trabajo de motores (digital)

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1. Motores Un motor eléctrico es una máquina eléctrica que transforma energía eléctrica en energía mecánica por medio de interacciones electromagnéticas. Algunos de los motores eléctricos son reversibles, pueden transformar energía mecánica en energía eléctrica funcionando como generadores. Estos motores eléctricos utilizan el bobinado, dividido en 2 o más campos. Están constituidos básicamente por un rotor y un estator que realizan el trabajo de rotación. Todo motor también cuenta con una carcasa y tapas las cuales sostienen el eje simétricamente centrado, soportado por rodamientos o bujes. Los bobinados forman un campo electromagnético, el cual induce al rotor a girar. Todo bobinado además de generar un campo magnético también genera temperatura. Esta temperatura tiene que ser estable en el funcionamiento del motor y no superar los límites de los aislantes y del alambre de cobre. 2. Tipos de Motores Los Motores de Corriente Directa [C.D.] o Corriente Continua [C.C.]: Se utilizan en casos en los que es importante el poder regular continuamente la velocidad del motor, además, se utilizan en aquellos casos en los que es imprescindible utilizar corriente directa, como es el caso de motores accionados por pilas o baterías. Este tipo de motores debe de tener en el rotor y el estator el mismo número de polos y el mismo número de carbones. Carcasa La carcasa es la parte que protege y cubre al estator y al rotor, el material empleado para su fabricación depende del tipo de motor, de su diseño y su aplicación. Así pues, la carcasa puede ser:

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Trabajo de como son los moteres, como funcionan y sus espsificaciones

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1. MotoresUnmotor elctricoes unamquina elctricaque transformaenerga elctricaenenergamecnicapor medio de interaccioneselectromagnticas. Algunos de los motores elctricos son reversibles, pueden transformar energa mecnica en energa elctrica funcionando como generadores. Estos motores elctricos utilizan el bobinado, dividido en 2 o ms campos. Estn constituidos bsicamente por un rotor y un estator que realizan el trabajo de rotacin. Todo motor tambin cuenta con una carcasa y tapas las cuales sostienen el eje simtricamente centrado, soportado por rodamientos o bujes.Los bobinados forman un campo electromagntico, el cual induce al rotor a girar. Todo bobinado adems de generar un campo magntico tambin genera temperatura. Esta temperatura tiene que ser estable en el funcionamiento del motor y no superar los lmites de los aislantes y del alambre de cobre.2. Tipos de MotoresLos Motores de Corriente Directa [C.D.] o Corriente Continua [C.C.]: Se utilizan en casos en los que es importante el poder regular continuamente la velocidad del motor, adems, se utilizan en aquellos casos en los que es imprescindible utilizar corriente directa, como es el caso de motores accionados por pilas o bateras. Este tipo de motores debe de tener en el rotor y el estator el mismo nmero de polos y el mismo nmero de carbones.CarcasaLa carcasa es la parte que protege y cubre al estator y al rotor, el material empleado para su fabricacin depende del tipo de motor, de su diseo y su aplicacin. As pues, la carcasa puede ser:a) Totalmente cerradab) Abiertac) A prueba de goteod) A prueba de explosionese) De tipo sumergibleBaseLa base es el elemento en donde se soporta toda la fuerza mecnica de operacin del motor, puede ser de dos tipos:a) Base frontalb) Base lateralCaja de conexionesPor lo general, en la mayora de los casos los motores elctricos cuentan con caja de conexiones. La caja de conexiones es un elemento que protege a los conductores que alimentan al motor, resguardndolos de la operacin mecnica del mismo, y contra cualquier elemento que pudiera daarlos.TapasSon los elementos que van a sostener en la gran mayora de los casos a los cojinetes o rodamientos que soportan la accin del rotor.CojinetesTambin conocidos como rodamientos, contribuyen a la ptima operacin de las partes giratorias del motor. Se utilizan para sostener y fijar ejes mecnicos, y para reducir la friccin, lo que contribuye a lograr que se consuma menos potencia. Los cojinetes pueden dividirse en dos clases generales:a) Cojinetes de deslizamiento: Operan la base al principio de la pelcula de aceite, esto es, que existe una delgada capa de lubricante entre la barra del eje y la superficie de apoyo. b) Cojinetes de rodamiento: Se utilizan con preferencia en vez de los cojinetes de deslizamiento por varias razones:Tienen un menor coeficiente de friccin, especialmente en el arranque.Son compactos en su