COMPATIBILIDAD DE LOS COMPONENTES DE UN MOTOR

Equipo 3:

1.3

AUTOMATIZACIÓN INDUSTRIAL

1.3.1 ENCODER

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ENCODER ABSOLUTO Un encoder absoluto genera mensajes digitales lo cual representa la posición actual del encoder, así como su velocidad y dirección de movimiento. Si la energía se pierde, su salida será corregida cada vez que la energía sea reestablecida.

Los encoders absolutos se usan en aplicaciones donde conocer la posición exacta del eje en un dado momento es importante. En otras palabras, un encoder absoluto se usa en sistemas que emplean ejes donde la posición del eje cambio con respecto al tiempo y donde conocer dichas posiciones es fundamental para la perdurabilidad del sistema y tomar las decisiones correctas en operaciones subsecuentes.

APLICACIONES • En robótica, donde la posición del armo del robot es necesaria para realizar el siguiente movimiento sin destruir el robot.

• En sistemas de seguridad y vigilancia para indicar la orientación de las cámaras CCTV.

• En grúas, grúas marítimas, palas mecánicas y motores eléctricos de maquinaria pesada.

• En elevadores para indicarle al elevador si debe subir o bajar. • En los dispositivos de entrada de la computadora o controles de vídeo juego como el PlayStation.

• Controles industriales para la transportación de materiales.

ENCODER INCREMENTAL El movimiento rotatorio se procesa en el encoder incremental y es transmitido como una señal eléctrica.

Los incrementos angulares son registrados mediante un disco de impulsos que contiene un número específico de incrementos por revolución. Una unidad de detección con opto-electrónicos integrados produce señales eléctricas y transmite impulsos (incrementos de medida), que son procesados en etapas de salida.

La resolución del sistema de medida se define por el número de segmentos de luz/oscuridad (número de saltos/revolución), sobre el disco de impulsos.

Aplicaciones: El registro preciso de movimientos rotativos mecánicos y su conversión a señales eléctricas es esencial para el correcto funcionamiento del posicionamiento y controles CNC.

1.3.2 SENSORES

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SENSOR Un sensor es un dispositivo eléctrico y/o mecánico que convierte magnitudes físicas (luz, magnetismo, presión, etc.) en valores medibles de dicha magnitud. Esto se realiza en tres fases:

• Un fenómeno físico a ser medido es captado por un sensor, y muestra en su salida una señal eléctrica dependiente del valor de la variable física.

• La señal eléctrica es modificada por un sistema de acondicionamiento de señal, cuya salida es un voltaje.

• El sensor dispone de una circuitería que transforma y/o amplifica la tensión de salida, la cuál pasa a un conversor A/D, conectado a un PC. El convertidor A/D tranforma la señal de tensión contínua en una señal discreta.

TIPOS DE SENSORES

SENSOR INDUCTIVO Este tipo de sensores incorporan una bobina electromagnética que es usada para detectar la presencia de un objeto de metal conductor. Ignorar los objetos no metálicos. Son utilizados principalmente en la industria tanto para aplicaciones de posicionamiento como para detectar la presencia de objetos metálicos en determinados contextos.

SENSOR CAPACITIVO

Los sensores de proximidad capacitivos producen un campo electrostático en lugar de un campo electromagnético. Los interruptores de proximidad capacitivos sensan objetos metálicos también como materiales no metálicos tal como papel, vidrio, líquidos y tela. Los sensores capacitivos de penden de la constante dieléctrica del objetivo. cuanto más ALTA sea la constante dieléctrica del material frente al sensor, más fácil será detectarlo.

Estos sensores se emplean para la identificación de objetos, para funciones contadoras y para toda clase de controles de nivel de carga de materiales sólidos o líquidos, detección de nivel, sensor de humedad, detección de posición.

SENSOR EFECTO HALL El sensor de efecto Hall se sirve del efecto Hall para la medición de campos magnéticos o corrientes o para la determinación de la posición en la que esta. Si tanto la fuerza del campo magnético como la corriente son conocidos, entonces se puede usar el sensor Hall como detector de metales.

En la industria del automóvil el sensor Hall se utiliza de forma frecuente, ej. en sensores de posición del cigüeñal (CKP) en el cierre del cinturón de seguridad, en sistemas de cierres de puertas, para el reconocimiento de posición del pedal o del asiento, el cambio de transmisión y para el reconocimiento del momento de arranque del motor.

SENSOR OPTICO Detectan la presencia de una persona o de un objeto que interrumpen el haz de luz que le llega al sensor. Los principales sensores ópticos son las fotorresistencias, las LDR, que se tratan de resistencias cuyo valor disminuía con la luz, Cuando una persona o un obstáculo interrumpen el paso de la luz, la LDR aumenta su resistencia e interrumpe el paso de corriente por el circuito de control.

