ACTUADORES
ELECTRICOS
ANDRES PALMERIN RAMIREZ CHRISTIAN ISRAEL ZUÑIGA AVILA HUGO RAMOS FLORES
ACTUADORES ELECTRICOS
• Dispositivos mecánicos cuya función es proporcionar fuerza
para mover o actuar otro dispositivo mecánico; estos actuadores transforman la energía eléctrica en energía mecánica.
• Los actuadores eléctricos son muy utilizados en los aparatos
mecatronicos, como por ejemplo en los robots.
USOS:
• Generación de movimientos rotatorios para diferentes
aplicaciones: líneas de producción, electrodomésticos, juguetes, herramientas, etc.
CARACTERISTICAS DE LOS
ACTUADORES
TIPOS DE ACTUADORES
ELECTRICOS
MOTORES DE CORRIENTE ALTERNA
Monofasicos
Trifasicos
MOTORES DE CORRIENTE CONTINUA
• Bobinados en derivacion • Bobinados en serie
• Excitación independiente MOTORES PASO A PASO SERVOMOTORES
MOTORES DE CORRIENTE
ALTERNA
Son en general motores robustos, sencillos, seguros,
compactos y que necesitan poco mantenimiento. Ademas
suelen ser mas baratos que los motores de corriente continua para potencias equivalentes, se considera el motor industrial por excelencia.
TIPOS DE MOTORES DE CA
• Monofasicos: poseen una unica fase y un neutro. Sirven para
potencias pequeñas o medias. Necesitan de un arrancador. Se clasifican en: sincronos y asincronos.
• Trifasicos: son similares a los monofasicos pero se pueden
poner en marcha sin necesidad de arrancador. Son construidos para potencias mayores.
Motor síncrono
• Los motores síncronos son máquinas síncronas que se utilizan
para convertir potencia eléctrica en potencia mecánica de
rotación. La característica principal de este tipo de motores es que trabajan a velocidad constante que depende solo de la frecuencia de la red y de otros aspectos constructivos de la máquina. A diferencia de los motores asincrónicos, la puesta en marcha requiere de maniobras especiales a no ser que se cuente con un sistema automático de arranque.
Métodos de arranque
• 1. Arranque por medio de la reducción de la frecuencia
eléctrica
Reducir la velocidad del campo magnético del estator a un valor lo suficientemente bajo para que el rotor pueda acelerar y
fijarse a el durante el semiciclo de la rotación del campo magnético. Esto se puede lograr con la reducción de la frecuencia de la potencia eléctrica aplicada
2. Arranque con un motor primario externo
Para llevar al motor a su velocidad síncrona se le puede adjuntar un motor de arranque externo.
Motores asíncronos o de
inducción
• Motor Jaula de ardilla
consta de un rotor constituido por una serie de conductores
metálicos (normalmente de aluminio) dispuestos paralelamente unos a otros, y cortocircuitados en sus extremos por unos anillos metálicos, esto es lo que forma la llamada jaula de ardilla por su similitud gráfica con una jaula de ardilla.
motor con rotor bobinado
• Los devanados del rotor son similares a los del estator con el
que esta asociado. El numero de fases del rotor no tiene
porque ser el mismo que el del estator, lo que si tiene que se iguales e el numero de polos. Los devanados del rotor están conectados a anillos colectores montados sobre el mismo eje.
Motores trifásicos
• Es una máquina eléctrica rotativa, capaz de convertir la
energía eléctrica trifásica suministrada, en energía mecánica. La energía eléctrica trifásica origina campos magnéticos
• Funcionamiento
• Cuando la corriente atraviesa los arrollamientos de las tres fases del
motor, en el estator se origina un campo magnético que induce corriente en las barras del rotor.
• Dicha corriente da origen a un flujo que al reaccionar con el flujo
del campo magnético del estator, originará un para motor que pondrá en movimiento al rotor. Dicho movimiento es continuo, debido a
las variaciones también continuas, de la corriente alterna trifásica.
• Solo debe hacerse notar que el rotor no puede ir a la misma velocidad que la del campo magnético giratorio. Esto se debe a que a cada
momento recibe impulsos del campo, pero al cesar el empuje, el rotor se retrasa. A este fenómeno se le llama deslizamiento.
• Después de ese momento vendrá un nuevo empuje y un nuevo
deslizamiento, y así sucesivamente. De esta manera se comprende que el rotor nunca logre alcanzar la misma velocidad del campo
magnético giratorio.
• Es por lo cual recibe el nombre de asíncrono o asincrónico. El
deslizamiento puede ser mayor conforme aumenta la carga del motor y lógicamente, la velocidad se reduce en una proporción mayor.
MOTORES DE CORRIENTE
DIRECTA
• Estos motores son pesados caros y necesitan bastante mantenimiento
debido al chisporroteo continuo de las escobillas. Utilizados en las aplicaciones para controlar la velocidad. El sentido de rotación se invierte cambiando la polaridad del motor.
• Los motores DC están compuestos
por dos devanados internos, inductor e inducido, que se alimentan con
Corriente continua.
