ACTUADORES ACTUADORES
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ACTUADORES INTERFASES INTERFASES ACTUADORES ACTUADORES Carlos E. Canto Q. ACTUADORES INTERFASES INTERFASES Los Actuadores • Son dispositivos capaces de generar una fuerza a partir de líquidos, de energía eléctrica y gaseosa. gaseosa • El actuador recibe la orden de un regulador o controlador y da una salida necesaria para activar a un elemento final de control como lo son las válvulas, motores. Carlos E. Canto Q. ACTUADORES INTERFASES INTERFASES ACTUADORES ACTUADORES ELECTRICOS ELECTRICOS SOLENOIDES SOLENOIDES MOTORES MOTORES LIVE LIVEWIRE WIRE MECANICOS MECANICOS NEUMATICOS NEUMATICOS HIDRAULICOS HIDRAULICOS MUSCULOS MUSCULOS NEUMATICOS NEUMATICOS Carlos E. Canto Q. ACTUADORES MOTORES ELECTRICOS INTERFASES INTERFASES TIPOS DE MOTORES: – DE CD – SERVOMOTORES – DE PASOS – BRUSHLESS (SIN ESCOBILLAS) – DE CA Carlos E. Canto Q. ACTUADORES INTERFASES INTERFASES Motores de CD Principio de operación de un motor de CD Carlos E. Canto Q. ACTUADORES INTERFASES INTERFASES Motores de CD • • • Los motores de imán permanente (PM) convierten la energía eléctrica a energía mecánica a través de la interacción de dos campos magnéticos. Un campo es producido por un ensamblaje de imán permanente, el otro campo es producido por una corriente eléctrica fluyendo en las bobinas del motor. Estos dos campos resultan en un par que tienden a rotar el rotor. Conforme el rotor gira, la corriente en las bobinas es conmutada para producirun par de salida continuo. El campo electromagnético estacionario del motor también puede estar alambrado como la armadura o puede obtenerse de imanes permanentes Carlos E. Canto Q. ACTUADORES INTERFASES INTERFASES Carlos E. Canto Q. ACTUADORES INTERFASES INTERFASES Carlos E. Canto Q. ACTUADORES INTERFASES INTERFASES Carlos E. Canto Q. ACTUADORES INTERFASES INTERFASES Carlos E. Canto Q. ACTUADORES INTERFASES INTERFASES Carlos E. Canto Q. ACTUADORES INTERFASES INTERFASES Carlos E. Canto Q. ACTUADORES INTERFASES INTERFASES El interior de un Motor Eléctrico Un simple motor de CD de dos polos partes que constituyen un motor de cd •Armadura o rotor •Conmutador •Escobillas (Brushes) •Eje •Campo de imán (Estator) •Fuente de poder de CD Carlos E. Canto Q. ACTUADORES INTERFASES INTERFASES El estator es la parte externa estacionaria del motor. El rotor es la parte más interior que gira. El estator de un motor de CD de imán permanente está formado por piezas de imán permanente de dos o más polos. Si las conexiones de un motor de CD son invertidas el motor cambia de dirección, aunque no siempre trabaja bien en ambas direcciones. Carlos E. Canto Q. ACTUADORES INTERFASES INTERFASES Partes de un motor de CD Carlos E. Canto Q. ACTUADORES INTERFASES INTERFASES A simple DC electric motor. When the coil is powered, a magnetic field is generated around the armature. The left side of the armature is pushed away from the left magnet and drawn toward the right, causing rotation. Carlos E. Canto Q. ACTUADORES INTERFASES INTERFASES The armature continues to rotate. Carlos E. Canto Q. ACTUADORES INTERFASES INTERFASES When the armature becomes horizontally aligned, the commutator reverses the direction of current through the coil, reversing the magnetic field. The process then repeats. Carlos E. Canto Q. ACTUADORES INTERFASES INTERFASES El rotor está compuesto de embobinados que están conectados a un conmutador mecánico. En este caso el rotor tiene tres pares de polos. Carlos E. Canto Q. ACTUADORES INTERFASES INTERFASES El conmutador Para producir la rotación en el rotor el conmutador , el cual está conectado al rotor, y las escobillas de un interruptor para cambiar constantemente la polaridad magnética del electro-imán del rotor. Esta acción de conmutación produce ruido eléctrico de alta frecuencia o radio ondas radiadas de los alambres conectados al motor. Este ruido eléctrico radiado puede afectar a radios en la cercanía y una microcomputadora puede no funcionar apropiadamente. Carlos E. Canto Q. ACTUADORES INTERFASES INTERFASES Ruido y los motores de DC 1) Las escobillas de los motores de DC están generando constantemente chispas conforme el conmutador conecta y desconecta la corriente a las bobinas del rotor. 2) La alta demanda de corriente al arrancar . 