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ACTUADORESACTUADORESACTUADORES

ACTUADORESACTUADORESINTERFASESINTERFASESINTERFASES

Carlos E. Canto Q.

Los Los ActuadoresActuadores•• Son dispositivos capaces de generar una Son dispositivos capaces de generar una

fuerza fuerza a partir de la partir de lííquidos, de quidos, de energenergíía a elelééctricactrica y gaseosay gaseosa.

• El El actuadoractuador recibe la orden de un recibe la orden de un regulador o controlador y da una salida regulador o controlador y da una salida necesaria para activar a un elemento final necesaria para activar a un elemento final de de controlcontrol como lo son las como lo son las vváálvulaslvulas, , motores. motores.


Carlos E. Canto Q.


Carlos E. Canto Q.

ACTUADORESACTUADORESACTUADORES

ELECTRICOSELECTRICOSELECTRICOS MECANICOSMECANICOSMECANICOS

MOTORESMOTORESSOLENOIDESSOLENOIDES

LIVE WIRELIVE WIRE

HIDRAULICOSHIDRAULICOSNEUMATICOSNEUMATICOS

MUSCULOS NEUMATICOSMUSCULOS

NEUMATICOS


Carlos E. Canto Q.

MOTORES ELECTRICOSMOTORES ELECTRICOS

TIPOS DE MOTORES:– DE CD– SERVOMOTORES– DE PASOS– BRUSHLESS (SIN ESCOBILLAS)– DE CA

Principio de operaciPrincipio de operacióón de un motor de CDn de un motor de CD


Carlos E. Canto Q.

Motores de CDMotores de CD

Motores de CDMotores 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.


Carlos E. Canto Q.

El interior de un Motor ElEl interior de un Motor ElééctricoctricoUn simple motor de CD de dos polospartes 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.


Carlos E. Canto Q.

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.

Partes de un motor de CDPartes de un motor de CD


Carlos E. Canto Q.

A simple DC electric motor.

When the coil ispowered, a

magnetic field isgenerated aroundthe armature. The

left side of thearmature is

pushed away fromthe left magnet

and drawn towardthe right, causing

rotation.


Carlos E. Canto Q.

The armaturecontinues torotate.


Carlos E. Canto Q.

When thearmaturebecomeshorizontallyaligned, thecommutatorreverses thedirection ofcurrentthrough thecoil, reversingthe magneticfield. Theprocess thenrepeats.


Carlos E. Canto Q.


Carlos E. Canto Q.

El rotor está compuesto de embobinados que están conectados a un conmutador mecánico.En este caso el rotor tiene tres pares de polos.

El conmutador


Carlos E. Canto Q.

Para producir la rotaciPara producir la rotacióón en el rotor el conmutador , el cual estn en el rotor el conmutador , el cual estááconectado al rotor, y las escobillas de un interruptor para cambconectado al rotor, y las escobillas de un interruptor para cambiar iar constantemente la polaridad magnconstantemente la polaridad magnéética del electrotica del electro--imimáán del rotor.n del rotor.

Esta acciEsta accióón de conmutacin de conmutacióón produce ruido eln produce ruido elééctrico de alta ctrico de alta frecuencia o radio ondas radiadas de los alambres conectados al frecuencia o radio ondas radiadas de los alambres conectados al motor. Este ruido elmotor. Este ruido elééctrico radiado puede afectar a radios en la ctrico radiado puede afectar a radios en la cercancercaníía y una microcomputadora a y una microcomputadora puedepuede no funcionar no funcionar apropiadamente.apropiadamente.

Ruido y los motores de DCRuido y los motores de DCRuido y los motores de DC1) 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.

• 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.

Ruido y los motores de DCRuido y los motores de DCRuido y los motores de DC


Carlos E. Canto Q.

Interferencia de Ruido ElInterferencia de Ruido Elééctrico.ctrico.

•• Para minimizar los efectos de esta interferencia Para minimizar los efectos de esta interferencia elelééctrica se puede fijar un ctrica se puede fijar un capacitorcapacitor local de local de desacople para desacople para cortocircuitearcortocircuitear estas corrientes estas corrientes de alta frecuencia . Estos condensadores de de alta frecuencia . Estos condensadores de desacople deben conectarse tan cerca como desacople deben conectarse tan cerca como sea posible a las terminales del motor para que sea posible a las terminales del motor para que sea msea máás efectivo.s efectivo.


Carlos E. Canto Q.

Control de Motores de CCControl de Motores de CCControl de Motores de CC


Carlos E. Canto Q.