• El inductor esta situado en el estator y
crea un campo magnético de dirección fija, denominado excitación.
• El inducido, situado en el rotor, hace
girar al mismo debido a la fuerza de Lorentz que aparece como combinación de la corriente circulante por él y del campo magnético de excitación.
FUNCIONAMIENTO
• Cuando la corriente eléctrica circula por la bobina de este
electroimán giratorio, el campo electromagnético que se genera interactúa con el campo magnético del imán permanente.
• Si los polos del imán permanente y del electroimán giratorio
coinciden, se produce un rechazo y un torque magnético o par de fuerza que provoca que el rotor rompa la inercia y comience a girar sobre su eje en el mismo sentido de las manecillas del reloj en unos casos, o en sentido contrario, de acuerdo con la forma que se encuentre conectada al circuito la pila o la batería.
ESTRUCTURA DE UN MOTOR
DC
TIPOS DE MOTORES DE CD
Bobinados en derivacion: Estos motores presentan la
excitación bobinada en paralelo por lo que la caida de tension de la excitación es la misma que la del motor. Pueden ser de dos tipos: con escobillas o sin escobillas.
• Con escobillas: presentan inconvenientes
en cuanto al mantenimiento ya que las bobinas chisporrotean continuamente y se desgastan.
• Sin escobillas: presentan un menor coste
de mantenimiento al funcionar sin escobillas.
…
Bobinados en serie: estos motores presentan la excitación en
serie, por lo que la caida de tension de la excitación no es fija. Su velocidad varia con la carga , ya que posee la excitación en serie.
Excitación independiente: estos motores presentan la
alimentacion del devanado mediante una fuente de
alimentacion externa a la maquina. Por tal motivo es muy facil controlar su velocidad variando unicamente la corriente de excitación.
APLICACIONES MOTOR DC
• Trenes de laminación reversibles. Los motores deben de
soportar una alta carga.
• Trenes Konti. Son trenes de laminación en caliente con varios
bastidores.
• Cizallas en trenes de laminación en caliente. Se utilizan
motores en derivación.
• Industria del papel. Además de una multitud de máquinas
que trabajan a velocidad constante y por lo tanto se equipan con motores de corriente continua
MOTORES PASO A PASO
• Son dispositivos electromagneticos, rotativos , incrementales
que convierten pulsos digitales en rotacion mecanica.
• La cantidad de rotacion es directamente proporcional al
numero de pulsos y la velocidad de rotacion es relativa a la frecuencia de dichos pulsos. Este tipo de motores avanzan a impulsos un angulo prefijado. Son alimentados mediante un dispositivo programable que es el que suministra los impulsos.
• Son utilizados en aparatos de pequeña potencia como en las
…
• Sus aplicaciones se pueden encontrar en robótica, tecnología aeroespacial,
control de discos duros, flexibles, unidades de CD-ROM o de DVD e impresoras, en sistemas informáticos, manipulación y posicionamiento de herramientas y piezas en general.
FUNCIONAMIENTO:
• Los motores eléctricos, en general, basan su funcionamiento en las fuerzas ejercidas por un campo electromagnético y creadas al hacer circular una corriente eléctrica a través de una o varias bobinas…
FUNCIONAMIENTO MOTOR
PASO A PASO
• Una bobina (estator), se mantiene en una posición mecánica
fija y en su interior, bajo la influencia del campo electromagnético, se coloca otra bobina, llamada rotor, recorrida por una corriente y capaz de girar sobre su eje, esta última tenderá a buscas la posición de equilibrio magnético, es decir, orientará sus polos NORTE-SUR hacia los polos SUR-NORTE del estator, respectivamente.
• Cuando el rotor alcanza esta posición de equilibrio, el estator
cambia la orientación de sus polos, aquel tratará de buscar la nueva posición de equilibrio; manteniendo dicha situación de manera continuada, se conseguirá un movimiento giratorio y continuo del rotor y a la vez la transformación de una energía eléctrica en otra mecánica en forma de movimiento circular.
SERVOMOTORES
• Es un motor de corriente continua , que tiene la capacidad de
ubicarse en cualquier posicion dentro de su rango de operación y mantenerse estable en dicha posicion.
• Formado por un motor, una caja reductora y un circuito de
control.
• Los servos se utilizan frecuentemente en sistemas de
radiocontrol y en robotica; en maquinas de precision, como maquinas-herramientas, robots, impresoras, plotters, actuadores de control de superficie de aeronaves.
• Las ventajas que ofrecen incluyen un momento de torsion
MOTOR UNIVERSAL
• Sirven para pequeños electrodomesticos (pequeñas
potencias), como taladroras, batidoras, etc. Donde se requiere gran velocidad con cargas debiles.
• Se pueden conectar tanto a corriente continua como a
corriente alterna.
• Tienen la ventaja de alcanzar grandes velocidades pero con
poca fuerza, ademas no estan construidos para uso continuo o permanente.
• Una dificultad para los motores universales son los
chisporroteos y las interferencias de radio que ello lleva consigo o ruido.