diseoTienen una alta precisin de operacin.No se desgastan tanto como los cojinetes de tipo deslizante.Se remplazan fcilmente debido a sus tamaos estndaresLos motores de corriente continua se clasifican segn la forma como estn conectados, en:Motor serieMotor compoundMotor shuntMotor elctrico sin escobillasAdems de los anteriores, existen otros tipos que son utilizados en electrnica:Motor paso a pasoServomotorMotor sin ncleo3. Caractersticas de los motores:POTENCIA:Es una caracterstica fundamental, es la potencia de salida en el eje del rotor.VOLTAGE:Se extienden de 1.5 a 1500v, los voltajes mayores se emplean solamente para los motores de usos industriales.LA FRECUENCIA:Es muy importante en los motores de corriente alterna. En motores industriales se emplean casisiempre 50-60 ciclos.VELOCIDAD:La velocidad de rotacin de su eje se expresa en rev. X min.PAR:Se llama as a la medida del efecto de torsin producido en ele eje del motor.ES proporcional a lafuerza producida en los conductores de la parte giratoria y a la distancia del eje a la que acta estafuerza.CICLO DE SERVICIO:El espacio de tiempo durante el que un motor debe de funcionar con carga y el tiempo en el que esta fuera de servicio, si esto ocurre tiene influencia sobre el tamao del motor.ELEVACION DE TEMPERATURA:La capacidad de elevacin de temperatura de un motor se caracteriza por el aumento de la mismapor encima de una temperatura ambiente especificada.FACTOR DE POTENCIAAl cociente entre la potencia activa y la potencia aparente, que es coincidente con el coseno delngulo entre la tensin y la corriente cuando la forma de onda es sinusoidal pura.Dentro de las caractersticas fundamentales de los motores elctricos, stos se hallan formados por varios elementos, sin embargo, las partes principales son: el estator, la carcasa, la base, el rotor, la caja de conexiones, las tapas y los cojinetes. No obstante, un motor puede funcionar solo con el estator y el rotor.EstatorEl estator es el elemento que opera como base, permitiendo que desde ese punto se lleve a cabo la rotacin del motor. El estator no se mueve mecnicamente, pero si magnticamente. Existen dos tipos de estatoresa) Estator de polos salientes.b) Estator ranurado.El estator est constituido principalmente de un conjunto de lminas de acero al silicio (y se les llama "paquete"), que tienen la habilidad de permitir que pase a travs de ellas el flujo magntico con facilidad; la parte metlica del estator y los devanados proveen los polos magnticos.Los polos de un motor siempre son pares (pueden ser 2, 4, 6, 8, 10, etc.,), por ello el mnimo de polos que puede tener un motor para funcionar es dos (un norte y un sur).RotorEl rotor es el elemento de transferencia mecnica, ya que de l depende la conversin de energa elctrica a mecnica. Los rotores, son un conjunto de lminas de acero al silicio que forman un paquete, y pueden ser bsicamente de tres tipos:a) Rotor ranuradob) Rotor de polos salientesc) Rotor jaula de ardilla

4. Especificacion ElectricaCada motor debe contar con una placa de caractersticas, en idioma espaol, fcilmente visible y firmemente sujeta al motor con remaches del mismo material que las placas. Deben ser de acero inoxidable, la pintura del motor no debe cubrirlas, la informacin debe ser grabada en el metal de las placas de tal manera que pueda ser leda aunque desaparezcan la coloracin e impresiones de superficie. La siguiente informacin o datos son los mnimos que debe llevar la placa de datos y placas auxiliares, de cualquier motor de corriente alterna monofsico o trifsico, en forma indeleble y en lugar visible.Nombre del fabricante.Tamao, forma de construccin.Clase de corriente.Clase de mquina; motor, generador, etc.Nmero de fabricacin.Identificacin del tipo de conexin del arrollamiento.Tensin nominal.Intensidad nominal.Potencia nominal. Indicacin en kW para motores y generadores de corriente continua e induccin. Potencia aparente en kVA en generadores sncronos.Unidad de potencia, por ejemplo kW.Rgimen de funcionamiento nominal.Factor de potencia.Sentido de giro.Velocidad nominal en revoluciones por minuto revol/min.Frecuencia nominal.Err excitacin en mquinas de corriente continua y mquinas sncronas. Lfr inducido para mquinas asncronas.forma de conexin del arrollamiento inducido.Mquinas de cc y sncronas: tensin nominal de excitacin. Motores de inducido de anillos rozantes: tensin de parada del inducido (rgimen nominal).Mquinas de cc y sncronas: corriente nominal de excitacin. Motores de inducido de anillos rozantes: intensidad nominal del motor.Clase de aislamiento.Clase de proteccin.Peso en Kg o T.Nmero y ao de edicin de la disposicin VDE tomada como base.La siguiente placa de caractersticas es de la casa SIEMENS, veamos que nos indica: Leyendo los datos podemos observar: 3 ~, representa que es trifsico de corriente alterna. Mot. 1LA, motor y 1LA nos indica que es de jaula de ardilla este dato solamente lo sabemos a travs del catlogo. IP 55, proteccin mecnica, clase de proteccin al polvo y al agua. IM B5, es la forma constructiva. IEC/EN, es la norma europea (Internacional Electrotecnical Comsion/Europeam Norm) TH.CI.F, es el tipo de aislamiento.Leyendo los datos de la izquierda de la placa podemos observar: 50 Hz, como es lgico indica la frecuencia o ciclos por segundo. 