
toman precausiones para el disparo ya que e) pu1 so puede durar
hasta. 240° (dos pul sos de interrupción consecutivos) lo que
índice que aún durente el instante de sincronización, deben
haber algunos pulsos activados en las gates. de los tiristores
los mismos que dependen de: la secuencia, si alfs es mayor o
menor de 120° y el tipo de fuente para el conversar de potencia.
Con la ayuda de la Figura N . 3.ób y la TABLA IV podemos darnos
cuenta del método de disparo utilizado en el
caso trifásico.
ÁNGULO DE DISPARO- > 120' < 120'
DESCRJP.
PÓRTICO 0
SBC +
SBC -
DIS
7
#
*
*
#
#».
#
*
#
*
*
*
*
CP
6
0
0
0
0
0
o
0
0
o
0
o
0
st
5
1
1
1
1
0
1
1
1
0
1
1
1
Ss
4
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
Sr
3
0
1
1
1
1
1
0
1
1
1
0
1
Gt
2
0
0
0
1
0
0
0
1
0
0
0
o
Gs
1
0
1
0
0
0
0
0
0
o
1
0
0
Gr
0
o
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
1
Gt
2
1
1
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
Gs
1
0
0
0
1
1
1
1
1
0
0
0
1
Gr
0
0
1
1
1
o
o
o
1
1
1
o
0
TABLA IV. TABLA DE CONVERSIÓN.
Frente a cada pulso de sincronización, y para el caso
trifásico, la rutina debe determinar qué pulso de sincronización
de cada fase (R, S; T) debe llegar, según la información de
inicialización. Así, justo después de determinar la secuencia,
y saber a ciencia cierta que la siguiente interrupción que se
va a recibir sea la de R, se carga el registro R4 del banco 1
con 3H.
Esta rutina monitoreará el valor del registro R4 ' y el valor
de sincronización y al mismo tiempo los comparará; cualquier
diferencia será por causa de una falla en ls alimentación y se
activará uns bandera de falla. La TABLA V muestra un resumen de
la función de monitoreo de sincronización.
SECUENCIA
P O S I T I V A
NEGATIVA
R4'
3213
3123
# * T S R * * *
1 1 01 0 1O l í1 1 0
1 1 0O l í1 0 11 1 0
TABLA V Sincronización
Una vez deter..minado el nuevo valor de R4' para el próximo
pulso, y con el dato de secuencia , di rece ion amos una tabla.
(página de memoria OCCOH) que contiene el dato; el mismo que
debe cargarse en el byte de control(pórtico O) en el momento
del pulso de sincronización . Para el caso de a > 120° , el dato
a cargarse es OOOH en Gr,Gs?Gt respectivamente, ver la Tabla IV.
Para el caso de que a<120 debe tomarse en cuenta que el pulso
de disparo duraré 240° portan to _, el estado de las compuertas
seré el de la TABLA VI,
SECUENCIA
POSITIVA
NEGATIVA
PULSO DESINCRONIZACIÓN
RsT
RTS
COMPUERTAEN ALTO
TRS
SRT
DATO ENMEMORIA
124
142
TABLA VI. ESTADO DE COMPUERTAS PARA < 120'
Esto se logra, con los siguientes pasos :
97
- Se guarda el estado del pórtico O (**#*#QOO) al
inicio de la rutina.
- Se suma al dato de memoria (TABLA VI).
- Se saca el nuevo valor al pórtico.
Finalmente, se trae de memoria el dato de disparo el mismo
que va a salir por el pórtico O (ver TABLA IV) correspondiente
a la señal de sincronización que en ese momento esté presente.
Frente a una falla en Sincronismo. se setea la bandera
correspondiente al tipo de fuente, 009H para trifásica y 00AH
para monofásica; acto seguido, se pone un ángulo de 180 ° , se
abre el contactor principal
compuertas,(111H en el micro)
normalmente,
Registros Útil izados:
R1ÍR2,R7 del banco O
R4 del banco 1
y se pone OOOH en 1 as
y se sale de la rutina
Banderas utilizadas:
2HJ3H,4H,9H, OAH,
3.2.7 Rutina de teclado (TECLADO),
La rutina de teclado realiza entre otras cosas la eliminación
del rebote que existe cuando una tecla es presionada. El dato
de las teclas es codificada a BCD como se vio en el capitulo
anterior, I Liego entra a los cuatro pines mas significativos del
pórtico 1 de la siguiente manera: ver Figura N.3.9.
PÓRTICO 1 7
D
6
C
5
B
4
A
3
Sen .
2
SeH.
1
ID
0
ID
Figura N.3.9 Entrada de teclado.
f TECLADO )
DESHABILITAI NTERRUPCIONEXTERNA 1
REAL IZA 9LECTURAS DELPORT I CO Pl
GENERA RETARDOPARA REBOTEI N I C I AL.
S I
A L M A C E N A DATOEN R5 .
GENERA RETARDCPARA REBOTEF I NAL -
ACT I U A BANDE-RA DE TECLADO
001H
R E T Í
N . 3 . 9 . a. dle f l u j o dec o M u n i c a i o i o n c o n - t e c l ado
99Al presionarse cualquier tecla se genera una interrupción
(INTI) de baja prioridad. El rebote que se va a eliminar es de
la siguiente forma:
3NT1 . r-, n n TECLA PRESIONADA n Pl H ITECLA SIN U U U I 1 U LJ U TECLAPRESIONAR REBOTE REBOTE SUELTA
La interrupción INT1 se detecta por flanco negativoj por lo
tanto, luego de la primera calda del rebote se deshabilita
inmediatamente la detección de esta interrupción y se ejecutan
los siguientes pasos:
1 . — Lee el dato del pórtico algunas veces para generar un
retardo y evitar el rebote, A cada una de estas lecturas se
las hace la operación lógica "AND" con la anterior para
asegurar que el dato ingresado sea válido.
2. - El último resultado se 11 ena de l's en los 4 bits menos
significativos del dato leído y se compara con FFH para asi
determinar si se ha dejado de presionar una tecla antes de que
se pueda tener un dato válido.
3.- SI el resultado de 2 es cero entonces se ha coincidida
con un rebote alto y se sale de la rutina sin activar bandera
de teclado,
4 , - Si al comparar} se encontrase que son Igual es los datos,
se genera un retardo para superar el rebote,
5.- Se lee nuevamente Pl , se 11 ena con i's, y se compara con
el resultado de 2 . si ambos valores son Iguales, el dato es
válido, y entra a esperar que la tecla se suelte. Caso
contrario, se sale de rutina sin activar la bandera de teclado
001H.
ó.— Para superar el último rebote, se lee Pl y secompara con
FFH; si el resultado es cero, la tecla se ha dejado de
presionar y se sale de rutina activando la bandera OOiH y con
el dato del tec ] ado almacenado en R5 y limitado al rango (O
a AH) ,
100
7 . ~ Si el resultado de 6 es distinto de cero, se genera un
retardo y regresa a 6,
Una vez que el dato de teclado esté almacenado en R5, y que
la bandera de teclado ha sido monitoreada en programa principal,
empieza una rutina para mostrar en display el dato ingresado si
es el caso de que se ingresa un ángulo de disparo por teclado.
Para el caso de que sea un comando, el programa principal
enrutsrá este dato como si ingresara del serial,3
Para el caso de comandos. tenemos las siguientes funciones:
TECLA
0123456789N
UUUN 1
COMANDO 4*
01234567a9
FUNCIÓN
No operación .Cerrar Contactor Principal.I ncrementar 1 °Incrementar 10°Decr ementar i 9
Decrementar 10°Estado de fuenteAbrir con tactor PrincipalEstado de secuencia.Conversor A/D
TABLA DE COhftNDOS
101Para ingresar un dato de alfa se sigue el sigLien
procedimiento:
TECLA
COUNT
DAT1
DAT2
DAT3
NCOUNT
-
i"íISPLA^
DAT1
A
f
DfíTl
DAT2
F
DAT1
DAT2
DAT3
A
COMENTARIO
ÍDC. rlUtb I ríH sJUU iEN DISPLAY.
PRIMER DATO
SEGUNDO DATO
TERCER DATO
TECLA DE PIN DEINGRESO
SECUENCIA DE INGRESO DE DATOS POR TECLADO
Puesto que el dato de alfa no será de más de cuatro digitos,
el programa protege esta condición de Is siguiente manera: si
hay menos de tres dígitos, es necesario presionar la tecla N—
COUNT para terminar el proceso, pero si ya se ha presionado una
tercera tecla 5 automáticamente finaliza el proceso; pero, si la
primera tecla resulta ser mayor o igual a 2, todo el dato de
alfa ingresado se anula y en su lugar se presenta al alfa
anterior al proceso. Finalmente si el dato de teclado es mayor
que 180°} éste se redondeará a 180°,
Registros Utilizados: Banderas Utilizadas:
R O ? R 5 d e l b a n c o O 1H,CY
RÓ,R7 del banco 2
R7 del banco 3
3.2.B Rutina de adquisición de datos (ADC)
Esta rutina permite el procesamiento de información
proveniente del conversor A/D ¡¡ una vez elegido el- canal (O —
102
7), el número de datos a leerse (n) y el número de datos a
eliminarse (m) del grupo de los n (por intermedio del
computador personal en la etapa de inicio), se sigue el
siguiente procedimiento ver Figura N.3.10.
- Se llena la ram con los n datos leidos del canal
especificado (n <30)
- Ordena ascendentemente los datos, (método de la
burbuja).
- Elimina los m datos más grandes y los m más pequeños.
- Del resto (n - 2#m), se calcula el promedio.
- Muestra el promedio en displays y saca al pórtico
serial.
El llenado de los datos en la memoria RAM del
microcon t rol ador, esta. limitado por la capacidad de ésta,
puesto que aquí es donde se almacenan los datos del STACK
según si las rutinas se van ejecutando con las instrucciones
PUSH y POP. Además 3 aquí se guardan las direcciones de los
registros de funciones especia les. El espacio de memoria está
disponib]e aproximadamente desde 4 OH hasta 8OH lo que hace un
total de 64 datos disponibles.
El método de ordenamiento es el de la burbuja:
- Toma el primer dato
- Compara con el resto hasta encontrar uno que sea menor a
éste.
- Si encuentra un valor menor. intercambian posiciones
inmediatamente, el nuevo primer va. lor se sigue comparando
con el resto de valores.
— Si no encuentra un menor, se toma el segundo dato y se
repite la secuencia con el resto de datos de memoria.
- Si encuentra un valor igual la rutina no hace nada y
continúa con el resto de datos.
En la primera corridaícon el primer dato) a través de toda la
AI>C-
éLEE "n" DATOS DELPÓRTICO 2 V LOSA L H A C E N A EN ELESPACIO DE MEMOR I ARAM COnPRENDIDOENTRE 40H V 80H.
ORDENA LOS DATOSEN FORMA ASCEN-DENTE COt1P ARANDOCADA DATO CON ELRESTO V UBICÁNDO-LO EN SU POSICIÓNRESPECTIUA.
EL I hI NA LOS "M"
DATOS DE LOS EX-
TREMOS DE LA TA-
BLA .
OBTIENE EL PROME-DIO DE LOS DATOSDE LA TABLA QUERESULTA.
LLAMA A
"EUSPLAV"
ENUIA EL DATOPROMED I O ALCOMPUTADOR.
REGRESA APROGRAMAPR I NCIPAL
Figruir-a. N .3 . Í 0 D i a. grr-s.ro a. de TI u Jo d.e
la a.dLq[ULÍsicion cié dL 3. ~t o
104
tabla de datosílocalidades de memoria), se obtiene el dato
menor de toda la tabla; en la segunda corrida (segundo dato),
la rutina realiza comparaciones con el resto de datos sin
considerar al anterior. De esta forma, el tiempo ejecución jde
cada corrida va disminuyendo. La eliminación de los datos en
los extremos de la tabla ordenada permite una aproximación mas
precisa del grupo de datos tomados.
3
El promedio se obtiene sumando los datos de dos en dos, a
cada subsumando se divide por el número de datos(n-2#m), el
resultado parcial se almacena en un registro (R2 del banco 3 )
el residuo de la división también se lo almacena en otro
registro (R4- del banco 3 ) ; el residuo se suma al resultado
parcial y continua el proceso hasta terminar con todos los
datos.
Al enviar un dato por el pórtico serial, es necesario un
retardo porque el computador no responde tan rápido como el
microcontrolador y puede darse dos casos:
1.— Puede 1 leñar rápidamente el buffer del pórtico serial del
computador personal, aunque se lea del archivo del pórtico
serial.
2.— Puede enviar un dato tan rápido que el computador lo
ignore .
Otra, rutina que permite manipular datos del con ver sor A/D es
el de gráfico; en esta rutina, solo se activa el conversor
A/D, se lee el pórtico 2 y se lo envía al serial, se desactiva
el conversor A/D y se muestra el dato en display. Justamente
se utiliza el- retardo que ofrece la rutina de DISPLAY para no
llegar a llenar el buffer serial. La forma de graficar se
explicará en el siguiente punto (sotfware en el computador
persona 1),
105
Registros Utilizados: Banderas Utilizadas
RQ,FU ,R2JR3JR4,R6 del banco 3
R3,R5 del banco 2
3.2.9 Rutina de gráfico de datos. (GRAF)
Esta rutina permite al microcontrocador operar continuamente
recibiendo datos del conversor analogo-digital. Estos datos
(hexadecimal) son convertidos a BCD por medio de tablas de
conversión; luego, son mostrados en display y enviados al
pórtico serial.
Esta operación continua del microcontrolador se inicia e
interrumpe por acción del seteo de una bandera (OEH). Esta
acción es tomada por el computador persona 1 mediante un dato o
comando específico.
Registros Utilizados: Banderas Utilizadas:
RO,R1,R7 del banco 1 OEH
106
3.3 DESARROLLO DEL SOFTWARE EN EL COMPUTADOR PERSONAL
En el computador personal se ha implementado un programa en
QUICKBASIC, el mismo que sirve para mostrar al usuario un MENÚ
en el cual el usuario puede operar el sistema de acuerdo a una
secuencia de pasos ya establecidos.
Primero, se abre un archivo para comunicación serial de
entrada salida mediante la instrucción OPEN COM" y sus
respectivos argumentos. Luego, se presenta un menú que se basa
en un arreglo en tres dimensiones y con el movimiento del
cursor como selección de opción principal y de sub-opciones.
Cada opción tiene su código, el mismo que permite que se
habilite o deshabilite dicha opción. Esta característica
asegura que un proceso dependa. de la ejecución de otro; como
sucede con el proceso de operación del sistema y el proceso de
inicia 1ización. Al haber seleccionado una opción, mediante el
(CARPÍASE RETURN) se desencadena el proceso correspondiente.
Cada proceso actualiza, transmite o recibe datos del sistema
identificado previamente. El valor de identificación varía de
O a 3; este dato es convertido a carácter mediante la
instrucción CHRS. Cada dato que se quiera enviar al
microcontrolador debe ser sumado 32 (20H) debido al hecho de
que los 32 primeros caracteres son de control para el
computador personal y precedido de la identificación correcta.
Por ejemplo:
Id$= CHR*(32 +Id)
PRINT4U ,Id$;CHR$(32+ DATO O COMANDO);
donde Id es la identificación del sistema, Id$ es su carácter
correspondiente, #1 es el número del archivo creado y DATO O
COMANDO es lo que se desea enviar por el pórtico serial.
107
Los datos o comandos se- pueden resurr*ir en e) siguiente4 cuadro:
DATO O COMANDO
181
182
J83
184
186
187
IBS
189
190
J91
192
193
194
195
196
197
DESCRIPCIÓN
No operación
Cerrar contactar principal
Inc rementar un grado de alfa
Incrrnentar 10 grados
Decrementar un grado
Dec rerri&tar 3 O grados
Obtener estado de fuente
Abrir contactor principal
Obtener estado de secuencia
Borra bandera para nuevo canal
Ingresa nuevo número de datosa leerse- del con ver sor APCIngres? nuevo número de datosa eliminarse.Ha.balita conversión A/D
Habilita rutina de Gráficos
Deshabilita rutina de gráficos
Entrada de sobre-voltaje.
Entrada de sobre-corri ente,
LISTA PE COMANDOS
A continuación se presenta con algún detalle ]B opearción de
cada opción de] menú principa] del programa en QuickBasic".
3.3-1 Inicio
Esta opción representa el pr irner paso en la operación del
sistema; por ]o tanto, é&ta será la única habilitada. Dentro
IOS
de esta opción tenemos la de inicialización del equipo,
inicial ilación del conversor ADC y fina 1 mente la. de
redefinición de cualquiera de las dos anteriores.
3.3.1.1 Inicializaclóñ del equipo.
Esta sub-opción permite establecer los siguientes parámetros:a
- Identificación del sistema.(O - 3)
- Número de pulsos del conversor.(tipo de conversor}
- Voltaje máximo de salida.
— Corriente máxima de salida.
Una vez terminada la selección, se ingresan los datos y la
opción de inicializar el conversor se habilita.
3.3.1.2 Inícializacíón del conversor A/D
Esta sub-opción permite establecer los siguientes
parámetros:
- Canal de conversión (O — 7)
- Número de datos a leerse (O — 40)
- Numero de datos a eliminarse
Una vez seleccionada la opción se habilitan el resto de las
opciones y sub-opciónes del menú y se deshabilitan estas dos
de inicialización para evitar cualquier ingreso involuntario
a 1 sistema.
3.3.1.3 Redefinición de inicialización.
Esta opción permite corregir algún dato errado que ha sido
ingresado en cualquiera de las dos inicial ilaciones
anteriores; por esta razón, esta opción pregunta tan solo cual
las dos se desea redefin-ir e inmediatamente se habilita dicha
1O9
opei ón el egida, ^
3.3.2 Estado
Este submenu presenta opciones como las de: estada de fuente
y estado de secuencia.
3.3,3 Operación
Este submenu presenta las siguientes opciones: operación del
sistema, adquisición de datos y gráfico de datos.
3.3,3-1 Operación
Esta opción permite controlar al sistema en genera] y 3!
conversar estático de poteñe i a en particular mediante el
siguiente cuadro de comandos.
COMANDO TECLA
Cerrar c on t a c t o r principal
Abrir contactor principal
Inc rementar/Dec rementar un grado
Inc rementar/Dec rementar 10 grados
Psrada
Aceleración
Desace]eración
Ángulo alfa deseado
Adquisición de datos del canalmostrado
Salir a menú principal
Fl
F2
t
f Home)
(PgDn)
(PgLip)
í Ins )
f End )
COMANDOS DE OPERACIÓN
110
En esta opción se espera por una falla en fuente y una falla
en corriente y voltaje a la salida del conversor. Frente a
cualquiera de las anteriores fallas el computador se setea a
180 grados de alfa y abre el contactor principa), aunque en el
mismo microcontrolador ya se ha establecido lo mismo.
Con el comando F3 se muestra el valor que en ese instante
está en el en el canal del conversor que en ese instante está,
direccionado. La aceleración y desaceleración tienen que ver
con los limites impuetos en la inicia 1ización del equipo para
el ángulo alfa.
3.3.3.2 Adquisición de datos.
Esta opción permite variar todos los parámetros del
conversor análogo-digital y mostrar el valor del dato
convertido.
3.3.3.3 Gráfico de los datos.
Esta opción 1 lama la rutina de gráficos del
microcontrolador, recibe los datos del canal que en ese
instante está direccionado y los almacena en un arreglo para
luego ser graficado. Es una técnica de gran utilidad la de
primero recibir y luego procesar la información, debido al
hecho de que si se quiere procesar en el instante en que
llega, el buffer de comunicación se llenarla violentamente
dado que la respuesta del monitor para graficar es demasiado
1 enta.
Finalmente, para menorar el problema de llenado del buffer
de comunicación se ha dispuesto que el tamaño de éste sea lo
mas grande posible (en QUICKBASIC 32444 bytes). Por el lado
del microcontrolador, se ha procurado enviar los datos y luego
un retardo (generalmente llamado a DISPLAY) para asá dar
tiempo de descargar al buffer.
4.1.- CONFIGURACIONES ALCANCES Y LIMITACIONES DEL SISTEMA
El sistema ha sido construido con la intención de
promover el diseño de equipos de control electrónico de
potencia que incorpore tecnología de los microprocesadores.
Este tipo de equipo puede ser utilizado en la industria o
como el presente trabajo, en el Laboratorio de Electrónica
de Potencia dé la Escuela Politécnica Nacional. El equipo
está montado en una caja metálica modular de fácil armado,
cuyas dimensiones son:
Ancho
Altura
Profundidad
40 cm
12 cm
40 cm.
El peso aproximado de todo el^ conjunto
lOKg . , y su distribución es la siguiente :
es de
En su interior se encuentra la parte de potencia y
control. Si bien la parte de potencia esté constituida por
el módulo conversor AC/DC de estado sólido, sus redes de
112
protección, contactor principal, breaker y elementos de
protección, ésto es justamente lo que hace pequeño al equipo
en comparación con otros de similar potencia.
La caja incluye una base de madera (aglomerado )
triplex de 2 cm de grueso con el proposito de aislar la caja
metálica y sujetar las tarjetas, circuitos y dispositivas
del equipo. La distribución de los elementas
del equipo se muestran a continuación:
Modulo dePotencia
I! Filtra de|! Red 5 DisparoII Pr
Sincronización yFuente de DC
Circuito deControlMaestro
ContactorPrincipal
Microcontrolador
BASE DEL EQUIPO
En la parte frontal se encuentran: el display, -leds de
señalización y teclado; todos, montados en sus circuitos
impresos colocados verticalmente. El circuito impreso de
display y leds de señalización j es tan solo un paso de
información desde el circuito de control maestro a través de
carreas tipo BUS, una de 4O hilos (display) y otra de 14
hilos (señalización); el circuito del teclado es un
decodificador de teclas a BCD5 estos datos en BCD son
llevados al circuito de control maestro por medio de una
carrea de ¿> hilos: 4 de datos y dos de polarización-
113
H I DISPLAY S EI I tu,,,,^ t_ m-.-m .É...H ~l n-TT r- — --u».— ,,-m ti. .,..,._ m.inii.rain.imn..mn-n.-|i.^ | T F^ (""* ! & T") D
II 1 ORIFICIOS DE I i I IU í VENTILACIÓN i E SEÑALIZACIÓN t |
!! L~L!zr- —— ' •• —
PARTE FRONTAL
En la parte posterior, se han colocado los terminales
de entrada, y salida5 asi como también el ventilador, el
breaker y los fusibles. Los terminales de entrada son para
red trifásica (220 V) con neutro- La alimentación monofásica
(110 V) del equipo es un conectar polarizado. Se tienen tres
fusibles y tres breakers. Existen dos conectares DB 25L
(macha y hembra) para transmisión serial5 puenteados en sus
tres hilos (transmisión., recepción y tierra) para tener la
posibilidad de utilizar el pórtico para otro equipo de
similares características. Ademas., el ventilador esta
situado justo al frente del conversor de potencia y se
alimenta de la red monofásica a través del switch principal
que está en la parte lateral izquierda del equipo.
Por otro lado, se han implementado 12 terminales, S
para señales analógicas de entrada y 4 para sus respectivas
referencias. Finalmente,, se coloco un botón de reset general
del sistema y un switch de selección de sincronización
trifásica o monofásica.
1 1 E™"" "' •»— — — «j¡ £— '¡1 p-lg j.™—^™»™. ug
I I 1 I 2H 1 ( 4É Ji 1 p B L.J k-J S , . tI I P E
1! (i 1 H r-í r-v r-™ — -E rr1 1 i f —¡r- t * i E (— í r / r r
[ 1 li ™™™,,™.. *»™^™,™ JII 1 nfi-m—iÉUimitu
r — r — r—i! n s~r 1 1íi S i S H H li1 Ü 7 f & H H 1!I | | | H) H; 1 0 ¡1L JU» ..™;; g ,,1 9 tj E~C ¡ |
EJ I!
— . , _ . . j!
PARTE POSTERIOR
PARTE FONTAL DEL EQUIPO
PARTE POSTERIOR DEL EQUIPO
114
1. Ventilador (110 V)2. Pórticos Seriales3. Terminales de salida DC (O - 300VDC)4. Terminales para 8 canales analógicos.5. Terminal de monofásica (110 V)¿>, Switch de selección de sincronización (monof,.
trif.)7. Breaker 10 A8. Terminales de red trifásica con neutro (220 VAC)9. Fusibles10. Botón de reset del sistema.
bn la parte lateral izquierda se encuentra el switch de
encendido / apagado del equipo (sistema de control). En
cambio, en el interior de la parte lateral derecha esta
montada la tarjeta que tiene que ver con la adecuación de
niveles de voltaje y el aislamiento de las señales externas
que van ha ser ingresadas por los ocho canales que se
encuentran en la parte posterior.
» E j!I I ON/DFF (i
i i
PARTE LATERAL IZQUIERDA
!r^ — : : : -" •
r "" "*" ™ ei! í *i! | DR1VERS DE LOS |
ü ¡ 8 CANALES iH (! „ |r .. , ._,..., --i-, ,,,,., i.r i _ , N
'"** ' """
II
, u... , . ,,,_ _ _ . _. _, . . __
—• ~^= nIIIIii1!iiílji
PARTE LATERAL DERECHA
115
En lo que concierne a configuraciónes,limites y
alcances, se puede decir que por parte de potencia, las
configuraciones de corwersor AC-DC que se pueden implementar
son Icts que posúbi litan el módulo con ver sor AC-DC trifásico
semicontrolado de estado sólido.
Por el lado de control, se utiliza el sistema de lazo
abierto; es decir, el activado del conversor. AC-DC
seleccionado, es controlado en forma directa por el dato que
ingresa del computador personal o por el teclado
independiente del equipo; de este modo, se tiene un rango
total de control sobre el voltaje en la salida del
conversor.
Independientemente de las condiciones de carga del
conversor, éste seguirá operando mientras no se sobrepasen
las condiciones de voltaje y corriente máximas
especificadas. Si la corriente pasa del límite fijado, se
detiene inmediatamente la operación y se regresa al estado
de stand by.
Esta configuración (lazo abierto), resulta Inadecuada
para regular alguna variable de interés (voltaje, corriente
etc.) ; pero, es de gran utilidad para fines de estudio del
comportamiento de los comversores AC-DC y los efectos que
produce su operación en la corriente de linea, de carga,
contenido armónico, factor de potencia, etc.
Para finalizar, el equipo quedará listo para
Implementar en software algoritmos de control en lazo
cerrado, para este fin, se ha dejado el espacio de memoria
(del microcontrolador) suficiente, así como también se ha
estructurado el programa en forma modular y bien
documentado. Por el lado de hardware, se tienen disponibles
2 canales para señales negativas y 4 para positivas para
116
futuras rea 1imentaclones de variables de Interés.
4.2. OPERACIÓN CON RED TRIFÁSICA.
A continuación se presentan fotografías con las formas
de onda de voltaje, corriente y pulsos de disparo de los
conversores AC-DC en sus distintas configuraciones con red
trifásica implementadas. Las condiciones de carga en las que
estas pruebas fueron realizadas son cercanas a las9
nominal es.
4.2.1 Conversor AC—DC Trifásico semlcontrolado.
En las fotografías N-4.1, N.4.2. y N.4.3, puede
apreciarse el voltaje terminal y la corriente de carga del
conversor trifásico semicontro lado, para un ángulo c . Él
tipo de carga será R-L.
Fotografía N.4.1 Conversor trifásico semicontrolado a=
Ángulo de disparoVoltaje en la cargaCorriente en la cargaEscala de tiempo
o. ~ 60 °Vda = -2.oo vId = 31 /£\a /OO Escala Z.
117
Fotografía N.4.2 Conversor trifásico semicontrolado aVoltaje en la carga Vda - 245V EscalaCorriente en la carga Id = 2-S"/\aEscala de tiempo 2\MS
'^iiiiiaSmmamimttt
Fotografía N.4.3 Conversor trifásico semicontroladoVoltaje en la carga Vda = 2 4 V Escala /ODCorriente en la carga Id = o. A. Escala ¡Escala de tiempo z ux5/c/ji/
lie
4.2.2 Conversar AC-DC trifásico controlado de media onda
Las fotografías N.4.7, N.4.8 y N.4.9 muestran el
voltaje y la corriente en la salida del conversor AC-DC
trifásico controlado de media onda (p = 3).
Fotografía N.4.4 Conversor trifásico controlado de meditonda a = |££°
Voltaje en la carga Vda =-Corriente en la carga Id =Escala de tiempo 2 vus ¡CÁ\^
Escala foEscala •
v \v
Fotografía N.4.5 Conversor
Voltaje en la carga Vda = 'lCorriente en lacarga Id = íEscala de tiempo Z\M,S/c?/tv
controlado p=3 , a-
Escala 100 v /Escala \ f^'
í™ !-:1 !* •'.:•.''''-:íL«--J'-.,--\r-•:••--
Fotografía N-4.6 Conversor trifásico controlado p=3, a= 30'
Voltaje en la carga Vda = 1 S"DCorriente en la carga Id = /.S AEscala de tiempo
Escala JOOV/¿/iv/Escala 2.
120
4.3 OPERACIÓN CON RED MONOFÁSICA
A continuación* se presentan fotografías de la operación
del conversor AC-DC con red monofásica para distintos
valores de ángulo de activado. La carga es R—L.
4.3.1 Conversor AC—DC monofásico semicontrolado
O
Las fotografías N . 4 . 4 , N.4.5 y N.4.6 muestran las
formas de onda del voltaje y corriente en la salida del
conversor AC-DC monofásico semicontrolado.
Fotografía N.4.7 Conversor monofásico sem icón tro lado a = 10'
ov/divA /?/i v
Vol taje en la carga Vda = r/5~ VCorriente en la carga Id = 3AEscala de tiempo Z vuí /0/n/-
EscalaEscala
121
OK&amaasaaaí
Fotografía N.4.8 Conversor monofásico semicontrolado a
Voltaje en la cargaCorriente en la cargaEscala de tiempo
Vda =Id = 3.?- A
EscalaEscala 3 A
Fotografía N.4.9 Conversor monofásico semicon trol ado a =
Voltaje en la carga Vda = &Í.OO VCorriente en la carga Id =Escala de tiempo
Escala l°° vEscala 3 A /olí
122r-
4.4 OPERACIÓN DEL SISTEMA DE ADQUISICIÓN DE DATOS
Las fotografías N.4.10, N.4.11 muestran las gráficas de
los datos que han sido tornados de los canales i y 5 a través
del microcontrolador hacia el computador personal.
Fotografía N.10 Sistema de adquisición de datos
Fotografía N.4.11 Sistema de adquisición de datos
123
4.5 RESPUESTA DINÁMICA DEL SISTEMA
Las fotografías N.4.12 y N-4.13 muestran las respuestas
del sistema. frente a pasos (10 y 1 grado) ascendentes y
descendentes del ángulo alfa de disparo; Estas respuestas
son tomadas luego de acondicionadas las señales en la
tarjeta de adquisición de datos y no directamente de 3a
salida del conversor estético AC-DC por razones de
referencia.
.'•í:,ÍV5-V;?-"'"---''.•.. •"3*> '-.v'/T--'1"- ; . " t t
Fotografía N.4.12 Respuesta dinámica del sistema
I S& ? S rfe; ••'; ••• #- '^rs^^^!^!^svntottAt¡iíi\m mmn uní- niüáiÉP uriin »¿. > • .íii. Mfiaf¿-.'..-- '-..-li ,••' •;'
Fotografía N.4.13 Respuesta dinámica del sistema
124
4.6 PROTEDIONES Y DETECCIÓN DE FALLAS.
Las fotografías N.4.14 y N.4.15 muestran el voltaje de
salida muestran el voltaje de salida frente una falla de
sobrevoltaje y sobrecorriente.
Fotografía N.4.14 Voltaje de salida frente a falla
«%1j —'•••-——t'¿ ,¿ :££" •;'.;; i pr-.¡*IL_—— ^ ! i •"•i 1fi»»"»-f»iy ]B
Fotografía N.4.15 Voltaje de salida frente a fall,
125
4.7 EJEMPLOS DE APLICACIÓN DEL SISTEMA
Este sistema puede aplicarse en la industria donde se
requiera Qran exactitud en el control de variables
eléctricas tales como voltaje y corriente.
Existen aplicaciones específicas que requieren de
control de cargas de corriente continua a distancia
(computador personal), por ejemplo el control de la
temperatura de invernaderos. Existen otras apiicaciónes que
requieren de secuencias de funciónamiemto como por ejemplo
el control de posición de motores de corriente continua;
estas secuencias pueden ser implementadas en el computador
persona 1 .