SENSOR ULTRASÓNICO Los sensores de ultrasonidos son detectores de proximidad que trabajan libres de roces mecánicos y que detectan objetos a distancias que van desde pocos centímetros hasta varios metros. El sensor emite un sonido y mide el tiempo que la señal tarda en regresar. Estos reflejan en un objeto, el sensor recibe el eco producido y lo convierte en señales eléctricas, pueden detectar objetos con diferentes formas, diferentes colores, superficies y de diferentes materiales. Los materiales pueden ser sólidos, líquidos o polvorientos, sin embargo han de ser deflectores de sonido. Los sensores trabajan según el tiempo de transcurso del eco, es decir, se valora la distancia temporal entre el impulso de emisión y el impulso del eco.

SENSOR CONTACTO Se emplean para detectar el final del recorrido o la posición límite de componentes mecánicos. Por ejemplo: saber cuando una puerta o una ventana que se abren automáticamente están ya completamente abiertas y por lo tanto el motor que las acciona debe pararse.

Los principales son los llamados fines de carrera (o finales de carrera). Se trata de un interruptor que consta de una pequeña pieza móvil y de una pieza fija que se llama NA, normalmente abierto, o NC, normalmente cerrado.

La pieza NA está separada de la móvil y sólo hace contacto cuando el componente mecánico llega al final de su recorrido y acciona la pieza móvil haciendo que pase la corriente por el circuito de control.

La pieza NC hace contacto con la móvil y sólo se separa cuando el componente mecánico llega al final de su recorrido y acciona la pieza móvil impidiendo el paso de la corriente por el circuito de control. Según el tipo de fin de carrera, puede haber una pieza NA, una NC o ambas.

SENSOR POTENCIOMETRO El potenciómetro es un sensor utilizado para medir la variable mecánica desplazamiento, y consiste de un dispositivo con dos partes y tres terminales.

Una de las partes es una resistencia fija descubierta la cual puede ser de carbón o de hilo arrollado.

La otra parte es un contacto móvil que se desplaza por la resistencia fija.

El potenciómetro se utiliza para medir preferiblemente desplazamientos, conectando el objeto de medición a su cursor. Sin embargo, puede ser utilizado para medir otras variables de forma indirecta, cuando estas generen desplazamientos en otros dispositivos.

SENSOR SINCRO Un sincro es un transductor de posición angular de tipo electromagnético. Su principio de funcionamiento puede resumirse diciendo que se trata de un transformador, en el que uno de los devanados es rotativo. La configuración más habitual es: Primario en el rotor y monofásico; Secundario en el estator y trifásico.

En la Figura se representa el esquema de un Sincro con la configuración indicada. Cuando se aplica una tensión senoidal al devando primario, se recogen en los devanados secundarios de cada una de las fases tres tensiones, cuya amplitud y fase con respecto a la tensión del primario dependen de la posición angular del rotor.

SENSOR RESOLVER Una configuración particular del Sincro es la del Resolver, cuyo principio de funcionamiento es análogo, con las siguientes particularidades constructivas: Primario en el estator y bifásico; Secundario en el rotor, monofásico o bifásico.

En la Figura se representa de forma esquemática una configuración típica. Los devanados del estator se alimentan en serie, dando un campo estacionario sobre el eje y los devanados del rotor recogen distintas tensiones en función de 1 .

1.3.3 EFECTO HALL

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EFECTO HALL El efecto Hall se produce cuando se ejerce un campo magnético transversal sobre un cable por el que circulan cargas. Como la fuerza magnética ejercida sobre ellas es perpendicular al campo magnético y a su velocidad (ley de la fuerza de Lorentz), las cargas son impulsadas hacia un lado del conductor y se genera en él un voltaje transversal o voltaje Hall (VH). 

Se muestra un dispositivo experimental destinado a medir el voltaje Hall. Sobre una corriente eléctrica actúa un imán que produce un campo magnético (B). La fuerza magnética (Fm)  desvía a las cargas móviles hacia uno de los lados del cable, lo que implica que dicho lado queda con carga de ese signo y el opuesto queda con carga del signo contrario. En consecuencia, entre ambos se establece un campo eléctrico y su correspondiente diferencia de potencial o voltaje Hall.

La fuerza eléctrica ejercida sobre cada carga (Fe = q·E) se equilibra con la fuerza magnética  [Fm = q·(v x B)]. De ello se deduce  que el voltaje Hall es directamente proporcional a la corriente eléctrica y al campo magnético y es inversamente proporcional al número de portadores por unidad de volumen. Por lo tanto, con un sensor de efecto Hall, se puede determinar la fuerza que ejerce un campo magnético si se conoce la corriente a la que se aplica dicho campo, y viceversa.

Si ambos (la fuerza del campo magnético y la corriente) son conocidos, entonces el sensor Hall se puede usar como detector de metales o, más en general, como detector de componentes magnéticos diversos.

GRACIAS POR SU

ATENCIÓN!

FIN