230/400 V, la primera cifra indica que se debe conectar en tringulo en redes de 230 v y la segunda cifra indica la conexin en estrella del motor en redes de 400 v. 1.5 Kw, seala la potencia mecnica o itl desarrollada en el eje. 5,9/3.4 A, amperaje absorbido (es decir la intensidad de la potencia til ms la intensidad de la potencia perdida en la mquina) por el motor en tringulo la primera cifra y en estrella la segunda. Cos 0,81, coseno de fi de la mquina. 1420/min, son las revoluciones por minuto, es decir, la velocidad a la que gira el eje del motor. 220-240/380-420 v, las primeras cifras es la conexin en tringulo y las segundas cifras la conexin en estrella. 6.1-6.1/3.5-3.5 A, son los amperajes consumidos con respecto a las conexiones anteriores, las primeras cifras en conexin tringulo y las segundas cifras el consumo en la conexin estrella.5. Funcionamiento de los motores Los motores de corriente alterna y los de corriente continua se basan en el mismo principio de funcionamiento, el cual establece que si un conductor por el que circula una corriente elctrica se encuentra dentro de la accin de un campo magntico, ste tiende a desplazarse perpendicularmente a las lneas de accin del campo magntico.El conductor tiende a funcionar como un electroimn debido a la corriente elctrica que circula por el mismo adquiriendo de esta manera propiedades magnticas, que provocan, debido a la interaccin con los polos ubicados en el estator, el movimiento circular que se observa en el rotor del motor.Partiendo del hecho de que cuando pasa corriente por un conductor produce un campo magntico, adems si lo ponemos dentro de la accin de un campo magntico potente, el producto de la interaccin de ambos campos magnticos hace que el conductor tienda a desplazarse produciendo as la energa mecnica.6. SensoresHace referencia al dispositivo que proporciona una respuesta (normalmente mediante la generacin de una seal elctrica) frente a estmulos o seales fsicas o qumicas.Un sensor o captador, como prefiera llamrsele, no es ms que un dispositivo diseado para recibir informacin de una magnitud del exterior y transformarla en otra magnitud, normalmente elctrica, que seamos capaces de cuantificar y manipular.Normalmente estos dispositivos se encuentran realizados mediante la utilizacin de componentes pasivos (resistencias variables, PTC, NTC, LDR, etc... todos aquellos componentes que varan su magnitud en funcin de alguna variable), y la utilizacin de componentes activos.7. Tipos de sensoresPretendo explicar de forma sencilla algunos tipos de sensores.Sensores de posicin:Su funcin es medir o detectar la posicin de un determinado objeto en el espacio, dentro de este grupo, podemos encontrar los siguientes tipos de captadores;Los captadores fotoelctricos:La construccin de este tipo de sensores, se encuentra basada en el empleo de una fuente de seal luminosa (lmparas, diodos LED, diodos lser etc...) y una clula receptora de dicha seal, como pueden ser fotodiodos, fototransistores o LDR etc.Este tipo de sensores, se encuentra basado en la emisin de luz, y en la deteccin de esta emisin realizada por los fotodetectores.Segn la forma en que se produzca esta emisin y deteccin de luz, podemos dividir este tipo de captadores en: captadores por barrera, o captadores por reflexin.En el siguiente esquema podremos apreciar mejor la diferencia entre estos dos estilos de captadores:Captadores- Captadores por barrera. Estos detectan la existencia de un objeto, porque interfiere la recepcin de la seal luminosa.Captadores por reflexin; La seal luminosa es reflejada por el objeto, y esta luz reflejada es captada por el captador fotoelctrico, lo que indica al sistema la presencia de un objeto.Sensores de contacto:Estos dispositivos, son los ms simples, ya que son interruptores que se activan o desactivan si se encuentran en contacto con un objeto, por lo que de esta manera se reconoce la presencia de un objeto en un determinado lugar.Su simplicidad de construccin aadido a su robustez, los hacen muy empleados en robtica.Captadores de circuitos oscilantes:Este tipo de captadores, se encuentran basados en