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Los actuadores son dispositivos (eléctricos) por medio de los cuales se modifican estados de sistemas como pueden ser: iluminación, climatización, persianas y motores entre otros.
Para cada tipo de carga existe un determinado tipo de actuador.Según se trate de un circuito de iluminación, de un motor o de una válvula, habrá que seleccionar el actuador correspondiente para el correcto funcionamiento del sistema.
Son aquellos elementos que pueden provocar un efecto sobre un proceso de forma automática
Según la energía que utilizan pueden ser:
Neumáticos
Hidráulicos
Eléctricos
características generales
Solo requieren de energía eléctrica Como solo se necesitan cables para
transmitir las señales. Son muy versátiles No hay restricciones de distancia entre la
fuente de poder y el actuador
Es un traductor, que transforma señales eléctrica en movimientos mecánicos
Ventajas: Precisos
FiablesFácil controlSencilla instalaciónSilenciosos
Desventajas: Potencia limitada
Dentro de los actuadores eléctricos pueden distinguirse tres tipos diferentes:
Motores de corriente continua (DC). Servomotores
Motor paso a paso Motor de corriente alterna (AC)
El motor de corriente continua es una máquina que convierte la energía eléctrica en mecánica, principalmente mediante el movimiento rotatorio.
La principal característica es la posibilidad de regular la velocidad
desde vacío a plena carga
Principio de funcionamiento
Se basa en la segunda Ley de Lorentz, un conductor por el que pasa una corriente eléctrica causa un campo magnético a su alrededor que tiende a ser expulsado si se le quiere introducir en otro campo magnético.
así que las fuerzas magneticas quedan rechazadas por las bobinas del motor haciendo que el rotor del motor gire.
F: Fuerza en newtons I: Intensidad que
recorre el conductor en amperios
l: Longitud del conductor en metros lineales
B: Inducción en teslas
Rotor: constituye la parte móvil del motor y proporciona el torque para mover la carga
Estator: constituye la parte fija y su función es suministrar el flujo magnético que será usado por el bobinado del rotor para realizar el movimiento giratorio
Los servos son un tipo especial de motor de c.c.(aunque ya los hay de c.a.) que se caracterizan por su capacidad para posicionarse de forma inmediata en cualquier posición dentro de su intervalo de operación. Para ello, el servomotor espera un tren de pulsos que se corresponde con el movimiento a realizar
El resultado es un servo de posición con un margen de operación de 180° aproximadamente
Están generalmente formados: Amplificador Un motor Un sistema reductor : - por ruedas dentadas - un circuito de realimentación
(todo en un misma caja de pequeñas dimensiones)
es un dispositivo electromecánico que convierte una serie de impulsos eléctricos en desplazamientos angulares discretos, lo que significa es que es capaz de avanzar una serie de grados (paso) dependiendo de sus entradas de
control.
Ventajas es capaz de asegurar un
posicionamiento simple y exacto
ligeros, fiables, y fáciles de controlar, pues al ser cada estado de excitación del estator estable, el control se realiza en bucle abierto, sin la necesidad de sensores de realimentación.
Son ideales donde se requiere un movimiento preciso
Desventajas El funcionamiento a bajas
velocidades no es suave, ya que existe el peligro de perdida de una posición por trabajar en bucle abierto
Tienden a sobrecalentarse trabajando a velocidades elevadas y presentan un limite en el tamaño que pueden alcanzar.
de imanes permanentes
de reluctancia variable
híbridos.
El rotor, que posee una polarización magnética constante, gira para orientar sus polos de acuerdo al campo magnético creado por las fases del estator.
Permite mantener un par diferente de cero cuando el motor no está energizado. Dependiendo de la construcción del motor, es típicamente posible obtener pasos angulares de 7.5, 11.25, 15, 18, 45 o 90°. El ángulo de rotación se determina por el número de polos en el estator
Tiene un rotor multipolar de hierro y un estator devanado laminado, y rota cuando los dientes del rotor son atraídos a los dientes del estator electromagnéticamente energizados. La inercia del rotor de un motor de paso de reluctancia variable es pequeña y la respuesta es muy rápida, pero la inercia permitida de la carga es pequeña. Cuando los devanados no están energizados, el par estático de este tipo de motor es cero. Generalmente, el paso angular de este motor de paso de reluctancia variable es de 15°
Combinan el modo de funcionamiento de
los dos anteriores.
Se caracteriza por tener varios dientes en el estator y en el rotor, el rotor con un imán concéntrico magnetizado axialmente
alrededor de su eje. Se puede ver que esta configuración es una mezcla de los tipos de reluctancia variable e imán permanente. Este tipo de motor tiene una alta precisión y alto par y se puede configurar para suministrar un paso angular tan pequeño como 1.8°.
imán permanente
RotorEstator
híbrido
Se basa en la utilización 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….
Corriente alterna senoidal
La corriente alterna presenta ventajas decisivas de cara a la producción y transporte de la energía eléctrica, respecto a la corriente continua:
1-Generadores y motores mas baratos y eficientes, y menos complejos
2-Posibilidad de transformar su tensión de manera simple y barata (transformadores)
3-Posibilidad de transporte de grandes cantidades de energía a largas distancias con un mínimo de sección de conductores ( a alta tensión)
4-Posibilidad de motores muy simples, (como el motor de inducción asíncrono de rotor en cortocircuito)
5-Desaparición o minimización de algunos fenómenos eléctricos indeseables (magnetización en las maquinas, y polarizaciones y corrosiones electrolíticas en pares metálicos)
Existen dos tipos fundamentales de motores de corriente alterna:
motores asíncronos
motores síncronos
Son probablemente los más sencillos y robustos de los
motores eléctricos El rotor está constituido por varias barras conductoras
dispuestas paralelamente el eje del motor y por dos anillos conductores en los extremos. El conjunto es similar a una jaula de ardilla
El estator consta de un conjunto de bobinas, de modo que cuando la corriente alterna trifásica las atraviesa, se forma un campo magnético rotatorio en las proximidades del estator. Esto induce corriente en el rotor, que crea su propio campo magnético. La interacción entre ambos campos produce un par en el rotor. No existe conexión eléctrica directa entre estator y rotor
La frecuencia de la corriente alterna de la alimentación determina la velocidad a la cual rota el campo magnético del estator. El rotor sigue a este campo, girando más despacio. la diferencia de velocidades se denomina deslizamiento
El motor síncrono, como su nombre indica, opera exactamente a la misma velocidad que el campo del estator, sin deslizamiento.
El motor síncrono, utiliza el mismo concepto de un un campocampo magnético giratoriomagnético giratorio producido por el estator, pero ahora el rotorrotor consta de electroimanes o de imanes permanentes (PMimanes permanentes (PM)) que giran sincrónicamente con el campo del estator
a
b
ci
i
i
Stator coil
Rotor coils
Motor Asíncrono (InducciónMotor Asíncrono (Inducción Motor (AC) SíncronoMotor (AC) Síncrono
Imán permanente
rotor
Los motores de corriente alterna son utilizados: fábricas, bombas, ventiladores, compresores, elevadores, etc.