El caso más generalizado en el que se puede aplicar el
sistema es cuando se realiza control y regulación de la.
velocidad y torque de un motor de corriente continua.
Los campos de control de nivel y temperatura, cuyas
plantas no son rápidas, pueden ser controlados con este tipo
de sistemas.
Como una aplica.ción específica de este sistema de lazo
abierto es la que se presenta en la Figura N.4.1. En ésta se
muestra una senal (generador de senales), que ingresa al
sistema de adquisición de datos por un canal del conversor
A / D. El microcontrolador lee esta señal y la envía al
computador personal 1uego de mostrar en display el valor BCD
de cada punto de esta señal. En el computador personal, se
gráfica el punto y se envía el dato como ángulo de disparo
a] conversor AC-DC. Se pudo apreciar entonces que el voltaje
del conversor AC-DC sigue a la señal del generador de
funciones, dando cuenta así del carácter de lazo abierto del
sistema. Si bien la frecuencia de la señal no es grande,
ésta es suficiente como para realizar en un futuro pruebas
en lazo cerrado de sistemas que no son de respuesta rápida,
como por ejemplo: NIVELES DE LÍQUIDOS, TEMPERATURA, etc.
OSCILOSCOPIO
COMPUTADOR PERSONAL
CIRCUITO DE CONTROL
MAESTRO
MICROCONTTROLADOR
CQNVERSOR A/D
GENERADOR DE SEÑALES
DE sE
^o_ES
POLJTECNXCA
FACULTPO DE INGEKIERIP ELÉCTRICA
por-: Xavier Vin«-jca:a H.
pon: Ing. Bol i van Lechssma G,
COHTROL D£ COtfVERSORES AC-DC CON COMPUTADOR
PRUEBA DEL SISTEMA DE ADCtUISIClON
o-T
5.1 ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS EXPERIMENTALES.
En esta sección se_ presenta el análisis de los resultados
experimentales obtenidos en base a los objetivos planteados al
iniciar este trabajo de tesis.
Al evaluar el funcionamiento del equipo en lo que se refiere
a voltaje y corriente de sal ida del conversar estático AC—DC
en sus distintas configuraciones, el criterio de diseño
(selección) del módulo conversor estático AC-DC asegura que la
capacidad de corriente que pueda entregar éste sea mayor a los
20 amperios durante un Ínterva lo de tiempo considerable. En lo
que se refiere al voltaje de salida, se puede alcanzar
fácilmente el máximo valor en cada una de las configuraciones
posibles. Si existe alguna perturbación de gran magnitud en la
línea de alimentación? el equipo dejará de operar; para este
efecto pudo haberse implementado filtros de entrada en la red,
pero aquello perjudicaba la exactitud del sistema en lo que se
refiere al ángulo de disparo debido al retardo inherente del
filtro.
128
Respecto a la capacidad de sobrecarga, el equipa puede
entregar hasta un 1507. de su corriente nominal por un
intervalo de al rededor de un minuto, satisfaciendo asi las
normas de la IEEE para el funcionamiento de conversores
estáticos de potencia.
La. temperatura del módulo y de todo el equipo en general, se
encuentra dentro de los limites de seguridad, aún cuando se
está entregando la corriente nominal en forma permanente. Esto
se debe a la presencia del ventilador situado en la parte
posterior del equipo justo a un lado del módulo conversar para
evitar cualquier sobreealentamiento.
La distorsión en la red debido a la conmutación de los
tiristores afecta a la sincronización del sistema. El programa
que genera los pulsos de disparo elimina los efectos de esta
distorsión la misma que se acentúa en los instantes de cada
pul so de sincronización.
Las pruebas realizadas para verificar la operación de las
protecciones de sobrevol taj" e y sobrecorrien te fueron
halagadoras ya que a pesar del aislamiento, ampl if icación ,
filtrado, modulación, etc. de las dos señales (voltaje y
corriente) que se sensan, la respuesta fue cercana a /f O ciclos
de red. Por seguridad la detección de estas fallas se la hace
con muestras de corriente y voltaje instantáneos, es decir que
no ingresan al sistema de adquisición de datos sino se lee el
dato y se compara con el máximo; esta situación puede resultar
per judicial. en casos de haber sobrecargas o sobrevol taj es
transitorios; de todas maneras, y dado que esta detección es
controlada por programa, es sencillo hacer que ingrese al
sistema de adquisición de datos y se obtenga un promedio de
los valores de corriente y voltaje a la salida del conversor
AC-DC.
El comportamiento del sistema de adquisición de datos fue
.o y asi lo demuestra la detección de fallas de
129
sobrecorríente y sobrevoltaje. Para el resto de canales de
datos externos, el sistema resulta mucho más lento ya que si
bien la medición y el acondicionamiento de las señales es un
proceso más rápido, el procesamiento digital de estos datos,
la transmisión serial, etc. implican retardos mucho mayores.
Esto lo demuestra la prueba de seguimiento del conversor AC—DC
a un señal cualquiera (Figura N.4.1). La máxima frecuencia de
la señal que debe seguir el conversor resultó ser de 3 Hz .9
Esto limita el campo de las aplicaciones del equipo al de
aquellas plantas cuya dinámica es lenta como por ejemplo
control de temperatura, control de nivel de líquidos, etc.
En cuanto al comportamiento dinámico, frente a cualquier
perturbación en el ángulo de disparo, el conversor se activa y
responde casi sin retardo ni sobretiros. Esto se logra con un
programa de control del ángulo de disparo depurado y
optimizado, de tal forma que no se incurran en retardos
inherentes al tiempo de ejecución de las instrucciones
involucradas, sobre todo en las rutinas de interrupción de
sincronización (SINCRO, cada 120 grados) y la de disparo de
los tiristores (ALFA).
5.2 ANÁLISIS TÉCNICO-ECONÓMICO DEL EQUIPO.
El equipo construido ha sido diseñado con elementos
digitales y analógicos. El circuito de control, al estar
formado por el microcontrol ador} es en su mayoría dígita 1 con
niveles de voltaje TTL (+ 5V); en esta tarjeta se encuentra el
microcontrolador y es probablemente el elemento más caro de
este circuito. Además es difícil de hallar en el mercado local
a un precio razonable. Aún así, se piensa, que para. un corto
plazo se podrá adquirir este elemento sin tener que recurrir a
su importación.
La tarjeta de sincronización utiliza, elementos conocidos que
pueden encontrarse fácilmente en el mercado local. La tarjeta
130
de acomodamiento de señales externas está formado en su
mayoría por optoacopladores.
La tarjeta de acondicionamiento de sena les externas para el
sistema de adquisisción de datos está constituida en su
mayoría por elementos analógicos (amplificadores
operacional.es). El elementa más caro de esta parte es el
integrado LM 3524 que permite realizar modulación con la
técnica de PWM, la misma que podía haberse implementado con
amplificadores operaeional es y elementos varios a costa de un
incremento en el espacio utilizado.
El módulo conversor AC-DC semicontrolado de estado sólido y
las redes Snubber forman la parte de potencia controlada por
el microcontrolador. Este elemento (conversor estático) es
probablemente el elemento más caro de todo el equipo. Además
están los elementos de protección y control como son los
breakerSj fusibles-y contactor principal.
El siguiente cuadro sumariza los elementos, la cantidad de
ellos que se utilizó en todo el sistema, su costo unitario y
el valor total de esos componentes, y finalmente el costo
global de todo el equipo construido.
Cabe señalar que los precios de los distintos elementos que
forman este trabajo están referidos a MARZO 1990. El monto
total del equipo está por debajo de aquellos que se pueden
encontrar en el exterior. Equipos extranjeros de similares
características superan en gran cantidad este valor, por lo
tanto resulta rentable la manufactura de este equipo
considerando que es el primero en su rama, es decir; es el
principio de un campo que hasta hace poco era desconocido en
el país CONTROL DE POTENCIA CON COMPUTADOR PERSONAL.
131
TABLA DE COSTOS DE LOS ELEMENTOS
CANT ELEMENTO DESCRIPCIÓN V/UNIT V/TOTAL
1 i 87511 CE 4204601 ADC08092 UDN 2981A1 ULN 2003A1 CD 4511B3 MM 74C14N1 MAX232CPE4 TIL 121
16 ZÓCALOS1 ZÓCALO 40p32 1N 404816 1N 4005108 RESISTENCIAS1 S3121 RELÉ1 7.3728 Mz1 VECTOR 36
10 4N2B8 1N 290712 LEDS4 LM3242 LM 3524B 1N 1765
30 CONDENSADORES1 SS 201 CNT 463 W0276103 14K4313 RES.56-5W6 O.luF,600V3 -47uF, 600V3 RES.O.5 QHM,lOWResist.3 RES. 33K, 2W1 1N 39121 MC79122 UA7S05C1 UA78124 CONECTOR
**< 2 ' PULSANTES3 BREAKER
•V. 18 BORNES4 CONECTOR1 VENTILADOR1 CABLE Y CONECT
' 3 FUSIB.Y PORTAF1 CAOA2 POTENCIÓMETROS
C\-l DISIPADOR
MicrocontroladorConversor AC-DCConversor A/DDriverD r i v e rDecodif .BCD-^7 Seg.Smith TriggerRecep./Trans. dualDisplay cat. comúnZócalos de wire wrapZócalos 40P Wire WraDiodos de señalDiodos 2AResistencias 1/4Relé solid stateRelé 120VDC @2ACristalTarjeta de wire wrapOpto, led transistorTranst. de señalLedsoperaciona1PWMZener 5.IV 1/4WCondens. cerámicaTransf. 120V/12V @2ATrans.120V/6V, 1APuente rectificadorVaristor 250V @20AResistenciaCondensadorCondensador
de potenciaResist. de potenciaDiodo de potenc.iaReg. de volt.-12V@1AReg. de volt.5V@ÍAReg.de volt.12V@5AConec. Fíat cablePul santesBreakers 220VAC@1OABornes de conecciúnConectorRS232,25 y 9Ventilador 110VCable polarizado 110Fusibles 25ACaja metálicaPotenc. 1/4 WDisipador negro
50000400001000020001500100015006000200014002100010012040
150002500015004000100030015080060001502709000600080040003007006007002002500900900
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CANT
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ELEMENTO
DISIPADORMICROSWITCH
SWITCHTECLADO
BAOUELITA_, ACRILICO
OTROS
DESCRIPCIÓN
Disip.de reg. de volMicroswitch 4 polosSwitch de 1 poloTeclado(llteclas)Baquelita y arteAcrí 1 ico y arteAlambre ? torni 1 losTerminales,etc .
V/UNIT
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V/TOTAL
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TOTAL $ 480.440
5.3 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Luego de haber concluido este trabajo, pionero en su campo,
es necesario anotar ciertas conclusiones que podrían ser de
gran utilidad para trabajos futuros.
- En base al análisis de los diseños realizados y los
resultados de las pruebas obtenidas, se puede afirmar que se
ha conseguido construir un equipo que muestre las bondades de
los microcontroladores y los computadores personales en el
control de lazo abierto de conversores AC-DC en las
configuraciones ya mencionadas.
- El equipo, al utilizar módulos de estado sólido, hace
visible la reducción (en espacio) que se puede conseguir tanto
en la parte de control como en la de potencia. En potencia,
el módulo conversor AC-DC simplifica en gran cantidad el
volumen del equipo; asi, en un espacio de 9 cm. de largo por 6
133
cm. de ancho y 3 cm.de altura (dimensiones del módulo
conversor) es difícil que se monten 3 diodos y 3 tiristores
para formar un conversor de similar caraterísticaj además, el
módulo ofrece gran facilidad de conexión al tener tan sólo 3
terminales para la red trifásica de entrada y 2'para el
voltaje de salida.
- Asi mismo, el microcontrolador y su circuito representan
una pequeña parte de circuitos implementados con elementos
analógicos que realizan similares tareas, tanto por las
funciones que realizan como por el espacio ocupado. El sistema
de operación del microcontrolador de tarea compartida,
demuestra la versatilidad que poseen estos elementos para
rea 1 izar algunas funciones, por ejemplo: el microcontrolador
controla el ángulo de disparo del módulo conversor y a la vez
monitorea falla de falta de fase de a. 1 i mentación . En cambio
en sistemas ana lógicos es necesario implementar circuitos para
cada función que se desee implementar.
- Las características de operación conseguidas y los
sistema de protección implementadas en software, demuestran la
versatilidad del equipo y lo catalogan como un equipo de al to
nivel tecnológico para control de potencia.
- El monitoreo y control del equipo por medio del computador
personal hace al sistema confiable y rápido. Esto no significa
que el equipo condicione su operación a la disponibilidad de
un Computador Personal, §i bien éste ayuda, no es factor
decisivo.
- Se ha querido implementar un sistema de adquisición de
datos para establecer comparativamente ciertas ventajas y
desventajas frente a tarjetas de adquisición de datos
existentes. Ciertamente la diferencia. de precios marca un
aspecto importante a considerar así como también la velocidad
y exactitud en la adquisición.
134
- Finalmente, es importante aclarar que este trabajo
representa el inicio de una era en el CONTROL ELECTRÓNICO DE
POTENCIA EN EL PAÍS. Hasta no hace mucho tiempo, estos
sistemas se conocían tan solo por revistas del exterior;
ciertamente se han realizada ya trabajos de tesis con
rnicroprocesadores, pero ninguno de ellos esté al momento ha
reunido elementos de alta tecnología como son: el computador
personal, mlcrocontrolador 18751 y módulo AC—DC, consiguiendo
así un requisito indispensable que todo trabajo de Tesis debe
poseer: innovación tecnológica, tan necesaria para el
desarrolio de la Ingeniería Ecuatoriana. Es indudable que el
presente trabajo deja un cúmulo de experiencias en este campo.
Dentro de recomendaciones, vale la pena sugerir que se
realizen sistemas microprocesados con tareas específicas; en
este equipo, el trabajo que realiza el microcontrolador es de
tal magnitud que pese a su velocidad de operación, se empezó a
detectar la presencia de retardos en la ejecución de algunas
de las rutinas Implementadas. El sistema de tareas compartidas
del microcontrolador, da cuenta de su versatilidad y
velocidad; pero aún así, sería preferible implementar un
microcontrolador exclusivamente para el control de disparo del
conversor (dada su ponderación) y otro para cuestiones de
señalización y monitoreo de fallas. Es evidente que los
microprocesadores a elegirse tendrán características que los
hagan.aptos para su tarea, por consiguiente, el costo total
será menor que cuando se utiliza uno solo.
— Es aconsejable en este tipo de sistemas (control de
disparo de tiristores), que exista un señal de sincronización
que no varíe con la distorsión de la red. El método para
obtener las señales de sincronización es fundamental. Así , se
sugiere utilizar comparadores para detectar cruces por cero de
la línea y obtener un flanco que coincida con dicho cruce.
135
- En lo que se refiere a la programación del
microcontrolador, es preferible implementar módulos o rutinas
para una tarea que se puede repetir más de una vez.
- En lo que al sistema de adquisición de datos se refiere,
es preferible que las señales externas que van a ingresar al
conversor A/D y luego al microcontrolador sean lo más exactaso
y sin ruido posible, pues por la velocidad de conversión,
puede que este ruido sea convertido. Esta condición se acentúa
más si las señales son de variables importantes dentro del
contexto general del funcionamiento del sistema.
136
BIBLIOGRAFÍA
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Prentice -Hall, USA, 1895.
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Explanatory Notes and Design Data
3.8 Máximum negativa gate current/GñM orgate voltagel/GRM
(peak valué)
In ceriain trigger circuíts, ihe gate circuit is often driven in the reversedirection, for ímprovement of thynstor dynamic characteristícs. Thenihe valúes Usted may not be exceeded.
4. Dynamic valúes and switching behaviour
The definítion oE the following parameíers ís in certain cases possibleonly for particular boundary conditions. The gate circuit condilions arealways íor normal tríggering vía the gate circuit. Triggering by exceed-¡ng íhe posítive breakover voltage is not allovved, because the thyristorcan be damaged.
4.1 Holding current /H
The mínimum on-state current so that the thyristor remains in the on-state. conditíon.
This valué Ís given as the largest valué of the sprend for differentjunction temperatures, open gate circuit and a voltage of 6V in aresístívoly fonded métín circuit.
4.2 Latchlng current /MT
The smnllest on-state current [or which the thynstor, immediately af terliiggeríng and decay of Ihe trigger pulse, remains in the on-state.
Thís valué is given as the largest valué of the sprend íor differentjunction temperatures and a trigger pulse ¡n a loaded circuí!, as definedin Iho dala list. For ímáljér trigger pulsea br a duratión of the íriggerpDíse less than iSjís'tKe ía'íching curren t ís larger.'
4.3 Gate-controlled delay time fgd
(see also grnph 20)
The lime which clnpses between the start of a rapidly growing gntecurrent pulso, and the decay oí the anode-cnthode voltage to 90%of its initial valué. The valúes are valid under the following conditions:
(a) The gate current has approximately trapezoidal shape and ríseswithín 1 \i.s to the valúes given in Ihe data sheet.
(h) The initial valué of the voltage across the mnin termináis of theíhyrístor is grentcr than 200 V.
(c) Afler tríggering, the current ¡n the maín circuit ís approxímalely atenth of the limitíng valué of máximum mean on-state current (asgiven in 2.1).
(d) The induclive tlme-constanl (LjR] of the main circuit is at mosttwíce the gíven valué of the gate-controlled delay time,
(e) Junction temperature > 25°C. At lower temperatures a soméwhatlonger gnte-conlrolled delay time must be expected.
É) "rise of "oh^siete fcu'rrerít -! lf ír tii«cfmT^Bitjfr« í?*lr tfrbGTíjftíSúch . cürrent pulses- ócoür/f^^JtsftBTé',c when a TSE'cffcblt dis*fenárge» 'as,tf^.Th'yifwb^rívrtí;nÍ5f:t)rF. .- -..-, •;-,»«. * *>/-.;,«i*,y-y. 'The valúes given for full-dlffused thyristors and diffused-alloyedthyrístors are defined dííferently.
(a) Full-diffused thyristors
The repetitivo switch-on currenls are given, independen! of thecapacitor size, for the gating pulses described .in the data sheets, atthe máximum junction temperature, for 2/3 UORM.
The discharge current pulse from the TSE círcuít appears Ín thethyristor immedíntely after it ís tríggered. Considerable over-gatíngnt ihis moment produces a conducting área largor than that pro-duccd by the mínimum gate current. The alloxvnble switch-oncurrent with arbitrary rate oí rise Ís larger for over-gating than íor
fai.tll ni -t.ij ta üuiit.^^iutti III LuJUlUUll ÍU ttlti < to~v l i t.iLt.nLííltJU
discharge current.
(b) Diffused-alloyed thyrtstors
The valué given íor the nllowable switch-on cwifint with arhítraryra te of rise, is given under tlio following condilions. Because theresistance is essenlially dnlermined by tho allownble thyristorswitch-on current, the sm.ill time-constant of tho equivalen! R-Ccircuít can be attaíned only with a small capacilance. Further,because a small capacitor can store only n smnll amount ofenergy, the nllowable switch-on current is largor llian for an fí-Ccircuit wíth larger capncitance and correspondingly large time-constant.
fi^/'de¿¡gn"of the fl-C.circuH (for/eductíón of the TSE efféctj*' '
toTÓhsider hb't oníy the efldwable swMch-on curre'M, büt'ílíb théi condftions given in thp spction on voltníiR nvprloñd pro-
Circuit
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DB
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5-C3
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íí thyristor ¿perátion whh fí-C díscharge, swítch-on losses occurídio b .-i. ¿j^gjy béerITaUñ into í'ccpunt íor the current Vaiiftsjn
"":' - - í - ^ * * » . - :M r";'Andará TSE tírclJ'rífi'
w4.5 Critical rate of ríse of on-state current d/'/d/
The máximum rate of riso of currnnt \vhich thn thyristnr will inlprate onswitching, without permanonl dcgmclíng pflnrts 011 its prapnrlies.It is given as the lowest vnlue of lite spf»nd und^i Ihe followingconditions:
(a) The on-slnlo curtnnl has thc simpo oí a (rlnmpnd) linlí-sírm wave,the peak vnlue of whicli ¡R lineo tinins thn vnlue oí the máximummean on-state current (as givnn in 2.1).
The current rate oí rise is given as the ratio oí /( - 0.5 /IM andthe time T, in which thn cuironl /, is ronched.
(b) Máximum nllovvahlp junrtion fmipprnture.
(c) Repetílion finquency 50 H?.
(d) Blocking voltage beíorc Uigtjenng, equnl to y/i oí the máximumrepetitivo peak hlocking vollage.
( e ) ) "."/.7""- . " - " . " . - . . . . . .fr'fené Stfl mwfm ie eíH* áft
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At the same time as a ihyrisiot is operntod \vith ihe críiical rate oírise of current, H mny be slrossod by dischntgo oí thcTSE-cnpacitor,as long as íhe cunnnt of ihis rlischmno (fnr tlin v/boln muge of ¡unc-tíon lemperature) Ís less than thc valúes gívcn in 4 4.
4.6 Critical rate of rise of vol tage du/rif
The máximum vnlue nf the rato of riso of vollnqn in tho fnrward riírec-tíon, which, without n galíng pulso, tinos not v.víloh ihn ihyrKtot fromIhe blocking to on-stnte.The p-n ¡uncíion represents a vollage-depenriont rnpncitance whichdecreases with increasing voltage. During íhe voltngp uso üieie existsnot only the slatic oíf-state current but also a cnpncíiivp current givenby /c = C d¿;/d/. For larqe rntes oí voltacic tisr. tliis cunpnt cnn lend togating of íhe thynstor.
Therefore it follows, that the ciilicnl rate of riso oí vnltnqo dpppndsfn| r-'-1-' on tf-0 V- pl 'n "-lilrl' ""- • l'-r-c f l -rc l-n| i1'-" .-'.o-r'" ^n
idu juituuun iL-mpL-íaluie, uucause lite cuntiil necuss-iiy tu ytile tnu •thyrislor decreases with increasíng \vafer temperature.
Explanatory Notes and Design Data
2.1 Máximum mean on-state current /TAVOJ
The máximum arithmetic mean of the continuous sinusoidal on-statecurrpnt (conductíon angle 180°, frequency range 40—60 Hz) which
Srnay nol be exceeded even with the mosl intensive cooling, In addi-ivpn, the case temperature at which thís current Ís allowable, will be'gíven. For small thyristors which are operated without a heat sink,the máximum mean on-state current is appropriale to an ambienttemperature of 45°C.Any overload following operation at the máximum mean on-slalecurrent can ¡mpair the blocking capability.
2.2 Máximum r.m.s. on-state current ATRUSIO
The r.m.s. valué of the máximum continuous on-slate current, whichcven with the most intensive cooling ¡n conlinuous operalíon maynot be exceeded. It is given as the product of the máximum meanon-state current (see 2.1) and the form factor rr/2.
2.3 Máximum direct current 7TAV
Continuous r.m.s. current /TRMS
Arilhmotic monn valué of the máximum continuous current dependen!nn llin nondiiclíon nnfllo, for unintcrruptori currnnl undnr dnfinodcooüng conditions Ín a (requency range 40-—60 Hz and operntion atan altitude up to 1000 m. above sea-level.The following idealised current forms are useful in the determinationof the current-carrying-capabiltty of a thyíistor in a círcuit.
2.4
M/B
S/DB
DS
DSS
AS
Ohmic Load Inductivo Lond
MflV
180'
The total current for important circuittypes can becalculated according•to the following table
Circuit type
TotalD.C./A.C.
E
/J- . /TAV
M/B
2 n -/TAV
S/DB
3 /7 - / T A v
DS/DSS
6 n - /TAV
AS
i'ñ J| / 'n ' / iRMS
E slngle-phase half-wave citcultM ílngle-phose (ujt-wave clrcultB single-phase brídge citcultS star clrcult •
DB ihree-phase bridgo círcuítDS double slat circult
DSS double slat clrcult wíth inlerphase IransformerAS Invetse paratlel clrcult
n numbers of (hyilstors In parallel for each clrcuil brench
In paiallel conneclion Ihe thiioitlically atlainable current valué musíbe reduced (see also senes and parallel connections p.37).
^^4r^»>^^j**g^yi'^^fg'-ffífffr^r-vv' • • - • - r-~..
bie -peafc Valué of 8-¿JTiÚBoldal hnlf-cycle oí 1o msí. át 60 Hz the péak Valué is 1 6% highérj. It ápplles I6r
'the gfvériffJnctlon temperatura;At the máximum surge on-stnlc current the ¡unclion tr;nipnr;iltircadmíssnble ¡n continuous operation is exceodcd. The forward blocíiingcapability can then be lost temporarily, therefore loadíng addítionnllo the máximum surge on-state current is npt^allowed (disconnect
'
¡rhfe' ííme^lnt¿Sralof thfe squafe oí the máximum sinusoidal éverloacK^h^&sM^ÜfniílfoThis /'/ vniuc sorvos in nnncrnl to rioíermin^ ttífíprotective círcuit (see nlso undor current nvoilond piotnrlinn p.34).The data sheets conlnin valúes for 2 — 5 ms and 10 ms__for§ normal(250C)ana^,ejevated,(0j(i))-Junclion temperature. ,Tb*
>bstrictlqfis which -¿fípiiéd Iri fhe^
2.6 Reverse or o f f - s t n t e ctirrnnt /(,. /»
The reverse or olf-stale current flowing through tho ninín tnrminnlsof the thyíistor when ¡I is in the hlockíng stnlc. Thn currnnt is rnlntodto a voltage equnl lo tlie mnximum positivo or nogntivn rnpnlitivr? pnnkvoltage nnd sets the upper limit lo tlie spiend oí valúes nt tluí mnxi-mum junction temperature.
3. Gate Circuit
3.1 Mínimum gate trigger current /GI,Mínimum gate trigger voltage Uc,i
The máximum valué of the spiead of tiígger currents (voltngos) nt agiven junction temperature and nnode-cntíiode vollngc. Tho vnhicsnpply for ohmtc londs.
(Ajmirrent equal..to the mlnhnum g'áíe tflggef cü'rreñt Jí hecessáry toin^^t íiftyfÍBtffF, efthough for many iáppllcatiohs íhis Is-not sufficíent.For mslns opefatioñ (rMfc of físé of the load cUrrent <, 1 0 A/^ts, neitherseries norpsraliel crrcuit) thetrlggeríñg unít shbuld be designed for 1.2times ttflí miñímum gate tfiggier current.for|8rSB"raT8 of rlse of load curfent «s wéll as seríeí end.parallelcirotrii'ópéfaiion, e gatíng pulse, 1 A, for thyrístdl BSi F.. to BSt R .'.,fóV- |ó^fT5cSV^-lfíyT^o^^ ríse flmé for the gatingcUrfehtless'fhan 1 fis are necessary (see also gráph 20):'Thé'tfQfatlon of ThB trigger pulse myst be such that the valué of thef chíñjBl'etiftint '(g'iv'én ín 4.2} is "ftxc'éédecí, othenWse tHe thyríslorFwúrhílo fnSt>locWng state. / / ' . , , <
3.2 Máximum gate-non-tr ígger current Í*GD
Máximum gate-non-tr igger vol tage UCD
The largest valué Ín the spread of máximum gate currents (voltages),which, at 50% of the largesl posítive repptitive pcak voltnge ín theappropriate voltage class, does not ttígger the thyristor tor the whole¡unction temperature range. For lower voltages the gate-non-tr iggercurrent and the gale-non-trigger voltage are hígher than indicated.
3.4 Máximum gate current /CM (or/Gs ( ( )
Máximum peak (or r.m.s. )value of the gate current, which may not beexceeded, otherwíse the thyristor would be endangered. A cíate cur-rent is admíssible only for a short time if reverse voltnge is applíed.
3.7 Admissible gate power loss PGAV
The mean power loss due to the gate current between the gale terminnland the appropriate maín terminal.
(a) ^GAV(I) máximum valué which may not be exceeded(t>) ^GAV valué which ís used for calculation of cunent-carrying-
capacity.
In Cbse, tíiü basis (oí cíilthe current may be reduced.
Explanatory (Motes and Destgn Data
Terms and Defínitions
In consideration of DIN 41 785, 41 786, 41 787
The thyristor is a controlable silicon rectifíer. It exhibíts blockingbehaviour ín both the forward and reverse dírections unlil turncd onto conduct in íhe forward direction by a trígger pulse applied to thegate terminal.
a on-state characlenslrcb íofward blocking characlenslicc reverse blocking characlerisiíc
In the direction of curren! flow, the silicon wafer has p and n con-ductíng regions arranged in the order p n p n. In the on-state oíthyristors with one-sided cooling, the current flows from the case tothe Ensulnted terminal. Accordingly the case is designnteri as (heanode A, and the main ínsulated terminal as the cathode K. For disc-type thyristors tho current directionisindícnted bytho terminal designa-tions. 7hc gnlc voltago ncccssnry lo triggor a thyrislor musí be suchthat positivo is npplied to the gate terminal G and negative to íhecathode K.
P-C
Data
The máximum valúes given in this book are to be considered as abso-lute máximum valúes in accordance with the IEC. This means that forvalúes exceedíng them, performance deterioraron or deslruction ofthe thyristor musí be expected (e.g. UDRMl URfílA, 1.1).
Because the electrical characterislícs of thyristors are temperaturedependen!, it is reasonable that ¡n many cases electrical data canbe given only with temperature data. As well as absolute máximumvalúes which are vaüd for the complete operational temperature range,limíting data appropriaíe to the máximum case temperature is given(e.g. mean on-state current 2.1).Together with the limíting data mentíoned above, there appears opera-tional data which, on the basís of calculatfons and practícal experience,the manufacturer recommends. For general use a sufficienlly largesafety margin has been left between the absolute máximum data andthe recommended operational data. The operatíona! reliabilíty ¡sinfluenced by this safety margin for many parameters.Furthermore, recommendatíons are given for the use of thyristors inconnection with heat sinks offered by the manufacturer (e.g. máxi-mum direct currenls, continuous r.m.s. currents. 2.3).Unless otherwíse stated all data refer to 40—60 Hz mains operatíon.
1. Máximum Voltage Ratíngs
1.1 Máximum repetitiva peak off-state or reverse vohageí-'nRM. Í-'RRM
The máximum ínstantaneous valué of the of f -state or reverse voltage,íncludíng all repeíitíve peaks, that may appear across íhe mainthyristor termináis. The valúes Usted are vaiid for íhe total operatingtemperature range. Because of the frequently íll-defined voltageconditions, the voltage class of the thyristor should be determínedwith an adequate voltage saíety factor. The voltage safety factor i.e.the ratio of the máximum repetítive peak blocking voüage to the peakmáximum input voltage, should be morethan 1.5 (also in considerationof the du/dt behzvíour).For maíns operation a voltage safety factor 2 and 2.5 is usual (see
1.2 Máximum on-stBte voltage U¡
The voltage actoss thn main lorminals whcn the thyíistnr is in the on-statG. It is íhe máximum oí the spreari nmong difft?rcnt specimen, forthree times the máximum menn on-stale currnnt nt fin operating tern-peinlure of 25"C.For thyristors with a current Innd, the vollngo clfnp across thn Icad is¡ncluded.
1.3 Equívalent Line for Loss Calculation¿A = ¿A(TQ) + <V/'r
This equation gívos the instantnneous valué of thn on-state voltagercsulting from the current flowing between the main termináis.The equivalen! curve ís an npproximato on-stale chnrncterisiic at máxi-mum operníing lemperature, which can be used to determine íhe on-state power loss used Ín the calculatíon of load rntings, It is vaiid onlyfor a mediumüCurrent range.The thyristor current Icad Ís so conslructed that the losses which occurin Íl wíll be removed by ¡ts suríare. Tlius (hese losses are nol to beincludcd Ín the loss cnlctilntion. (For íurtlier rfctnils son MáximumCurront Ratintjs.)For elficiencycnlculnlions uso the appropiintechnrnctoti.sticin grnph 10.
