circuito inversor de giro para motor eléctrico

CIRCUITO INVERSOR DE GIRO PARA MOTOR ELÉCTRICO
Un
circuito inversor de giro para un motor eléctrico tiene la
función de cambiar las polaridades en las terminales del motor
para que este gire en sentido horario (CW- clockwise) o sentido
anti horario (CCW- counterclockwise), pero antes debemos definir
que es un motor eléctrico.
¿Qué es un motor eléctrico?
El motor eléctrico es un dispositivo que transforma la energía
eléctrica en energía mecánica por medio de la acción de los
campos magnéticos generados en sus bobinas, y están compuestos
por un rotor y un estator.
¿Cuál es el uso del motor eléctrico?
Los motores eléctricos se utilizan en la gran mayoría de las
máquinas modernas. Su reducido tamaño permite introducir motores
potentes en máquinas de pequeño tamaño, por ejemplo taladros o
batidoras. Su elevado par motor y alta eficiencia lo convierten
en el motor ideal para la tracción de transportes pesados
como trenes; así como la propulsión de barcos, y submarinos.
¿Cómo se produce el cambio de sentido de giro en un motor?
Para efectuar el cambio de sentido de giro de los motores
eléctricos de corriente alterna o continua se siguen unos pasos
simples:

Para motores monofásicos únicamente es necesario invertir
las terminales del devanado de arranque, esto se puede
realizar manualmente o con relés conmutadores.

Para motores trifásicos únicamente es necesario invertir
dos de las conexiones de alimentación correspondientes a
dos fases de acuerdo a la secuencia de las tres fases.

Para motores de corriente alterna es necesario invertir los
contactos del par de arranque.
¿Qué circuito utilizar para poder realizar el cambio de sentido
de giro para un motor?
Existen muchos diseños de circuitos inversores de giro para
motores, e incluso, pueden solamente utilizarse relés
conmutadores, pero en esta vez se mostrara el diseño de un
circuito basado en compuertas lógicas.
Para crear este circuito es indispensable que tengamos en mente
la forma en la que queremos que trabaje el motor, es decir,
nosotros queremos que al activar un interruptor el motor gire en
una dirección, o al activar otro este tambien gire en sentido
contrario al establecido anteriormente, e incluso, que al
activar o desactivar un tercer interruptor este cumpla cierta
función, pero para esto hay que analizar muy bien como
funcionara todo, y lo podemos hacer de la siguiente manera:
CASO 1: Cuando uno de los tres interruptores este activado, el
motor debe girar en un sentido, y si otro interruptor se
encuentra activo el motor debe detenerse.
CASO 2: Cuando este se active mientras uno de los otros dos
interruptores este trabajando inmediatamente el motor debe
detenerse.
CASO 3: Cuando este interruptor este funcionando, el motor debe
girar en sentido contrario al establecido en el caso uno, y si
este se activa mientras otro de los dos interruptores este
funcionando, el motor debe detenerse inmediatamente.
Analizando el interruptor uno podemos deducir que cuando el
interruptor se encuentre apagado o se encuentre en un estado 0 o
estado bajo (low state), en su salida el motor no debe presentar
movimiento alguno por lo tanto la salida es igual a 0, pero si
el interruptor se encuentra encendido o se encuentra en un
estado 1 o estado alto (high state), en su salida el motor debe
presentar movimiento por lo tanto su salida es igual a 1, y si
este se activa cuando otro interruptor este funcionando el motor
debe detenerse, es decir su salida tendría que ser igual a 0.
Analizando el interruptor dos podemos decir que cuando este se
encuentre apagado tendrá un estado 0, y su salida no presentara
movimiento alguno en el motor por lo tanto su salida será igual
a 0, y de igual manera si el interruptor se encuentra activado
tendrá un estado 1, y su salida será igual a 0.
Y analizando el interruptor tres se puede decir que cuando este
se active tendrá un estado 1, y el motor debe moverse en sentido
contrario al análisis del caso uno, lo cual representa un estado
1 a la salida, pero esto solamente ocurrirá cuando los demás
interruptores se encuentren apagados o estén en un estado 0, si
el interruptor se activara cuando otro esta interruptor está
funcionando entonces el motor debe detenerse, y si el
interruptor se encuentra apagado tendrá un estado 0, lo cual no
producirá movimiento en el motor.
Luego de analizar teóricamente el funcionamiento, ahora solo
debemos quedarnos con los estados que representaran cada uno de
los switch.
-Al switch uno le asignaremos el nombre de switch A.
-Al switch dos le asignaremos el nombre de switch B.
-Y al switch tres le asignaremos el nombre de switch C.
Ahora creamos una tabla correspondiente a los estados que
presentaran estos switch.
CBA
Y1
Y2
___________
______
______
000
0
0
001
1
0
010
0
0
011
0
0
100
0
1
101
0
0
110
0
0
111
0
0
Luego de haber creado nuestra tabla de los estados que
presentaran nuestros interruptores, procedemos a utilizar un
método llamado mapa de karnaugh, este método es el siguiente:
BA
C
00 01 11 10
0
0
1
0
0
1
0
0
0
0
Y1
Con este método lo que se hace es tratar de encontrar la función
general de su salida, y luego de realizar el respectivo
procedimiento en el mapa, nos queda la siguiente función
Y= C’B’A (nota: las comillas ubicadas después de la letra indica
que esta variable esta negada).
Ahora que ya conocemos la función de su salida que es igual a
Y= C’B’A, debemos encontrar la función general de la segunda
salida, entonces volvemos a aplicar el mismo procedimiento pero
esta vez usando los valores lógicos de la segunda salida.
BA
C
00 01 11 10
0
0
0
0
0
1
1
0
0
0
Y2
Luego de realizar la operación respectiva, la función general de
la salida dos nos queda de la siguiente manera Y= C B’A’,
después de evaluar la manera en la que nos ha quedado la función
general, debemos escoger el tipo de compuerta que utilizaremos,
en este caso utilizaremos compuertas AND debido a la operación
que realizan las dos funciones generales.
El circuito que debe quedar es el siguiente:
D:A
C:A
1
:B
1
3
2
4
2
6
5
Z:A
1
2
7408
:A:A
1
C:C
2
:D
5
6
12
?
11
13
Este circuito cumple la función de la tabla de verdad que
elaboramos a base de los análisis que realizamos del
funcionamiento que debía tener nuestro motor, y aquí tenemos
nuestro inversor de giro, ahora para probar que el circuito
funciona, solo debemos colocar las entradas A,B, y C en sus
estados lógicos respectivos para obtener movimiento en el motor.