Desarrollo de control de frenos de corrientes parásitas para dinamómetros de banco y chasis

Abstract

En el presente trabajo se realiza el diseño y la validación de un circuito de control, para la operación de los frenos de corrientes parásitas en el Laboratorio de Motores y Vehículos de la UNICE (Unidad de Investigación y Control de Emisiones) permitiendo, con dicho control, obtener datos de la operación de motores y vehículos, para la investigación de emisiones. El control del freno se basa en modulación por ancho de pulso (PWM). Para ello, primero se toma la señal senoidal de la toma de corriente y se rectifica mediante diodos en una configuración de onda completa. Luego, utilizando un amplificador TL084 como comparador de cruce por cero, se genera una referencia de sincronización. A continuación, mediante un transistor y un capacitor, se obtiene una señal en forma de diente de sierra, la cual es comparada en un circuito adicional para generar la señal PWM. Las salidas están especificadas según el tipo de freno que se desea controlar. La calibración del voltaje de inicio de la señal PWM se realiza mediante reguladores dentro del circuito de control, lo que permite generar diferentes señales de salida. Estos datos son mostrados en una pantalla LCD e incluyen el nivel de frenado expresado en porcentaje, de 0 % a 100 % de la capacidad del sistema, garantizando la adaptabilidad del circuito de control. La señal principal de salida se envía a través de un relevador de estado sólido (SSR), el cual ajusta la señal según el ciclo de trabajo proporcionado por el circuito de control y el transformador de potencia. La selección del SSR varía en función de las especificaciones del freno, asegurando su correcto funcionamiento. Este sistema permite un mayor control del frenado en dinamómetros con frenos por corrientes parásitas, logrando una precisión superior que facilita la obtención de parámetros en los estudios realizados con estos equipos. Además, se ha implementado un sistema de refrigeración para frenos por corrientes parásitas, el cual emplea un sensor infrarrojo para medir la temperatura. Si la temperatura supera un umbral preestablecido, el microcontrolador Arduino activa los ventiladores, evitando el sobrecalentamiento y mejorando el rendimiento y la seguridad del sistema. Finalmente, se desarrolló un sistema de paro de emergencia mediante un botón. Al presionarlo, el sistema incrementa automáticamente el porcentaje de frenado a un nivel predefinido, proporcionando una respuesta rápida y eficiente en situaciones críticas, lo que mejora la seguridad operativa.