2. Máximum Current Ratings
During the operation oí semiconductor devices heat losses are gener-ated which must be removed from the ¡unction. The difieren! ma-terials ac! as thermal resistances to this flow of heal. Because manyparamelers are intiínsícally temperalure dependen!, a mnfority oí theload ratinas for maíns operation can be determíned by thermal calcu-latíons oí the following general lorrn
f>¡ = ¡unciion lemperatuteOu = ambieni lempsialureP, = tolal power loss
/?,nju = lotal theimal icsísiance of ihyíislor anrf cooling system,\r - thcimal fesíslancc lot cansideíalion oí Ipmporal lempetalure variatíons
(see gtaph 17)
Only the on-síale poxver loss and total thermal resistance determinethe current-carrying-capability of a íhyrislor in coniínuous operation(40—60 Hz). In Ihis case, the swítcli-on and switch-off losses whichfor operalíon at higher frequencies and hígher rntes of rise of on-statecurrent must be considered, are negligible. The olí-state and gatelosses are also much smnller than the on-slate power loss, and Íncases where ihey are not complelely negligíble they can be tnken intoaccount by a small reriuclion in Iho cunent.For devices with one-sided copling and a current lead. the currentlead ¡s so consttucted that ¡ts losses aic dissipated by its surface.The temperature calculnlion can thcrefore be cntríed out accordingto the follov.'ing simplifiori rírcuil dingmms.
One-sided cooling ronling
Anode •C|h)G.¿f KihG*i fyiKU
je = Ihcimal. = iheimal
» iheimal- thctmat
j, ^ ihcimal
esíílance (rom jiíncI'Ci to ces'Slance íiom case lo healejislance oí ihe heal S'nKesiilaice (IDITI cnse lo nínbi
l»oni ¡unciion m li,(, ~ supp'rmenli
Simpliíication on íhe as-sumption Ihat íhe powerloss is nearly removed equal-ly on both stdes.
The on-slate vollage and thermal icsislnnco vnluos wliich ossentínllydetermine the currcnl-carrying-capnbilily shows n telinively Iñigespread (e.g. see graph 10). A combination oí unfnvourable on-slatevoltage and thermal resistance Ís unlikely, therefore íhe valúes used
27
Explanatory Notes and Design Data
The valúes are given as the lowest valúes oí the spread under theíoílowíng conditions:
(n) The blocking voltage increases to a certain fraction (specífiedin the dnta lisl) oí the máximum repetitíve peak blocking voltnge.
;. (b) Máximum junction temperature.(c) Repetition frequency 50 Hz.(ri) Prior to application of the voltage, the thyristor is current and
vnltapa (ree.(n) The voltage íncreases exponentially. The valué for the rale of vol-
tage rise is given by the following relation
du 0.632 • applied voltage__ _.
Hnre 7" is the time in which the voltage rises to 63.2% of the valuégiven ¡n (a).
(f) The gale circuH is open. This is a more stringent condition íhan thecase of a resistively loaded gate circuit.
-3,7 Critica! rate of rise of voltage at negativo gate current
1!u! Iniflfisl valué of thn into of vollago rise íor which (he thyríslor withni'íjnlivn cinto cmront cióos not switch (rom the blocking lo tho on-plntn. The vnlun ís the lownsl vnlue of the sprend under !lic followingrniidílions:
(a) The blocking voltage increases from zero to the máximum repetítivepeak blocking voílage.
(b) to (e) as for 4.6.( f j A negative current as specified, flows ¡n the gate circuit.
A negativa gate current improves the dí//df behaviour becnuse thiscunenl counteracts the capacitíve current described ¡n 4.6.With full-diffused thyristors all practically occurring rales of voltagerise can be controlled, so that galíng procedures lo improve theciitical dí//dí are not necessary.
4.8 Turn-off time lq
Tlie.lime iníerval between the reversal of the commutating main cunentnnd the reversal of a forward voílage of certain amplhude which Íssiirh lliat Ihe ihyíisVoi does not swilch lo the on-slale condition.In jnains bperatíon (40—60 Hz) the turn-off lime is in general niean-
* irigíess. Thus for thyristors for Üne-commutated converters a valuéÍs given which ¡s the average valué of the spread.Foi Erequency thyríslors the máximum valué of the turn-off time isgiven íor the highest junction íemperature. Graph 24 shows the
Mypicnl dopcndence of the lurn-oíf time on Ihe junction tempnrature'and reverse voílage or negatíve gate voltage at low power thyristors.The turn-off time is delermined not only by the constructíon oí Ihe
, thyristor, and the junction temperalure, bul also to a large exlent bythe details of the load circuit. The valúes given are valid under the(nllowing conditions:
(a) Máximum junction temperature.
(b) The rate pf rise oí the commutating load current is at leasl 10 A/p.s.An incrnased rale of curren! rise similar to those rales of rise in
- normally usod circuhs has only minimnl ef fecl on the turn-of ftime.
c) An oh-stale current of amplitude equal to the máximum mean on-state current'given in 2.1 mus! ¡mmedíaíely precede the currentzem. This forwaid curren! should have existed for a lime sufíicienllo en-sure thnt tho thyristor wafer ¡s complelely swítched.
(d) 7he thyristor hlockíng voílage behaves almost lincnrly in the range[rom.— 67% to +67% the máximum repetitíve peak blockingvoltage. The rate of rise of the periodic voltage on reversal Ís atleast
dudi"'
0.67
ihr> turn-off tims.
5. Máximum Therma! Ratings
5.1 Junction temperature range for continuous operation fl¡
The waíer temperature range wiihín which the ihy/ístnr can ho cnn-tinuously operated.
5.2 Storage temperature range fl,
The temperature rango witfiin which n Ihyristor, whcn not in uso, rrnnbe slored or transporled.
5.3 Thermal resistance of thyristors for constant current^thjc or ^ihjv:
The temperature diífcronco helwoon ¡unction and cnse, or contad sur-íace of the heat sink dívíded by tho mean power tiansrnittnH frornthyrislor to heat sink.
Screw bottom thyristors, Fíat base thyristors:^ti.jG = thermal resistance [rom junction ío case.
Dísc-type thyristors:/?,,, IK ~ thnrmnl rosistnnr.fi frnm junrtinn lo hf.'il sink
fíit-jG = Ihermal rcsistnnce from jtinclton to cnse.
Whcn some disc Ihyíistors are inslalled, the case tnnipríiaUnr; c:nnnntbe riirectly mensured. In such cases the connoclion thormal ípsistnnccflihc*: w"' be given together with the thyrislor thermnl rpsisianm. Thoconnection resistances are cnlculnled for conlact suríarns whirh arnsutficienlly pnrnllel and for npproprinte pressmos (SOP 6.3).The power loss of riisc thyristors, bncauso of ihnir nsymmrMrinalconslruction, cannol be Uíinsniittod cqunlly to hnth sidns Tlif javerage valué oí anode and cathode tempernlurc is spncilicr! íor thneffeclive thermal resistance which resulls tor double-sicInH coolinn.The thermnl resislnnccs for onn-sided hent rcmovnl in disc thyíistnisof the l lat-pack type are also given.
5.4 Thermal resistance for thyrislors for pulsed current(see dingrams 16, 17)
The supplementnry thermnl rpslstnnce .Ir (graphlG) must hn nHcinclto Ihe thermal resislance for constan! cuironl (5.3).
5.5 Thermal resistance of the heat slnk n.,.r-.n, /?...i:u
The ratio of the lempeíaíure diíferencc bct\vecn tho cn?e or theconlact surface on !he heñí sink. and the mnan power loss.
fít-,Gu ~ Ihermal resistnnc<? liom casf to nnibíontfít^KU ~ thermnl rcsislancc oí !hn Iirat sink
Where appropnale the samo considorntíons npp'y as fnr iho thyrislorthermal resistance (graphs 5.3 and 5.4). Hnv/nvor, iho (hprmnl cnpacilyof the hea! sink Ís so large that tomperntuie vaiiations within a perioddo not occur (see also máximum curren! valúes).
6. Mechanical Data
6.1 Thyristor weighf with/without hent sink
6.2 Admtssible tíghtening torque (nominal valué) or6.3 Admíssible contact pressure (nominal valué)
In Ihe case of sctew-on ihyristnrs thn nominal vnltjn n[ ndtni<;<;ihtntighlening torqim (nr nltarlimnnt lo t!n? lical sinf: tu cnnluu] pl.itnwith nuts. To avoid mechanicnl ovpfloadinn. uso f)( a turqu»! sp.inncíÍs recommended.In the case of disc and ílat-bnse thyristors. Ihe nominal vnlun of Ihnadmíssible contact pressure of the elements Ís givon. Tho corrertcontact pressure íor ílat-base thyristois has been oblainod whnn, byalternately and uniformly tíghtening Ihe (nstening screws, the tighten-ing frame is parallel to the contact surface.
The efíect of the negativa reverse voltage lo the lurn-off lime is tobe shown in diagram 24.
of heat sink or thyríslor are valid for the specilícd ¡nilial loujues/conlact pressures. The valúes should be alíained bul no! cxconríod.
;sung duich benachbarle Kühlkorpér Isl ¡n den(Gtuppenaufbau). Werden mehrere Kühlkorper
ícht, so ¡si vor allem bei Lufiseíbstkühlung auí,-ischenraum zu achien, damil eine gegenseiti'gen wi'rd. Wetden die Thyrístoren mil Kühlkórpernodei Beuteílen (z. 8. Transformaloien) aufge-
:ge Belsstbarkeil geringei. Die KGhlkorper stehensind deshalb isolien ru moniieren. Die Befestí-itrr isi aus den nachsiehenden Bildern eisichilich.
*d&*1ektrische Ssuelememe ¡m allgemeinenionSfiecken o'er Thyíisioren sind jedochvasser sowie gegen Verstaubung nichl ge-isfshigí.eit und die Warmeabluhr níchi 7uTbyristoten, Insbesondere deien Isolations-óiper vori Zeit zu Zeh zu leinigen.
Explanatory Notes and Design Datí!
Terms and Defínítíons
In consideraron of DIN 41 785, 41 786. 41 787
The ihyristoi is s controlable sílicon icciHier. It exhibíis blocMngbehsviour ¡n bolh ihe joiward and reverse diteciíons uniíl turned onID conducl ín (he forward direciíon by g trígger pulse applied to thegate terminal.
* on-üslí- chara cleríiticb to'wtí blocUng chataclEiíiticc imne blocKing chaiacieiistlc
In the direclion of currenl flow, the sllicon wafer has p and n con-ducting regions arranged In ihe order p n p n. in the on-staie ofIhyrístors wíth one-s'ded cooling, ihe current ÍIows from the case toIhe Ensulated terminal. Accordingly the case ís designaied as thesnode A, and ihe main ínsulated terminal BE ihe cathode K. Fo; disc-lype thyristors the curten! díreclíon Ís indicsted by ihe terminal designa-trons. The gale voltage necessary to Irigger a thyristor must be suchihaí positive ¡E appüed to the gale lermmal G and negalive to thecathode K.
G
Data
The máximum valúes gíven in thís book are to he considered as abso-lute máximum valúes ¡n accordance wíth the ItC. This means thai forvalúes exceeriing them, performance deterioraron or deslíuclion ofthe thynstor musí be expected (e.g. UOKU. Í/ÜKM. 1.1).
Becsuse tht eléctrica! characterislics of thyrísiors are temperaluredependen!, ít is reasonable that in many cases eléctrica! dala canbe given oníy wíth temperaiure data. As v.-£|| as absolute máximumvalúes which are valíd for the complete operztional temperalure range,limiting dais appfopríste to the máximum case lemperature ÍE gíven{e.o mean on-stale curreni 2.1).Togslher v/jlh Ihe Ümiting data meniíoned above, ihere appears opera-tíonal data which, on the bssis oí calculatíons and praciical experience.the manufacturer recommends. For general use a sufficíently laigesaíeiy margin has been lefí bsiween the absolule máximum dala and:he recommended operatíonal dala. The. operaüonal relisbiiiiy Ís¡nfluenced by ihís saíety margin for many parameters.Funhermore, recommendalions are given for the use of thyríslors inconneclion v/hh heal sínkE offeied by Ihe manufaciurer (e.g. maxi'mum dírect currents, continuous r.m.s. curtenis, 2.3),Unless otheíwise slated all data refer lo 40—60 Hi mains operation.
1. Máximum Voltage Ratings
1.1 Máximum repethíve peak off-siate or reverse voltage£>0«M. ^R«M
The maxímuin ¡nsiantaneous valué of the ofí-slaie or reverse vollage,¡ndluding all repeiilive peaks, Ihat may appear across the mainthyrisíor termináis. The valúes lísied are valíd for ihe tolal opetatinglemperature range. Because of the frequently Ill-defined vollagecondiiions, the voltage class of ihe thyrislor should be deiermínedwiih an adequaie voltage sgfeiy (actor. The vollage safety factor i.e.Ihe ratio oí the máximum repeiíiive peak blocking voltage lo !he peakma>imum inpui vollage, should be more ihan 1.5 (siso ¡n considerationoí ihe di//dí behaviour),For mains operation e voltage safety factor 2 and 2.5 is usual (seealso overvollage protection p. 35).
1.2 Máximum on-state vollage U-¡
The voltage across Ihe main termináis when th& thyrislor ¡s Ín the orslaie. li is the máximum oí the sptead among difíerenl specimen, ítthree times the máximum mean on-siaie current ai an operaling temperatuie oí 25 °C.For thyrístors with a currenl (ead, the vollage dtop BCÍOSE ihe lead i.included.
1.3 Equivalen! Une £or LOES Calculation
Vi~Uirtt»+rTti
This equation gives the instantaneous valué oí the on-stale voltac'resultlng from the current flowing beiween the msin termináis.The equivalen! curve ¡E an approximaie on-state characteiÍEtic al maximum opetaiing lemperaiure. which can be used 10 determine the an-síate power loss used In the calcuiation of load ralings. It ÍE valid onlyfor s médium current range.The thyristor current lead ÍE so construcled that the losses which occuÍn ¡t will be removed by iis suríace. Thus Ihese losses are not to beincluded in the loss calculatíon. (For funher dEtsils see Maxímur,Curreni Ratings.)
For efíicíency calculstions use the appropriale characleristic Ín graph 1 C
2. Máximum Current Ratings
Dunng the operation of semiconductor devices he ¿I losses are geneiated which must be removed from ¡he junclíon. The djffereni msterialS act as thermal resístances to this flow oí heal. Because man-paramelers are ínlrínsically lernperature dependenl, e majoríty oí l)uload ralings for mains operation can be determined by ihermaí calcu-iations oí Ihe followíng general form
í, - Junclion lemptraluiefru • imtt'ent I*mprt»luteP, " lolí' powei bis
fl,uu - to»1 lheiir.il retfítíneE oí thyridor índcoolínp fyslem
Only Ihe on-stale power loss and total ihermal resíslsnce determinethe currenl-carri'ing-capabílíty of e thyristor ¡n contínuous operaiíon(¿O — 60 Hz). |n ihis case, the sv/itch-on and switch-ofí losses v.<hichíor operalion at hígherfrequencies and higher rates of íise of on-stalecurrent musí be considered, are negügibíe. The off-slóte and gatclosses are also much smaller ihan the on-state power loss, and ir,cases wheíe they are not cornpletely negligible they can be tal-en inteaccount by a small reduction ín Ihe current.for devíces v/ilh one-sided coolinn and a currenl lead. the curíentlead is so conslructed that iis lestes ate díssipated by hs surface.The temperaiure calculation can iherefore be carried oui accordinf10 Ihe iollowing simplified circuil diagrams.
One-sided cooling
¿r -V-K.£' fi*y. V.w
Double-síded cooling
tiOG ¿inC-. líiíU '.k i • . , C*!hode^iwc ' Ineimal JtsisSínct Irom ¡unciicn 10 c»ie
flt^c.. " theríR»! triiilínct ifom eiso lo heat sinkffi.kü • Ihtim»! leiillínct of Ihe htfll link
fíinji ' lhtrm*l feíiíianet liom junelinri ID hcet tiní;j, - (upplemenlBiy Iherm»! leíittinct
Simpllíicalion on Ihe as-sumpiíon ihat ihe powerICES Isnearly removed equal-ly on bolh sides.
The on-staie volt&ge and thermal resístance valúes which essenliallydetermine the cunent-carrying-capabilily shows s relatively latgespread (t.g. see graph 10). A combínalion of unfavouratjle on-statevoltage and Ihermal resístance is unlikely, ihereíore the valúes usedÍn Ihe temperalure calculation weie fixed on a statislical basis.
27
-TI
Explanatory Notes and Design Data
2.1 Máximum mean on-stste current /TAV(IJ
The máximum arithmetíc mean of Ihe coniíniíous sinusoidal on-statecurrent (conduciíon angle 180°, frequency range 40—60 Hz) whichmay nol be exceeded even wiih the most intensive cooüng. In addi-tion, ihe case temperaiure at which ihis current ís allowable, will begiven. For small tnyíisiors which are operated wílhout a heal sink,the máximum mean on-slale curfent is appropríate to an ambienttemperatura al 45°C.Any overload following operation at ihe máximum mean on-statecurrent can ímpair the blocUng capabiiity,
2.2 Máximum r.m.s, on-state current/Tnws(ii
The r.m.s. valué oí the máximum conlínuous on-state curien:, whicheven wiíh the most íniensive cooüng ín continuous operation maynot be exceeded. li ¡s gíven as the product of ¡he máximum meanon-state curren! (see 2.1) and Ihe form factor ."7/2.
2.3 Máximum direct current 7riv
Conílnuous r.m.s. current JTRUS
Aríthmetic mean valué of the ma*imum continuous curien! dependen!on Ihe conduction angle, far uninterrupted current undsr defínedcooling conditions in a frequency range -O—50 Hi and operation atan ailitude up to 1000 m. above sea-level.The following idealised cuirent forms are useful in the determinótionof the current-carrying-capebilíty of a thyristor ¡n a circuí:.
M/B
S/DB
DS
DSS
AS
Ohmíc Load Induclíve Load
The total curren! for impartan! circuit types can be calcu!a:ed accoidinglo :he followlng :able
Circuit iype I E I M/B I S/DE ! DS/DS5 I AS
ToralD.C./A.C. | /)-/TAV 2/J-/T-», 3 n - 6/7-/T1V
E ilng[*.phs« hílf.wive círcullM iingle-ohaír Full-wtve ci'coitB lingle-phaií biidge cíicuilS star circuí!
DS ihreí-phase bfids* elreultDS doub'B iiaf citcuil
DSS ¿nuble il»i =¡ieuil w¡th Inlerphase iransíormerAS invtrst paialle! citcuil
n (tumben ni ihyíislors ¡n paratiel (ot eích ciicult bianch
In parallel connectlon Ihe theoietically attaínablfc current valuébe reduced (see also seríes and parallel conneilíons p. 37).
2.4 Máximum surge on-state current /TSM
Máximum admissable peak valué o[ a sinusoidal half-cycle of 10 msduration at 50 Hz {at 60 Hz ihe peal: valué ¡s 10% hígher). It applies forthe gíven ¡unction temperaiure.At íhe máximum surge on-slate cunfint the ¡unction temperatureadmisssble in continuous operation is exceeded. The forward bloclúngcapabilíty can then be iosi temporarily, therefore loading additionalto the máximum surge on-state current Ís nol allowed (disconnectfrom mains). Normal operation Ís possible only afaer a delay of ^ 5 sec,The máximum surge on-state cunenl should occur only occasíonallye.g, on rare disiuifaances of íhe system, and not repeatedly.
2.5 T3! valué
The time integral of the square of íhe máximum sinusoidal overloadon-state current. This J*t valué serves ¡n general to determine theprotective circuít (see also undei current overload protection p. 34),The data sheets contain valúes lor 2—5 ms and 10 ms for normal(25 °C) and elevated (B,m) junclion temperature. To exploit ¡he/3Ivalué :he same restn'eiions which applied in the case of máximumsuige on-state current apply.
2.6 Reverse or off-state current /o,/H
The reverse or off-staie cunen! flowing through the niain termináisof the tnyristor when it is In the blocMng state. The curren: Ís relatedto a voliage equa! to ¡he máximum posítive or negative repetitj've peakvoltage and seis íhe upper limit to the spread of valúes at íhe máxi-mum junctlon temperature.
3. Gate Circuit
3.1 Mínimum gaie trígger current /GT.Mínimum gate trígger voltage Uc~¡
The máximum valué of Ihe spread of trígger cunents (voltages) at agiven junction temperature and anode-cathode voltage. The valúesapply for ohmic loads.A cuirent equal lo tne mínimum gate tiígger curreni is necessary totrígger a thyristor, although for many applications this ¡s not sufficient.For maíns opsration (rate of rise of íhe load curren! álOA/ws, neítherseries ñor paratlel circuit) the trigseiing unít should be designed for 1.2times the mínimum gate triggei currenl.For latge rate cf rise of load current as well as seríes and parallelcircuit operatíon, a gating pulse, 1 A for thyristor BSt r.. to BSt R..,for low-powef-lhyrístors appr. 5/cr and a rise time for Ihe galingcurrent less trian 1 [is are necessary (see also graph 20).The duration oí the irigger pulse musí be such that íhe valué of r.helatchíng current (given in 4.2) is exceeded, otherwise the thyristorreturns to the blocking staie. ~ / <* r, ;
3.2 Máximum gate-non-trigger current/co
Máximum gate-non-trigger voltage Uco
The largest valué ín ihe spread of máximum gate currents (voltages),which, at 50% of the largest positivo repetítive peak voltage Ín theappropriate voltage class, does not trigger the thyrístor for the wholejunction temperature range. For lower voltages íhe gaie-non-triggercurrent and the gate-non-trigger voltage are higher than indicated.
3.4 Máximum gate current 7aM {or/c .n)
Máximum peal; (or r,m.s.)value of the gale currenl, which may not beexceedad, ottieivvise :he thyristor would be endangered. A gate cur-ren! is admissible only for a shorl lime if reverse voltage Ís applied.
3.7 Admissible gale power loss Pc-,v
The mean power loss due to tne gale current between íhe gate terminaland the appropiiate main terminal.
(a) PCAVII) máximum valué which may not be exceeded(b) /*GVV valué which Ís used for calculation oí current-carrying-
capacity,
In case, the basis íor calcuíation is exceeded, :he limiting valúes o[the current may be reduced.
ge on-stete current /TSM
f peal: vsloe o{ a sinusoidal half-cycle of 10 ms50 H; the peal, valué ís 105É higher). ll spplies íorTipfcraturfc.
rge on-s:ate cunen! !he junction temperaturaous operstion is exceeded. The forward blooming>z losi iemporérily, iherefore loading addrtronal?e on-s;ste curien! Ís not allowed (disconnecijperalion Ís possfole only afler a delay of £ 5 sec.
Dn-stale curren! should occur only occasíonallyres oí the system, and not repeatedly.
he squa'fi oí ihe máximum sinusoidal overload• J3¡ vslje serves ¡n general to determine iheeisc under curteni overload proteclion p.3¿).
éin valúes (DI 2—5 ms end 10 ms íor normal(í/jiij junction temperature. To exploit the/2í:iions which applied ín ihe case o) máximumI apply.
siete curr&nt /o./*
le cunen! fJowmg Ihrough ihe ríiaín termináisI ¡£ Ifi the blocking state. The current is relatedit mEíimum positive or negstive repetíiive peal;pper limit ID irte spiead oí valúes at ihe maxí-ture.
trígoer current /CT,trígger voltage i/CT
' iht spread oí irigger currents (voltages) ai aituie and anode-cathode voliage. The valúes
R-inírausn gaie irigger curren! Is necessary 10Üsaftigr many applications thís Ís not sufficienl.
ÍpBíTJS£- of ihe load cufíeni álOA/fis, neliher1} t^s i'iggeríng uní! should be designed for 1,2E ífígg" currenl.
)í load currenl es well as series and parallelic pu'te, 1 A for ihyíistot 3St F.. to ESt R.,,:i appt. 5/c- snd & ust lime fot the gatingE riecesssry (see siso craph 20).
iger pLÍst mus; be such thai the valué of theín 4.2J ¡s eiceeded, otherwíse the thyrístor
Eiaíe. - . , , .i . - i' . j /«- (.t..
lon-trigger current/B0
lon-uígger voltage Í/CD
sp'ead of máximum gate currents (voltages),irgesi posilive repetílive pesk voltage in the£, does not figger ihe thyrístor fot ihe wholeige. Fot lowei voltages ihe gate-non-trlgger3n-trigge( voltgge ate highei than indícaled,
urrent JGV! (orJctti)
)value of ¡he gste current, whích may not beihynsiot woulo be endangered. A gaie cut-
01 a shon lime K reverse voliage is applied.
aower IDEE Pc¿v
:tolheg3íe cur/ent belween ihe gaie terminali terminal.
.agjtSíffiíich may nol be exceeded:fi iíuseo' foi calculation oí current-carryíng-
bulaüon Í£ er.ceeded. ihe limíling valúes oíced.
Expíanatory Notes and Design Datr
3.8 Máximum negaiíve gaie currenl /CRW or gate voltage t/c«w(peak velue)
ín cenaín irígger círcuits, ihe gaie circuil Ís often driven In the reversedirection, for improvement of thyrislor dynamíc cnaracterísiics. Thenihe valúes usted may not be e*ceeded.
A. Dynamic valúes and switching behaviour
The definilion of ihe following paiameters ís in certain cases possibleonly foi particular boundary condiiions. The gate circuít conditions atefilways íor normal iriggering vía ihe gaie círcuit. T/íggeríng by exceed-ing iht positive breakover voltage is nol allowed, because iht íhyristorcan be damaged.
4.1 Holding currenl/H
The mínimum on-state curren! so Ihat ihe ihyristot remains in the on-slale condition.
This valué is gíven as ihe largesl valué of the spread fot differentjunciion lemperatures, open gal& circuit and a voltage oí 6V In aresisiively loaded main circuit.
4.2 Latchíng current /MI
The smallest on-stale currenl for which the thyrJstor, ¡mmedíately aftertriggeríng and decay of ihe irigger pulse, lemains In the on-state.
Thís vslue ¡s gíven as ihe largesl valué oí ihe spread for differeni¡uncirán temperalures and a itlgger pulse in a loaded circuít,as definedin ihe dala iist. For smaller trígger pulses or fi duratlon of ihe tríggerpulse less than 15¿¿s the latching cutreni ¡E latger.
4.3 Gstt-controlled delay time red
(see also graph 20}
The time which elapses belween ihe sian of a rapidly giov ing gaiecurrent pulse, and the decay oí ihe anode-calhode voltage 10 90%of its inllial valué. The valúes are valid under ihe following conditions:
(a) The gate curren! has aDproximately trapezoidal shape and ríseswithin 1 ¡ís lo ihe valúes gíven in the daté sheel.
(b) The inltial valué oí the voliage across ihe main termináis oí theihyristor Ís gtealer ihan 200 V,
(c) Afler triggering, ihe currenl in ihe main circuí! is approximaiely atenth oí the limitíng valué of máximum mean on-stale curten! {asgiven in 2.1).
(d) The ¡nductive lime-constant (¿/fí) oí the main circuí! is at most!v/ice ihe given valué of ihe gate-controlled delay time.
(e) Junctiontemperalure £ 25 °C. At lowet lemperatures a somewhatlonger gaie-controlled delay time musí be expecled.
4.4 Admlssible periodíc swítch-on currenlwith arbítrary d//d/
Admlssible repetitive peak valué of a current pulse with arbltrary raleof ríse oí on-state current iniliated by discharge of an ft-C circuil.Such currenl pulses occui for example, when s TSE circuí! dís-charges as ihe thyíístor switches on.
The valúes given for íull-díHused thyrisiors and diífused-alloyedthyríslors are defined difíerenlly.
(o) Full-drífused thyristors
The repetitíve swítch-on currents are given. Independen! oi the, capscilDi síze, foi the galing pulses desctibed ín ihe dala sheets, at
Ihe máximum junction temperatuie, íor 3/a í/DfíM,
The discharge current pulse from the TSE circuit appears ín thethyristoi Immedíalfily afler ¡t Is ttiggeied. Considerable ovet-gaiingai thls momeni produces a conductíng área largei than that pío-duced by ihe mínimum gaie current. The allowable switch-oncurrent with arbiirary rale of fise IE largei for over-gatíng ihan íota quasi-static irigger curten!. The d;/d( oí ihe load currenl asgiven in 4.5 ¡s admlssíble Ín addition lo Ihe abc-ve menlioneddischa'ge curren!.
(bj Díffused.filloyed thyrtstors
The valué given (oí Ihe allowable swílch-on curtent with aibiira'rate of rise, is gíven under the following condííions. Because thresistance is essentrally determined by !he ellowabte thyristcswitch-on cuirent, the small lime-constam oí the equivalen! fí-(circuil can be atlalned only wllh a small capacilBnce. Furlhe-b^cause a small capacito! can store only a small amount (,energy, ihe allowable switch-on curtent Ís larger than íor an fí-ícircuit with largei capacílance and correspondingly large timeconstant. ,
In the design of the R-C circuIt (for reductíon of theTSE efíect) ¡i í:necessary 10 conslder noi only the allowable switch-on current, bualso the condltíons given In the seclíon on voliage overlo&d protection (see p. 35).
The equivalen! R-C elemems íor ihe most Importan! circuíts arecalculated as follows (he;e h is sssumed that each ihytistor Ísprotecied by an fl-C citcuit).
Circuil
R'"
C' =
E, M, S
fí
C
B
2
2C
DB
•sp
5
5-C3
C - «aserio' íor i Ihytistof In sí'Cuiifí ' lEIi'eí resísianec
For íhyristor opeíation with fí-C díscharge, swíich-on losses occutThese hsve already been taVen inio accoun: for the curten! valúes inihe írecjuency range 40—60 Kz with ¡he sisndaid TSE circuils (seedata sheeis)
4.S Crílical rate of ríse of on-staie curren! d//dí
The máximum late oí rise of cunen: whích the thyrlsto; wíll lolerale onswitching, v/íihoul peimaneni degrading elfects on il£ p'openiesll IE given as Ihe lowesi valué oí ihe sp'ead under ihe iollowlngcondilíons:
(5) The on-slale curren! has ihe shape oí a (damped) half-srne wave.Ihe peal; valué of which Is ihree times ihe valué oí the máximummean on-slale curten! (as cíven in 2.1).
The cunen! rale oí rise Es given es ihe tatio of /T = 0.5 ]-,.• andihe lime T, in which ihe curien! /T is reached.
(b) Máximum allcwable junciion lernperaiure.
{cj RepeiIÜon frequency 50 Hz.
(d) Bloc^ing voliage beíore iriggering, equal lo 3/3 oí ihe maximurrrepetüive peak biockíng voltage.
(e) The itigger pulse should be appr. S • /CT íot low-pav/et thyrlstots.^1 A for ttiyristors oí size ESlF.. lo BSt R.. wiin a rise lime o<ihe gate cunent equal or below 1 ¡is. The ctilícal d//dí Ís limíiedlo 10A/fjs, ií the gaie cunenl does not exceed /GT strongly.
Al the same time as a thyrístor Is operaied with the critícel rate offise of curient. Ii may be sttessed by discharge oí theTSE-capacilor.as long es the cunent oí thís discharge (íor the whole tange of june-lion temperature) is ICES ihen the valúes given Ín 4.4.
4.G Criticsl rate oí rise of voltage du/dí
The máximum valué D( the taie at rise oi vol'.agt- ¡n the foiward ditec-tion, which. wiihoui e gaiing pulse, does not swítch the íhyristor ítomihe blocKing lo on-state.
The p-n junction repiesents a voltsge-dependent capaciiünce v/hichdecieases with increasing voliage. Dun'ng the voliage rise iheie existsnot only ihe stalic ojí-stste currenl but also a capacilive current givenby ¡c. * C du/dí. FOÍ large rates oí voliage fise. this curren! can lead togaling of the thyristoi.
Thereíore ¡t follows, ihai ihe crítícal tale of rise oí voliage dependsnot only on the leve! lo whích ihe voltagc rises bul also sirongly onihe junciion lempeíaiure. because ihe cunent necessary to gaie iheihyristor decreases with ¡ncteasing wafef temperalure.
29
Explanatory Notes and Design Data
The valúes are given as the lowest valúes of the spread under thefollowíng condltions:
(a) The bloclííng voltage Incieases to a ceitain fraclíon {specííiedÍn the dala lis!) of the máximum repeiitive peak blocktng voitage.
(b} Máximum junction temperatura.
(c) Repetitlon frequency 50 Hz.
(d) Prior to applicalion of the voltage, the thyristor Is current andvoltage free.
(e) The voltage incieases exponentlally. The valué for the tale of vol-tage rise is glven by ihe following relation
du 0.632 • applied voltage
"di""' T
Here T \s trie time in which the voltage tlses to 63.2% of the valuégíven in (a).
(f) The gate circuí! is open. This is a more stringenl condition than thecase oí a resístively loaded gste circult.
4.7 Crilícal rate of ríse of voltage at negativa gate current
The largest valué of the rate of voltage rise fot which the thyrístor wiihnegative gate current does not swiich from the blocking to the on-state. The valué ¡s the lowest valué of the spread under the followingcondítions:
(3) The blocking voltage increases fiom zero to the máximum repetltívepeak blockíng voltage.