la existencia de un circuito en el mismo que genera una determinada oscilacin a una frecuencia prefijada, cuando en el campo de deteccin del sensor no existe ningn objeto, el circuito mantiene su oscilacin de un manera fija, pero cuando un objeto se encuentra dentro de la zona de deteccin del mismo, la oscilacin deja de producirse, por lo que el objeto es detectado.Estos tipos de sensores son muy utilizados como detectores de presencia, ya que al no tener partes mecnicas, su robustez al mismo tiempo que su vida til es elevada.Sensores por ultrasonidos:Este tipo de sensores, se basa en el mismo funcionamiento que los de tipo fotoelctrico, ya que se emite una seal, esta vez de tipo ultrasnica, y esta seal es recibida por un receptor. De la misma manera, dependiendo del camino que realice la seal emitida podremos diferenciarlos entre los que son de barrera o los de reflexin.Captadores de esfuerzos:Este tipo de captadores, se encuentran basados en su mayor parte en el empleo de galgas extensomtrica, que son unos dispositivos que cuando se les aplica una fuerza, ya puede ser una traccin o una compresin, varia su resistencia elctrica, de esta forma podemos medir la fuerza que se est aplicando sobre un determinado objeto.Sensores de Movimientos:Este tipo de sensores es uno de los ms importantes en robtica, ya que nos da informacin sobre las evoluciones de las distintas partes que forman el robot, y de esta manera podemos controlar con un grado de precisin elevada la evolucin del robot en su entorno de trabajo.Dentro de este tipo de sensores podemos encontrar los siguientes:- Sensores de deslizamiento:Este tipo de sensores se utiliza para indicar al robot con que fuerza ha de coger un objeto para que este no se rompa al aplicarle una fuerza excesiva, o por el contrario que no se caiga de las pinzas del robot por no sujetarlo debidamente.Su funcionamiento general es simple, ya que este tipo de sensores se encuentran instalados en el rgano aprehensor (pinzas), cuando el robot decide coger el objeto, las pinzas lo agarran con una determinada fuerza y lo intentan levantar, si se produce un pequeo deslizamiento del objeto entre las pinzas, inmediatamente es incrementada la presin le las pinzas sobre el objeto, y esta operacin se repite hasta que el deslizamiento del objeto se ha eliminado gracias a aplicar la fuerza de agarre suficiente.- Sensores de Velocidad:Estos sensores pueden detectar la velocidad de un objeto tanto sea lineal como angular, pero la aplicacin ms conocida de este tipo de sensores es la medicin de la velocidad angular de los motores que mueven las distintas partes del robot. La forma ms popular de conocer la velocidad del giro de un motor, es utilizar para ello una dinamo tacomtrica acoplada al eje del que queremos saber su velocidad angular, ya que este dispositivo nos genera un nivel determinado de tensin continua en funcin de la velocidad de giro de su eje, pues si conocemos a que valor de tensin corresponde una determinada velocidad, podremos averiguar de forma muy fiable a qu velocidad gira un motor. De todas maneras, este tipo de sensores al ser mecnicos se deterioran, y pueden generar errores en las medidas.Existen tambin otros tipos de sensores para controlar la velocidad, basados en el corte de un haz luminoso a travs de un disco perforado sujetado al eje del motor, dependiendo de la frecuencia con la que el disco corte el haz luminoso indicar la velocidad del motor.- Sensores de Aceleracin:Este tipo de sensores es muy importante, ya que la informacin de la aceleracin sufrida por un objeto o parte de un robot es de vital importancia, ya que si se produce una aceleracin en un objeto, este experimenta una fuerza que tiende ha hacer poner el objeto en movimiento.Supongamos el caso en que un brazo robot industrial sujeta con una determinada presin un objeto en su rgano terminal, si al producirse un giro del mismo sobre su base a una determinada velocidad, se provoca una aceleracin en todo el brazo, y en especial sobre su rgano terminal, si esta aceleracin provoca una fuerza en determinado sentido sobre el objeto que sujeta el robot y esta fuerza no se ve contrarrestada por otra, se corre el riesgo de que el objeto salga despedido del rgano aprehensor con una trayectoria determinada, por lo que el control en cada momento de las aceleraciones a que se encuentran sometidas determinadas partes del robot son muy importantes.8. Caractersticas generales de los sensoresEl transductor ideal sera aquel en que la relacin entre la magnitud de entrada y lamagnitud de salida fuese proporcional y de respuesta instantnea e idntica para todos loselementos de un mismo tipo.Sin embargo, la respuesta real de los transductores