Tema 3.- ACONDICIONADORES DE ACTUADORES ELÉCTRICOS

© 2005 Javier Lorenzo Navarro

Tema 3. Parte 2: Acondicionamiento de Señal para

Actuadores


Acondicionamiento de Señal para Actuadores

Motores eléctricos:

Motores eléctricos de continua Motores eléctricos paso a paso Servomotores Motores eléctricos de alterna


Acondicionamiento para Motores de Continua

En un motor de continua los parámetros que interesa controlar son el sentido y la velocidad

• Marcha en un solo sentido Relés, transistores• Marcha y cambio de sentido Puente H: Relés, transistores

y driver (amplificador de corriente).• Velocidad Modulación en ancho de pulso (PWM)


Control de motores de corriente continua

1. Control de la marcha y paro en un solo sentido:

a) Mediante relés:

En este circuito se pueden distinguir dos partes: la parte de mando, representada mediante línea fina y la parte de fuerza, dibujada con trazo grueso. La parte de mando está compuesta por un circuito de control que gobierna un relé. Este circuito de control puede ser manual (pulsador, interruptor, etc...) o automático (circuito electrónico con sensores, temporizadores etc...).



b) Mediante un transistor de mediana potencia:

En este caso la conexión del motor la realiza un transistor adecuado a la potencia del motor. Este montaje permite el control en el motor mediante la conducción del transistor.



c) Mediante un transistor de mediana potencia:

En este caso la conexión del motor la realiza un transistor adecuado a la potencia del motor. Este montaje también permite la regulación de la velocidad mediante un potenciómetro que regula la corriente de base del transistor.



2. Control del sentido de giro:

Para invertir el sentido de la marcha de un motor de corriente continua, es necesario invertir el sentido de la corriente que circula por su inducido. Esto se consigue invirtiendo la polaridad aplicada a sus terminales, lo cual se puede realizar de dos modos:

- Manualmente, usando dos conmutadores de tres salidas accionados al unísono.

- Haciendo uso del puente H.



a) Usando un relé de dos contactos conmutados:

El sentido de marcha se controla mediante un interruptor en serie con la bobina del relé. Si el interruptor está abierto, el relé no está excitado por lo que el positivo de la pila llegará al terminal superior del motor, por lo que girará en un sentido determinado. Si accionamos el interruptor el interruptor, el relé se excita e invierte la polaridad que llega al motor. El interruptor de marcha paro es necesario para evitar que el motor esté girando siempre.



b) Mediante dos relés:

En este circuito, R1 gobierna el sentido de giro y R2 la marcha y parada del motor. Si accionamos el pulsador “derecha” se excita R1 que a través de sus contactos conecta el “+” del motor con el “+” de la pila. R2 se excita a través del diodo. Al pulsar “izquierda” sólo se excita R2, pues a R1 no le puede llegar tensión a través del diodo. R1 en reposo conecta al “+” del motor con el “-“de la pila, lo que hace que el motor gire a izquierdas.



c) Puente en H:

El sentido de giro de un motor de continua viene dado por la polaridad de la tensión aplicada al mismo Cambio de polaridad Cambio de sentido de giro



Giro hacia la derecha Giro hacia la izquierda

A B C D

On Off Off On Giro hacia la derecha

Off On On Off Giro hacia la izquierda

On Off On Off Freno

Off On Off On Freno


Diodos de protección para relés contactores

dt

tdILtVAB

)()(

I(t)

t

)()(

tVdt

tdI

Apagar el motor

Hacer recircular la corriente para que no caiga bruscamente Diodo de protección



d) Mediante un puente de transistores en “H”:

Este circuito está formado por cuatro transistores dispuestos como en la figura. La corriente de base está limitada por una resistencia R adecuada, aunque en la mayoría de los casos su valor está comprendido entre 1 y 3K . Si pulsamos derecha, conducen los transistores T1 y T4 que permiten el paso de la corriente a través del motor de izquierda a derecha, obligándolo a girar a derechas. Si accionamos el pulsador izquierda, conducen T2 y T3 y el motor gira en sentido contrario.



e) Mediante un circuito integrado

Existen circuitos integrados que realizan la misma función que un puente en “H”. Uno de estos chips es el L293B, al cual no hay que conectarle mas que el motor, la alimentación y las señales de control. Entre las características más interesantes del L293B se encuentran la protección contra sobre temperaturas, la alta inmunidad al ruido, la alimentación separada de las cargas y la capacidad de proporcionar una corriente de salida de 1 A por canal. Además, posee dos canales, por lo que puede gobernar simultáneamente la marcha de dos motores.



Modulación por ancho de pulso (PWM):

La velocidad de un motor de continua depende del voltaje Menor voltaje menor velocidad Menor voltaje menor par

¿Cómo reducir la velocidad manteniendo

el valor de par?

Modulación por ancho de pulso (PWM)

• Control de un motor de continua mediante el envío de pulsos cortos de amplitud el voltaje recomendado para el motor y de duración variable.

• Mayor duración del pulso mayor velocidad del motor.



v1

v2

v3

v1 v2 v3<<

Modulación por ancho de pulso (PWM):



Los modelos controladores pueden ser obtenidos mediante:

- temporizadores: NE555

- microcontroladores PIC


Motores Paso a Paso

Los motores paso a paso son ideales para la construcción de mecanismos en donde se requieren movimientos muy precisos.

La característica principal de estos motores es el hecho de poder moverlos un paso a la vez por cada pulso que se le aplique. Este paso puede variar desde 90° hasta pequeños movimientos de tan solo 1.8°, es decir, que se necesitarán 4 pasos en el primer caso (90°) y 200 para el segundo caso (1.8°), para completar un giro completo de 360°.

Estos motores poseen la habilidad de poder quedar enclavados en una posición o bien totalmente libres. Si una o más de sus bobinas está energizada, el motor estará enclavado en la posición correspondiente y por el contrario quedará completamente libre si no circula corriente por ninguna de sus bobinas.


Motores Paso a Paso

Generar tren de 4 pulsos • Circuito secuencial• Circuito integrado MC3479


Motores Paso a Paso


Servomotor

Motores continua con alto par y control de posición sencillo.

Dimensiones: 41 x 20 x 36mm

Par: 4.1kg.cm

Un servomotor integra los siguientes elementos:

Motor DC y reductora.

Potenciómetro y circuito de control.

Cables de alimentación, tierra y control.


Servomotor

Control de posición del servomotor Modulación de ancho de pulso


Servomotor


Control de motores de corriente alterna

El control de velocidad en los motores de corriente alterna pueden ser realizados mediante:

- circuitos temporizadores: NE555 (PWM),

optoacopladores y tiristores.

- microcontroladores PIC (PWM) y optoacopladores y

tiristores.


Control de motores de corriente alterna


FIN DE LA PRESENTACIÓN

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