Control de Velocidad de un Motor DCControl de Velocidad de un Motor DCControl de Velocidad de un Motor DC

1) T1) Tíípicamente las velocidades de rotacipicamente las velocidades de rotacióón ,a un voltaje especn ,a un voltaje especíífico, fico, son entre 3000 y 8000 son entre 3000 y 8000 rpmrpm

2) La velocidad es proporcional al voltaje2) La velocidad es proporcional al voltaje

3) Un motor que opera debajo de la relaci3) Un motor que opera debajo de la relacióón velocidad/voltaje ideal n velocidad/voltaje ideal proporciona menos proporciona menos torquetorque

4) Un motor con engranaje tiene una velocidad reducida y un 4) Un motor con engranaje tiene una velocidad reducida y un aumento en el aumento en el TorqueTorque..

5) Una manera err5) Una manera erróónea de reducir velocidadnea de reducir velocidad--PotenciPotencióómetrometro. La . La energenergíía se pierde como calor.a se pierde como calor.

6) Una manera correcta para reducir la velocidad 6) Una manera correcta para reducir la velocidad ––ModulaciModulacióón por n por ancho de Pulso PWM No se pierde energancho de Pulso PWM No se pierde energíía extra. a extra.


Carlos E. Canto Q.

Control de Sentido de Giro para Motores-CCControl de Sentido de Giro para MotoresControl de Sentido de Giro para Motores--CCCC

•• Existen varias formas de lograr que estos motores Existen varias formas de lograr que estos motores inviertan su sentido de giro :inviertan su sentido de giro :

USANDO INTERRUPTORES O RELEVADORESUSANDO INTERRUPTORES O RELEVADORES–– Se utiliza una fuente simSe utiliza una fuente siméétrica o dos fuentes de alimentacitrica o dos fuentes de alimentacióón n

con un interruptor simple de dos contactos con un interruptor simple de dos contactos

Con Fuente Simétrica o Doble Fuente


Carlos E. Canto Q.

Control de Sentido de Giro para Motores-CCControl de Sentido de Giro para MotoresControl de Sentido de Giro para Motores--CCCC

• Utilizando una fuente común con un interruptor doble es decir uno de 4 contactos,

Con una Fuente Simple


Carlos E. Canto Q.


Carlos E. Canto Q.

Control de Sentido de Giro para MotoresControl de Sentido de Giro para Motores--CCCC

USANDO TRANSISTORES:USANDO TRANSISTORES:

Con Fuente Simétrica o Doble Fuente

Concepto del puente “H”

Con una Fuente Simple



Carlos E. Canto Q.

Fuerza Contra Flectro Motriz. (FCEM )El rotor, estEl rotor, estáá construido por bobinas de alambre enrollado alrededor de construido por bobinas de alambre enrollado alrededor de hierro.Estahierro.Esta construcciconstruccióón actn actúúa como un inductor o electroima como un inductor o electroimáán donde la n donde la energenergíía ela elééctrica es almacenada en la forma de energctrica es almacenada en la forma de energíía magna magnéética o flujo tica o flujo magnmagnéético.tico.

Cuando la corriente elCuando la corriente elééctrica es interrumpida del electroimctrica es interrumpida del electroimáán el campo n el campo magnmagnéético alrededor de la bobina se colapsa.tico alrededor de la bobina se colapsa.Como Como el campoel campo magnmagnéético colapsa esto hace que una corriente eltico colapsa esto hace que una corriente elééctrica ctrica contincontinúúe fluyendo por el alambre, la cual es llamada fuerza contra e fluyendo por el alambre, la cual es llamada fuerza contra electromotriz (back EMF).electromotriz (back EMF).

La corriente de la fuerza contra electro motriz hace que aparezcLa corriente de la fuerza contra electro motriz hace que aparezca un a un voltaje muy alto , voltaje muy alto , kilovoltskilovolts, a trav, a travéés de las terminales del interruptor o en s de las terminales del interruptor o en este caso en el colector del transistor y la fuente de alimentaeste caso en el colector del transistor y la fuente de alimentacicióón de +5V. n de +5V.

Proporcionando un trayectoria de corriente usando un diodo Proporcionando un trayectoria de corriente usando un diodo ““freefree--wheelwheel”” o diodo clamp para que la corriente de la FCEM reduzca el voltao diodo clamp para que la corriente de la FCEM reduzca el voltaje a je a 0.6 0.6 voltsvolts, . , . ProvidingProviding a a currentcurrent pathpath usingusing a freea free--wheelwheel diodediode oror clamp clamp diodediode forfor thethe back EMF back EMF currentcurrent willwill reduce reduce thethe voltagevoltage toto thethe 0.6V0.6V


Carlos E. Canto Q.

Usando el circuito integrado L293B, un doble puente “H”



Carlos E. Canto Q.

Tabla de operación del L293B



Carlos E. Canto Q.

Controlando el giro de dos Controlando el giro de dos motores de motores de cccc, sin cambio de , sin cambio de sentido de girosentido de giro



Carlos E. Canto Q.

Controlando el sentido de giro de un Controlando el sentido de giro de un motores de CC, con el L293Bmotores de CC, con el L293B

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