(b) to (e) as fot 4.6.
((} A negative current as speclfied, flows In the gate circuit.
A negative gaie current improves the du/dt behavlour because thlscuriení counteracis the capacitive current described Ín 4.6.
Wíth full-diffused thyristors all practícally occurring rates oí vollagerise can be controlled, so that gating procedures to Improve thecritical du/df are not necessary.
4.8 Turn-off time ía
The time interval betv/een the reveisal of íhe commutating main currentand ;he reversal of a forward voltage of certain amplitude which issuch that the thyristor does not switch to the on-staie condliíon.
In mains operation (¿0—60 Hz) the tutn-ofí time is in general mean-ingless. Thus lor thyristors ior line-commutated converteis a valué¡s gíven which is the average valué of the spread.
For ¡requency thyristors the máximum valué of the turn-oíf time isgiven for íhe highest juncíion temperature. Giaph 24 shows thetypical dependence oí the turn-off time on the ¡unction lemperatureand (everse voltage or negalive gaíe voltsge at low power thyristots.
The turn-off time is deteimrned not only by the constructlon oí thethyristor, and the ¡unction temperature, but also lo a large sxlent bythe detaüs of the load circuit. The valúes given ate valid under thefollowing conditions;
(a) Máximum Junction lemperaluie.
(b) The tale oi rise of ¡he commutatíng load current is at leasi 10 A/JJS,An Increased rate of cunen! rise similar 10 those rates of rise innorrnally used circuíts has only mínima I effect on the tutn-offtime.
(c) An on-state curtent of amplitude equal to the rnadmum mean on-staie cunen! glven in 2.1 musí ímmediately piecede the curientjero. Thís íorward curient should have exísted for a time sufficientto ensure that the thyristor wafer is completely switched.
(d) The thyrístor blocking voltage behaves almos! linearly in íhe rangefrom —67% to -67% the máximum repetitivé peak blockingvoltage. The rale of rise of the periodic voltage on reversa! is atleast
di/_0.67¿/SpM
d/ " /„
where ín is the turn-off time.
The efíect of ihe negstive reverse voltage lo the turn-ofí time is tobe shown ín diagram 24.
5. Máximum Thermal RatÜngs
5.1 Junction temperature range for contínuous operation 5¡
The waíer temperature range wíthin which íhe thyristor can be con-tinuously operated.
5.2 Storage temperature range 0,
The temperature range within which a thyristor, when not In use, canbe stored or transponed.
5.3 Thermal resísíance of thyristors íor constant current
/finja or RtnJ<
The temperature difference between ¡unction and case, or contact sur-face of the heat sink divltíed by the mean power transrmtted fromthyristor lo heai sink.
Screw bottom thyristors, Fíat base thyristors:
fltnjc * thermal resistance from ¡uncíion to case.
Dísc-type thyrístors:
ñtnj< ~ thermal resistance from junction to heat sink
flihjc = thermal resistance (rom junction to case.
When some disc thyrístors are installed, the case temperature cannotbe directly measured. In such cases the connection thetmal resistance^tnc-c W'H be gíven tocether with the thyrlsior thermal resistance. Theconnection resistances are calculated lor contact surfaces which aresufficienily parallel and foí appropnate pressures (see 6.3).
The power loss of disc thyristors, because of thelr asymmetrícalconstructlon, cannoí be transmitted equally to both sides. Theaverage valué o( anode and cathode tsmperature ís specified for theeífectíve thermal resistance which resulis íor double-síded cooling.The thefmal resislances for one-sided heat removal Ín disc thyristorsoi the ílat-pack type are also gíven.
5.4 Thermal resistance for thyrístors for pulsed current(see diagrams 16, 17)
The supplsmentary thermal resistance Ar (graph 16) musí be addedto íhe thermal resistance for constant current (5.3).
5.5 Thermal resistance of the heat s¡nk fl,nou« mKu
The tatio of íhe temperature differsnce between the case or iheconlact surface on the heat sink, and the mean power loss,
fltiGu ™ thermal resistance from case to ambíent
fííh-íM = thermal resistance of the heat sink
Where appropríate the same considerattons apply as for the thynstorthermal resistance {graphs 5.3 and 5.4). However, the thermal capacityof the heat sink is so largs that temperature varialions within a perloddo not occuf (see also máximum current valúes).
6. Mechanical Data
6.1 Thyristor weight with/wíthout heat sink
6.2 Admissible tíghtening torque (nominal valué} or6.3 Admissible contact pressure (nominal valué)
In íhe case of screw-on thyristois the nominal valué of admissibletightening torque for attachment to the heat sink or cooling píatewith nuts. To avoid mechanícal overloading, use of a torque spanner¡s recommended.
In the case of disc and flat-base thyristors, the nominal valué of theadmissible contact pressure o! the elements is given. The corredcontact pressure íor flat-base thyrislors has been obtaíned when, byalternately and uniformly tighiening the fastening screws, the tighten-ing fíame is parallel lo the contact surface,
The connection thermal resislances included Ín the thermal resislancesof heat sink or thyristor are valid for the specified iniíial torques/contact pressures. The valúes should fae attained but not exceeded.
ermal Rat ings
rature rsnge íor corninuous operation fí¡
raige vvíihín which Ihe ihyríslor can be con-
ature range {ff
wíihín which a thyríslor, when nol m use, cani.
ice oí thyrístors íor constam current
ice belween ¡unciion and case, or conlact sur-Jiviced by Ihe mean power transmilled from
itors. Fíat base thyristors:ice from ¡unciion lo case.
tce fiom junciion lo heat sínhice don junctíon lo case.
orj aif insiatfed, the case temperature cannolSuch cases \ht connection thermal resistance•it.f v.iih iht ihyfisiot ihermal reslsiance. Theare cs'culaied for conlacl suríaces which arefot approp'iaie piessures (see 6.3).¡c ihy:siors, because of iheir aEymmeirical>e irsnimtned equally io bolh sídes. Theana csihodt lemperaiure Is specífied for themee which resulls íoi doubie-sidfcd cooling.id' one-síded heat lemoval in disc ihyrisiors¡ a!so g;ven.
SenSr thyristors íor pulsed current17)
-.si tesislance Ai (gtaph 1 6) musí be addede íor cons'.ant curien! (5.3).
ice oí the heat sínV. fi^cti. "ihnu
t!6Ufí díífetence belween ihe case or iheeat snl end the mean ppwer loss.
ice fícrn case to ambienlice o' ihe heal srnk
.a-í-.e considerai'ons apply as fot ihe thyrisiorlíS.Ssnd 5.4). However.lhe thermal capaciiy3t :*!=: temperelure variatíons within a period•ua i .um cuir&ni valúes).
ata
Víith'whhout heat sirik
fning torque (nominal valué) ofic; piessure (nominal v'alue)
fi :-t*'Stoi£ ihe nominal valué of admissible:ar---cni to ihe heat sin', oí cooling píateha-.í^bl overloading, use of a torque spanner
íl?',-t-ase ihyrisiors, the nominal valué of iheSi jjí'lhe elemenls is given. The correci•bííf Ihyrislors has been oblained v/hen, byt p1".* ning ihe faslening sciews, the lighien-*if rmiacl suriace.• . í. 'ncc£ included ¡n the thetmal resistances
\siid foi ihe speciíied initial torques/;^i¡ shoüid be anained bul noi exceeded.
Explanatory Notes and Desígn Data
6.4 Víbratíon resisípnce
Thís is specífied ín accordance wíth DIN' 4QO¿6 and ¡s an índex íorthe mechanícal resistance oí trie devíces.
6.5 Creep dístance
The shortest path oveí which a flssh-oveí on the thyíislot insulalíor,surface can ts^e place.
6.6 Humidíty class .
Thís Í£ specífied ¡n accordance with DIK 40046, and gíves iníormationconcerníng the admissible moisture level,
7. Protectíve Components
7.1 Short-circuh protectíon
The largest fuses for rect'rfier operalion fot difieren! Teimínal vollageranges are given. Cases where one or two íusfit lie Ín the short-circuitpath afe tieated separalely. If one (use is in the shoncircuil path, thenIt must swilch the lolal voltage. lí Iwo fuses are in ihe short-circuilpath, then each fuse switches hall the iota! voltage (see also vollageovefload pioiection p, 35).
7.2 TSE protection
8. Order number (Artlcle number)(see Delívery Program)
To guaranlee rapid deliveiy of ihyristors, the type numbei, desitedquaniíty and Ihe snicle numbei of each circuí! elemenl and heaí sin):should be given. The article numbet serves as Ihe ordet number.When Ihy/ístoís élready mounied on heaí sínks ate to be delivered,bolh ihe alíele number oí the thyrislor and the hsai sinf; should begivfrn, togeiher wilh ihe advíce, "lo be connecied."Example: 50 thyristors No. H0590S6
Anícle no. C 6604S-A 2404-A 10, lo be connecied wilhBOheatsinksHKOaAnide no. C 66055-A 6104-E5
Characteristics
10. On-state Voltage-Current Characterístic(Spread)
Relatíonshíp between the ihEianianeous valúes of oo-síaTe currenl andon-slale vohage. The graph indicóles the spread (sppio^imalely the55% valúes) for 25°C, and for the máximum junction lemperatuie.
11. Gate InpUt Characteristics
The relationship belween the ¡nstamaneous valúes of gaie currenl andgaie voltage. For the compleie junciion temperalure range, theboundaríes of the spreatí región aie given. The diagram ¡ncludes Iheiriggering icgions and cun'es of consta o I gate pov.-eí loss.The boundary between the regions of possíble and cer.ain irigge'ingare dele/mined by the máximum uigger current and tfie máximumtrígser voltage (3.1) auheapproprialejunctioniemperatüíe.Thehyper-bolic curves Ín the dtagram dísplay peal, valúes fot Ihe actual gatingpower losses. The máximum operaiing period can be calculated asíollows consideííng the admissible gaie power ¡OSE as given Ín 3.7
7 • PQLVM . .¡ m _ (rn5j
i - 0Ptinp pulse lenstliT •= peiiad (ms)
/'s'vii. " mtan gatt Ion limilinp valué, tse 3-7P - peal, cu* loii {lee curve)
(e) Hop-liispeiíng itpion(b) Pottibtc tt¡Bpe'in(cj Tiipsefíns itgion
12. Blooming losses for reverse voltage and posítíve gatecurrent
A posiííve gaie currenl should possíbly be avoided as long as reversevoliaoe is spplied.Wilh The aid oí Ihe graphs, íi ¡s possible to calcúlate the mñximumblocliing loss, dependen! on Ihe blocking voltage, as well as ihe valuéand duratíon of the forward gste currenl. The máximum valué for theblocking energy IDEE musí nol be exceeded. A mínimum lime interva!of 1 ms is necessary belween operation under máximum loss condi-líons v,'íth posilíve cate current and applied negaüve voltage, andoperaiíon E: postlive blocking vollage.The powei loss P, which musí be íncluded Ín the power balance, Íscalculated as íollows
As en example, the shaded área shows how the blocking ene'gv Ios£can be calculaled ítom Ihe blocking vollage, overlapping currenl andgaie curteni.
13, On-stateloss characterístícs and díagramfor the calcula.tíon of máximum dítect currents under difíerent coolíngcondítions
The lefl and right ponions oí ihe diagram shov,- the dependence of themean on-siate losses on Ihe mean valué of ihe on-slale cutrenl foreach ihyristor. Paramelers are Ihe current conduclion angle antí curren!foim (light: square v.-ave. left: slne wave).2,3 indícales which ideslised cutrem profíle ís lo be used íor eachcircuí!.A limilation ¡n terms of the máximum r.m.s. curren! /TcU{rP| Ís gíven forscrew-on and ílal-base thyrisiors. This limitaiion is determined mainlyby the cunenl cairying capabiliiy of the case and lead.In ihe middle of the diagram, the ambienl temperatuie ¡s given ss para-metei above ihe unes of thermal resisiance (thP ihermal resistance ofIhe heaí sink and Ihe ihefmal íesislance Jrsee 17). lí Ís thus possiblefiom Ihe ihetmal resistance line lo determine ihe máximum directcurrenl for a definíte ambienl lempetatuie, and ihe dependence on Ihecurrenl conduclion angle.
14. On-state Loss Characteristics (Current overloed región)
The diagiam shows foi each thyfistor the refationshíp belween iheon-slale íoss (mean valué) and the mean on-siale currenl in Ihecurrent ovcrload región. Thís diagram conlains no ¡níormaiion oníimiting valúes.
31
Explanatory Notes and Desígn Data
15. Admíssible Case temperature vs. on-stale current
The powet loss ín the sitícon water produces a temperature differenceacfoss the therma] resistance oí the thyrlstor (see 5.3). The case tem-perature must remaín below Ihe máximum ¡unctíon temperature bythis amount.
When disc thyrístois wítfi inset contact surfsces are ínstalled, ¡t is, Íngeneral drfficult lo measure the case temperature, ln some hea£ sinksthere are holes províding access especially for thls measurement. Be-cause the díssípaied power Is no! equally removed from bothsides,thetemperatures at ihese measuríng positíons wíll be difieren!. Fot suchíhyristors addltional Information is given in the form oí máximum con-tinuous current vs. the arithmetlc mean of the temperature at thosemeasuríng polnts on £he given heat slnk, ln the case of disc thyrlstorsof the flat-pack lype, graphs for both single and double-sided coolingare given.
16. Transíent thermal resístance of the thyrlstor(see also page30)
Transíent thermat resístances allow the calcuiatíon of load data undervarious condilions {e.g. overload, single pulse loading etc.). {ForInformation concerning these calculations see Siemens ThyrístorHandoooJ; or DIN 41 862.)
There are several difieren! transient ihermal resístances which are de-fined as foliows:
ZtnJa> ZinjjBiP Transient ihermaí resistance or transient pulse thermalresistance of the thyrlstor.
2tnj>;. ¿tnfjcjp Tiansient thermai resistance or transient pulse thermalresísíance of the thyrístor Including resistance of thethermal contact to the heat sínk.
Anicu Transient thermal resistance of the heat sinkZtf,ou Transient ihermal resístance of the heat sink ¡ncludrng
resistance of the thermal contact to the thyrístor
To calcúlate the wafer temperature, it is necessary to determine thetotal transíent thermal resistance or transient thermal íesístance forpulse operatíon between the wafer and surroundings.
AfiJU = ZinjG * 2tncu or 2"tnj>; + 2tn<y
2[h(JU)o = thlJBJe + tfiGU Of ^ihfJKlo * An(KU)
Screw-on thyristors, Flat-base thyristors and disc thyristorswlih inset contact surfaces
The graph gives the thermal resístance of the thyristor as a functionof time for several current forms ¡ncludlng constant current. The tran-sient pulse thermal resistance [ncludes íhe temperature variationsabout a mean valué in one period, for difieren! current forms.
Disc thyristors af flat-pack type
Diagram 15a shows the transient thermal resístances ai constan!current for double-siderí cooling, with and without thermól resistancecase lo heat sink, It also shows the transient thermal tesisiances forone-sided contad. The iransient thermal resistance for double-sidedcooling v.'ith thermal resistance of the contact between thyrístor andheat sínfc is valld only íor appropriately plañe parallel surfaces andfor a contact pressure as given ín 6.3 of the data sheet.
Diagram 16b shows the difference between the transient thermalresistance ai consíanl current and for different pulse currents. Thesedifferences ¡nclude the temperature variations about a mean valuéwithín a period, for difieren! current íorms.
17. Thermal resistance ¿ir
This thermal resisiance íncludes the temperature variations withín aperiod at steady siate. These variations depend on current íorm,írequency and thermal properties. For the determinaron oí the límitingvalúes íor difieren! current forms, this resistance rnust be added tothe thermal resistance of Ihe thyristor at constant current (graph 2).
18. Peak Reverse Recovery current ¡,,m
The dependence is given on the precedíng on-state curren! and on therale of fal[ of curten! during commutation.Should a thyn'stor swiich from the on-state to the blocUng state, atransient reverse currenl flows until the charge carríers in the junc-
32
tíon are swept away by the negative voltage. The graph gives the peakvalué oí this reverse curren: as the uppet bound of the spread, and ¡isdependence on the peak valué of a preceding trapezoidal on-stalecurrent, and on the rate of fall of on-state cutrent at máximumjuncrion temperaiure. For the curves to be valid, it ís necessary thatprior to current reversal, the lotal thyristor surface is switched on.
19. Recovered charge Q,r
The dependence oí íhe prscedíng on-state current, and of the rate offall of curren! on commuiatíon Ís given.
After current reversal, íhe reverse currení rlses lo a máximum and thenfalls off roughly exponentially. The integral / ¡R dt of thís triangularly-shaped current is defined as the recovered charge.
The graph shows íhe recovered charge as íhe upper bound of íhespread, and ils dependence on the peak valué of a preceding on-statecurrenl at máximum junction tempetature. Prior lo current reversal, thethyristor Is completsly switched on.
The charge accumulaled beiween load curren! reversal and voiiagereversal can be calculstsd approximately, as follows
Q> 2 dl/üíf,,r, - peat: levs.'tí ftcovffy current
áilút ™ rale of Jall a> commuialing load cunen!
20. Gate-controlled delay time vs. Overgatíng(íor definiííon'see 4.3)
Whersas the relstively shon gate-controlled rise time depends prima-rüy on the load current and Its rate of rlse, the gale-controlled delaytime and henee the swlich-on time are determinad lergely by the gate-currenl ampütuce, and its rale of rise.
The diagram shows the spread of gaie-controlled delay time vs. gatecurrent. It is valid for waíer temperatures a25°C and gate pulsesreachlng the peak valué In 1 u.s, as well as for principal voliages£ 200 V, as long as no other condilions are specified (see 4.3 also).
23. Diagram for the determinatíon of turn-on and on-statepower losses
The graph shows íhe Instantaneous load current va. time. Also shownate curves of constanl power loss.
Because, on ths applicatíon of a gatlng pulse, the thyrisíor switchesftom íhe blocked lo the on-state In finite time, only a small circularsurface área around the gatlng electrode will ¡nitially be canductlng.This surface. whích grows as the triggefing devslops, musí conducíthe total load current. The power loss is the product of the instanta-neous valué of t^e decreasing voltage u and Jnstantaneous load cur-rent /, at time ¡. from the iniersections of any load currenl curve and íhecurves of constan! power loss Ín this graph, íhe temporal power-lossbehaviour up to íhe steady state can be deduced.
PtVfí
Ini p
For rnains operatíon {40—50 Hs) the atiihmetic mean of íhe iurn-onlosses, for times of the order oí ^s, are small compsred Víiih Ihe on-slate losses. Henee íhe former can be negíecíed, or included byassuming a small reduction Ín current.
The arithmelic mean of lurn-on losses ¡s greaier at highet frequencyoperation, and the assumption that focal healing relaxes 10 a meanvalué wilhin a pefíod oí the load current, ¡s no longer valid. Thereforeturn-on losses mus! be consídered ¡n the calculation of temperature.
the nepstive voliage. The graph gíves the peakncni as the- upper bound oí ihe spiead, snd its•ai, valué oí 2 preceding trapezoidal on-state•OH- oí íall oí on-staie curren! ai máximum•oí llit curves lo be vslid, it ¡s necessary that
the leía' ihyristor surface ts switched on.
3 e O,,
pificeding on-staie curien!, and of Ihe raie oflulMion ÍE given.ie ipvtífsc curren! rises ID a máximum and ihenniifilly. The integral / /R di of ihis triangular!/-ed ns Ihe recovered chsrge.lecovcicd chsrge as the upper bound oí ihenzc on :he peal: valué of e preceding on-staiedipn irmpcrature. P"or to su"ent reversal, ihe.witcficd on.d brtwecn load currenl reversal and voltaget'd flíi;i!0»imnt£ly. as follows
¡««.tf load euiicnt
delay tímc vs. Overgstlng4.3)
hn oflte-cormolled rise time depends prima-pir tis rale oí ríse, the gate-controlled delayel- vn lime are deterniined fargely by the gate-ts i.'ic oí iise.s'*«tMí¡ oí gate-conlrolled delay time vs. galev'.ífi-t ic-nperstures £25°C and gale pulsesf in 1 ¿is. es well as for principal voltagespjifi cmdüionE are specified (see 4.2 also).
aiion of turn-on and on-state
1.1—.jni-?ui load currenl vs. time. Also shownr'*r I.-55-*..-- c1' 3 p.ii'n9 pulse, the thyrisior swiichesr-'-íl.'ii m fmiie time, only a small circular_,. nj. ¿ftirode will initíally be conducling.,\t .'í t'if tfigpefing develops, musí conduct-, tvi\e! IPSÍ ¡E iho producl oí Ihe ¡nstanta-.-¡t-- \?".asf y and instanlsneaus load cur--;,"ftvl'í"is o* any load curien! curve and ihe• .-?.- '" i*"í P[aph, Ihe temporal power-loss• íí.'V f -*"1 ü* deduced.
' "•»" afilhmelic mean of ihe lurn-on..f S'e small compared with Ihe on-c.t-i be neglecied, or ¡ncluded by
-.*.«#« is giealeí at higher frequency;-.t: iccal healing relaxes lo a mean
.* .-.••íit, is no longer valid.Thereíotet.- " :^f calculation of temperaiurti.
Explanatory Notes and Design Data
24. Typícal dependence of the turn-off time on the JunctionTemperature and the reverse voltage or gatfi negativevoliage at lowpower thyristors(see siso ¿.8J
The lyplcal dependence of the lurn-oíf time on the j'unclion tempe-rature can be seen for nagetive blocliíng vollages & 100 V ot negalivegate voliage al lowpower Ihyíislors.The typical dependence of the circurt-comrniítated recovery time onthfi reverse bloeting voltage can be s&en at máximum junction lemper-alure for coníinuous operation.
30, ContínuoUE current with sinusoidal wave form pulseoperation vs. the pulse width and the frequency
The díagram shows Ihe admissible peat; currenl for sine-wave pulseoperalion VE. the pulse widíh snd the frequency as parameter. Addedpararnelers are, besides the recommended TSE circuí!, which 9¡vesthe admissible current, the admissible case temperature and the re-covery vollege {instantaneous valué of the diiving voliage si ihc endof the current flow time, see example potnt 32). In a seclion oí thediegrams Ihe máximum r.m.s. cunenl ís limíled. Also, a máximum fimltvalué l£ gíven for the curren!.For every lype there are 2 or 3 díagrams gíven for difieren! caseiemperalures as reíerence valué. By interpolalion Ihe current can befound foi other case lemperatuies (see Ihe íollov/ing sketch).
The indicaied poínís are Ihe currems oí diagrarn 30 for difieren! caselemperatuies. Conneclion oí ihe point and ihe extensión lo ihe vslue/TM = O, #G = ^j¡r) gíve íniermediale valúes.By Inleipolatlon can be íound also ihe valué of the recovery voltage.In determining the current. the TSE circuit oíven in Ihe diagrsrn waslaten as e basis, bui il ís no! suíficíenl for each case of operation.The resístante oí ihe TSE circuí! can be calculaied v/¡th the pafameteroí ihe currenl circuil (L = Induciance oí ihe curren! ci'rcuít and C - capa-citance of íhe TSE círcuíl} as follows: (C" is used to indícale ihe variouscapacities in the commulaiion circuil}. The induciance for ihe rale oírise rfj/t/i el the end of the cunenl IIow lime is delermined as follows:
1...2
ií C' Is userf in ihe equaiion, ihen you'Ií usually get e subsiituiiontesistance R'. from whlch the resístance fí can be determined. Aflerihe calculation of /f, one must ensure ihai the admissable penodícpeak currenl of ihe ihyrísior is not exceeded. If nol, then s higherresistance should be used and ihe efficiency oí ihe TSE circuil te-calculated (compare also the data on page 36).
31. Diagram f or deterrnlníng the loss energy with slnusoio'alv/ave form pulse operation
The díagram shows ihe loss energy \V delermined by the cooltng peícurrent pulse for ihe parameler peaí; valué /íu, wilh /D of ihs sínewave of the recovery voliage and TSE clrculi.By inlerpolation the IOEE frequency can be read from ihe deviation ofthe recovery voltage diagram.The mean valué of the power losses Is calculaied from
/*!»! - /' W
í - opetaliftE frequency.
Determination of the requíred cooling
The necessary heat sinks (oí a special operailon is gíven by Ihtfo'lawing calculalion:
32. Continuous current with trapezoidal curren! {currentflow tirne approx. 1803) vs. repeiitíve frequency
The diagram shows ihe admissible trapezoidal peak current v.-llh a cur-/ T di}d¡\ ílow angle oí appro*. 1 SO3 el í exacl current ílow time -— -f — I
vs. repetilive írequency.
Pararneler recovery voltage {see ihe followino example)di/di for raie-of-ríse and rale-of-fall of currentTSE circuit and admissible case temperature.
By interpolaron ihe load íor oiher case temperaturas and recoveryvollages can be also determined. The admissible trapezoidal peak íorihyristoi ESlL24 ís gíven subject to the necessary thermalresístanceof Ihe heat sinh for 35°C ambíeni temperatuie (parametei see above).For hlgher amblen! lemperatmes ihe followjng correction is valid;
i?u = 40cC 0,94- /TM
uu = 45 C 0,8B • /fu
Example for the delermination oí ihe recovery voltsge; peal; valué oíihe operstlng voltage 600 V síne-wave reverse recovery lime í¡ is37,5 [¡s, frequency 3000 Hz, recovery voltsoe see sketch.
i/,r, = 600V-sirmít= 600-sin2^3000-37,5-10"3
For circuíls, v/hose negailve bloclung voliage of Ihe Ihyrístors ísblocked by a diode, Ihe load diagrams v.-ith Ihe valué U,s, = O arevalid. The admissible current load oí Ihe ihyristors may be in'Ijencedby ihe TSE circuit used by the desígner. Beside the diagrsms with theusual RC circuit are given a íew díagrams v.'ilh a special circuit. Withthis circuil the máximum rating voliage of the ihyíisioi can be moreeasily guaranieed al high load levéis. In operalion with 50 A/¡isthyrísiors, Es recommended 10 use 3 d'tfdl valué oí 100 A/fis.
33. Diagram for determining the pov.-er losses with trape-zoidal current with dífferent repetitivo frequency
From the upper pan of ihe double-diagiam s loss energy IV, can bedetermtned, depending on [he peak curren: and ihe valué of Ihevol:age (lunhei parameter; cfífdi of ihe load currenl, TSE circuit).From Ihe lovver parí, the power loss P, depends on cuirenl and operal-¡ng írequency.The power loss, delermined by the necessary cooling, is lo be calcu-lated as follows
/ •• op*(í!ínp dequency.
Determina! ion ofihe necessary heat sínk
The calculation is similai lo that given under point 31.
Explanatory Notes and Design Data
40/41. Máximum direct currents/T».v
Relationshlp with coolant temperalure and coolant rale of ílow.Themáximum direct curren! oí Ihe thyristor depends on the coolíng and isdefined for opération below 1000 m above sea level, and a fiequertcyrange 40—60 Hz. The graph shows máximum direct currents oí athyrístof wlth heat sink vs. the coolant temperature. The coolant flowrate ís glven as a parameter (graph 2.3).
42. Current overload factor characterístlc
The graphs give the allowable períod for current overíoad vs. thecurrent ovefJoad factor / {ov}
/ (OV) - -e-/i*,
The cunent overload factor indícales by how much the ptecedingoperation curten! may occasionally be exceeded (c = pie-loadíngfactor, máximum ditect currents /Tllv. see 2.3). This factof dependson Ihe cooling condilíons, the previous ioading and ihe pericd oícurient overioad. The overloadíng may be iepeaíed only after an Inter-val o[ at least 10 rninuies.The curves are valid for 1BO° sine-wave form and for 180° and 120°sqtiare-wave form current, Should the r.m.s. current valué not risedue 10 smoolhing circuí! elements, then the characteristics are validalso for smaller current conduclion angles.
45. Loadíng characteristics for síne wave-formpulse operation
The graph shows the r.m.s. valué of the curren: carrying capabíütyfor an antlparallel circuí! on ínlermittent sine-wave operation vs. thecooling and Ihe number of síne periods. The cycletime Is gíven asparameter.This ís the lime from inilial ioadíng to the end of the no-loading ¡nierval. The curves apply to 50 Hz malns operation.
60. Transíent thermal resistance of the heat sínk(see also p.30)
The graphs show thermal resistances of heat sinks as functions of time,under dífferení cooling condítions. Temperatute varíations at mainsírequency wíll not be importan! due to Ihe large heai capacity of theheal sink, henee only curves for constan! cunent are plorted. For screw-on and flat-base thyristors, the thermal resistances have been con-sídered. They are valid for the contad conditions as described in6.2 and 6.4. In diagtam 16 the resistances of the contad heat sink-case for dtsc thyristors have been considered. The sum oí thsrmal
resistances oí ihyristor and heat sink give the total thermat resístance,which must be included ín the temperature calculaiion for continuousIoading (see also máximum curren! valúes p. 27)
61. Thermal resístance and case temperature of the heat sinkvs. power loss
Uslng thls curve.it Is slraighlforward lo calcúlate the máximum powerloss whlch the heat sink can dissipste. The temperature rise is deter-mined from the internal thermal resistance of the thyristor under con-sideraíion (producí of power loss (diagram 13) and internal thermalresistance,/?tnjc •^r) and ihenisadded lo the ploned case temperaturecurve, The intersección of this new curve wilh the máximum allowafaletemperaiure difference AQ = 8\da gives the iargest power loss whtchcan be dissipated.The thermal resistance of the heat sink for natural alr convectlon de-pends on the dissipated power.The curves apply ID the heat sink in a configuratbn, which is (ther-rnally) least favourably placed, However DIN 417B2 gives the thermal-resístance of a heal sínk which is most favourably placed. For heatsinks of screw-on and flat-base Ihyristors, Ihe thermal resistanceincludes the ther.-nal resistance of the contact heat sink-case. How-ever for disc thyristors ihis resistance Ís not ¡ncluded. The transferthermal resistances are valíd íor appropriate contact conditions (see6.2, 6.3)
62. Thermal resistance and pressure drop of the heat sínkvs. coolant rate of flow
Por forced aír convectíon and water cooling the thermal resistancedepends essentíally on Ihe coolant rate of flow over the heal sink.From the graphs, Ihe thermal resistance of Ihe heat sink can be obtainedas a functíon of the coolant rate of flow.In íhe case of heat sinks for screw-on and flat-base thyristors, iheihermal resistances of the contact heat sink-case have been consid-ered. However, conditions of admissible tightening torque or con-tact pressure (see 6.2, 6.3 respectivily) must be fulfilled. Fof the healsinks of disc Ihyristors, no ihermal resistances of Ihe contact heatsink-case have been included, because these are already containedínthe data of diagram 16 (see also máximum curren! valúes p. 27). Thecurves apply lo the mosí unfavourable arrangement of severa! ideniícalheat sínks. A single heal sink results in a more effective cooling.The graphs show íhe pressure drop as a funclion of coolant flow rate.In íhe case of íorced air convection they csn be used lo define coolingpiales (for multi-stage consiruciíon, pressure drop per siage), for watercooling they can be used to define rhe pump.
Current overload protection
Current overload protection is províded to protect thyristors whichhave been triggered againsí excessively large currents. The protectionÍs such that no damage results when a shon circuí! in pulse operationoccurs, and íhe forward blocking abilily (1.1) is los! because the//"d/ limít Is temporarily attained. In an overload sítuaiion for con-tinuóos operaifon, the protection ís determíned from the máximumtemperature at which forv/ard blocking abílity Ís retained.
Short-c¡rcu¡t protection for the haíf wave-periodrange
Extremely fast (uses are generally used as short-circuit proisction,Their total l-t valué (melting and extíngulshing /7í valué) must besmaller than the ¡3t valué of the thyristor under consideraron.The extinguishing /3í depends strongly on the periodlc voltage acrossIhe íuse. Furthermore íhe switching voltage of the fuse must be smallerihan [he máximum repetitivo peak blocking voltage of the thyristorsin íhe circuít.
The largest short-citcuit fuses to be used for varíous terminal voltagesare glven in 7,1 oí the Technical Data seciion. Because for mostcircuits (with the exception of the single path circuí!, and possibly íheanli-parallel circuh as well) two fuses lie Ín series in the short-circuiipath (not so íor parallel circuits), íhe máximum nominal fuse currentfor íhe single path circuít diífers irom that of other circuits.When no current overload protection exists then, especially for largashort-circuit voltages, Ihe actívation of íhe íuse by possible short-círcuit currenl withín a half-períod should be considered. Should thlsnot be the case, ihen the thyrisiof will be damaged. The choice of asmaller fuse is ihen necessary.
