ACTUADORES ELECTRICOS Los actuadores electrónicos son accionados por medio de corrientes eléctricas. Existen actuadores electrónicos que consumen una considerable cantidad de energía, para este tipo de casos se utilizan controladores. Los actuadores eléctricos son utilizados en diferentes aparatos mecatrónicos, como robots. 1. Ventajas: Precisos. Fiables. Fácil control. Sencilla instalación Silenciosos. 2. Desventaja: Potencia Limitada. 3. Tipos de Actuadores: 1.1. RELE: Son dispositivos electromagnéticos que conectan o desconectan un circuito eléctrico de potencia al excitar un electroimán o bobina de mando. Los relés se suelen utilizar para accionar potencias del orden del kW, mientras que los contactores pueden accionar potencias del orden de cientos de kW. La principal ventaja que proporcionan estos dispositivos es que separan la parte de mando (baja potencia) de la parte de potencia (motores, etc.). De esta forma el autómata está aislado y, por lo tanto, protegido de las posibles sobrecargas y sobretensiones. Características: - - - Tensión de mando: tensión de alimentación de la bobina de mando. Puede ser continua o alterna, siendo esta la más habitual, y con tensiones de 12 V, 24 V, 48V o 220 V. Tensión de empleo: tensión de trabajo que tendrán que bloquear los contactos cuando estén abiertos. Corriente de empleo o de servicio (Ie): es la corriente que el dispositivo es capaz de accionar e interrumpir para cada tensión de empleo y con carga resistiva. Corriente térmica (Ith): es la corriente que el contactor puede soportar en condición cerrado por un mínimo de horas, sin que su temperatura exceda los límites dados por las normas. Vida eléctrica: expresada en ciclos de maniobra, es una condición adicional para la elección de un contactor y permite prever su mantenimiento. En los catálogos de contactores se incluyen curvas de vida eléctrica en función de la categoría de utilización. Podemos necesitar un contactor que cierre una o dos veces al día, o quizás otro que esté continuamente abriendo y cerrando sus contactos. Hay que tener en cuenta el arco eléctrico que se produce cada vez que esto ocurre y el consiguiente deterioro. Tiempos de accionamiento: tiempos que tarda en abrir y cerrar el circuito. Los valores suelen ser del orden de ms. 1.2. MOTORES: a) Motores de Corriente Continua: El motor de corriente continua está formado por el estator que induce un campo magnético (mediante imanes permanentes o devanados) y por el rotor que gira al actuar sobre éste una fuerza proporcional al campo inductor y a la corriente que circula por sus devanados rotóricos. Para que la corriente circule por el rotor siempre en la misma posición relativa es necesario un mecanismo de conmutación formado por el colector de delgas y las escobillas. Esta es una de las principales desventajas de este tipo de motor, ya que se produce desgaste en las escobillas debido a que se producen chispas y calentamiento, con lo que es necesario el mantenimiento. - - La principal característica del motor de corriente continua es la posibilidad de regular la velocidad desde vacío a plena carga. Su fácil control de posición, par y velocidad la convirtió en una de las mejores opciones en aplicaciones de control y automatización de procesos. Con la llegada de la electrónica ha caído en desuso pues los motores de corriente alternan del tipo asíncrono, pueden ser controlados de igual forma (mediante variadores de frecuencia) a precios más accesibles. A pesar de esto se usan en muchas aplicaciones de potencia (trenes y tranvías) o de precisión (máquinas, micromotores, etc.). b) Motores Brushells: Los motores sin escobillas son la solución al problema de mantenimiento y calentamiento de los motores de CC con escobillas. La principal diferencia con respecto a los vistos anteriormente es que el rotor no posee bobinado, sino que está compuesto por imanes permanentes y desaparecen las escobillas y las delgas, con lo que disminuye el mantenimiento. Su funcionamiento se basa en la alimentación secuencial de cada una de las fases del estator de forma sincronizada con el movimiento del rotor. De esta forma, los imanes permanentes siguen el movimiento del campo magnético estatórico, cuyo desplazamiento depende a su vez del giro del rotor. c) Motor de corriente alterna: La corriente alterna es aquella en que la que la intensidad cambia de dirección periódicamente en un conductor, como consecuencia del cambio periódico de polaridad de la tensión aplicada en los extremos de dicho conducto la variación de la tensión con el tiempo puede tener diferentes formas: senoidal, triangular, trapezoidal. - Motor Asíncrono o de inducción: Su funcionamiento está basado en que el estator genera un campo magnético giratorio, a velocidad de sincronismo, que corta los conductores del rotor, por lo que se genera una fuerza electromotriz de inducción y esta hace que circule una corriente. La acción mutua del campo giratorio y las corrientes existentes en los conductores del rotor, originan una fuerza electrodinámica sobre dichos conductores del rotor, las cuales hacen girar el rotor del motor. Son probablemente los más utilizados en la industria debido a sus numerosas ventajas como son: Fácil mantenimiento. Bajo calentamiento. Fácil control de la velocidad mediante sistemas electrónicos. Mayor potencia que los de continua, a igualdad de peso, versatilidad, etc. - Motor Síncrono: Los motores síncronos son llamados así, porque la velocidad del rotor y la velocidad del campo magnético del estator son iguales. Esta velocidad está dada por la relación: N = 120 f / p donde f es la frecuencia de la red y p el número de polos. De esta propiedad surge la limitación de uso de los motores sincrónicos, que se emplean cuando se requiere una velocidad absolutamente constante. Este tipo de motor se usa en máquinas grandes que tienen una carga variable y necesitan una velocidad constante. Para los demás casos se prefieren los motores asincrónicos que son más sencillos y generalizados. Un inconveniente importante es que para arrancar necesitan dispositivos auxiliares de arranque. d) Motores paso a paso: El motor paso a paso es un dispositivo electromecánico que convierte una serie de impulsos eléctricos en desplazamientos angulares discretos. Es capaz de avanzar una serie de grados (paso) dependiendo de sus entradas de control. Se pueden mover un paso a la vez por cada pulso que se le aplique. Este paso puede variar desde 90° hasta pequeños movimientos de tan solo 1.8°. Estos motores pueden quedar enclavados en una posición si una o más de sus bobinas está energizada o bien totalmente libres si no circula corriente por ninguna de sus bobinas. - Existen varios tipos de motores paso a paso: Los de imán permanente (los más utilizados). Los de reluctancia variable. Los híbridos de paso que son una mezcla de los dos anteriores. e) Servomotores: Un servomotor es un motor eléctrico que consta con la capacidad de ser controlado, tanto en velocidad como en posición. Debe tener integrado o adosado al menos un detector que permita conocer su posicionamiento y/o velocidad. Los servomotores pueden ser de CC o de CA. Su característica principal es que están diseñados especialmente para obtener una elevada dinámica, control de par, precisión de velocidad y posicionamiento. Aplicaciones: los servos se usan en aplicaciones como corte, impresión, etiquetado, empacado, manipulación de alimentos, robótica y automatización de fábricas.
