Se presenta una idea práctica para la implementación de un control de temperatura para un elemento de calentamiento, teniendo como sensor un hilo caliente (nicromo). El circuito se puede utilizar para controlar la temperatura de las máquinas que operan con la fusión de plásticos, líquidos calientes, invernaderos y en muchos otros casos similares en los que el elemento de calentamiento es resistivo. En la versión básica utilizamos un Triac de 8 A, pero triacs de mayor potencia pueden ser empleados.
El proyecto presentado consiste en una idea práctica de control de temperatura que puede ser fácilmente implementado en máquinas que posean elementos resistivos de calentamiento. El mismo circuito también puede ser usado en otros tipos de control de potencia basados en la intensidad de la corriente que circula por un circuito.
El circuito básico utiliza un Triac de 8 ampères, pero los triacs de mayor potencia, de la misma serie, también pueden ser usados, dependiendo sólo de la potencia del elemento de calentamiento que debe ser controlado. También, dependiendo del Triac, el circuito puede operar tanto en la red de 110 V como de 220 V, sin cambios. En ese caso, el Triac debe ser sufijo B si la red es de 110 V y sufijo D si la red es de 220 V.
Como funciona
La idea básica del control es intercalar un hilo de nicromo, de pequeña longitud, en serie con elemento de calentamiento, actuando como sensor de corriente. Este hilo de nicromo se monta en un sistema mecánico que forma un interruptor, del mismo tipo que el encontrado en los elementos de control bi-metal. Cuando la corriente aumenta y el hilo se dilata, por el calentamiento, se afloja y con ello se interrumpe la corriente de conducción del Triac.
Con eso, el circuito es apagado por un instante, lo que lleva al elemento sensor a enfriar y por lo tanto contraer. Con la contracción, él mueve de nuevo los contactos, ligándolos. Con ello se restablece la corriente de disparo del Triac y el elemento de calentamiento vuelve a ser alimentado.
El ciclo de aleación del elemento de calentamiento determina la temperatura media a ser obtenida, conforme la curva aproximada mostrada en la figura 1.
Evidentemente, la frecuencia de esa curva y los límites de temperatura de la banda en que actúa depender de diversos factores como:
a) La capacidad térmica del elemento de nicromo utilizado en el sensor, que determina la velocidad con que se calienta y se enfría.
b) El montaje mecánico y el ajuste dado por el tornillo A que aproxima o aleja los contactos del sistema de láminas y contactos.
Montaje
La implementación práctica de este sistema de control depende de diversos factores. En la figura 2 tenemos el diagrama completo del control, observándose que el Triac debe ser montado en disipador de calor compatible con la potencia que debe ser controlada.
El espesor de los hilos que conducen la corriente principal debe ser espeso compatible con su intensidad.
El hilo de nicromo debe tener un espesor compatible con la intensidad de la corriente que va a ser conducida.
La longitud depende del tipo de sensorización deseado, siendo sugerido algo entre 4 y 7 cm para una aplicación común. El resistor de 100 ohmios x 2 W es común y su valor está determinado sólo por la intensidad de la corriente necesaria para el disparo.
Observe que mientras la corriente principal que alimenta el circuito pasa por el hilo de nicromo, los contactos del sistema sensor conducen sólo una pequeña corriente, que es la corriente de disparo del Triac.
Lista de material
X1 - Elemento de calentamiento monitoreado (ver texto)
R1 - 100 ohms x 2 W - resistor
TRIAC - TIC226B (110 V) - TIC226D (220 V) - Triac de 8 A - ver texto.
CT - Control Térmico - ver texto
