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Construcción de un interruptor de paso por cero

Hoy vamos a hablar de la construcción de un interruptor de paso por cero

En primer lugar, empezaremos por describir que es un interruptor de paso por cero. A continuación, el porqué deberías disponer de uno. Y para finalizar, enseñaremos los pasos a seguir para su construcción.

Un interruptor de “paso por cero” conmuta la tensión a la carga conectada, justo en el instante en que la senoide pasa por el valor de 0 volts. Para una carga resistiva pura no tiene más sentido, pero que pasa con las cargas inductivas de gran potencia, por ejemplo, motores, transformadores, etc.

Como sabemos, un transformador está formado por un bobinado primario conectado a 110 o 220 VAC, y uno o varios secundarios, a partir de una cierta potencia del mismo, 1KW o más, el primario presenta una muy baja resistencia óhmica cuando lo conectamos a su tensión nominal, del orden de 6 veces menor, es decir escasos ohmios.

En una instalación industrial, los automatismos de protección como ICP´s, Magnetotérmicos, etc. Están calculados y sobredimensionados para un consumo de varios KW potencia, pero no ocurre lo mismo a nivel doméstico, en viviendas o pequeños locales comerciales, con limitaciones de consumo a  3,5 KW o menos, dado el “Pico de corriente” que generan.

Para entender su utilidad, os ponemos algunos casos en los que nos hemos encontrado con la necesidad de disponer de uno: Amplificadores para música de 2 KW de salida, con alimentación tradicional por transformador, los soldadores de arco o autógena (no inverter) de 3,3 KW o más, o un aspirador industrial de 3 KW , que hacían saltar el automático de entrada y dejando la casa sin suministro eléctrico.

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Al encontrarnos en una situación como estás que hemos mencionado, encontramos un modelo de SSR (Solid State Relay) Crydom D2425 entre los componentes de nuestro taller. Gobernado por una tensión de 3 a 32Vdc, con paso por cero y 25A a 220 VAC.  Se puede usar de cualquier marca con las mismas características.

Este dispone en su interior de un opto acoplador y el gobierno necesario para un triac, que realiza la conmutación de la tensión. Es fácil realizarlo con componentes discretos, pero al disponer de él, nos pusimos manos a la obra sin tener que diseñar una PCB o comprar los componentes necesarios, que dejaremos para una posterior revisión del montaje tradicional.

 

ADVERTENCIA DE SEGURIDAD: en el montaje descrito hay partes eléctricas conectadas a 220 Vac, se precisa de los conocimientos de manipulación y prevención contra descargas eléctricas u otros daños.

Como necesitábamos una fuente de alimentación de poca potencia, de entre 3 y 32 Vdc, se nos ocurrió “Reciclar” alguno de los cargadores de móviles antiguos o alimentadores de esos aparatos que se quedaron obsoletos o estropeados en algun momento.

Encontramos uno de un HUB viejo, con salida de 5 Vdc y 2A, de sobra para alimentar el SSR, que tan solo necesita una corriente para el led de Imax 12 mA. al cual despoje de su carcasa plástica.

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Corte de los cablecillos de enchufe de 220Vac, y el de salida, identificando con el multímetro la polaridad del mismo.

Se debe comprar una caja de plástico de conexiones eléctricas de superficie, una base de enchufe de empotrar tipo Schuko y un interruptor basculante con luz neón de 16ª.

Para el mecanizado de los orificios, usamos una sierra de corona de varios diámetros, muy útil para cajas de madera, plástico o aluminio delgado. Para el interruptor, usamos pequeños taladros y con unos alicates recortamos el plástico a la medida adecuada.

Para la salida del cable de 220Vac, usamos una de las perforaciones de la caja, y con dos bridas lo aseguramos contra tirones.

Se coloca y sujeta el alimentador y el SSR con tornillos a la caja. Después se cablea todo de acuerdo al esquema, y se añade en el SSR una red Snubber o amortiguador resistencia/capacidad para las cargas inductivas. Esto es un camino para los picos de tensión generados al cortar la alimentación de las bobinas.

También pusimos en paralelo con la entrada de baja tensión del SSR, una resistencia de 100 ohm y 2 W, con tal de descargar rápidamente el condensador del alimentador. Esto solo se produce al apagar el montaje, y  además acelera la interrupción de tensión a la salida.

 

Finalmente, aquí os dejamos las fotos del montaje final.

Y su esquema.

Schema

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