Current overload protection for times greater thana haif wave-period
Appropríate protectíve devíces against current overload are: fuses,current regulators, irigger-puls-suppressíon, switches wiih bimeíaillcrelay or magnetlc current-overload trlgger.
í hsat sínt, gíve 1he lolal thermal resíslance,i ihf ifmperaure calcularon fot continuousrm cutien! valúes p. 27}
i aod cssetemperature of the heat sink
¡hiíorv.-aid to calcúlale Ihe máximum poweran dissipate. The temperature ríse ¡s deter-ermel tesisiance of íhe thyrisior under con-«e' loss (diagrsm 13) and inieinal thermal[h?n JE sddedio the ploned caselemperaturehit nev, curve with the máximum allowable= íj—tí't gives íhe largesl power IDEE which
:he heat sink ípr natural aír convectlon de->wei.!e: sin!; ín a confia uralron, which ís (iher-ed. Hov.frver DIIJ4^7B2give5theIhermaI-^•hich i£ moEt íavourably placed. For healil-base t^yrisiors, the ihetmal resisiancebrte of íhe ctntact heat sink-case. How-s tesiEíance is not inciuded. The transferid íor appropríaie contací condiiions (see
end pressure dfop of the heat sinkflow
and water cooííng the ihermal resisisnce• coolai: re!t oí f fow over íhe heai sink.IrcSistsncfroftfieheatsink can beoblainedi rale oí flow.
oí screw-on and flaí-base thyrlstors, íhe:onlaci heai sinfc-case have been consid-o! adrnissibte tightening torque or con-psoecii/iiyj musí be fulíilled. For the heatijliygia' resisiances oí the coniact heatI^Tbsia-'se ihese are alteady coniainedle alsc máximum currenl valúes p. 27).The'e, O'jraWs artangement oí several idenlicalni; íesu'ií Ín a more efíeclive cooiing,
re drop as a function of coolanl flow rate..TCtion :hey can be used to define cooüng•uclion, pressure drop per slage), for water> define íhe pump.
r 10 bt used for varióos terminal voltagesrnica1 Data seciion. Because for mosiií ihe sir.gie path círcuft, and possibly íhev.o fuseE lie in series in Ihe shon-circuíij'isí, íhe manimum nominal fuse curren!•-•' Irorr. ihai of other circuits.."•• ciion extsis ihen, especlally íor large:• .rían oí íhe fuse by possible shon-
• od should be considered, Should ihis••:íoi wíll be damaged. The choice of a
¡ecfffion for times greater than
,¡s against curren! overload are: fuses,; ;upp-fission, swiiches with bímeíallic
. • oad irigger.
Explanatory Notes and Desígn Data
Fuses
For conslant-load-currenl-devíces, smooihing chot.es lo leduce Ihevarialion of or lo avoid the ¡ncrease o( Ihe r.m.s. curren! valué are¡nciuded, They pievenl large cuirenl psal.5, and iherfcby Ihe íncfeaseoí íhe r.m.s. valué by pania! gating. ti is therefore sufticíent to choosethe (use accoiding to íhe current-overioarj factor cheracierisiíc ofcomplete gating (4.2).
For devíces with consiant load resistance under partial galtng, Iheload curten! falls and henee íhe r.m.s. cunenl in Ihe fuse also. Thus,In thís case as well, íhe fuse can be chosen accoiding ID Ihe current-overload íacioi for complete gaiing.
UoIlusos
D C a/pji fice
The fuses ate ¡nsened eilher as bisnch íuses, or in the case of bridges,as une fuses. If the dírecl currenl crrcurt can supply energy and Unefuses are used, íhen ií is necessery to mclude e>ara tuses in the direcicurrenl circuit.
For thyrisiois or díodes Ín parallel, each unít shoultí have its respecüveshort-círcuit fuse. When Iheie are mote ihan three parallel units ¡tmusí be expecled ihai dtíeciive thyrísiors (diodes) will be selectivelyswitched out. If ihe termina! voliage is larger ihari íhe nominal vollageof ihe fuse, then íor shon-círcuii pfoieclion íhe fuses can be conneciedin series. U is íhen necessary 10 ensure curienl-overload prolection bymeans of olhei eiements, because due to E spiead in triggering, onlyone fuse swhches oui.
Current regulation
In sysiems wíih consianl currenl regulaiion i¡ ¡s possible 10 exceed theconlinuous load curren! for short times only. Thís acís simultaneouslyes currenl-overload proieciion. Hov^ever, Ehod-circuíis can In generalnol be conlrolled by a regulaior.
Trigger-puls-suppressíon
The irigger-puls-suppression Ís an addilíonal means of gating. ll sup-presses Ihe ihyrÍEtof gale pulse if the load cunen! ¡s exceeded. Toprevenl iriggering by single, shon cunenl v=rialions, Ihe Ingger-puls-suppreEsion is conslrucied so ihsl pulses up to 3 ms will noi causetriggering. The trigger-puls-suppressions funciion períecily only whenIhe blocking capabiliiy of the thyrisloj Ís reíained after overload. Afieroperation v^here Ihe máximum/3; valué or máximum surge on-slalecurrenl is anained and Ihe thyrisior leniporarlly looses ¡is blockingability, the trigger-puls-suppfessíon is useless.
Ewítch with bimetailic reléase
Bimetsllic releases are approprj'ale as currení-overioad proiectíon forminute time scales. The r.m.s. valué of íhe losd cunenl determinesreléase.
Magnetic current-overioad reléase
Magnetic currenl overload releases are actívated immedialely theselecied reléase currenl threshold is eiceerfed. Fot operaiion with self-swhches, íhe swilch-off time lies in íhe ran^e 40—100 ms. The míni-mum release-curreni ihreshold for operaiion wilh sell-swiiches is forsome Ihyristors 2.5, for oihers roughly 10 limes íhe threshold for íhecorresponding bimeíallic relay. For Inwer threshoids Ihe cunenl-over-load relays 2UG1, 3UG2 are recommended. These can be used loswllch self-swiiches.
Rapíd Swítches
Rapíd sv^ilches are convenis-m lo sv/ilch oui large direcl currents. Forexample they are used in reversible engines.
Current Irmitaiíon
Should s conve.ler be loo large then, among other Ihings, íhe impedan-ces oí the power supply can limít Ihe curren! sufíicienily so ihatswítching out is possible wíthout extra proíeciive eiemenis.
Voltage-oyerload protectíon
Curren! varialions ín mains induciances can lead to overload voltagesexceeding íhe máximum repelitive peak blocking voliage of the ihy-ristor.
Repelitive voltage-overload peaí;s occur afier reversal of íhe thyrisioron-state currenl (TSE = hole-slorage-eííecl). Occasional energelícvoíiage-overlosd peaks can occur for example: when a non-Ioadedtransformer svviiches on and off. when induclive or capacitíve eiementsswitch, when proteClive elemenls swíich out, when field variatíonsin d.c. machines occur, when dischafges orlíghlning in overhead-lineslaket piace, and so on.
Large rales of rise of voliage can occur when !he converler ísswitched on, and duríng operaiion. Should ¡hese exceed !he crilicalvalué (4.6) ihen an undesired and in admissible iríggenng oí ihethyrisior could resuli. Thus ihere are severa! basic points concerningvoliage behsviour, lo be considered In Ihe construcción of íhe con-venef.
Voltage Safety of Circuit Elements
Líne-commutated converter
Ín case the user has nol made any speciai reslriciíons, then are vol-tage overloads i.e. departures from íhe nominal peak valué U oí íhemains aliernatery voltage for shon limes, see graph, lo be consideredas normal (c.f. VDE 0160).
25-
The circuii eiements musí be such that ihey maíniain their funciionin spile of voliage overloading in íhe parameler región below curve1. For voltage overload Ín íhe región between curves 1 and 2, operationcan be ¡nlerrupted by proteciive elemenis but íhe circuil eiemenisshould nol be damaged. From operalional experience, íhe voltagesalety-factor for thyrisiors in line-commulaled converters (this faclor!s deííned as íhe ratio of máximum repelitive peal; blocUng voltage[1.1] lo íhe peak valué of the terminal voltage) should lie between 2and 2.5. As far as il ís economically feasible íhe upper valué should beaimed íor. Should an extra voliage-ovsrload proieciion be presen!,
35
Explanatory Notes and Design Data
• the voltage safety-factor can be chosen somewhai smaller. This re-duction corresponds to ihe specífic arrangemenl of the protectivecircuit.
Forced-commutated converter
Forced-commulated conveners are powered for example by batteriesor leciífier ouipui. In tríese cases the voltage-overload level, forappropiiate círcuíl constructíon, ¡s much less than on maíns ope/ation,Depending on lhe apptícatíon, voltage sai e;y-fací oís oí 1.5—2.5 areusual.
ümitíng of the Rate of Rise of Load Current d/'/dí
Converters wllh thyristors should always be connected lo mains ví,transforméis or chokes.
tale oí rise as weil as switcn voitage-ovenoaa ¡rom mains.
When a 3-phase choke is used, the choke power is calculated es foNlows:
TSE Circuit
Voltage-overload peaks due to the hole-storage-effect (T3E) occurperiodically where non-negligíble ínductances eiíst ¡n the commu-taiion cífcuít. This is ihe case because oí the necessary límiíaiíon ofihe rale of rise of load curren!, except in single phase circuiís wtthohmic load.
To preven! theseTSE voltages írom exceeding the peak blocKing volt-age, some method of voltage línitaiion mus: be used. For noimalmains operation (u* = 4—3%, f - 40—60 Hz, d/'/dr lelatívely small)this can be accomplished by the sepárale protectíon of each círcuitelement by RC elemenls. When the TSE protection has been correctlyconnected, such elements reduce the voltage to acceptable levéis anddecteases the voliage ote oí rise. The resistance musí be such :hat thecapacitor discharge curren!, on triggering the thyristor, does note>ceed ;he máximum valué of the turn-on curren! (see 4.4).
For general purposes the RC elements described in 7 are adequate.Only fof induclively-Ioaded single-paih circuits musí the protectiveresistance be matched to the load ¡nductance. It is calculated as follaws
For parallel and series connection of thyrístors see informaron con-tained ín the appropriate sectfon (p. 37, 38).
The protective resisiance which limits the discharge current oí theTSE capacitor* causes, duiing operatlons, extremely rapid voliagechanges over the positively-blocked thyristors in the circuit. Thesevoltages can become so large that in conjunción wiih positive voltagejumps (as. íor example, those which arise on commutation) they cantrígger ihe thyrisíor.
The initial rate of vohage rise is given as
" voliage diop ac'Oisifiylsior" P'clectivc iBsislsnCB o¡ Ihe TSE c
pfiase itray-íntíucíanoe
In the diífetent conveiter circuits, the voltage acioss the thyristor isdetermined not oniy by the stray Ínductances and the thynstor /?Ccircuí!, bul, because coupled circuí! paths exíst.lhe damping resistanceand protective capacítance must be consídered in calculating theequlvalent-stray ¡nductance of single circuit.
Equivalen! valúes fot the rnost common circuits
¿' =
C' =
/?*-
Single-phase
half wavecircuí!
L^L,
C
fl
Single-phase
pulí wavecírcuil
2¿s
C
fí
Single-phase
Bridgecircuit
¿S
2C
R
2
Starcircuit
2¿s
C
fí
Three-phaseBridgecircuit
2LS
5
3
3
5"
La * SRioothing inducianc? in d.c. CÍriuit¿. * ;!iay inducíante of icc;ilier Iiínsíormef, or rnaíns ctto'.e
If the voltage rate of rise is larget than the critica!, then another typeof protection (e.g. bndge circuit) must be chosen (see parallel andseries connection of thyristors).
TSE Circuit for thyristors in forced-commutatedrectifiers
Because of the large variety of requirements on the thyristor in diífer-ent applications, it Is not possible to make general statements aboutthe appropriate protections.
Thyristor appíicalions wíth relatívely small d//dí requirements
The protection circuit in this case can be chosen as for mains operaiion
Cst= 2.5 nF * mean thyristor curtent (A).
K is chosen so that the repefilive tuin-on current as lisTed ín A.¿ ís not
Applications wíth larger di/di requirements
For thyristor applications where ai ¡di is large, the circuits descríbsdabove are not appropriate.
The circuil shown here can be used to limít thfi voltage transíents toapproptiate levéis.
Ct and fJ\e their normal valúesCj ¡s 1—2.5 nr • mean thyristor current (A)/í, as given above
C; and f!- and the diodc act as an entra circuit which plays a rote onlyon commutation, because for on-state thyristcr operation the diodeprevenís the capacito» díscharging. Henee R3 can be chosen smaHetthan fí¡.
r cifcmis, the vo'iage actoss tht ihyrisioi is;>.t E::EV nd-ríances and Ihe thyrisiot fíC'eí CIF:.-'! L3lhsc»-El. the dampirig resistanceict rust be cO"-£ide'ed in cslculaling theitt of single cireun.
¡i-.oie-phaseiH v.-avecírcuit
2¿s
C
R
Single-phase
Sridgecircu't
í s
2C
R
2
SiaiCJrCUi!
2L,
C
fí
Three-phaseBridgecircuil
2L,
5
3"C
3
5 R
i£ la-n?r i .ar 1*1 e etílica! then another lype• c-'Cu".) r-u$i be chosen (see parallel and
•ristors Ín forced-commutated
Ely of rsqj ¡r emesis on Ihe Ihyrislor in differ-! pess-2i£ lo m&í-í general statements aooui
w'ilh relatívelv small di/di requiremems
•iü> este can be c^osen as íor msins opeíatíon
seiiiív't tJ-n-or- c-rrem as listed in ¿.4 ¡E not
C'
luH'ani'es, l*iai i^it tepEtitive turn-on cutrenl:c^d eqjelior, cjaranties a damped voltage!jt i! ñ' Ehouic be chosen snd used lo cal-3t Tht i'ans'of^-aiion {¿', C'J — (¿. C1) canng iht ta&le.
rthsie di ?dí ¡E '2'ge, the circuus descn'bed
ín be used to 1:~<1 the voliage transients to
flr.c /?, have thti' normal valúesi& '.—2-5 nF • rr.een ihyrisior current (A)¡¡i s'^fí abovt
scí ss B-. exlra ci'tjit which plays a role only„• tj' c-.-siaiL tf.y-isiot opeíaüon ihe diodeif 'P'^S Henee /?; can be chosen Emalleí
í;
i
Explanatory Notes and Design Data
Ususlly the (ollowing reíólion ÍE reasonsble
fj¿ — 1 — , (transformaron lo /?¡ from lable p. 36).
C- ¡s chosfen so that an oscillation above ihe accepiable voliage{¡f necessery, on consideralion oí Ihe du,'dl requirements oí othetihyrísiors ¡n ine citcuil) ís prevenied
1
f = írequency {C= musí be discharged befare use).
Voltage overload protection against occasionallarge voltage peaks from mains
The TSE circuí! is, ín general, so riesigned ihat íi damps Ihe relaiivelysmall repetitíve voltage overload peaks which are due solely lo Iheleverse recovery properlies oí ihe ihyííslor. The occasionsf la'ge volt-age overload peal;; which aiise for the ressons memioned above,thus tequíre extra proiective measures.
Voliage overload protection
conEÍEts of a bridge circuí! wilh a subsequenl senes circuil oí acapacitor and a íesistance.
LLJ' \*J'
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L
i
1[The capacitor C( oí ihe circuil should be such thal it can ahsorb [hemsonetic ene'sy oí the tectiíier Uansíotmer v,ilhoul the voltsgs ex-ceeding the máximum peal; blocf;ing voíiaot oí the ihyíi&tor. 7o dampIransients a dsmping íesis'.ance rs included. Tne prottclive circuil isccnnecied to :he thyristo' vía an sutilie^ reetifier bridge consisiingof diodes wilhfast responie sothai on iricagring capacitor dischó'gesv.ill be avoided. Because ihe capacíioi can discharge only in the d.c.circuil a discharge leEisiance ÍE necessary.
Siemens seleníurn voliage overload límiter type PS6—PS^OI
S&lcnium voltagc- ovcrload limííers a<e símiicntíucto» elemen'.í íorv.-hich the steep branch of the bloctinc chs'acíerislics is used, lopffeverií voltage overloári. Depentíing on the necessary timüing voliage.thty consist of one or more voliage ove'loso limiler plates. v.-hich confas pul togeiher in the same way as selenium icctífier columris. Thevoüage overload limiter píate exhibiti a "f:nee" ¡n ihe bloc'ingcharaciefistic. Operation takes place on the che'acte'isüc belov. tuis^nee, EO ihai Ihe nominal blocWng currer.t passing ihrougr- the vc'tas^ovsrload limiier ÍL ielsti«Iy small. Should, ES a resuli of a voltageoverload pulse, ihis í:nee on ihe chgr£clenstic¿ be exceeded. then theblochng currt-nl increases greatly and, because oí linite internalreusiance, lirnitEthe pulse peaKs Th£ pulse EnetgyiE thereby dissípatetías Heoí ir, the píate (see also iiemens selenium limiier 1571/72
ristors ¡n para I leí and series circuits
ThyristorE ¡n pgrallel and seríes circuils leatí 10 gieater rectiíit-' powefPt'fOJfr.ante. Similar lo Ihe case oí diode rectiíteis. Ihe sietic curten!snd vo'tagfc disiributions musí be conside'td. Also the tiynamic diS-fibLtions should be crjnsitlered.
Parallel círcuit
Parslle! Ihyrislors c&n, becsuEe oí their spread on-state p'opertieslead v.-idely varying currents. iherelo-e Ihe calculated load currenimusí be leduced. li is ressonable 10 construct ihe reclifier so Ihai íor6 m&'imum current redjction oí 20?- no ihyristor case temperelureexcescs Ihe limiling valué This can be achieved by means oí seriesresistance (branch fuses). current chol.es, and also through reduclionof spread ¡n ihyristot on-stale voltagt or exchange, oí thyristors wilhihose of anoíher branch. Furthermore the equality of inductance íneacn. thyristor branch should be appro):¡maied. For difieren! induc-íante valúes Ihe eurients in Ihe diífeient thyrisiors inervase ai differ£nirates lo their final valúes. Thus Ihe period-avereged thyrisior currentscan vary widely. ln general e cunenl reduction to 80% is appropristeif branch fuses are atjached lo each Ihyristor.Al! pé'allel-connected thyríEtors musí be gaied símultaneously wilhE pulse hsvíng a rale of nse at leasi 1 A/JÍS, rising 10 1 A for thyristors5Sl r,. 10 ESt ñ .., for consumer Ihyrisiors 10 a valué 3—5 limes Ihemaiímjm triagei curren!. Thus ¡he gateconirolled delay time (see aUo-.3 and d.ogram 20} as wel! as diíle'ences in Ihe dislribution of theI&ad currenl are t.epl small. Never.heless ¡I ís possible ;hat al: TSEccpacitors oí a nurr.ber of paraüel-connecteri fhytistors wil' dischargeIhrough the thyistor which triggers íirst. This cap&citor dtscharge isnot dangerous as long as the turn-on cunenls (see £.¿) are noiexcetbed. Should discharge currents v. hich are loo large sppeai,chol.es preventing capacitor discharge through thyrisior can be ap-plied (see diagram). Tht máximum surge cuirenl is calculated aslollov/s
l/L • 2 • n
^TSC
l,..t, ' rapadlo- riitEhít0t cuireni
Fpi'U'-teritUtÜ IhtiiMWí with tUí'tr,! diíf .f.Jlion clici.?*
Instead of ihe normal TSt-cí'cuit v/íth e>nrs ch-ol.es. a bridge circuilcar. ti- used. The rectifiei bridge p'evenu capantor dísthsrge ihroughiht tn.-i.Etors.zxD-npie of a bridge circuít íor ihyristors v.itri an applied voltage
U
c, • t. -fC; • C Í E aFfí- • ~~ll - 3 E O V 500 V. utt I
oeceuse for this ci'cuit Ihe cspacilors can be c^.osen large' than forthe nr.'mal TSE cifcuil. i! is asp-opuatt to chocst- Ci so that an ei|>avoltagí ouetload p'otecüon is no lonpe' nectssa'y Further the raleo' vsi'.sge rise con be Iimned by a s-nai: enra capacitor \Mthcytdsmpino resistance.
37
Explanatory Notes and Design Data
H
Seríes connectlon
|n series conneclion wilhout RC-pfo:ectíon voltages appear acrosseach thvristor in :he static blocked stale, appropriaie to íhe spread inoíí-síate or reverse characteristícs. On commutaiíon Ihe spiead inihe thyrislor reverse recovery characterísiics determines the vollagedistribution. The voltages across Ihe ihyristors cari differ greatly. Thusthe voitage musí be distributed compulsoiily by a protection circuí!,
VVhen the recommended capacilors (with —10% spread) are used,Ihe theoretical blocking voitage (n VDRM = n VKKU) musí be reducedto 30% of ils gíven valué, so thai no thyristor has lo support (siatically)loo latge a blocking voitage. For capacítors with a ¿ 5% spread, areduction oí blocking vollage to only 90% of ils given valué isnecessary.
"o "o Thvtísiots In setitsconneciion
As ín íhe case oí parallel-connected thyristors, thyristors connectedin series should be gated simultaneously by a trigger pulse which risesto 3—5 times the máximum tricger curreni ai a late exceeding 1 A/;¿s.When the fírst thyrisioi tjrns on, the blocking voltages musí be accom-modated by íhe reniaining seríes-connected ihyristors, The RC limeconstant of the TSE circuit prevenís rapid vollage changes. The sleepirigger pulse leads lo a small spread ¡n turn-on lime so thai there isno possibiliiy of vollage overload.
Aítei Ihe main current flow, charge carríers disappear as a shon reverserecovery currenl. Clearly, íhe charge carrier densilies of the sepáratethyrisiors differ. If the charge carriers in íhe fírsl thyíistor are díschaígedihis thyrisior goes into íhe blocked state. The remaining series-con-nected thyrístors reach the reverse blocking siate because of thereveise currenl flow through íhe parallel circuit. So íhai the capacitorswill noi be cverloaded ihey should be for seríes connection roughlytwice as large as specified ¡n íhe data sheet.
Compensation of the diífersnt charge dísiríbutions takes place vía íheparallel resistances fí0. during íhe blocking halí wave. For thyristorsunder direct voltages (e.g. Chopper) the capacilors are no longereífective. The equalísation of bíocking voltage occurs by means of theparallel resistances, if these conduct approximately 10 times thethyristor blocking curtent.The normal reverse currenl of the thyrisiorsis much Icwer than given as limiting valué in íhe dala sheet, Theíollowing resistor is therefore sufücient
Í/Ln • t'fi or /D)
U± - finevoüasen • fiumber oí Ihynslors in seíies
/. or /3 iee graph 2.6
If, with the recommended TSE circuit, the vollage rate of rise is toolarge or if the thyrisiors are connected in parallel, then an appropriatebrídge circuil should be used.
Condition Testíng
The circuits shown in the figures below allow only a rough check onihe condilion of íhe thynstor. In general exac: data measurements arenot possible in :h¡s way. The circuil plan is not appiopriate (or allIhyrisior types quoted in this handbook.
Conduction test
A punch-through ot the silicon %va(er (diaQ'am 1) can be deter-mined by a difect-voltage conducüon meter (e.g. AV'íl-mulliíet). Forthyristors with no íaulis, the conduction meter shows a large r»s¡siance
33
between the anode and cathode for both polarílies. For íhe gatingcircuit a similar check is nol always unambiguous. Very large resist-ances Ín both directions indícate ¡niernal inierruptions.
I Aixoe
Gaie co
je™
Positive and negativa Blocking voitage test
The positive and negative blocking voitage can be determined wíth adirect-current círcuii as shown in figure 2. The direct vollage sourcemus! be ab!e to deliver a variable voltace in the range O—1800 V,for a current with máximum valué 60 mA.
30IQ
First oí all Ihe ihyrisior is heated lo ils máximum operational tempera-lure. Then the direct voltage is increased continuously to íhe máxi-mum repetilive peak blccking voltage. The blocking cuirent as definedin 2.6 tTechnical data) m^st not be exceeded.
The blocking charact&ristic can be vísually presented by means of acathode ray oscilloscops. The thyristor under test is dríven wilh 50 Hzalternating vollage.
The measorement is cafried out wiih íhe círcuit shown in figure 3.A variable alternating vollage with peak valúes in the range O to1SOOV is needed. For hígher biocking thyrisiors íhe circuit is to bevaried appropriately. The 10V.O proiective íesisiance should, on Ihetríggering of the thyíistor, prevenl damage to the dgvice by exceedingthe bieakover voltage.
O D T800v.
Fíg.3
On-state voltage test
The measuremenl of *,riyristor on-siaie properties wilh direct currentrequires a d.c. source wilh a small outpul voltage and large current.The measuring circuit is shov/n in lig. ¿. For larger ihyristors the circuílis to be varied appropriately. As soon as the lesl cunen! ¡s esiablished,the thyristor is turnee1 on by a shon gating current. The load curren!is set «tacily and the en-state voliags measured. Because Ihe thyristorshould be heated as Mt'e as possible, apptopriaie cooüng should beprovided and lesting '.'¡me fcept short.
D 2 Fl x O ü
ANEXO D...Pagina 1
HARZO 10 90
00000000
OOFOOOEOOODO
0093 =0090 =003D =
008B =003A =OÍS? =CKS8 =0087 =0033 =0082 =0081 =0080 =
0007OOD¿OOD50004OOD30002OODO00&OOBBOOBA
¡IT IS A LIST OF THE REBISTER AND BIT NAHESjKlTH THEIR CGRRESPONDIN6 ADDRtSSES. TOSE HAY;BE SPECIFiED AS PART OF THE A6SEKBLER COK, OR¡MOVED TO THE END OF THE 8051 TABLE FOR GREATERjTRANSPAREÍíCY,
Uiíil
í;fC3-5Í
iB:ACC¡PSK;IPC:P3:IEC¡P2;SBUF¡SCOK:Pí:TH1¡THO¡TLlíTLOiTHOD;TCDN:PCQHsDPH:DPL;SP:PO:
i¡HOS-51
iCY;ACíFO;RS1:RSO¡OV:P;PS:PTi:PX1:
CPUHOF
¡WííW!
INTERNA!.
EQUEOUEQUEQUEQUEQUEOUEQUEQUEQUEQUE6UEQUEQUEQUEQUEGUEfSJ
.EGUEGUEOU
1NTERNAL
EffJEQUEGUEQUEQUEQUEQUEffJEffJEQU
'8051.TBL11
"INTB"
iímiíunü!
REBISTERS
OFOHOEOH
'ODOHOB3HOBOHOA8HOAOH9?H93H?OH8W8CHBBH8AH8?H33HB7H83H82H8ÍH80H
BIT ADDRESSES
OD7HOD6HOD5H004HOD3HOD2HODOHOBCHOBBHOBAH
jB RE6ISTERjñCOííLfLATOR¡PROSRAH STATUS KJRD
ilKTERfíiPTPñICHíTY¡PORT3¡INTER8UPT ENABLE¡PORT 2jSEND BlfFER - • -¡SERIAL COHTM.¡PORT i¡TlfER 1 H!BH;TIMER 0 H16B¡TIHER 1 LDrfjTIHER 0 LOW¡T1KER ^DE¡TI^R CON'TfíOl - • •¡POKER CONTROL RE6ISTER;E)ATA POÍKTER KISH¡DATA PQINTER LEM1
¡STACC POINTERjPOñT 0
¡CARRY FLASjAUXILIARY-CífiRY RAS¡USER FLAS 0¡R-E6ISTER SELECT H3B¡REBISTER SELECT LSBÍ0VERRQH FLASiPARITY RAS¡PRIORITY SERIÍl PÜRTjPRiffilTY Tií€R i
¡PRIOÍttTY EHERHAL 1
ANEXO D...Página 2
QOB9 = PTO¡ EffiJ OB9H ¡PRIORITY TIHER OOOB8 = PXQ: EffJ OB8H ¡PRIÜRITY EXTERNA!. OOOflF = EA: EGU OAFH ;ENABL£ ALL INTERRUPTOOAC = ES; EQU OACH ¡ENABU SERIAL INTERRÜPT
OOAB = ET1: EQU OABH ¡ENABLE TlhER 1 IKTERRÜPTOOAA = EXi ; EDÜ OAAH jENABLE EXTERNA!. 1 IKTERROOA9 = ETO; EQU OA9H ¡ENABLE TlhER O INTERRUPTOOAB = EXO¡ EOU OA8H ¡EHABLE EXTERNAL O INTERR009F = SrtO¡ EQU 0?FH ¡SERIAL HODE O009E = Srll: EQU 09EH ¡SERIAL HüK i009D = S«2¡ EEXi 0?DH ¡SERIAL HQDE 200?C = REN: EQ1J 0?CH ¡SERIAL RECEPT1QN ENÍ3LE009B = TB3! EOÜ 0?BH ¡TRAÍ^IÜ BIT 8009A = R^¡ EQU 09AH ¡RECEIVE BIT BOW= TI: EQU OWH ¡TRAHSKIT IKTERRÜPT FLAG<m = R I ¡ EQU 0?8H ¡RECE1VE INTERRUPT FLA6008F = TFÍ¡ EOJ m\R i Q'OTLO ' FLAGOOBE= TR1: EQU 03EH ¡Tllfíí 1 RUN COH1WX. BIT008D = TFOí EGU 08DH ¡TíHER O OVERaffi FLA5008C = TRO! EQU OSCH ¡TIf€R O RUH CONTROL BITOOSB = IEÍ¡ EffJ 08BH ¡EX) INTERR, i ETOE FU«
I TI: EEXJ 06.AH jEXT INTERR, 1 TYPE RASÍEO¡ EQU 08?H ¡EXT INTERR, O ED6E FLA6I T O í EQU OB8H ;EXT INTERR, O TYPE FLA6
0030= POOí EQU 080H iPfflTICO O / PIN O0081 = P0i¡ EQ'd 031H ¡PÁTICO O / PI(f 10082 = P02; EQU 032H ¡PÓRTICO O / PIN 20033 = P03; EQfJ 0^3H ¡PÓRTICO O / PIN 30084= P04: EOU OS4K ¡PÁTICO O / PIN 40085 = P05i m 085H ¡PÓRTICO O / PIN 50086 = P0¿¡ EQU 03SH ¡PÓRTICO O / PIN 60087 = P07: EOU OB7H ¡PÓRTICO O / PIN 7
QCW = PiOí EffJ 090H ¡PÓRTICO 1 / PIN OOOVÍ = Pili EQU 091H ¡PÁTICO 1 / PIN 1OOV2 = P12¡ EQU OV2H ¡PÁTICO 1 / PIN 20093 = PÍ3; Eí?J 093H ¡PÁTICO 1 / PIN 30094 = P14¡ EQ'J 094H ¡PÓRTICO 1 / PIN 400?5 = PÍ5¡ EGU 095H ¡PÓRTICO i / P IN 5CW6 = Pió; EQ'J 0?6H ¡PÓRTICO 1 / PIN 60097 = P17¡ EffJ 097H ¡PÓRTICO i / PIN 7
ODAO = P?0¡ EffJ OAOH ¡PÁTICO 2 / P3N OOOAi = P21¡ EQU OA1H ¡FÓTICO 2 / PIN 1OOA2= P22i EQU OA2H ¡PÓRTICO 2 / PIN 2OOA3 = P23¡ EÍ?U OA3H ¡PÓRTICO 2 / PIN 3OOA4 = P24¡ EQU OA4H ¡PÁTICO 2 / PIN 4OOA5 = P25¡ EffiJ OAKi ¡KKTJCO 2 / PIN 5OOAÍ> = P2¿! Effü OA¿H ' ¡PÁTICO 2 / PIN ¿OOA7 = P27: EQU OA7H jPORTICO 2 / PIN 7WBO = P30: EQU OBOH ¡PÁTICO 3 / PIN OOOBi = P31¡ EQU OBÍH ¡raRTICO 3 / PIN 1
Af€XD D...Pagina 3
OOB2 = P32: EGU OB2HOOB3 * P33¡ EQU OB3HOOB4 = P34! . EOU OB4HOOB5 = P35: EDU OB5HOOB6 = P36¡ EOU Q36HOOB7 = P37: EDU OB7H
¡PÓRTICO 3 / PIN 2
J P O S I I C 0 3 / P I N 3¡PÓRTICO 3 / PIN 4jPORTICO 3 / PIN 5iPOHTICO 3 / PIN 6jPORTICQ 3 / PIN 7
jimmmmmmmmmmummumtmmm
0000 CR60000H0000 8024 SJH? INICIO0003 OR6 0003H0003 020382 LOH? SINCROOOOB m OOOBH0008 020532 LJhP flLFAOOÍ3 OR6 W13HOOÍ3 0204DO LJÍf TECLADO0023 ffiB 0023H0023 0203?3 LOH? SERIAL
¡ííitíítíHUtttlURUTINA
0026 DR6 002¿H
0026 ' INICIO;(026 D2D3 SET8 RSO0028 C2D4 CLR RS1
002A7&FF • HOVR5,IWH002C D2M £TB RSiÜ02E7DFF mVR5,K)FFH0030 C2D3 aR RSO0032 C2D^ CLR R3Í0034 7B20 ItíVRO^OH00367600 «OVÉííOfIOOH0038 08 INC RO003? 7600 ftOV §RO,*OOH003B 08 m ROM3C7600 nOVÉROjWOH003E7BB4 KOV R3,IOB4HOM07590FF M P1,«FFH0043 E5?0 HOV A,Pi0045 5403 fftfltM3H0047 PC KOVR4.A0048758128 HQV SP,W28H004B D2D3 SETB RSO004D E4 CLR A004E F5AO HW P2,A0050 7F11 «OVR7,*11H0052 7E11 rttt R6f*UHOOM C2D3 CLR RSO0056 7B07 KWRO,I7H
DE AUTOVERIFlCACIOHiHíHUítít
0058 77EF LAPSO: HOV RÍ,*OEFH jCFH RET^M DE DAIPUiY005A 9Í2C KSÍ: ACALL DI5PLAY
ANEJCD D...Pagina 4
005C C2D3005E D?FA00¿0 D2D300¿2EFOOÍ>3 24110005 FF00¿6FE0067 C2D30009 DBED006BC2AF
OOÓD 7580FF0070 7590FF0073 75BOFF007¿ D2D30078 7F12
007A 7E34007C C2D3007E 7VFF0030 9Í2COOB2C2D30084 D9FA0086 900AOO008? EG008A93003B D2D3008DFF003EC2D30090 EC0091 900BOO009Í 930095 D2D30097 FE0098 C2D3009A 7BFF007C912C009E C2D3OOAO D8FA •OOA28002
CLRRSOmi RI,DOSÍSETBRSOMOV A,R7ADD A,IUHrtOVR7,AmVR6,ACLRRSODJNZ ROjLAf^
INICIO! ¡OREAHOV POjíOFFHHOVPÍ,K)FFHmVP3,íOFFHSETBRSO
«OVR7,W12HHOVRé)K)34HCLRRSO
LL; IlOVRi^OrFHD032:ACALL DISPLAY
aRRSOMI Ri,DOS2H3V DPTR,«OAOOHhOVA,R4K9VC Aj&HDPTRSETBRSO^'R7,AOJÍRSOÍW A,R4rtOV D?TR,*OBOOHHOVC A,8fttDPTRSETBRSOHQV R6fACLRRSO
HOVRO,iOFFHI0£¡ ACAa DÍSPLAY
CLRRSODJNZ RO(IDESJH? LAZO 5
ffí DEL TIPO DE FUENTE DE ALIMENTACIÓN AL CONVERSOS¡ESTÁTICO DE POTENCIA AC-DC,
DE
OOA4 80C5 INiC101Í!&JMP INICI01
OOA6A283OOA3 40FCOOAA E580OOAC 5438OOAE700DOOBO 74DFOOB2 B580FDOOB5 C2B4OOB7 C293
LAZOJiHQV CfP03JC LAZO_5HOV A,POAfL A, I38HJHZ TRIFASICMDVAjWDFHUZOJtCJHE A,CUP34CLRPÍ3
,PO,LA2Ü_F
D...Paginé. 5
OOB9 D202 SETB 002HOOBB 803B SJí
¡ÍÍIWHWWÍDETECCIDN DE SINCRONIZACIÓN TRIFASÍCAWWW
OOBDOOB9C292OOBF C202OOC1 74F7OOC3 B530FD0X6 74FFOOC8 B5BOFDÓOCB 74FBOOCD B5BOFDOODO E580OOD2 54F7OOD4 F8WD5 74FFOOD7 B5BOFDOODA BB£704OODDD2MOODF 8007OOEÍOOEÍ B3D7COOOE4 C293OQE¿ C2MOOE8OOE8 74FBOOEA B5BOFDOOED E580OOEF 5SOOFO B4C7B1OOF3 74FFOOF 5 B5BOFDQOFBOOF8 7955OOFA 7FF9 'OOFC 75AOFFOC^F D2D3OiOÍ 7C030103 D203
TRIFASIC;CLRP12CLR002HH'OV A,*OF7H
HAITJ:CJNE A,PO,WAÍTJHJv1 A,*OFFH
LAZOÍ!CJNEA,P3,LAZOIHOV A,»OFBH
HAITJfWNE A,P3,W1IT_2HOV A,POAt£. A,Kf7HMOVROjA
KDV A,»OFFHLAZQ2:ÍX1NE A,P3,LAZ02
C0í€ RO,íOE7H)NOÍiljSETB004HSJtf FOLLOHI
NONJ>OS:DiieFíOítoDyHíiNic:CLRP13CLR004H
FOLLOHI íHOV AjtOFBH
WAIT SiCONE A,P3jlíAIT 3"HOV A,PO
ANLA.ROCJNE A,*íX7H,3NICI(HOV A,iOFFH
HAIT4¡CJNE ft,P3,(íAII4FO.LOÍ!