nunca es del todo lineal, tiene unrango limitado de validez, suele estar afectada por perturbaciones del entorno exterior ytiene un cierto retardo en la respuesta.Las caractersticas de los transductores se pueden agrupar en dos grandes bloques:Caractersticas estticas: que describen la actuacin del sensor en rgimen permanente ocon cambios muy lentos de la variable a medir.Caractersticas dinmicas: que describen el comportamiento del sensor en rgimentransitorio.Caractersticas EstticasRango de medida: el conjunto de valores que puede tomar la seal de entradacomprendidos entre el mximo y el mnimo detectados por el sensor con una toleranciade error aceptable.Resolucin: indica la capacidad del sensor para discernir entre valores muy prximos dela variable de entrada. Indica que variacin de la seal de entrada produce una variacindetectable en la seal de salida.Precisin: define la variacin mxima entre la salida real obtenida y la salida tericadada como patrn para el sensor.Repetitibilidad: Indica la mxima variacin entre valores de salida obtenidos al medirvarias veces la misma entrada con el mismo sensor y en idnticas condicionesambientales.Linealidad: un transductor es lineal si existe una constante de proporcionalidad nicaque relaciona los incrementos de la seal de salida con los respectivos incrementos de laseal de entrada en todo el rango de medida.Sensibilidad: indica la mayor o menor variacin de la seal de salida por unidad de lamagnitud de entrada. Cuanto mayor sea la variacin de la seal de salida producida poruna variacin en la seal de entrada, el sensor es ms sensible.Ruido: cualquier perturbacin aleatoria del propio sistema de medida que afecta la sealque se quiere medir.Caractersticas DinmicasVelocidad de respuesta: mide la capacidad del sensor para que la seal de salida siga sinretrazo las variaciones de la seal de entrada.Respuesta en frecuencia: mide la capacidad del sensor para seguir las variaciones de laseal de entrada a medida que aumenta la frecuencia, generalmente los sensoresconvencionales presentan una respuesta del tipo pasabajos.Estabilidad: indica la desviacin en la salida del sensor con respecto al valor tericodado, al variar parmetros exteriores distintos al que se quiere medir (condicionesambientales, alimentacin, etc.).9. Clasificacion de los SensoresSegn aporte de energaModuladores: precisan una fuente externa de alimentacin.Generadores: toman nicamente la energa del medio donde miden.Segn la seal de salidaAnalgicos: la salida vara de forma continua. Normalmente la informacin est en la amplitud. Cuando la informacin est en la frecuencia se denominan cuasi-digitales.Digitales: la salida vara en pasos discretos.Segn el modo de funcionamientoDeflexin: la magnitud medida genera un efecto fsico (deflexin).Comparacin: se intenta mantener nula la deflexin mediante la aplicacin de un efecto opuesto al generado por la magnitud medida.Segn la relacin entrada-salida: orden cero, 1er orden, 2 ordenSegn el principio fsico: resistivo, capacitivo, inductivo, termoelctrico, piezoelctrico.Segn la magnitud media: temperatura, presin, aceleracin, pH.10. Funcionamineto de los SensoresTodos los sensores utilizan uno o ms principios fsicos o qumicos para convertir una variable de entrada al tipo de variable de salida ms adecuado para el control o monitoreo de cada proceso particular. Estos principios o fenmenos se manifiestan en forma til en ciertos materiales o medios y pueden estar relacionados con las propiedades del material en s o su disposicin geomtrica. En el caso de sensores cuya salida es una seal elctrica, la obtencin de esta ltima implica generalmente el uso de un transductor primario y, opcionalmente, uno o ms transductores secundarios.La funcin del transductor primario es convertir la magnitud fsica a medir en otra ms fcil de manipular. Esta ltima no tiene que ser necesariamente de naturaleza elctrica. Por ejemplo, un bimetal, que es un dispositivo formado por dos metales de distintos coeficientes de dilatacin, es un tipo de transductor primario porque convierte una variacin de temperatura en un desplazamiento fsico equivalente. Este ltimo puede ser utilizado para mover una aguja o accionar un interruptor. Otros ejemplos son los los tubos de Bourdon (presin), los tubos de Pitot (velocidad de flujo), los rotmetros (caudal), los flotadores (nivel), las termocuplas (temperatura), etc.El transductor o transductores secundarios, cuando son requeridos, actan sobre la salida del transductor primario para producir una seal elctrica equivalente.Una vez obtenida, esta ltima es sometida a un proceso de acondicionamiento y amplificacin para ajustarla a las necesidades de la carga exterior o de la circuitera de control.