ingeniería técnica en telecomunicación

Proyectos Tema 9: Actuadores y AccionadoresJorge García – Área de Tecnología Electrónica – Universidad de Oviedo

Proyectos

3º curso Ingeniería Técnica de Telecomunicación, especialidad Telemática

TEMA 9: Actuadores y Accionadores

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ProyectosIngeniería Técnica en Telecomunicación

Programa Teórico1.- Introducción: El proyecto Industrial 2.- El proyecto de sistemas electrónicos 3.- Sensores y Captadores4.- Acondicionamiento de señal5.- Conversores A/D6.- Procesamiento digital7.- Conversores D/A8.- Amplificadores de Potencia9.- Actuadores10.- Transmisión de información

MODEMsTrancievers

11.- Fuentes de Alimentación

9.- Actuadores

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ActuadoresIntroducción (tipos de actuadores)Actuadores MagnéticosActuadores de SeñalizaciónMotores Motor de continua Motores de alterna Motores paso a paso Servomotores

Otros Actuadores

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MUNDO FÍSICO

Sensores y Captadores de

SeñalAcondicionamiento

Conversión A/D

ProcesadorConversión D/A

MODEM RED

Transciever ANTENA

FUENTE DE ENERGÍA

Fuentes de Alimentación

Amplificador de Potencia

Actuadores

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Actuadores MagnéticosRelay

Relay con temporizaciones (programable o no)

Relay térmico

Magnecraft 976 PCB Slim Line Relay

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Actuadores MagnéticosContactores Magnéticos

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Actuadores MagnéticosElectroválvula www.sbt.siemens.com

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Actuadores MagnéticosElectroimán

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Actuadores de SeñalizaciónLuminosos

LEDs, Matrices de leds

pantallas LCD

pantallas TFT

Lámparas Incandescentes

Lámparas de descarga

Lámparas de pulsos

Sonoros

Zumbadores, sirenas, etc.Altavoces

Por movimiento

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MotoresTransforman energía eléctrica en energía mecánica.

r122 uii·r1·

·4F

Ley de Biot-Savart

ri1 i2r1 ui F

En un motor hay dos devanados

Estator: devanado al que impedimos que gire.

Rotor: devanado al que permitimos girar.

Bdl·iF

Ley de Ampèrei1 BF

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MotoresMotor de continua

Se hace circular una corriente (continua) por un conductor sometido a un

campo magnético.

NS

NS

i i

F

Si solo hay un cable por el que circula corriente aparece una fuerza

que tiende a desalinear el rotor.

F F

Si los cables hacen que la corriente circule en el mismo sentido aparecen

fuerzas en el mismo sentido.

i

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MotoresMotor de continua

NS

i i

¿cómo introducir la corriente en el rotor? Escobillas

F

F

Estas dos fuerzas generan un PAR MOTOR Devanado del Rotor

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MotoresMotor de continua

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Motores Motor de continua Circuito equivalente

VCC

RA

Vfem

VCC: Tensión de alimentaciónRA: Resistencia de los devanadosVfem: fuerza electromotriz.IA: Corriente de excitación

rpm·KVfem

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MotoresMotor paso a paso (stepper motors)

Por cada pulso que se aplique, se mueven un paso. El paso es un ángulo determinado (desde 90º hasta angulos pequeños, del orden de 1.8º)

Señal de pulso (paso)

Lógica

Motor

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MotoresMotor paso a paso (stepper motors)

Rotor: imán permanenteEstator: Devanados

Rotor

Estator

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MotoresServomotores

Controlamos la posición de manera continua. Entre 0º y 180º podemos tomar cualquier posición.No sirve para dar vueltas.

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+

Motores Motor de alterna Síncronos.

Rotor: Imán permanente. Estátor: pares de devanados (polos)

N

S

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N

S

Motores Motor de alterna Síncronos.

Rotor: Imán permanente. Estátor: pares de devanados (polos)

Campo Magnético

Campo Magnético

i1

i1

r2 udl·ri·

·4dB

N

S

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Motores Motor de alterna Síncronos.

Características:

Monofásicos o Trifásicos.

Velocidad del eje: Síncrona (proporcional a la frecuencia de red):

p60·frpm red

Si la carga es muy grande, deja de girar (el rotor no es capaz de seguir la variación del campo.

Arranque: No hay arranque directo. Hay que llevarlo a velocidad de sincronismo (mediante inducción auxiliar o mediante variador de frecuencia)

Imán del rotor: permanente o inducido (devanados alimentados con corriente continua)

p2· red

s

reds f·p2f

Poco usado. Voluminoso. Caro.

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Motores Motor de alterna Asíncronos.

Rotor de jaula de ardilla.

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Motores Motor de alterna Asíncronos.

i1 r2 udl·ri·

·4dB

Los devanados del estator crean un campo que gira con velocidad angular ωs (de sincronía).

Este campo provoca un flujo magnético

p2· red

s

Area

dA·B

Ley de Faraday:dtdf .m.e.c

Las barras del motor tienen muy poca resistencia (son de metal): CORRIENTES MUY ELEVADAS EN EL ROTOR

Estas corrientes crean un campo magnético EN EL ROTOR.

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Motores Motor de alterna Asíncronos. Síncrono: Por atracción magnéticaAsíncrono: Por repulsión magnética (fc.e.m.)

Síncrono: Velocidad del rotor ωsAsíncrono: Velocidad MENOR que la de sincronía (Tiene que haber variación de flujo) DESLIZAMIENTO

Par

Deslizamiento

Corriente por el Rotor

Corriente

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Motores Motor de alterna Asíncronos.

Características:

Monofásicos o Trifásicos.

Velocidad del eje: Asíncrona (existe deslizamiento):

Arranque: Trifásico: Arranque directo (Corriente muy elevada) Monofásico: No arranca directamente.

Rotor: robusto, barato.

Una tercera parte del consumo mundial de electricidad es utilizado para hacer funcionar motores de inducción que muevan maquinaría en fábricas, bombas, ventiladores, compresores, elevadores, etc.

Rotor de Jaula (simple, doble, resistente) o de anillos rozantes