HOVR1,I55HHDVR7,*OF9HHOV P2,KOFFHSETBRSO
HOVR4,I3HSETE003H
i FIN DE RUTIHA DE AUTOVERIFICACION
j ETAPA DE INICIALIZACIOK DE REGISTROS Y BUS DE CONTROL DE
; COMÍ DEL
j0105 D2AC SETB ES j HABILITA INTERRIFCICSÍ SERIAL0107 D2BC SETB PS ¡ ASI6NA PRIORIDAD A LA INTERRUPCIÓN SERIAL0109 D2B9 SETB PTO ; ASIBKA PRIORIDAD ñ LA INTERRUPCIÓN Da TIHER O010B C29B CLR TB8 ; BIT DE PARADA M0"010D D29E SETB SKI ; M) DE TRANSMISIÓN 1 '8 UAflT"OiOr D29D SETB SK2 ; ASEGURA TRAH3KISÍQN SERIAL C0!l W ALOJADO BIT
ANEXO D...Pagina ¿
DE PARADA,
0111 758921
0114 758DFE0117 758BFEOiifi D28E
011C D2B3QUE D2880120 D28A0122 C2890124 C28B0126 C23D0128 C28C012A D2A3012C D2AA012E D2AF0130 8003
0135
01350135 C2D40137 C2K0139 300914013C 78FF013E 7599F10141 D2D30143 7F330145 7E3301470147 912C0149 C2D3014B D3FA
014D 020135
01500150 300A140153 7599F2OÍ56 78FF0158 D2D3
HOV TMOD,ii2IH j INICIALIZACIQN Da TlféR 1 EN a fóDü 2i Y DEL T1KER 0 EN HODO 1 (16SITS)
MOV THíjIOFEH j PftRA GENERACIÓN Da BAÜD RATE [9¿03 BA'JDIOS)HQVTLljtOfEH ; FUNCIONANDO EL HODO DE AUTEKAÍÍ6ASETB TR1 j PONE A CORRER a TIHER 1
¡mmmmmimmmmmmmummummmmmi
SETB PXO j ASISTA ALTA PRIORIDAD A LA INT.EJÍT.OSETB ÍTO j ESPECIFICA DETECCIÓN FQR NIVa DE INTOSETB 1T1 i ESPECIFICA DETECCIÓN POR FL<¥£0 DE INTICLR IEO i BORRA LA BANDERA DE LA INT.EKT.OCU I£i J BORRA BANDERA DE U INTERRUPCIÓN EXTERNA 1CLR TFO j BORRA U BANDERA DEL TIttER 0CLR TRO ; DETIENE LA OPERACIÓN Da TlfER 0SETB EXO ¡ HABILITA INTERRUPCIÓN EXTEFÍÍA 0SETB EX1 i HABILITA INTERRUPCIÓN EXTERN 1SETB EA ; HABILITA TODAS LAS INTERRUPCIÓNSJH? PR-INC
-ítíÜiiUíítnnííUHíPREím^PRINCIPALnUítíílíUUÍÍÍÍlínjíimmimíiuittmíummiítmíttmiiímiíriwííim»ijrtON'ITaREO DE FALLAS DE FALTA DE FASE (TRIFÁSICO Y MONOFÁSICO),;SOBf£VOLTAJE, S08ÍÍECÜRRIESTE Y SEKALIZftCiON Bí DISPÍAYS,
iJORG 0135H
PRINC:CLRRS1CLR RSOJN3 009H,OKEY1MOV RO,K^FHWV SBUFjIOFÍHSETB RSOmV R7j*33HKíW Ré,#33H
FAUA3:ACALL DISPLAYCLR RSODJNZ RO,FALLA3
; HQV SBUF,*OF1H ití l í tt i í ímtíííftFALLA TRIFASICAftIÍÍIUtLJÍP PRINC
OKEYÍ!JNB OOAHjOí;EY2«OV SBUF,*OF2HÍOVRO,tQFFHSETB' RSO
AteXOD...Pagina 7
OÍ5A 7F1101 5C 7E11015E015E 912C0160 C2D30162 DarA
0164 020150
01670167 301014016A 7599F5OÍ6D 7BFF016F D2D30171 7F880173 7E880175 912C0177 C2D30179 D3FA017B 020167
OÍ7E 3011140181 7599F60184 78FF0186 D2D30183 7F99016A 7E?V018C 912C010E C2D30190 D8FA03?2 02017E
HOV R7,I11H
HOV R6,tllHFALLA!:
ftCALl DISPLAYCLRRSODJNZ RO.FALLAi
j HOV SBUF,*OF2H ¡LJHP OKEY1
OKEY2¡JNB 10H,OKEY3
HOV SBUF,*OF5H ¡HOV ROjtOFFHSETBRSOHOVR7,*™HOV R6,*B8H
CORRIENsAGflLL DISPLAYCLRRSODJNZ ROjCORRIENLJH? O^Y2
OKEY3¡JMB 0[1H,OÍH4HOV SHJF,WF6HHOV RO^OFFHSETBRSOHOV R7,*?9HHOV R6,*99H
VOLTAJEiACflLL DISPLAYCLRRSODJNZ ROjVOLTWELJÍP OKEY3
UÍUtmtlUíHFASiAHONOFASICAtlílítílMil
ÜMÍIÍFALLA DE SOBRE CffiRIENTEíUMíííUÍ
iíííííüíFñLLA DE SOBRE VDLTAJEltWWWI
¡K3 HAY FALLA AL@J^} SE ACTUALIZA DATOS DE RETARDOjSE VERIFICA IDENTIFICACIÓN DEL EQUIPO.¡SE DIRECCIÓN CANALES DE SOEfiEVOLTñJE Y SOBñEOÜRRIEKTE¡SECARLAS Y CO^ARAR CON LOS
0195 93¿D0197 C2D30199 E590019B 5403019D 6C017E 70F5OlACí 75AOFF01A3 E5BO01A5 53B01FOÍAS 54EO01AA F5FO01AC 53B01FOÍAF C287ÜIBi 7B6401B301B3 EMO01B5 D8FC
OKEY4! ACALLBUSOTACLRRSOHOV A,P1A^fu A,*03HXRL A,R4ONZ or£Y4
MOV P2,*OrFHHÍJV A,P3fiHL P^tiFHñít A,*OEOHHOVB.AAW- F3,*1FHCLRP07HOV RO,»64H
READ_COR;HOV A,P2DJNZ RQ,READ_COR
0CXOD...Pagina 8
0187 C2D701B9 D2D301BB 9DOÍBC400901BE C2A^OiCO D21001C2 43800701C5 D28¿
01C7 D28501C9 7864ÜÍCBOÍCB E5AOOICD DacCOiCF C2D7OÍD! D2D40103 D2D301D5 9D01D¿ 4009OÍDBC2AFOÍDA D21101DC 43800701DF D28¿
CLRCYSETB RSOSUBB A,R5JC APRESCLREASETBOiOHORL PQ,W7HSETBPO¿
jSJft? INICIO
ARRES; SETB P35
HOVRO,I!¿<HREAD VOLí
WA,P2MI RO,READ_VDLCLRCYSET8RS1SETB RSO9JBB A,R5JC BIAÍÍCLREASETB 01 1HÍKL PO,«07HSETBPO¿
¡SE HABILITA Ní£VAHEKTE A DISPLAY Y SE REESTABLECE a CANAL QUE¡Ha SIDO aEBIDO PARA a SISTEK^ DE AD3JISICIOH DE DATOS.jSE CDWIERTEN LOS DATOS DE HEXADECIKAL A "KD" PARA LUSTRARLOS;EN DISFuAY, MONITOREA LAS KWDERAS DE COMUNICflCIOH SERIAL Y DE¡TECLADO,
OÍE1 C2D7 BIANiCLR CY01E3 D287 SETB P0701E5E5FO HOVA,B01E7 53BOÍF AHL P3,f01FH01EA 42BO {H. P3,A01EC C2D3 aR RSOOÍEE C2D4 CLR RSÍ01FO 200F12 JB OOfH,TEaE01F3 EB füV A,R301F4 90DAOO H3V DPlR,tOAOOHOÍF793 H7^A,&^DPTR01FB D2D3 SETB RSO
OÍFAFF KOVR7,AOÍFB C2D3 CLR RSO01FD EB tW A,R301FE900BOO HOV DPTRjífOBOOH0201 93 rtQVC Af§A^DPTR0202 D2D3 SETB RSO0204 FE nW R¿,A0205 D2D3 TECLE¡SETB RSO0207 C2M CLR RSÍ0209 D2AA SETB Eü020B 912C ACALL DISPLAY020D 9Í6D ACALL BüSQTA
ANEXO D...Pagina 9
020F 029C0211 2000060214 2001170217 020135
021A021A C200021C BiDO021E 50070220 C2D70222 ABFO0224 0201350227 C2D30229 C2D40228 0202F3
022E C2D30230 C2D40232 C2010234 ED0235 54FO0237 C40238 FD0239 D2D4023B 300F52023E B40A050241 C20F0243 0202A8024¿0246 OS0247 B8010B024AFE024B C2EH024D D2D3024FFE0250 7FAO0252 0202FD0255 B902110258 FF0259 F5FO025B EE025C C2D4025E D2D302ÍO C40261 25FO02¿3 FE0264 7FAO
SETBREHJBOOOH,SGiJB 001H,TECLüHP PRINC
í¡SE ATIEKDE A UN DATO íNSfESAK) POR EL PÓRTICO SERIAL;SE DETERKINA QUE TIPO DE TOKACION IR3RESA (DATO DE MIÓ DE¡DISPARO OQMJD).
iSER:
CLROOOHACALL BiOTEJNC KAY18CLR CY«OV R3,BLOnP PR1HC
KiVlP'D tí EÍQArinl iOr uLfi nOv
CLRRS1LJMP WY1BO
jSE ATIEKDE A UN DATO lí RESAM FDR TECLAiX) IBUAL QUE EL SERIAL.;SI ES DATO DE ALFA, SE ESPERAN TRES COMO K^XIMO Y SE LOS UNE PARA¡FQRKAR a VALOR DDE Í»LQ DE DISPARO,
JTEC; CLR RSO
CLRRS1CLR 001HMOV A,R5Afi A,WfOHStíAPAH3V R5jASETBRSÍm OOFH,COU!fT2CJÍ£ A,»OAH,CQJMT11CLR OOrHLJK? DATO
COUíTiliINCROCJÍ€ RO,llHjDQShOV R6,AaRRSJSETBRSOMOV R6,AHOVR7,IK)AOHLJfP PRÍNC3
DOS; CJNERO,I2,TRESMOV R7,AHQV B,AKOVA,R6CLRRS1SETB RSOOnn< H
ADD A,BHOV R6,AMOVR7,IIOAOH
ANEXO D...Pagina 10
02¿6 0202FD0269 B803ÍF026C D2D3026EFF026F F5FO0271 C2D30273 EF0274 C2D40276 D2D30278 C40279 25FO027BFE027C D2D4027E C2D30280 EE0281 D2D30283 C2D40285 24AO0287 FF0288 0202FD028B C20F028D 0202FD0290 C2D402?2 B40A600295 D2D30297 C40278 FF0299 7EOO02?B 912C029D D2D4029F C2D302A3 D20F02A3 780002A5 0202FD
02A3 B8010802ABEE02AC C2D402AE C2D302BOFB
02SÍ 804A02B3 B8020D02B6 E402B7 240A02B9 DEFC02BB2F02BC C2D402BE C20302COFB02C1 803A02C3 B8030702C¿E£02C7 C2D702C9 940302CB 4005
LHPPRINBTRESíWHE ROji^QVER
SETBRSO
HOV R7,AMOVB,AaRRSO
HOV A,R7CLRR31SETBRSO
SHAP AADD A,BW R6,ASETBRSÍCLRRSOHOVA, R6SETB RSOCLRRS1ADD AjIOAOHKN R7,ALJfP PR1NC3
OVER; CLR OOFHLJHP PRINC3
UX?ií¿!LA.R Kbl
COHH A,fOAH,CC«íWSETB RSO
SKAPAHDV R?,AHOV R¿,K>OHAaALL DISPLAYSETBRSiCLRRSOSETB OOFHH3VRO,WHLM FRINC3
DATOiCJNE ROjtiHjTWOH3V A,R6CLRRSiCLR RSOHOV R3,ASJHPPR1NC3
TKü! CJNE RO,*2H,TRREaRñ
TRrfEliADD AjiíOíWWNZ R6,TRREi
TRRE2¡ADD A,R7aRRSlCLRRSOrtDV R3,ASJÍP PfiINC3
TRRE: CJÍH RO,I3H(OVER1H3V A,R6CLRCYSUBBA,!3H
«JC BIEN
AfeXOD..,Paaina U
02CDC20F02CF 0202FD02D2 EE02D3 E40204 246402D6 DEFC02D8 240A02DA DFFC02DC D2D302DE 2F02DF C2D3"02E1 C2D4OS3FB02E4 94FFQ2E6 700?02E8 7BFO02£A D2Í202EC D28602EE 7599FA
02F102F1 800A
02F302F3EE02F4 FD02F502F5 B1E1
02F7 300E0302FA 020700
02FD02FD C2D7
02FF C2D30301 C2D40303 EB0304 2012080307 9ÍB4030? 400A030B 7BB4030D B006Q30F030F 94FO0311 40020313 7BFO03150315
DVERiiCLR OOFHLJK? FKINC3
BIEN! HOV A,RÓO R A
8IEN1;ADDA,*¿4Hmi R6,BIEN1
B1EK2¡ADD A,MAHDJNZ R7íBiEN2SETBRSOADD A,R7CLRRSOCLRRS1HOVR3,ASÜBBA,K»r7Hm PUL_¿ItíV R3,tOFOH
'SEIS OÍ2HSETBP06
HWSBÜF^flH
PULj!SJff PRINC3
HAYÍ80¡WV A,R¿«OV R5,A
coímoiACALLBÍBQTC
í¡SE HMÍiTOñEA LA BAffflERA DE INICIO DE RUTIKA DE BRftF IC^ION
i
Jíffi OOEH,PR!NC3LJHP SRAF
i¡S£ ELIHINAN' POSIBLES VALORES DE /IFA INSRESADOS QUE SOK£P/¡LOS RAN503 HAXÍHDS (180 Y 240)
i
PRINC3;CLRCYCLRRSOaRRSlMOV A,H3OB OÍ2H,PÜL_3SÜ8B A,#OB4HJC PHINCiHOV R3,*OB4HSJHD SI6_3P
PÜ_3:"SUBS A^OFOH
OC PRINC1H3VR3,IOfQH
S!GJSP¡PRIÑCli
ANEXO D...Pagina 12
0315 C2D70317 ED0318 9406031A 5006
031C031C EB031D F599031F031F 02013503220322 ED0323 B407F90326 80F4
CLR CYHOV A,R5SUBB A,I6HJNC PRINC4
í
¡ACTUALIZA LA INiJ
PRINC6:«3V A,R3HOV SBUF,A
PRINC5;LJHP PRINC
PHINC4:HOV A,R5CJNE AjITH,!SJrtP PR3NC6
DE Pñí RAHA PR!NCIPflL<tlÍtttíítl(ÍÍtíílM
¡«MttlUSUBRÜTINA DE ATENCIÓN A LA INTERRUPCIÓN SERiALWlW
(¡DETERMINA SI SE TRATA DE TRANSMISIÓN O RECEPCIÓN. VERIFICA¡CORRECTA IDENTIFICACIÓN. INSRESA VALORES DE SOBREtfXJAJE YjSOBRECORRJEÍÍTE, BORRA BANDERA DE RUTINA DE BRAFICOS PARA TERHINAR¡COfí ESTA RUTINA,i
0328 SERIAL;0328 COEO PUSH ACC032A CODO PÜSH P$i
032C 109948 JKTT,TflANS032F C298 OOU033Í C2D3 aR RSO0333 C2D4 aR RS10335 C2D7 CLR CY0337 C2D¿ aR ACOJ39 E5?9 HOV A,SBUF033B 9420 S¡JBB A,Í20H033D 200512 JB W5H,E)ATñV0340300¿04 JNBOO¿H,ID£NTIF0343 C206 CLR 00¿H0345 8030 SJMP TRAHS0347 1DEKTIF:0347 AC XR'L A,R40348 6W4 OZ IDENTIFV034A D206 SETB 006H034C 802? SJtf TRANS034E IDENTIFV:034E D205 SETB 005H0350 8025 SJ£> TRÍWS0352 DftTAVi
,, .Pagina "13
0352 301309 ONB Í3H,NOVOLÍ0355 D203 SETB RSO0357 FD HOV R5,A0358 C205 aR 005H035A C2Í3 CLR 13H035C 8019 SJH? TRANS035E 301WB NOVOLliJHB 14H,HO:ffiRO&i D2D3 SETB RSO03¿3 D2D4 SETB RS103¿5 FD MOV R5,A03¿6 C205 CLR 005H03¿8 C214 CLR Í4H036A BOOB SJH? TRWS03¿C N9TOÍ:036C FE HOV R¿,A03¿D ¿4C3 XRL A,IOC3H036F 7002 m ímíAF0371 C20E CLR OOEH0373 C205 NOSRAFiCU 005H0375 D200 SETB OOOH0377 D2AF TRAfíSiSETB EA0379 C2M aR RS1037B C2D3 CLR RSO037D DODO POP FSH037F DOEO POP ACC0381 32 RETÍ
DE SUBffliTlKA E£ INTERRIKIW SERIAL«tí«ÍIUtí«
jjWtWWWSUBRUTIKA DE SINCRONIZACIONÍWWWWIWWW
¡DETECTA a CORRECTO INSftESQ DE LAS SEÑALES DE SlfCROfíIZACIOK PARA¡AMBOS TIPOS DE FUENTES,¡DETERMINA a VALOR A SACAR A LAS CtMERTAS DE LOS TIRISTORES¡SEGÚN EL TIPO DE FUENTE, LA SECUEHSIA DE FASE(CASQ TRIFÁSICO),¡a AH3ULD DE DISPARO.¡CARGA EL TIHER Y LO P»£ A FUfCiDÍÍAR, HABILITA SU &AW) DE; INTERRUPCIÓN Y REGÍíESA ftLTOSm PRINCIPAL,
03820382 CODO03B4 COEO0386 COB20388 C083038A COFO038CC2A3038E C23C0370 D2W0392 C2D3
SiNCñO!PUSHPS«PUSHACCPUSHDPLPUSH DPHPUSHB
,CLR EXO- ,¿R" TROCLRRS1CLRf^O
039^ C28D CLR TFO
ANEXO D..-Pagina 14
0376 30020?03?? E58003?B 543803?D 701203?F 0203FE03A203A2E58003A4 54FB03A¿ F5FO03AB 543003AAC403ABFA03AC BA030503AF B00803B1 02041003B40384 BA020203B7 800303B?03B9 BftQliS03BC03BC D2D303BE6C
03BF704F03CI 30040D03C4 1C03C5 BC000203C8 7C0303CA03CA 900CDO03CD 600B03CF804303D1
03B1 OC03D2 BC04Q203D5 7C0103D703D7 900CC503DA03DA C2D303DC EA03DD 9303DE 50030503EÍ Í3800703E4 801703E603E6F403E7 540703E? 25FO03EBF58005ED 43803803FO 30040503F3 900CCO03F6 B003
JNB 002HJRIF.1HOVA,POflNL A,I38Hm FAILJLJhP LOAD T!M
TRIFJiHQVA.PQANL A,*OF8H -MOVB,AflNL A,*30HSHAPAMOVR2JA
CONE R2Jf3H,A5AINBJÍPCOfíT
FAIL Í¡LO^fAIL2ASAIÑ;
CJNE R2,!2H,ASAINiSJh? CONT
A3AIK1:CJNE f^jtlHjFAIL E
CONÍ!SETBRSOÍRL A,íttJHZ FAIL_2JNB OTi,f€6S£CDECR4CJf€ R4,K»HJFASEmVR4,!3H
FASEi
HOV DPTRííOCDOHSjn° ALFSIKC
FAILJiSJHPFAILÍ€6SEC¡
INCR4COKER4t*04HJFASEi
H3V W,*1HFASEI: '
mV DPTR,fOCC5HALFSIK:¡
CLRRSO
HOV A,R2-m1 AjMiDPTR
JNB 003^120
ORL PO,W7H
SJH3BOOKf£N120:
CPLAÍW. A,K17HADD A,B
HOVPO,AORLPO,*38HJNB 004H,f€6_ANMOV IFTR,*OCCOf]SJtf NEB SAL
f*£J(OD... Pagina 15
03F8 900CD5
03FBEA03FC 9303FD03FD FA03FE03FEB?8A0400 8FBC0402 C2BD0404 D28C040¿ D2AF0408 308610040B 438007040E 800B04100410 D20ñ0412800204140414 D20904í¿M16 4380070419 D28¿041B
041BC289041D D2A?041F D2A80421 DOFO0423 D0330425 DOB20427 DOEO0429 DOM042B 32
042C042C CODO042E C2D50430 74FF0432 F5AO0434 D2D3043¿ 7B010438 EF0439 C4043A 9Í4B043CEF043D 91 4B043F EE0440 C4
NEGjflíHOV DPTR,*OCD5HNEG_SAL¡íÍüV A,R2
HDVC ñ,ÉAiDPTRBOONí
ÍÜVR2.ALDADJIH:
WV TLO,R1rt3V THOjR7
cuíTFo¡»tmítmmSETBTROSETBEAm POÍ.CLOSE
OPtNiORL POjKiTHSJÍP CLCBE
FAIL_2¡^TB OOftH&JHP aoSEl ;
FAIL;
SETBOOTHCLOSE1:
ORLPO(i07HSETBP06
GLOSE!i ORTFO
CLR 1EO5ETBETO
EjJBjgXQ.POP BPOPDPHFtF DPLPOPACCPOPP»RETÍ
ilMItttíllíIMttWFlK DE RUTIKA DE SINCROHlSHOUííiííííUMííí
j t í t t í l l t tUtttUttSÜBRÜTlNft D I S P L A Y ítHÜWHÍÍími
i;Hl£STRA EH DISPLAY TODO DATO QUE ESTE EN LOS REGISTROS R¿ Y R7;DEL BANCO i . NO MUESTRA LOS CEROS A LA IZQUIERDA,
iDISPLAY!
PU3HPSHCLRFO«OVA,iíOFFHMW P2,ASETBRSOMOVR3,*OÍHHDV A,R7StfAP AACALL DISP1«OV A,R7ACALL DISPiMOV A,RÍ>S«SP A
ANEXO D... Pagina 16
0441 ?14B0443 EE0444 <?14B0446 C2D50448 DODO044A22044B540F044D 20D504045070050452 740F0454 FA0455 80040457 B2D50459 SOF9045B EB045C03045D 54FO045FFB0460 2A0461 F5AO0463 77300465 000466 D7FD0468 740F046A F5AO046C22
ACALL DISPiHQV A,R6ACALL DISPICLRFOPDPPStfRET
DISPI { AfJL A,tOfHJB FO,H05TRARJNZ BANDMOV A,*OOFH
MOSTRAR; HOV R2,ASJMP DI6ITO
BAHD¡ CPL FOSJHP MOSTRAR
DI6ITO: HOVA,R3R R AANL A,K*FOHMOV R3,AADD A,R2^3V P2,A
RETARDO! HOVRi,f30H ¡UWÍÍWW30HRETiNtF
DJNZ Rl,RtTHOV A,*0FHHOV P2,ARET
¡tflUUMUíHíttHMUFIK RUTINA DiSPLAYWWWÍWWUÍtHI
¡ílHttíWItlIUUSUBRUTINft DE BÜ50ÜEDA DE DATOStWWWWWI
¡TRAE DE MEMORIA LOS DATOS KJE SE DE££N CARGAS Si EL TIMHR PftRAjGENERAR LOS RETftHDOS, ESTtB DATOS SQH ALKACE1ÍAD03 EN Rl Y R7 EN¡EL CASO TRIFÁSICO Y Sí Ri Y R2 PAfíA EL CASO HDNDFASICO.
»046D &ÜSQTA;04ÓD C0£0 PUSH ACC046F CODO PUSH PSK047J C2D7 CLR CYOÍ73 C2D3 CU RSO0475 C2D4 aR RS10477 EB HOV A,R3047B 300212 JKB 0-^2H,TRIF_AL047B B1AC ACALL ALFJ10NO047D F5FO W¿ B,AOÍ7F 900900 HO:»'DPTRIt¡0900H0482 93 MOVC A,§A DPTR0483 F9 HOVR1,A0484 E5FO OV^RiiMOV A,fi04 VOOEOO WJ I0489 93 HOVC048A FF HOV R7,A048B 8032 SJ# VALÍ048D TRIF ALF:
AIOO D..-Pagina 17
048D BB7B060470 D2030492 74010494 801B0496 B877040479 74750498 800E049D BB760404AO 747504A2 B00704A4 C2D704AÓ 747B04A8 5005
04AB C20304AD8002
04AF04AF D20304B104B1 F5FO04B3 700COO04B¿ 9304B7 F904B3E5FO
MBA9QODOO04BD 9304BEFFWBF04BF DODO04C1 DOEO04C322
P1UC DI Í7QU UITCnLupe íwi l/Onjivl cu
SETB 0003H
HOv'A.UHSJKP VALOR
NOTEQ¡&3f€ R3,I77H,NOTÍ19fÜV A,Í75HSJfP KA*CY
NOTÍ19¡CJN£R3,I76H,N3T118
HOVA,I75HS-J^P NANCY
ífíT118:CLR CYSU3B A,I7BHJNChAYOR
RANCYiCU 003HSJhP VALOR
KAYOR:
SETB 0003HVALOR:
füVB,AHQV DPTR,KCOOHMOVC A,§A iDPTRHQV R1,AH3V A,BHDV DPTR(tODOOHHOVC A,£HDPTRW R7,fi
VALÍ:. FflPPSK
PtFACCRET
JÍÍHÍÍÍÍÍÍÍÍFIN DE RUTINA DE BÚSQUEDA DE DATOStHíllíífUUtliU
DE ATENCIÓN A TECLA&D ííííHílííííítíííti¡ELIHIKA EL REBOTE POR fO!0 DE RETARDOS COfí LLAíttDAS A DiSPLAYjEL DATO I ESA CUANDO SE m DEJADO DE PRESIONAR LA TECLA,
OR6 O^DOH
04DO TECLADO:OÍDO CODO PUSH PSH04D2 COEO PUSH ACC
" }CLREA04D4 C2AA CUjHi.04D6 C2D3 CLR RSO04D8 C2D4 CLR RSÍ04DflC20i- CLROOiH04DC 7807 HOVRO,I07H04DE TE^F M^ R5,*OFFH04EO LECTURA:04EO E5?0 HOV A,Pi04E2 5D ANL A,R5 '
ANEXO D...Pagina IB
04E3 FD04E1 D3FA04E6 440P04E8FD04E9 MFF04EB ¿03C04ED7B3104EF 912C04F1 C2D304F3 08FA04F5 E59004F7 440F04F9 ¿D04FA 600404FC 7DFFÜ1FE 80290500 912C0502 E5900504 440F050¿ MFF0508 ¿004C50A9Í2C050C 80F2050E C2D30510 78210512 912C0514 C2D30516 D8FA0518 E590
051A 440F051C MFF051E 70EO05200520 C2D70522 ED0523 948F0525 50020527 D20105290529 C28B052B C2D3052D DOEO052F DOW
0531 32
MOVRSjAWNZ ROjLECTURAORL A,*OFHHOVR5,A
XRL A,tOFFHJZ RETORN31
DEUYírtOV RO,I31HRETARiACALL DISPLAY
CLR RSOmi RO,R£TAR
REBOTEiHQV A,PiDRL AjIOFHXRL A,R5JZ SOLTARWV R5,MFFHSJttP RETORNO!