3) Fuente de poder separadas, capacitores de desacoplamiento u optoaisladores pueden proteger la sensibilidad del circuito. Carlos E. Canto Q. ACTUADORES INTERFASES INTERFASES Ruido y los motores de DC • • • • • • • Algunas veces, los motores de corriente continua de precio reducido generan un gran ruido eléctrico En casos extremos, este ruido interferirá en el funcionamiento del circuito eléctrico, por ejemplo haciendo que el microcontrolador se reinicie. Algunas sugerencias para reducir el alcance y el efecto del ruido eléctrico radiado. 1) Separe la alimentación del motor y la del cableado de la alimentación lógica. 2) Asegúrese de realizar conexiones con los cables cortos y bien estirados. 3) Monte el microcontrolador y sus circuitos separado de los motores de corriente continua 4) Tal y como se indica en la siguiente ilustración, es posible utilizar condensadores de bypass para reducir el ruido generado. Carlos E. Canto Q. ACTUADORES INTERFASES INTERFASES Interferencia de Ruido Eléctrico. • Para minimizar los efectos de esta interferencia eléctrica se puede fijar un capacitor local de desacople para cortocircuitear estas corrientes de alta frecuencia . Estos condensadores de desacople deben conectarse tan cerca como sea posible a las terminales del motor para que sea más efectivo. Carlos E. Canto Q. ACTUADORES INTERFASES INTERFASES Control Control de de Motores Motores de de CC CC Carlos E. Canto Q. ACTUADORES INTERFASES INTERFASES Control de Velocidad de un Motor DC 1) Típicamente las velocidades de rotación ,a un voltaje específico, son entre 3000 y 8000 rpm 2) La velocidad es proporcional al voltaje 3) Un motor que opera debajo de la relación velocidad/voltaje ideal proporciona menos torque 4) Un motor con engranaje tiene una velocidad reducida y un aumento en el Torque. 5) Una manera errónea de reducir velocidad-Potenciómetro. La energía se pierde como calor. 6) Una manera correcta para reducir la velocidad –Modulación por ancho de Pulso PWM No se pierde energía extra. Carlos E. Canto Q. ACTUADORES INTERFASES INTERFASES Control -CC Control de de Sentido Sentido de de Giro Giro para para Motores Motores-CC • Existen varias formas de lograr que estos motores inviertan su sentido de giro : USANDO INTERRUPTORES O RELEVADORES – Se utiliza una fuente simétrica o dos fuentes de alimentación con un interruptor simple de dos contactos Con Fuente Simétrica o Doble Fuente Carlos E. Canto Q. ACTUADORES INTERFASES INTERFASES Control -CC Control de de Sentido Sentido de de Giro Giro para para Motores Motores-CC • Utilizando una fuente común con un interruptor doble es decir uno de 4 contactos, Con una Fuente Simple Carlos E. Canto Q. ACTUADORES INTERFASES INTERFASES Control de Sentido de Giro para Motores-CC USANDO TRANSISTORES: Con Fuente Simétrica o Doble Fuente Carlos E. Canto Q. ACTUADORES INTERFASES INTERFASES Control de Sentido de Giro para Motores-CC Concepto del puente “H” Con una Fuente Simple Carlos E. Canto Q. ACTUADORES INTERFASES INTERFASES Fuerza Contra Flectro Motriz. (FCEM ) El rotor, está construido por bobinas de alambre enrollado alrededor de hierro.Esta construcción actúa como un inductor o electroimán donde la energía eléctrica es almacenada en la forma de energía magnética o flujo magnético. Cuando la corriente eléctrica es interrumpida del electroimán el campo magnético alrededor de la bobina se colapsa. Como el campo magnético colapsa esto hace que una corriente eléctrica continúe fluyendo por el alambre, la cual es llamada fuerza contra electromotriz (back EMF). La corriente de la fuerza contra electro motriz hace que aparezca un voltaje muy alto , kilovolts, a través de las terminales del interruptor o en este caso en el colector del transistor y la fuente de alimentación de +5V. Proporcionando un trayectoria de corriente usando un diodo “freewheel” o diodo clamp para que la corriente de la FCEM reduzca el voltaje a 0.6 volts, . Providing a current path using a free-wheel diode or clamp diode for the back EMF current will reduce the voltage to the 0.6V Carlos E. Canto Q. ACTUADORES INTERFASES INTERFASES Control de Sentido de Giro para Motores-CC Usando el circuito integrado L293B, un doble puente “H” Tabla de operación del L293B Carlos E. Canto Q. ACTUADORES INTERFASES INTERFASES Control de Sentido de Giro para Motores-CC Controlando el giro de dos motores de cc, sin cambio de sentido de giro Carlos E. Canto Q. ACTUADORES INTERFASES INTERFASES Control de Sentido de Giro para Motores-CC Controlando el sentido de giro de un motores de CC, con el L293B Carlos E. Canto Q.
