Actuadores en Sistemas de Control (página 2)

Contactos auxiliares: son contactos cuya función específica es permitir o interrumpir el paso de la corriente a las bobinas de los contactores o los elementos de señalización, por lo cual están dimensionados únicamente para intensidades muy pequeñas. Los tipos más comunes son: Instantáneos: actúan tan pronto se energiza la bobina del contactor, se encargan de abrir y cerrar el circuito. Temporizados: actúan transcurrido un tiempo determinado desde que se energiza la bobina (temporizados a la conexión) o desde que se desenergiza la bobina (temporizados a la desconexión). De apertura lenta: el desplazamiento y la velocidad del contacto móvil es igual al de la armadura. De apertura positiva: los contactos cerrados y abiertos no pueden coincidir cerrados en ningún momento.

RELÉS Y CONTACTORES Tipos de contactores:

Contactor unipolar NA con contacto auxiliar NA.

Contactor bipolar NA con contacto auxiliar NA.

RELÉS Y CONTACTORES Tipos de contactores:

Contactor tripolar NA, con contactos auxiliares NA y NC.

MOTORES DE CORRIENTE CONTINUA Principio de funcionamiento:

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 alterna 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.).

MOTORES DE CORRIENTE CONTINUA

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. MOTORES DE CORRIENTE CONTINUA SIN ESCOBILLAS O MOTORES BRUSHLESS

Principio de funcionamiento: 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. MOTORES DE CORRIENTE CONTINUA SIN ESCOBILLAS O MOTORES BRUSHLESS

MOTORES DE CORRIENTE CONTINUA SIN ESCOBILLAS O MOTORES BRUSHLESS La eliminación de las escobillas conlleva la necesidad de un circuito electrónico encargado de alimentar las distintas fases en función de la posición del eje y la de un sistema de sensores, tres por lo general, para detectar la posición del mismo. Estos sensores suelen ser del tipo Hall, sensibles al campo magnético, colocados en el devanado del estator y cerca de los imanes del rotor. La existencia de estos elementos presenta algunos inconvenientes, como son la menor fiabilidad y la complejidad de montaje de los sensores y de su cableado, lo que encarece la fabricación del motor. Por todo ello, en los últimos años se han desarrollado sistemas de detección “sin sensores” para aquellas aplicaciones donde no se requiere par motor a muy baja velocidad.

MOTORES ASÍNCRONOS O DE INDUCCIÓN 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.

MOTORES ASÍNCRONOS O DE INDUCCIÓN Principio de funcionamiento y tipos: 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.

Entre la velocidad del rotor y del campo magnético generado por el estator siempre hay una pequeña diferencia que se denomina deslizamiento. Esta falta de sincronismo es por lo que a este motor se le denomina motor asíncrono. Este tipo de motores incluyen en el estator devanados, divididos en dos mitades (polos), dispuestos en posiciones diagonalmente opuestas y desfasados entre sí.

MOTORES ASÍNCRONOS O DE INDUCCIÓN En el rotor existen dos posibilidades, jaula de ardilla o rotor bobinado (también llamado de anillos rozantes). El más utilizado es el de jaula de ardilla ya que es un sistema eficaz, simple y robusto. Consiste en una estructura de barras cortocircuitadas eléctricamente mediante anillos en los extremos.

MOTORES ASÍNCRONOS O DE INDUCCIÓN El motor de rotor bobinado o de anillos rozantes es mucho más complicado de fabricar y mantener que el de jaula de ardilla, pero permite el acceso al mismo desde el exterior a través de unos anillos que son los que cortocircuitan los bobinados. Esto tiene ventajas, como la posibilidad de utilizar un reostato de arranque que permite modificar la velocidad y el par de arranque, así como el reducir la corriente de arranque.

MOTORES ASÍNCRONOS O DE INDUCCIÓN Existen otras dos alternativas que son: El rotor de doble jaula de ardilla. El de ranuras profundas. Estos tipos de rotores ofrecen mejora a la hora de reducir las altas corrientes que se producen en el arranque.

Estos problemas también pueden ser minimizados mediante: Arranque estrella-triangulo. Inserción de resistencias (perdida energética). Autotransformador. Arrancadores progresivos o los variadores de frecuencia. Son mejores opciones tecnológicamente hablando pero a un coste mayor. Estos últimos sirven además para variar la velocidad del motor.

MOTORES ASÍNCRONOS O DE INDUCCIÓN Formas de conexión: Cableado y posición de las chapas conductoras en la caja de conexiones o bornero.

MOTORES ASÍNCRONOS O DE INDUCCIÓN Formas de conexión:

Para conseguir el cambio de sentido de giro del motor basta con intercambiar dos fases.

MOTORES SÍNCRONOS 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 numero 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.

MOTORES SÍNCRONOS Principio de funcionamiento y tipos:

El estator es similar al del motor asíncrono y es alimentado con un sistema trifásico de tensiones, similar al motor de inducción. El rotor, o parte rotativa, de una máquina síncrona es bastante diferente al de una máquina asíncrona. Contiene un devanado de corriente continua denominado devanado de campo y un devanado en cortocircuito, que impide el funcionamiento de la máquina a una velocidad distinta a la de sincronismo, denominado devanado amortiguador. Además, contiene un circuito magnético formado por apilamiento de chapas magnéticas de menor espesor que las del estátor. El arranque de un motor síncrono no es tan sencillo como el de un motor asíncrono, existen diferentes métodos como son el arranque mediante un motor auxiliar de potencia reducida o dotando al motor de un arrollamiento especial para que arranque como asincrónico. Dentro de la familia de los motores síncronos debemos distinguir: Los motores síncronos. Los motores asíncronos sincronizados, que llevan un rotor similar al de anillos rozantes de los motores asíncronos. Los motores síncronos de imán permanente.

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.

MOTORES PASO A PASO Principio de funcionamiento y tipos:

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.

MOTORES PASO A PASO Principio de funcionamiento y tipos: Básicamente estos motores están constituidos normalmente por: Un rotor sobre el que van aplicados una estructura mecanizada con dientes que en un caso están imantadas (imanes permanentes) y en el otro es un núcleo de hierro dulce (reluctancia variable). Un estator en el que se alojan un cierto número de bobinas excitadoras.