SQLTAR;ACALL DISPLAYKDV A,P1ORL AjtOfHKRL A,*CfFHJZ RETIRACALL DISPUYSJÍP SOLT/«
RETiRiCLR RSOfW RO,Í21H
RETAiACALL DÍSPLAYaRRSOmi RO,RETA
REBOTARÍA A,PiORL A,WFHm. A,fOFFHJNZ SOLTAR
RETORNO:CLK CYKüV A,R5SUBB A,tOBFHJNC RETIBW1SETB001H
RETORNOl!CLR IE1-CLR RSOPOP ACCPOP FSKREÍ I
2QHWWttWWWWWW
j20H!ÍWW!WÍtWWW
DE RUTINA DE ATENCIÓN A TECLADOWfimWlttW
itíííílíMRÜTINA DE ATENCIÓN' A LA INTERRIPCIOfJ DEL TiHER OIÍíHltS¡SACA A LAS COMPUERTAS DE LOS ÍÍRiSTOSES EL BHE DE CONTROL Y¡REBRESA LA PRQ8RAHA PRINCIPAL,¡PARA a CASO KONOFASICO, ÍCTIVA tfiBOS TIRISTOSES EH- CADA CICLO
AfCXOD. . . Pagina 19
05320532 COAB0534 75A8810537 BÍ5D0539 CODO053B COEO053DC29C053F C28D0541 C2A905433W2060546 C28C054B B15E054A800A054C054C C2D3054E C2D405WEA0551 2086020554 ¿28005560556 DOEO0558 DODO055ADOAB055C 22055D 32
ALFA;PÜSH IECHOV lECjtBÍHACALL LABEL
PUSH PSKPÜSH ACC
CU TROCLRTFOCUETOJKB 002H,TRIFIJ!
CU TROACALLADSJfP APASADO
TRIFI_2;CLRRSOCLRRS1MOVñ(R2
OB P06,A?A5Aí)0XRLPOtA
BASADO:POP ACCPOPPSHPOP IECRET
LABEL:RET I
¡ÍWWÍFIN DE mm DE LA INTERRUPCIÓN DEL T1IBÍ OíítíHttlííí
¡ÍUÍtttUmíUIRUTINA DE DISPARO HDNOFftSlCOWWWIWÍWW
055E MONO:055E CODO PIBH PSií0560 COEO PU3H ACC0562 C2D4 CU RSi0564 C2D3 CLR RSO0566 C2BD CU TFO x /J/41
0568 200724 JB 007H,HEDJ056B 20CQ12 JB OOBH,SUPL0i056E 208603 JB P06,NQ_FIRE0571 63B003 XRL PO,)!3H ^Otí +*t' O9
0574 NOJIRE: ^0574 D208 SETB COT (oocV.i u0576 D2D4 SETB RSI057B S9BA . ttti TLO(R1057A BABC HDV THO,R2057C D28C SETB TRO057E B025 SJhP RETRO0580 SUPLEHs0530 438007 ORL PO,*07H0^3 ff?8ñ H3V TLO,R10585 BFBC W THO,R70587 D2BC SETB TRO0589 C20B CLR 008H05BB D207 SETB 007H
ANEXO D...Pagina 20
058D 80Í¿ SJHP RETRO058F HED_C:058F 200808 JB OOBH,RETRO N0572 20BÓDF OB POAjNOJIRÉ0595 ¿38003 URL PO,*03H
0598 BODA 5JÍP NOJIRE059A RETRGJ:059A 438007 DRL PO,*Q7H05?D C28D CLR TFO05?F C28C CLR TRO05/U C208 CLR 008H05A3 C207 CLR 007H05A5 RETRO:
05A5D2A9 RETRO_1¡SETB ETO05A7 DOEO POP ñCC05A9 DODO POP PSK05AB22 RB
¡íítílílíUÍÍÍÍFIK DE RUTINA DE DISPARO HONaFftSICOtKHMtítttií
DE DATOS HONOFASICOS»MHí«lítt»ÍÍUllt
05AC05AC CODO0?AE COEO05BOEB05B1 C2D705B3 74B405B5 9B05B¿ D2D405B8 FC05B9 9W90005BC 9305BD F905BE C2D705CO 240A0X2 4001
05C4 F905C5 900EW05C8 EC0509 9306CAFA05CB DOEOOKD DODO05CF 22
ijSE TRAEN DE JEtíORIA 1¡A IO SUPLEMENTARIO
í
ALF_HD!fO:PUSHPSk'PiHiACCMOV A,R3cu cytt3V A,WB4HSU3B A,R3SETBRSiH5>'R4JAKDV D?TR,WOOHKDVC AjfeHDPTR
HDV Ri,ACÜÍCY
ADD A,K^oc (W_a
«OV Ri,AOVJLiMDV DPTRjIOEOOH
KOV A,R4ha^ AjIfHDPTRH3V R2,AFÍP ACCPOPPSWRET
DE Rt^INA DE DATOS KDNDFASICOSÍWWÍWWm
D...Pagina 21
05DO05DO COEO05D2 C2D705D4 C2D405D6 C2D305D8 EE05D9 F5FO05DB 94B505DD FE05DE DOEQOSO 22
!
¡DETERHIKA S! EL DATO INGRESADO POR SERIAL 0 POR TECLADO ES DATO¡DE ÁNGULO DE DISPARO 0 COK»
iiBUSQUE i
PUSH ACCCLRCYCLRRSiCLR RSOM A,R6HOVB,ASUBB A,»OB5HHOV R6,APOP ACCRET
¡MtfmttlWSUBñUTINA DE BUSGÜEDfl DE OWANDOSWnííitMlW
;ESTABLECE SI YA HAN SIDO SELECCIONADOS LOS PARÁMETROS DEL SISTEMA¡DE ADQUISICIÓN DE DATOS.¡DIRECCIÓN EL ESPACIO DE (fíJDRIA EXJE COh'TIEÍÍ a CDÍflUfíO DE;IK3TRU:C10ÍJES DEL COHANDO I RESADO Y LO EJECUTA.
05EÍ BÜSQTC:OKI CODO PÜSH PSW05E3 COEO PUSH ACC05E5 C2D3 CLR RSO05E7 C2D4 CLR RS105E9 ED HOV A,R5OSA 200D18 JB OOW,VAL_N05ED C2D7 CLR CY05EF940C SiJBB A,*OCH05F1 4026 OC ÍMAL05F3 D2M SETB RS105F5 M SifAP A05F6 23 RL A0&F7 D2D3 SETB RSO05F9 FE H7V R6,A05FA 53BOÍF Wu P3,*OÍFH05FD 42BO ORl P3(A¡»IUtmíUlCONVEIÍSOR A/D YA DIRECCIONADOtW05FF D20D SETB OOffl0601 C2D3 D_R RSO0603 801F SJM? RE6f£SO0605 200B07 VALJiJB OOBH,VAL_M0608 D2D4 SETB RSl060A FB mV R3,AitUUtVALOR DE T DATOS A LEERSE DEL CONVERBORÍÍ
060B D20B SETB OOBH060D B015 SJM? REGRESO060F 200C07 VAL_H:JB OCCH,f0írtAL0612 D2D4 SETB R3i
WEXOD...Pagina 22
0614 FD MOV RSjAjWWHIWLQR DE >K" DATOS A ELIMN/fiSEÍWU0615 D20C SETB 000CH0617 BOOB SJHP REGRESO0¿19 Eü Nm¡HíW A,R5061A C2D7 CLR CY061C 900DCO PÜV DPTR,IK>Í>COH061F 93 HOVC A,Éft*DPTR0620 900900 MOV DPTR,*600H0¿23 73 Oíf ÉAiDPTRQ624 DOEO REGRESO;POP ACC0626 DODO POP PSk!
0623 22 RETDE RifiíKA DE &mm DE
j M t t + tlVJUfn UL VtJ\lf JWTjil/l V
\E a PÁTICO 2 a ramo DE
¡DE U ufó Da HIOHXOHTROLAlXfi¡DATOS, ELIMINA LOS HAS ALTOS Y¡ARIThETÍCA Da SRiPQ DE DATES
u nuw-'ijj^Jifii IA. i/nii>j*Mit*t ti
VECES DESEADO, Y LLENA UK ESPACIO
, ORDENA ASCENDENTEfiNTE ESTOSL03 HAS BAJOS, D8TIE£ LA HEDÍA
QUE &JEDA, a RESULTADO ES HD3TRADOjEN DISPUYS Y ENVIADO AL COfPUTADOR PERSONAL.
06290629 COEO062B CODO062D COF 0062F 75AOFF0632 D2D40634 C2D30636 EB0637 D2D30639 FS063A 794F06?C 53B01F063F EE0640 42BO0642 C287
064406M E5AO064¿F70647 090643 D&FA
064AD2D3OMC EBOMD D2D3064F M0650 601E0652 FA0653 EA0654 FB
i
AOC¡PÜ3H ACC
FÜSHPSh1
KüSHB
HOV P2,MFFHSETBR-31CLRRSÍiKM A,R3SETBfTSOmVRCi,A
^RitMFHAM. P3,W1FHHOVAfR6ORLP3,ACLRP07
FILLJAB; •H3V A,P2 ;SE LEE a DATO Da CüWERSOR Y SE LO Í1HACEHA«OV §R1,A ; A PARTIR DEIHCRi
DJK2 RO,Fia_TAB
í; SE PROCEDE A DRDEI&R LA TABLA
jQRDERsCLR RSO
HTV A P^ÍTJV fljnO
^TB RSODEC Aoz aiHKW R2,A
HHILEíKJi» A,R2HQV R^.A
LA LOCALIDAD 30H DE RAfí
Et€RADA EK ORÍEN ASCENDENTE
D...Pagi/w 23
0655 784F HOV RO.ttFH{\LZ~I "7QVI HTÍ.I D\c/¿ivOj/ /"w fwi lUjiJvn0659 C2D7 FORíCU CY065B E6 KN AjKO065C97 SUBB A,eRÍ065D 600B JZ ENDJQR065F 5002 JNC ALÍ£0661 8007 SJtf ENDJOROtó3 «.IRÉ:0663 E7 Kti A,eU06M aSFO ÍW B,SRO
06Ü F6. IÜV 8fiO,A0¿ 7 E5FO H3V A,B0669 F7 ^ Sil,A066A09 ENDJOR! IHCR1066B OS ItC RO066C DKB D-3HZ R3,FOR066E DAE3 DJNI R2,HHILE
¡SE PROCEDE A ELIKIfüñ K DATtfí ÍVlS ALTOS Y LOS K f^S BAJOS
06700670 C2EJ30672 ED0673 BBFO0¿75 D2D30¿77 MFO0679 7^002067C FB067D M067E F8067F EA0680 C2D7OÓS2 980683 F80684 88FOOS86 ACFO0683 EB0689 244F0683 F9
aiH:CURSOWV A,R5H3V B,R3KTBR30K)VR2,BHOV B,I2HMDV R3,AjílHUL AB^ RO,AÍOV AjR2DJÍ cy9JBB A,ROIW RO,ñ¡N-HDVB,ROKW RíjBIÜV A,R3ADD A,WHÍW Rl.A
|2tH)N
¡WÍWWWWWUSE CALCUJi PROrEDIOltUHUtl
06^ E4 CU A068D FA R?^ R2,A06BE FB ft3V R3fA068F E7 9Jm;HJ>' A,fiRi0690 KÍO KW B,R40692 84 D1V AB0693 2A A&D A,R2Ok94 Fñ (K?!1 R2 fi0695 E5FO «OV ñ,B0697 26 ADD A,R3067B F8 HOV R3,A0699 09 IIC Rl
Aleo D...Pagina 24
0¿?A D9F306?C 9CFO06?E 84OÓ7F2A06AOFAO&l Eft
06A2900AOO06A5 93OW6C2EH06A6FFOÓA9 D2D40¿ABEA0&C900BOO06AF 73OÍBOC2D406B2FE0¿B3 D2870¿B5D2D406B7 8A7?OÍB9 7ffFnipnUODO
OÍBBC204OÍ8D 7Í2COáBF D2D4OÓCi D3F806C-3 DOFO0¿C5 DODOtóC7 DOEO0¿C? 22
MNZ RO,SUtt^ B,R4DIV ABA0DAfR2HDV R2,AfWA,R2
iiPfifteiO SE SUARDA EK R2(SE HIESTRA EK DÍSPUY Y SE ENVÍA AL¡PÓRTICO SERIAL
ihOV DPTRjKtAOOHHOVC Aj^HDPTRCLR RSiMOV R7,ASETB RSIHOV A,R2H3V DPTR,*OBMHHOVC A,§AiD?TRCLRRSÍHOV R¿,ASETBP07SETB RSirtJV SBÜF}R2
n ^ RO.WFFHiUli-üiitUtlFFH
"CLR RSiACALL DISPLAYSETSFSi
mi RO.BACKJPOPBKFP^íPOPADOREÍ
¡tlUtltfmVERIFICACIOKDEL
i¡RUTINA E?JE eWlA AL COPUTADQR PERSOÍÍAL EL DATO ffJE LEE DELjPOfíTICO SERIAL U£60 DE ttSTRAR Oí DiSlAY. SI H3 ES BCRRADA LA¡BAKRA WEH LA EOECUCIW DE LA RUHRA
i
07W0700 CODO0702 COEO0704 COPO070Í070¿ 3C^DE2B070? C2M070BC2D3070D 75AOFF0710 C?370712 F?AO
OR6700HBRAFlPUSH PSK
PU5H ACCPifíH B
6RAFÍ!OKB OC£H,CLR RSiCLR RSO
FIÍ6RAF
POV P2}frOFFHCLRP07KOVA.P2
D...Pagina 25
SETB RSO
¡LAZO DE SALIDA AL PÓRTICO071B F599071A900AOO071D 93071EFF07ÍF 900BOO0722 E5FO0724 930725 FE0726 EJ2870728 C2D3072A 78ñ5072C 912C072EC2D30730 D8FA0732 80D207340734 DOFO073é DOfO0738 DODO073A0202R)
fW SBJF,A ;ftí\ D?TR,K>AOOHKDVC A,£H-DPTRHW R7,AKW DPTRfIOBOOHKOV A,BF0AI A,lrH-DPTRf0>' R6,ASETBP07CLR RSOWv1 RO,*OÍ!5H
A3AIK2:ACAa DI5PUYCLR RSOmi RO,ASA1K2SJff BRftFi
FlHSRftFiPOP BPOP ACCPfP PCÜr LK r sn
LJHP PR1NC3
üfi DE
DE DATOS DE COrWERSIOK HEX-)DECtUtít;íííÍU«
OAOO ' ORG OAOOH
OAOO 00000000000FB OO^OOfyOOHjOQHM^^OAOD OOOÍXXXXWDFB (^(OOH.OOH^jOOH^j^OOHjOOH,^OAiA OOOfóOOOOODFB Offl,C^íOíiHJCV^íC<)HJOOHl^IC^iC>^ía^(C^)0^iaDHOA27 OOCWC^OODFB OOHjOOHíOOHjOOHjOOH.OOH.OOHjOOHjOOH^^OA34 OOOOOOOOOODFB OOH^íOOHjOOHjOOH^^^OOH^,^OA41 CWOOOOXX)DFB OOHjOOH^OOHjOOHjOOHjOOH^OOH,*)*,^OA4E OÍXXíOOOWODFB Cx^jCKíHjOOHjOOH^^^^.OOH,^OA5B OOOOOOOOOODFB (XJH^^jOOH^íOOH^jOOHjOOH^ÍHjOIHjOlHjOlHOA680i01010IOiDFB01H,OiH,01H,OIH1OiH,OiH)01Hí01HIOiH-,OiH,OiH,OiH,OiHOA75
«00 D...Pagina 26
Oíi820iOiOI0101DFBOiH)OiH,01HlOlHl01H(OÍHI01H101HtOiH,01HI01HlOlHl01HOABFOIOlOlOlOieOÍH.OíHjOlH.OlHjOÍH.OiH.OlHjOlHjOIH.OlH^lH.OiHjOiHOA9C0101010ÍOiDFBOiH,OiHí01Ht01HfOiH)01H,OÍHJ01HIOÍH]OiHIOÍH,OiH)OÍHOAA901010iOiOiIBOÍHíOiHJOiHI01HíOiH,OiHlOiH)OíH,OiH1OiHf01H,OiH,OíHOAB60ÍOÍ010IOÍDFB01H,OIHIOÍH,01H,01HIOÍH101HIOÍH(OÍH)OÍHIOÍHI01HIOÍHÜAC3 OIOI010101DFB OiH)OÍH,01H1OiH,OiH,02HJ02H)02H,02Ht02H)02Hl02H,02HOADO 0202020202DFB 02H)02H,02HI02H,02H,02Ht02Ht02HJ02H)02HJ02HI02H)02HOADD 0202020202DFB 02H,02H(02H102H,02H,02H,02HÍ02H,02H,02HI02HI02H102HOftEA 0202020202DFB 02HI02H,02H)02H)02H102H,02Hl02Hf02H,02H,02H,02Hl02riOAF7 0202Q20202DFB 02H)02HÍ02H,02H(02HÍ02HJ02H,02HÍ02H
OBOO OR6 OBOOH
OBOO OOOÍ020304DFB OOH,OiH(02H,03H,WH,05H,06H(07H)09HI09H,i()H,iiHI12HOBOD 13K151617DFB 13HI14H,15H11ÍH,Í7HIÍBHIÍ(W(20H,21H)22HJ23H)24H,25HOBiA 2Í272B2930DFB 2¿HI27H)2^129H,30HI3ÍH!32H,33HÍ34H,^J3¿H1?7H,38HOB27 39404Í4243DFB 39Hl40H,UH,42H,43H,44H,45Hl46H,it7Hl48H,4VH,^l5iHOBM 5253M555&DFB 52H,53H154H,55H,5fiHí57H(58H)59HltóH,¿lHI¿2H,É3HJ64HOB4Í 6&¿¿7¿8¿?DFB 6^ÍWÍI¿7HIÍ^-Í,69HI70HJ7ÍH,72H,73H,74HÍ75H,.76H,77HOB4E 7879803182DFB 7^,7^,8^,8^,8^,8^,84.4,8^,8^,87^,8^1,^,9^OB5B 9192939495DFB 91H,92H,?3H194H,95Hl9fiHl97H(98H,99HIOOHI01H,02HI(!3HOB¿8 040^0607080 04H,05H,0¿H}07H,0^,09H,10HíÜHti2H,í3H)i4H1159l!¿HOB75 171BÍÍ202ÍDFB 17Htl&iIi9H,20H)2lH,22H!23H!24Ht2W)2¿H,27Hl28Hf2WOBS2 30313233J4DFB 30H,3iH,32Hf33H,MH,35H(3iH!37HJ38H,39H,40H,UH,<2HOB3F 4344Í54M7DFB 43HJ44Hl45H,4¿H,47H,48H,49riI50H151H,52HJ53HIMHJ55HOB?C &¿575859¿01H 5íJH)57H)58Hl59Hl¿OHí¿lH,é2H!¿3H,MHlt5Hlé¿,4í¿7H,6^OBA9 ¿9707Í7273DFB 69H,70H)71H]72H,73H,74H,75H176H,77H,7^,7í?H,&OH)8íHOBB¿ B2B38485B&DFB 82H,B^,84HlB5H,8í>H,87H!B3Hie<?H1?C«,9íH(?2H,73H!94HOBC-3 95W979377DFB 95H,96HI97H,<?8P1,99H,OOH,OÍH,02H!03HI04H105H)0¿HJ07HOBDO OBW10ÍÍ12DFB OBH,WH,10H,Í1HIÍ2HÍ13HIÍ4HI1SÍIÍ6H117H!18HI19H120HOBDD 2I22232425DFB 2ÍH,22HI2^124H,25H)26H)27HI2$1I29H!30H,3ÍH,32H,3^OBEA W353Í3738DFB :s4Hr?5H1^Ht37Hl3£tl13<?H!4^141H,4^,43H)44Hl^!4¿H0^7 4748496051DFB 47H,48H,49H)50HI5IHI52H,53HIMH155H
DE VALORES A CARGAR EN a T1£R
PAHA
OCOO ORB KOOH
OCOO FFE4CCAF94DFB C^FHfO£4HJOCCHlOficHl94Hí7^!5EHI43H,28HJOWOCOA F2D7BCAÍ87DFB OF2HlOD7H)08CH,OAÍH,87H)iCH,50H|36K,iKi,OOHOC14 E5CW947ADFB OE5H,OCWlOflFH,94H,7/«f5EHl44Hí29H)OEHOCiD F3&3BDA287ETB OF3H!OE^,OBDHIOA2KI87HJ¿CH,50H)36H,ÍBH,0^OC27 E6CBa-947ftDFB 0£¿H1OCBH,OífH,94Hj7AH!5FHl44HJ29H,OeH,OC30 F3&3BDA383DFB OF3H,OD0H,OBDHlOA3HIraH16DH,50Hf37H,lCH,OiHO^fi E6CB^?47ADFB OE6H,(tBH,OAFH,948,7^,5^,4^,2^,0^10:43 F4D9Kft^DFB OF4HlODVHJOBEHíOñ^í88H,¿DHl&OHí37HJlW)03HOC4D E7CAA[:947BDFB
WOO D...Pagina 27
OC¿0 E7CBÍf957ADFB Ce7H,C™JOAFH)95H,7AH,5f:H,4¿HJ2BH,OeHOC¿9 F5DABFMB9DFB CfSHjOD^.Ofr'H^W^^^^ri^lH^DHOC73 BD90704A40DFB 06^,09^,07(^,4^,^,3^
ODOO OR6 ODOOH
ODOO FFFFFFFFFFDFB OFIfyOFF^OíTHjQíW^ODOA FEFEFEFEFEDF8 OFEHlOFBi,OFEH,OFEH,Cí:EH)OFEH,OFEH,OFEHIOfEHJOFEHOOH FDFDFDFDFDDFB OB)H!OR )On)H)on)H,OR)H,OrDH,CeHJOFI)Hl«:MODIO FCFCFCFCFCDF8 OFOijCfCHjOFCHjOFCHiCfCHjOFCH^CHjOFCH.CfCHjOFCHOD27 F&FBFBFBFBDFB OFKi,OFBH,CfSi,OF^JOFBH,Of:BHJ0?: ,CBHJOF^OD30 F/WAFff ADFB OFffl^WjOFW.OFffl.OF^OFffl^AHjOFflHjOFflH.OFWOD3A FVF7F9F9F9DFB OF9H)OF?H,OF9HlCf7ri,OF?H,OF?H)OF9H,OF?H)OF?H0043 F ^BFBFBDFB OFSK1OF8HlOFaHíOFaHlOFBH,OFBHtOFBHlOF8H)OF8H(OF8HOD4D F7F7F7F7F7K:B OF7HJCf7HlOF7H,Cf7H,OF7H,OF7H,OF7H,OF7rilOí:7H
OD&O F5F5F5F5F5DFB OFW,Of:5HIOr^1Of:5H!CÍ5fi1Cf^,Or^íOF5HíOr5HOD69 F4F4F4F4F4DFB Cf4H,CÍ:4HJOF4H,OF4HiOF4H,OF4H1Cf4HJCf4H,OF4H,OF3HOD73 F3FSr3F3F3ÍB OF3H,OF3H,0!:3H,OF3H,OF3H,OF3H
¡WUWMTQS PARft DISP^O KWA5ICOUíHÍÍÍtííU1IÍ
0900 OR89COH
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0800 201204 JB 012H,TRE_P ¡06H (l)CERRAfí COfíTACTOR PRINCIPAL0309 7BB4 H3VR3,IOB4H0803 B002 SJÍP SU_PO&OD 7BFO TBE_PiK3V RSjWFOH090r S3X P¡O&OF C286 " CU POi0811 020Í24 UíP REGRESO
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... Pagina 29
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0323 020624 FI2¡ UtíP REGRESO
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Í^5BC20D ORWE)H i5B; (9HNSRESA NUEVO Cfifi t085D 020624 LOrP REKSSO
0660 C20B aR COT :60H (A) IK3RESA ÍÍB'O W^£RO DE DATOS
0862 020624 LJfP RESRESO
W65 C20C CLR OOCH ;65H (B) IN3RESA W^VO t DE DATOS A0367 020624 LJIP F€6RESO ¡aiHIfiARSE
ANEXO D...Pagina 30
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0870 D20E SOB OOEH ;70H (D)LLftHADft A BRftFICO0872 020624 LJhP REGRESO
C^75 C20E O.R OOEH |7S (E) FIN DE BRífICO0377 020624 UHP REGRESO
iOB7ft D2J3 £TB. 13H j7A (F) VOLTAJE KAX1HOC«7C 020624 LJMP
037F D2Í4 SETB 14H j 7F (10) COfíríI&íTE mXIKA08S1 020624 LOÍP REGRESO
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0457 BAÍ©0208 BÍEK204 IB CLDSE0175 COfíRIEN
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0246 OWÍTli02AS DATO042C DISPUYOOB3 DfH066A EKDJQROOA3 EÍO0381 FftILJ0147 FALLÁ3032E FuOOF8 FtUW03FD KON0347 1DEKTIFOOA9 IECOOB3 1PC0058 LAPSO0082 LJÜO.F0227 MY1803E6 hEH12004AB W303FB Í€6_SAL0619 füFck.035E KJYOL1017E WH3OOD2 OV04B4 W_FLI0081 POi0085 POS0090 PÍO0094 P14WAO P2OOA3 P23OOA7 P270082 P32OOB6 PJ60135 FfilKC031F PRIHC5OOB9 PTO0088 PXO01CB f£ADV5.(*>9C REK0463 RETARDO05A5 FOROOOD3 RSO021A SER(848 SIXPCWD SK20580 SUPLEH04DO TECLADOi>'tftr: TW
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EN EL roTUTADQR PERSOfs L
imWWWWPRÜGRAMA PRINCIF¥*_ EN EL CCrFVJT^OREN QUICKBASIC Versión 4.5
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1122 IF AS = CHRS(13) 1M 100IF L = 2 THEN J322FOR O = 1 TO K2!C$ = LEFTt(ftemií(NIVELl, j, 0), 1)IF XI <> Ai 7>€H 3249NIVEL2 = JFOR 1 = 1 TO H22121 IF I O NIVEL2 T)£H 45?COLOR B, 745? LÓCATE I + 4, NIVEL! i 10
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& IF NIVEL2 = i THEN 9?NIVEL2 = NIVEL2 - 1BOTO 409? CíÜ. aSCREENBOTO 15'OH ERROR GOTO ERftFñT
100 IF LOSICÍNIVEL1, NIVEL2, NIVEL3] = i THEN 4044SOÜNB 1300, 1SÜUND-BOQ, 1BOTO 504044 SOUND 1000, 1REM EH ESTE PÜKTO SE TIEÍ€ REALIZADA Lft SELECCICtf EK B.m V ESTA ESTA DEFINIDA POR LO VALCREB DE NíVO.ÍIKIVEL2 Y KlVa3L06ICÍ3, i, 0] = 1LÓCATE 20, iREHPRJKT 'NIVEL1 = ', KlVaíf£HPRIKT 'NIVEL2 = ', NIVEL2REttPRIKT 'KIVa3 = ", HIVa3SELEC = 1000 I NIVEL! i 100 í KIVEL2 + 10 í KIVEL3IF StLEC = 1100 TfBÍ BOTO IDBfTIFIF KLEC = 1200 T£K 60TO OKVER-SOñIF 5ELEC = 1300 Tí€H KJTO REDEFIHÍR
IF SOEC = 2100 im SOTO FUENTEIF SELEC = 2200 THEK B9TG SECUENCIA
REH ÍF SELEC = 2300 THEH BOTO «ERRORiF SELEC = 3100 TtéN BOTO OPERAiF SELEC = 3200 THEK SOTO DATOSJF SELEC = 3300 TOEN BOTO fflfiFJCS
REfl IF SELEC = 320Q 1>£K VaEKIDADREH IF SELEC = 3300 T>£K AN3ULORETÍ f íRA SE PJEDE UTILIZAR L03 VALORES DE NIVEL* PARA DES3TO3&R LARFT, EJEDXIOK DE LAS REINAS CORRESPONDIENTES A LA SELECCIÓN REALIZADAREK EN CADA Uí i DE A3^LLAS RUTINA TAHBIEH SE IBERA INCLUIR a KJESTREOREK DE TECLADO PARA VOLVER & (SU O BIEK REKES^ AL Í0Ü LWA VEZ TERH1NAMREH ESA RUTIHA. PARA IW RETORíO DIRECTO AL fERJ BASTA UN 60TQ 50
CL&'IN: F08 I = 1 TD 13LfKATE 10+ i, 35PRJKT "
...Pagina 40
LÓCATE 9, 45COLOR 8, iPRIKT ' B. Ledessa - X. Vinueza'COLOR 7, 1'W ERROR BüTQ EíftFATÍHURN
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Fields = 6; FLD = OCCÍÍST EKTER = 13, ESCAPE = 27, Fi = 59, F2 = 60, F3 = 61, H0€ = 71, fin = 79COf6T INS = 82, CtrlHoae = II?CON3T %mm * BO, UPARRW' = 72, LERfm^' = 75, RIGHTARROK = 77COK3T C0.1 = 36, CQL2 = 70, RE*,1 = 15
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' Dísplsy fieldsLOTH ROÍ, COL1: PfilNT 'Identiíicscíór,1;LÓCATE Rftí, COL2: PfilKT US1NS '[ I ]'; I d j
LÓCATE m t 2, COL!; PRIKT 'Rlsero de p-jlsos';LCCATE m i 2, COJ¡ PRIKT U31Í6 '[ t r j Pulj
LEKATE R*1 + 4, CttUí PRIKT 'Voltaje KSxiiK) de sal ida'¡LKATE Rffií i 4, C012! FRIHT ÜSIÍB 1 W V ] - j V*¡
LÓCATE m i 6, COLii FOT 'Corriente Káxita de SalidakjLÓCATE m + 6, C»_2¡ PíílNT USlfé ([ H A ] K j fe;LÓCATE 23, 35; FfiiKT ' Esc Salir Enter Ingresar "609JB DIS4
' Sí;ip fieití 10 ií there'5 mly one Valué' Lazo pare ingresar datos de lidie superior y lints inferior de a l f a
aD = 0: Fieid5l = 1DOLÓCATE 12 + RD, 26, 1DO
KKt = IHKEY»LOCP WHILE m = 'DKKy = A S C Í R I G K T f i K K I , U )1F (ASC(KKí) ) 47 AND ASC(KKtí < 58) Tí£H
ANEXO D...Pagina 41
SELECT CASE FU)CÁSEOCAtf> = 2ni = CARAC(CAKP, KKf)Al = TO, 180, Ai)
COLOR 9, i; PRIKT USINS W; Ai
CASE 1CMP = 2A2 = CARAC(C#f, KKÍ)A2*flW, 240, A2)COLOR ?, i: PRINTUSiNS '««'i A2CASASE
COLOR 7, 1END saECT
ELS6SELECT CASE KKy
CASE ESCtfESOÜND 500, 3¡ SD&D 800, 5¡ SOTO 50CASE \p&m, mm%' Adjust fieJd larationIF KKy = KWH¥ñO« TOÍ inc = i ELK inc = -iFLD = Rotated(Oí FJeldsi, FU), inc)
CAS£ Ri&ÍTA1 , LEFTARROK' Adjust fieldIF KKy = RIS-ííñRÍÍL TfEK inc = 1 ELSE inc = -1CO.OR 9, iSELECI CASE FU)
CÁSEO' lidie inferiorñí =Rotated(Oj 180, A!j inc)PRIKT Ü3IH3 W¡ ni
CASE i' Liwte superiorA2 = Rotated(0, 240, A2, inc)PRIKT \&m Wj A2CASEaSt
EKD SELECTCASEaSE
EKD KLECTEND IF
CO.DR 7, 1'OS1 ERROR BOTO ERRFAT
'ingrese datos hasta EKTDÍLKP UfílL KKy = EKTER
'Lazo de ingreso de datos de inícialización del equipo
FLD = 0' Update íield valúes and positim based on Uystrofces
in: DO' Put cursor on fieldLCCATE R0*í f FU), C9L2 i 2' Bet a fcey and strip nuil oíí ií it's an extended code
flNEXO D...Pagina 42
kí = INKENLOQPNHILE ([$ = "Ky = ASCÍRI6HTW, i))
IF (ASClkl) M7 AKDASCÍkí) < 58) THEN5ELECT CASE FLD
CÁSEOCAff = 0id * CARACÍCAMP , U)Id = KAX[0, 3, Id}OLOR 9, h PRINT USIKS V; IdId* = Cffiííld t 32)CASE2CAf = 0PÜ = CAfíAC(CAff , W)Pu = mXf?, i, Pu)SELECÍ CASEPu
CAS 2, 3, 6COLOfi 9, i! PfilNTUSINS Et'i PuVDO = SQR(2| t 220 í SlHfPI / Pu) I Pu / PI
CASE ELSEEÍÍD SELECT
CASE 4C#P = 2Vit = CftRAQÍtW, k$)Va = HAXIO, VDO, V«)
OÍ-OR 9, 1; PRIN7 U3I 'H*'} V*
CAS£¿CAÍ1PS3HR = CASACtCAMP, kS)Ife^WXIO, 20, Wft)
COLOR 9, i! WM USINS 'H'j feCASEELSEca.OR 7, i
END S
SELECT CASE KyCASE ESCALE
' End prografiS^Jíí) 500¡ 3; SÍÍJÍ0 800, 5; 60SU3 aSWlH: 60TQ 50CASE UPARKOtf,1 ítíjust üe3dIF Ky = tmWfttt THEN inc = 2 aSE inc = -2FLD = MstedíFieli, Fields, FLD, inc)
CASE RIKÍTARÍ , LEFTAfffíüíí1 Adjust fieldIF Ky = RI&fTARROrí T)€N inc = 1 aSE inc = -iC&LÜR 9, 1SOECT CASE RD
CASE O' IdentificaciónId = RotstedfO, 3, Id, inc)Id? =CHRÍ(Id 4 32)
D.. -Pagina 43
COLOR 9, 1: PRINTUSIN6 V¡ IdCftSE 2
' ffcro de pulsosinc = inc I ¿Pul = Robted(ó, 16, Pul, inc}Pu = 36 / Pul
COLOR 9, ii PRIKT US1I6 Tj PuVDO = SQRÍ2) » 220 I S1NÍPI / Pu) í Pu / Pl
CftSE 4
' Voltaje náxÍK)Vfi « RotatedíO, VDOf VÉ, inc)'ÍÍVoltaje táxiao
COLOR 9, 1: PRIKT US IN3 'ttf'j VÉCftSE 6
' Corriente táxísaWft = Rotcted(0, 20, fe, inc]
C&GR 9j 1¡ PRIKT U3IN3 'H'i faFiell = 4
CASEELSEENDSaECT
EHD 5ELECT 'EWD !FCOLffi?, 11 Contioua si EKTERLOOP INT1L Ky = EKTER
CO_EÍÍ B, 7; LCC^TE 13, 43} 0; PRIHT ' INICIALIZACIffl DR EQUIPO ",•LOS!C(Í, 1, 0) =0LDGICÍ1, 2, 0) = 1LOSIC[2, 1, 0) = 1L06IC(2, 2, OJ = 1IF Pu = 3 THEN Aa = 240¡ 6QTO Ff£Sfe = 180
FRESí BDSÜ3 CLSKIKA = AsCOLOR 7, 1
•OH ERROF; BOTO ERRFAT60T050
OPCIOÍÍ PMA INICIALIZAR a SISTEMA D£ AKXJ13ÍCIOÍJ IDE DATOS,CflHSL DA CONVERSIÓN, tóJFEFfQ DE DATCS, WJí€RO DE íDATOS A
CGWERSQRi
,..Pagina 44
COLOR 7, i
CLSKINLÓCATE 13, 38: COLOR 23¡ PRINT f INIC1ALIZACIQN Da COfWERSQB fl/D'jFields = 4; Fieli = 0: FLD = OCOLOR 7, i1 Bloct. cursorLÓCATE , , iLÓCATE RO!, CQÜ, 1, 6, 12 =,
' Display fieldsLÓCATE ROH, CULI; PRINT 'Canal del Conversón1;
LÓCATE R£K, CQL2r PRINT USINS '[ I l'j Ch;LfOTE m + 2, OLÍ: PR1K7 'Núeero de Datos a leerse";LÓCATE m + 2, COL2: PRIKT US1HS '[ H ]'¡ HdjLÓCATE RC*' i 4, COLi: PRIRT 'Dctos a Elúinarse';LÓCATE m i 4, COL2¡ PRIKT Ü3iíf3 '[ K ]'¡ Ne;LÓCATE 23, 35; PRIHT ' Esc — Salir Enler—Ingressr •K)3UB DIS4LÓCATE , , 1
1 Skip íield 10 if there's only ooe valué
' Sl;ip field 10 if there's only one valuéDO
' Pul cursor on fieldLÓCATE ROÍ t FLD, CQL2 * 2' Set a key and strip nuil off if it's an extended codeDO
kí = INKEYí
J D)IF (ASCÍM) > ^7 AHD A3G(kí) < 58) TIBÍKLECT CASE FLD
CÁSEOCfiíP = OCh = CAñACÍCAff, W)Ch = KAÍ(0} 7, Ch}CO-ORV, 1; PRiKTlfiíNS Tj Ch.LÓCATE 14, 25PRIKT Ch
CASE2CA*Í> = 1Kd = CARACÍCAH?, k$)Kd = fóXÍKs t 2 + I, 40, Kd)COLffi?, 1¡ PRINT U3IN3 'ífB; Kd
CASE 4CAÍP = iHe = CAMC(CAMP, kí)Ns = HAX(0 ( Hd - IKT(Nd / 2 4 1), Ne)
COLOR 9, Í! PRINT US1NÍ3 'H'¡ He
CASEELSE
W£XO D...Pagina 45
COLOR 7, iEKD SELECT
aseCOLOR y, iSELECT CASE Ky
CASE ESCAPE1 End prograsSOUND 1500, 3: SíXKD 2000, 5: BOTO 50CA5E UPARROH, DOMNARfiQK' Adjust íield locatianÍF Ky = DOHNím» THEN inc = 2 aSE inc = -2RD = Ratsted(FiellJ Fields, FLD, inc)
CASE RIGríTñRTOW, LEFTAfíROW' ftdiust fieldIF Ky = RISBTAtfiDW Tffl inc = i aSE inc = -iSELECT CASE FLD
CÁSEO' Canal del conversarCh = Rotateo(0, 7, Ch, inc)PRIKTUSIie TÍ ChUCATE 14, 25PR1KT Ch
de datos del conversarKd = Rotated(Ne i 2 + i, 40, Nd, inc}PRIhT U5INB 'H'i Nd
CASE4' Dstos a eli£insrseHe = Rotate-díO, Kd - IKTÍKd / 2 U), fe, inc^INTl^im 'H'i He
CASE ELSEDffl SaECT
CASE asEKD SELECT
1 Ingrese datos hasta que se aplaste EK7EREKD IF
COLOR 7, 1LOOP UHTIL Ky - EKTER
'se barra bsndera de ingreso de canal'y se ingresa, e! ca-nal
PRIKTfi, ¡díj CHf»(190 + 32)iPRIKT ti, Idíj Cmí(í93 + 32 + Ch)j
'Olí ERR* BOTO ERRFAT'se borra la banders del nú/íero de datos')' se ingresa el nuevo niwsro de datos,
P R I N T I 1 , Idí¡ OWÍ191 ^ 3 2 ) ;PRIKT M j ld$j (M(181 4 321 Hd)j
'se b3rra bandera de datos a eliminarse'y se ingresa e) nuevo núa-ero de datos a elhinarse
PRIKT 41, Id$¡ Ofit(192 4 32} j
PRIKT II, idíj CHfó(181 4 32 + Ke);
D...Pagina 46
COLOR 8, 7; LÓCATE 13, 41, 0: ffilNT MN'ICIAUZACÍON Da CQTOS9R A/D*j' Renové cursor
L O G I C Í i , 2, 0 ) =0LOBICd, 3, 0) = 1L06IC[3, 3, 0) * 1LOGÍCÍ3, 2, 0) = 1LOSIC[3, 1, 0) = 1COLOR B, 76DSUB CLSHIN
'ingreso de valores táxí^os de corriente y voltajeVil * IKT[.7Ó7¿ t Va)
FfiiKT II, ld*i Dfi$(32 + Í96)iPRIKT U, I d i j Ofi$(32 + V s l ) ¡üihl = ¡HTÍ10.2 I fe)PRIKI 11, Id í j cm$[32 * 197]jPRINTíi, Id
PRíNT t í , Idí; Ofit(32 + 193}j
DúI€SS = INPÜTMLOCd),LKPl^TILECF( í )
K)TO 50
CPCION PARA CSflRHAR O CAMBIAR LOS DATQ3 DE t¡NiCIALIZACIDN Da SISTEHíi DE PÍ3TEf€lñ Y CONTROL, íDEL CONVERSOtl AKALOSÜ/DI6ITAL í
REDEFIKIRiG03UB CLSK1KCOLOR 8, 7LÓCATE 13, 38: PRIKT 'REDEFIK1CIOH DEL OWERSDR A/D1; COLOR 7, 1LÓCATE 15, 37: PHIKT 'DEFINE NIEVA IDENTIFICACIÓN ' I "LXftTE 17, 37¡ PRIKT 'DEFINE IfJEVO ESTADO DEL CONVERSQR A/D ' C "
FÍR4;ñí = IKíHÍ! IF Ai O M1 AND ftí O 'CE TOÍ BOTO PtR4IF AS = T HEKLOSICÍ i , i, 0) = 1ÍF Ai * "C> TÍCHL03ICÍ1, 2, 0) = 3BOTO 51
COLOR 8, 7
uti iwttwmwwmtímmwwttitmwí OPCÍOK PARA tt35TRAR LCE KKWÍD03 Y EL£61R Ufóí ELLOS Y ftSí OPERAR a SISTEKA DE POTBEIA
fFERñ:COLOR 7, i
CLSh'IN
tfBDD...Pagina 47
'PRIHT II, Idí; CHR$(32 + 181);G03UB DIS36ÜSUB D1S2PRIKT ii, ídl; CÍW(32 í Í B Í J í
REH COHANDQS PARA OFtRAR a CW^RSOR AC-DCnwwummíwinwwmmwmmww4090COLOR 7, 1
COLOR 23; LÓCATE 12 4 fe, 40, 0: COLOR 23 ¡ PRIHT vMi;)¡ COLOR 7, iLXATE22, 4 ; PRINT '
4Q?i ftl = 1HIH5
IFÍÜT EOF( l ) T>£Nyí = IKfUlMLOCdJ, 11}
'W EBROR SOTOERfíFAT
IF y = 2« OR y = 242 TSÍ KÍTO 2340IF y = 248 OR y - 249 BOi F = y: BOTO 2350IF y * 243 DR y = 244 1}£K S = y; SOTO 2360IF y = 245 OR y * 240 T)€K E = y¡ 6GTO 2370
IF fíOT EOFÍ1J THENDODESí = IIPUHÍLffiílJ, 1}LKP WÍTIL EOF(Í)ELSEELSEEN!) IFEKD IF
COMÍ! KflJBdiE!LL = LEN(Aí)IF LL = O OR LL = i WH 4091
AS = RIGHTt(A$, I)
Rlllíl íi, Idí i CHR$(32 + 193) jFffí RR = 1 TO 30HEXT RR
1FK3T EOF(J) MííDOdí = KPUTííLKHJ, ti)d = ASC(dí)'m ERROR BOTO ERftrATLOOP IWTIL EOF(l)EN-D ¡FCO_DR 9, 1SOSUB DI54CO.OR7, 1
3F Aí O T AHD Aí O r AlíD ñí <> 'KH Alffl At O T A1© ñí O T Aíffl Ai O '=' A© ñí <> X1 A'ÍD A* O
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ANEXO D...Pagin¿ 49
BOSUBdisl: 60TQ 409
5080 REH CERRW CQNTACTOR PRIW:iPALIF Pu = 3 THEH
ingresi LÓCATE 17, 22, 0: INPUT ' <F ', AIF A < O OR A ) ña TOÍ BOTO ingresPRIKT tí, Idíj CHRM32 + Aí |
PRIKT ti, IdSj cm$(324 A) ;
END IFPRiKT U, Idíj CHRM32 + 1B2)¡
BOSüBdisl! KB>JBDÍS3k = iKTO 40?0
5ÍOO REh ABRIR COfíTACTOR PRINCIPALfl ~ fw
PRIÍH ti, Id?; GÍW2 + A);PRINTli, Idí¡ Cmí(32i 188) iU = ' 'ZZt = EM»(Í77)605U3 disl: GÜSUB DI53k = 2K3T04090
51&0 ROÍ PARADA DE EMER6EKCÍAIF A = Afi D£MPRIKT ti, idij Dfí$(324 188);a5EA = A MÍ PRINT tí, Idíj Ofts(32 4 A ) j6DXfí disiBOTO 5150END IFGOSUB disl; k = 5SOTO 4090
52ÍK> REH IKTERVALO DE FUNCIONAMIENTO
COLOR 8, 7: LÓCATE 22, 4, 0: PRIKT 'Presione O para terúnar'di = A2 - AIF di = O THEK LET fe * 6: SOTO 4090IF di > O
! A = A- iEKD IF
5202 RE« INTERRUPCIÓN Da INTERVALO DE FUCIOHWÍIEHTO
Ai * INKEYf-ROÍ IFLEHtA*) O 2 THEN 5202REM Ai = RI6HTÍ(ñí, 1)IF Af = 'O" TÍ€K SOTO 4090KT5UB disl
ANEXO D,.,Pagina 50
PftIKT ti, !d$; CHf»(32 + A)¡POR O = 1 TO 5COLOR 7, 1; LODATE 22, 4, 0: FflINT 'Presione O para terminar'ten oBOTO 5200
5300 REH INTERVALO DE FUNCIONAHIENTO
LÓCATE 22j 4, 0: COLOR 8, 7¡ PRINT 'Presione O para terilnar1
di = Ai - AI F d i = O T H L E T a K = 1\O 4090IF di > O TffiíA = A MEL5E : A = ft - IEKD IF
5252AS = INfHÍIF Aí = "O1 THEN BOTO WOGOSÜB díslPRIKT U, id*; Cm${32 * A);POR O = i TO 5COLOR 7, íi LÓCATE 22, 4, 0: PRIKT 'Presione O para teríinar'tea jBOTO 5300
52K> ROÍ SONIDO DE SALIDA DE EHRftCIDN
SOJKD 1CK>0, 3¡ SXMÍ 500, 2; SOUND 2000, 4; k = 10am e, 7
BOTO 50
5350 REK IH3ÍESO DE ímiü DE DISPAR
ingre; LtX^TE 1?, 22, 0: Ifm ' CF ', AÍF A < O OR A > As TKEH BOTO ingrePRIKT II, Id i j Mí(324 A ) jEBiJB disl: k = 8
•BOTO 4090
5400 \. = 9H)TO 4090
-a- PHIKT II, Idí¡ cms(32 i 193) iFffi RR = 1 TO 30
lEXT RRI F H D T E O F ( i ) T}G,'DOdi = irJí$(LOC(lJ, I I )d = ASC(dí)
OLOR 9, i: LÓCATE 15, 25, 0: PRINT USIH3 'ttt'i d; C0_ffi 7, i'OH ERROR 60TO ERRFAT
WEXOD.. .Pagina 51
UMPUNTÍL EOF(l)EKD IF
BOTO 4090
RD5 SUBRUTlHft DE IIFRESIQN DE RESULTADOS
disi! VDO = SQR{2) f 220 t S I N t P I / Pu) t Pu / PlIF Pu = 2 OR Pu = ¿ THEKVDA = VDO I (i * COSÍA I Pl / 180)} / 2asEVDA = VDO í C03(ñ t PI / 180)EKD IF
LÓCATE 19, 24, 0; COLOR 9, i¡ PR1KT A! COLOR 7, 1LEEATE 21, 19, 0; COLOR ?, 1¡ PRIKT USIH3 'tf& Volts'j v: COLOR 7, 1
RETURN
SUBfWTINft DE IHPREBION KL f£K J DE
D1S3;
LÓCATE 11, 40, Oi RÍIKT 'UWÍWWIWWWWWMWLÓCATE 12, 40, 0: 0)_OR 8, 7: RÍIHT "í TABLA DE OKAKDOS t •; COLOR 7, 1LÓCATE 13, 40, 0: PíílRT 't Cerrar Contador Principa! Fl f; ZfLÓCATE 14, 40, 0; PRIfíT 'f Abrir Contactor Principal F2 I1; Z Z SLÓCATE 15, 40, 0; PRINT '* Inc/DecresenUr 1 grado fc¡ Cffi5(2M| C^í(25)i l l'¡LÓCATE 16, 40, 0: PRIKT 'í Inc/Decrwsntar 10 grados ' j Cm5(2¿); cmí(27)j ' í l jLÓCATE 17, 40, 0: PRINT 'I Parada lente (Hofte) í ';LÓCATE 16, 40, 0; PRIKT '» Aceleración lineal (PgUp) ) ';LÓCATE 19, 40, Oí PRIÍÍT "I DecEleracion lineal [PgDn) i * jLO lTt 20, 40, 0¡ PRIÍÍT ^ frigulo Al fa (INS) i "jLKATE 21, 40, 0: PRifíT *l Adquisisión de datos F3 J '¡LÓCATE 22, 40, 0; RÍIKT *» Pre=ioae para salir (End) » B jLÓCATE 23, 40} 0¡ PRIKT 'íííUííííííUíniíMHUÍí(ínUM v
wwmimwwífmwwmuwwwtwwajBR'JTI DE IMPRESIÓN DE ESTADO DELDE POTENCIA AC-DC
D1S2:
LÓCATE 18, 3, 0: FflIKT 'FOR I = 1 TO 5LÓCATE IB t 1, 3PRIKT "tNEXT I
0€)¡0 D,.,Página 52
LÓCATE 23, 3, 0: PRIKT 'WWiWÍÍWWWMlMWfLÓCATE 19, 5, 0; PRIKT 'ÁNGULO DE DISPf#üfc¡ LÓCATE 19, 24: PRIKT ' •'; CBRí(24B)LCCATE 20, 5, Oí PRINT 'Kúaero de pulsos1; LCCATE 20, 24: PRIKT PUJLÓCATE 21, 5, 0¡ PRIKT 'VOLTWE DCKj
RETURK
wuwwmiwwwrmntwwiwwiwwSUBRUTINA DE IKPRESiDN DE ESTADO Da SISTE& DEADQUISICIÓN DE DAT03,
DIS4¡LÓCATE 11, 3, 0¡ PRINTPOR I = O TO 4LÓCATE 12 t !, 3, O
NEXT 1
LÓCATE 16, 3, 0; PRIKT •!iiÍWWHtílUf«lHmtW"
Cff_OR7, lí LKATE 12, 4, 0: PRINT 'LUite Iníerior(Alfa)L
COLÍS 9, 1; LÓCATE 12, 26, Oí PRlNl L6iff3 l^fhj A!¡ C5LOR 7, 1.
LÓCATE 13, 4, 0; PRIHT ILtite Su^rioríAlfs)11
CatK 9, lí LECATE 13, 26, 0: PRIKT U3INS Wj A2: Cdffi 7, 1
LÓCATE H, 4, 0: PRIN'T "Canal KcLXÍTE 15, 4, Oí PRIKT "Deto del Conversor L
COLOR 9, i¡ LKATE 14, 25, Oí PRIKT USIK3 'tt'j Ch: COLOR 7, iCOLOR 9, 1: LÓCATE 15, 25, 0; PRIKT US1NS *&t*\i OÍ.OR 7, i
EFClííi DC CPERfr:iO!í DEL SISTEHA DE ADOÜiSICifflí IDE DATOS m\pm a¡s PARAKETROS. t
DATOS:
GOSU8D1S4
BOSUB DIS2B05UB diElLD iTE , , iFields = 4: Fiel l = 0; FID = OCOLÍK7, 1
1 B!o:l; cursorLÓCATE ROW, COL!, 1, 6, Í2
' Display fielesLKATE RCW, CEL1: PRIKT "Canal ri=l CcnVErsor1;LÓCATE m, COL2¡ PRIKT IfílKS *[ * Y\;LDCñTE Kfe1 4 2, COLJ: PRJKT 'WJrero de Datos a leerse*;LO iTE ROK 4- 2, CQL2; PRIKI USIf6 1 ** ]'j Hd¡LCCATE Frt>! 4 4 j COL1: PRIKT "Datos a nkinerse';LCCATE R* 4 4, COL2; PRIKT U3ÍN6 fc[ « ]*¡ Ke;LÓCATE 23, 35i PRIKT ' Esc — Sslir Enter—Ingresar
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55 I
«€XOD...Pagina 54
W = Rotated(2 t Ne + 1, 40, Nd, inc)'se borra la bandera del número de dstos'y se ingresa el nuevo minero de datos,
PRIKT H, ld*¡ W»(19I + 32)¡FfilNT ti, Idí; CHRífiai + 32 4 Nd)j
PRIKí U5INB •«'; KdCASE 4' Datos a elúinarseNe = Rotated(0, Kd - IHHKd / 2 t 1), Ke, inc)
'se borra bandera de datos a eliminarsea
'y 59 ingresa el nuevo niñero de datos a elie-inarsePRIKÍ II, Idí; CHRt(192 t 32)iPRIKT n, Íd5¡ CHR$(18i + 3 2 4 Ne);
PR1K1 ÜSIN5 "H*j HeCASEELSE
EHD EOECTCABE ELSE
END 5ELECT' Tenána ingreso de datos si EHTEH
COLOR 9, J¡ * LCC4TE 14, 25) Oí PRItíT Ch
LDQPUKÍIL Ky = ESCAPEPRIKT li, Id); CHRÍ(32M81};DODES$ = IIPJWUEd), ii)LOOPUNTIL EOFÍi)COLORO, 7
S)TO 50
OPCIW Pífíñ OPQtf« LA RUTINA DE BRA^ICOLEE LOS DATOS Y LIE6Q LOS BPv/fICA EH aCOífüTADtR
AFICS!
SCREEK3
VIEH (i, JH700, 340), j ]5556 VIK PñlNT i 10 24
UEAíE B¡ IB: PRIKT '6RAF1CAC10Í DEL BLOX£ Dt IhFOrCKAClSÍ ADQUIRIDO"LO^TE 10, 22: PRIKT "Da 6ISTEHA DE AKMSJCitN DE MT03'LOCÓTE 23, 37: PRJN1 'Presiorie cualquier tecla para continuar1'
gí =LOOP tfrüLE os = "
gra:
D,,.Pagina 55
asV J E H Í I O , 275H690, £0), 1, BF'asLÓCATE 2!, 20: PR1KT 'Desea adquirir datos del sistwa..,?(S/N)'
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LKATE 17, 40¡ PfilKT 'FIOÍ1E HíMFASICA"BAÍÍ = iEND IFLCCATE 1?, ÍO; PRIKT 'Press any key toDODESÍ = IKPUlftLOCÍI}, 1)LKFlKTILEOF(i)
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S)T050
RLIT1NA DE DETECCIÓN E PÍKIEE.ES ERR-ÍÍES Eh1 U íEJECUC10K1 DE ESTE PKSRAHft. t
DISF03ITIVO ^RIAL NO ABIERTO, LLANDAS lL£6¿tES íLLENADO Da BUFFER E OWJfíICftCIOH SERIAL I
EFÍfAlií RESÜIENEnERRFAT í
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FOLi SCWB 2005, 2i SC5JKD 1000, 10
LÓCATE 22, 38; PHIKT '«Escape» para salir e Renú principal';
RESUfle 50
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FUNCIONES Y RUíiKAS UTILIZADAS EK a PROSAS. í
ummmummmmtmuimmffimmmtFUNCIÓN P ÍA OBTEta a CARÁCTER DE UK WtOR í
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wwwmwwwwwwwwwwiHWwFICCIÓN PfKA RÜTflfi EL INGRESO DE DATOS POR LAS IFLECHAS 1mwíwwwwwwnwwmwmwnwí
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RlíCTlON Rotated (LoHer, Upper, Current, inc}Current = Cürrent + inc1F Current > Upper Tí€H Current = LowerIF Current < Lwer TOi Current = UpperRotated = CurrentW FUCTIW
D Z m X o
MANUAL DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO
El equipo construido es un sistema útil izado para3
controlar en lazo abierto de conversores estáticos ac—de
semicontrolados. La potencia que puede manejar es de 5KW.
Está compuesto por la unidad de potencia y la unidad de
control. En la unidad de control están todos aquellos
elementos que manipulan una serie de señales de control, las
procesan y ejecutan su función especifica.
La unidad de potencia, está formada por un módulo
conversor AC—DC semicontrolado de estado sólido. Son
posibles tres configuraciones de conversores mediante un
selector en la parte posterior del equipo.
En la posición 3, el conversor se alimenta de la red
trifásica y es posible las siguientes configuraciones:
- Semicontrolado (6 pulsos) 297 V , 20A
- Controlado (3 pulsos) 257V, 20A
En la posición 1 j el conversor se alimenta de las fases
R y S, la fase T se desconecta; la configuración es la
semiconttrolado (2 pulsos) 198 V, 20 A.
Las especificaciones de entrada son:
220 VAC +/- 10X
3 fases
60 Hz
10 A rms
Antes de encender el equipo, debe seleccionarse e-1 tipo
de configuración(tipo de fuente). Para el caso trifásico,
las tres fases deben estar conectadas, la secuencia es
irrelevante pues el sistema se ajusta a cualquiera; para el
caso monofásico, se debe desconectar la fase T y poner
voltaje entre R y S, en este caso es importante el orden de
las fases.
Los circuitos y elementos de protección pueden
resumirse en:
- Fusibles en las lineas de al imantación al conversor.
— Breaker de tiempo inverso.
- Detección de sobrecorriente instantánea (sistema
elec tronico)
- Detección de sobrevoltaje instantánea (sistema
electronico)
— Limitación de vol tajes transitorios dv/dt
- Protección de falta de fase.
Los circuitos de la unidad de control pueden agruparse en:
™ Circuito de control maestro.
- Circuito de sincronización.
- Circuito de disparo y protección.
— Circuito de adquisición de datos,
— Supervisión y monitoreo de fallas y señalización-
— Circuito de teclado
- Fuentes de polarización.
Una vez seleccionada la parte de potencia, se enciende
el circuito de control con el switch localizado en la parte
lateral izquierdo, del equipo. Terminada de ejecutar la
rutina de inicialización se establece el rango de control
del ángulo de disparo. Para el caso semicontrolado el rango
es 180 grados, pero para el caso controlado es de 240
grados. En este último caso, es necesario ingresar por
teclado la secuencia:
N-COUNT 255 N-COUNTa
acto seguido, el display mostrará. 240 grados.
Una vez determinado el rango, se enciende el Computador
Personal y se ejecuta el programa menu.exe. En este instante
el sistema puede se operado tanto por teclado como por el
PC.
COMANDO POR TECLADO.
La función de cada tecla se encuentra impresa en la parte
derecha del panel frontal.
1 Cerrar contactor principal
2 Incrementar alfa en 1 grado
3 Incrementar alfa en 10 grados
4 Decrementar alfa en 1 grado
5 Decrementar a]fa en 10 grados
6 Estado de secuencia (comunica al PC)
7 Abrir contactor principal
8 Estado de fuente (comunica al PC)o , ,, „ „
N-COUNT Ingresar un alfa cualquiera.
El ingresa de datos por teclado es de tal manera que
siempre, que se deje de presionar una tecla., el dato ingresa.
El sistema elimina el rebote y la presión de 2 o más teclas
simultáneamente.
COMANDO POR COMPUTADOR PERSONAL.
Al ejecutar el programa en GUICKBASIC, el monitor del
PC muestra al usuario un menú fácil de seguir sin temor a
cometer errores que puedan ocasionar problemas en el equipo.
Se debe seguir un proceso de ingreso de datos, el mismo que
es «segurado en el programa:
— IniciaJIzación.- Se define la. identificación del
sistema, tipo de fuente (configuración del conversor) y
valores máximos de voltaje y corriente.
— Conversor,- Inicial iza canal de conversión, número
de datos a leerse y número de datos a eliminarse.
— Reinícialización, corrige o confirma los datos
anteriores.
— Secuencia.- Comprueba secuencia de la fuente si es el
caso .
— Fuente.- Comprueba tipo de fuente
— Operación.- contiene los mismos comandos que para
teclado.
- Adquisición.- opera el sistema de adquisición de
datos con la posibilidad de variar todos los parámetros
reíacionados.
— Gráfico.- permite graficar o archivar un bloque de
información dado por los parámetros del sistema de
adquisición de datos.
— Operación en línea.— la opción ON-L1NE permite operar
al conversor de patencia según alguna señal externa y
además graficar en el computador personal esta señal.
SEÑALIZACIÓN
La sena lización, llevada a cabo por el
microcontrolador,se realiza a través de leds y displays en
la parte frontal del equipo. En el computador personal se
realiza por medio de leyendas y/o sonidos propios de cada
situación.
—D1SPLAY muestra el ángulo alfa, dato del sistema de
adquisición de datos, fallas(9999 sobrevoltaje, 8888
sobrecorriente) .
—LED CQNT.PRINC encendido/cerrado, apagado/abierto.
—LED FUENTE encendido/trifásico, apagado/monof .
-LED SECUENCIA encendido/sec+ , apagado/sec-
—LED SERIAL rojo/transmisión, verde/recepeion.
MANTENIMIENTO.
En potencia, el mantenimiento es casi nulo porque se
y~* trata de un modulo de estado sólido; seria aconsejable una
revisión periódica de los puntos de conección de potencia
sobre todo los contactos del contactor principal.
En la unidad de control, que comprende la mayor parte
del equipo, sería necesario una limpieza periódica debido al
hecho de que existe el ventilador que ingresa. aire
eventualmente con polvo y humedad, agentes nocivos para el
funcionamiento del sistema tomando en cuenta que existen
elementos electrónicos sencibles y delicados como el propio
microcontrolador y el conversor A/D.
/J,Sfc- Es necesario recalcar que la ventana de programación
del microcontrolador debe encontrarse tapada para protegerla
de la luz ultravioleta que aunque en pequeñas cantidades
está presente en el ambiente y puede llegar a alterar en
algo el programa grabado en la eprom y asi alterar todo el
sistema.
Para finalizar, se presenta a continuación una serie de
problemas, diagnósticos y posibles soluciones; de persistir
algún error de funcionamiento, se recomienda revisar el
programa del mlcrocorítrolador o del computador personal o
por ultimo revisar alguna falla de hardware. 51 aun asi la
falla persiste, se debe llamar a una persona que posea
experiencia en esta clase de sistemas, se recomienda al
constructor del equipo.
1.— Si el sistema se iniclaliza perfectamente y aparece en
display el rango (180 grados), pero al cerrar el contactor
principal, este se abre inmediatamente resultando en display
3333 (error trifásico) o lili (error monofásico).
de alimentación este
2 . - Si el sistema se no se Inicializa, es decir no detecta
el tipo de fuente o sincronización mostrando en display
1234.
Solución: revisar que estén • todas las fases conactadas
y energizadas.
3.- SI una vez funcionando el equipo, se resetea y vuelve a
Inicia 1 izarse nuevamente, significa que ha habido una gran
perturbación en la red.
Solución: Si la perturbación es pasajera se pondrá al
equipo a funcionar inmediatamente; caso
contrario, revisar las lineas de
alimen tación.
4.-Si por alguna razón se llega a tener sobrecarga
permanente, el breaker se abrirá y el display mostrara error
de falta de fase.
Solución: Reponer el breaker, revisar fusibles e
inicializar de nuevo con el botón de reset.
5.- Si por alguna razón el sistema no responde al control
de teclado se dice que el sistema se ha colgado.
Solución: en el caso del teclado, el sistema está
profundamente colgado y será. necesario un
reset del sistema.
6.— Si por alguna razón, el computador pierde control sobre
el equipo.
Solución:
1 . - Revisar estado del conector del pórtico
serial tanto en el computador personal como
en el equi po.
2. - Revisar en el menú" de inicialización que
el dato de identificación este acorde con e
que se muestra en display al final de la
rutina de inicia.lización.
3.-Si la falla persiste, revisar en el
programa del PC que el archivo de
comunicación serial se abierto correctamente
y ejecutar nuevamente el programa con el
equipo reseteado.
7.- Si por alguna razón, el programa del PC a detectado
algún error que el misma programa no pueda solucionar.
