Circuitos
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Este documento describe diferentes tipos de actuadores y controladores. Explica actuadores eléctricos como relés, contactores, motores de CC y CA. También cubre actuadores hidráulicos y neumáticos como válvulas y cilindros. Finalmente, define los controladores como componentes que detectan desviaciones y envían señales de corrección a los actuadores para mantener las variables en valores deseados a través de sistemas de control automáticos.
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- 1. ACTUADORES Y CONTROLADORES Gustavo Adolfo Rivera Carlos Mauricio Llanos Ricardo González
- 3. 1.Eléctricos: a) Relés y Contactores b) Motores CC c) Motores AC d) Motores paso a paso 2. Hidráulicos y neumáticos: a) Válvulas b) Cilindros c) Ventosas de sujeción por vacío
- 4. 1. Actuadores eléctricos: a) RELÉS Y CONTACTORES: • Interruptores accionados por un electroimán. • Al aplicar una tensión en los terminales A1 y A2, el elctroimán atrae a la armadura férrea hacia el núcleo del electroimán. • El terminal 1 se desconecta del terminal NC y se conecta al terminal NA. Cuando se deja de aplicar tensión, el relé, accionado por el muelle, vuelve al reposo. • Diferencia entre relé y contactor: la cantidad de potencia que manejan. Relé: potencias pequeñas (menos de 1kW) Contactor: potencias grandes (centenares de kW)
- 5. b) MOTORES CC: • Convierten energía mecánica en eléctrica (CC) o al revés. • Construidos con dos imanes permanentes fijados en la carcasa (ESTATOR) y una serie de bobinados de cobre ubicados en el eje del motor (ROTOR). Imanes del estator: INDUCTOR Bobinas del rotor: INDUCIDO • La interacción entre el campo magnético de los imanes permanentes y el generado por las bobinas (atracción o repulsión) hace que el eje comience su movimiento. • Características: alimentación en CC, fácil inversión del sentido de giro, gran rango de velocidad, baja inercia (respuesta rápida), son los más comunes y económicos.
- 6. 1. Actuadores eléctricos. b) MOTORES CC: • Cuando un conductor por el que fluye una CC se coloca bajo la influencia de un campo magnético, se induce sobre el conductor una fuerza perpendicular a las líneas del campo magnético y al sentido del flujo de la corriente. • Tipos: -Rotor alargado -Rotor en forma de cesta -Rotor de disco
- 7. c) MOTORES CA: • Pueden ser: -SÍNCRONOS: sólo giran a la velocidad determinada por la frecuencia de la corriente. -ASÍNCRONOS: se pueden desviar un poco de la velocidad determinada por la frecuencia de la corriente. MOTOR SÍNCRONO: • nº de devanados = nº de polos X 2 (ej.: 4 polos, 8 devanados). • Los devanados que tenga el motor se dividen en dos grandes grupos (A y B). • Todos los devanados de un mismo grupo se conectan en serie formando así dos grandes devanados.
- 8. 1. Actuadores eléctricos. c) MOTORES CA: • El voltaje que genera cada gran devanado está desfasado 90º (hay un C). • ROTOR: polos fijos. ESTATOR:la polaridad de los campos varía (alimentación CA) • Los polos fijos del rotor siguen las variaciones de polaridad de los devanados del estator: efectos atracción/repulsión causan la rotación del rotor. • La rotación sigue a la variación, y la variación tiene la frecuencia de la señal CA con que se alimenta el circuito. • La velocidad de rotación depende de la frecuencia y del nº de polos (a mayor nº de polos, menor velocidad).
- 9. 1. Actuadores eléctricos. d) MOTORES PASO A PASO: • Ideales para automatismos donde se requieren mecanismos muy precisos. • Característica principal: se pueden mover un paso a la vez por cada pulso que se les aplica. Este paso puede variar desde 90º (4 pasos) hasta 1.8º (200 pasos). • Se pueden quedar enclavados en una posición (si hay corriente por una o mas de sus bobinas) o estar totalmente libres (no hay corriente en ninguna bobina). • ROTOR: varios imanes permantentes. ESTATOR: bobinas. • La excitación de las bobinas debe ser exactamente manejada por un CONTROLADOR.
- 10. 2. Actuadores hidráulicos y neumáticos 2. Actuadores hidráulicos y neumáticos: a) VÁLVULAS: • Interrumpe o deja pasar fluido según la señal que envía el controlador. Cuerpo y partes internas (regulan el paso del fluido) Actuador (actúa sobre el obturador de la válvula modificando su apertura, en función de la señal de control que le llega)
- 11. b) CILINDROS: • Accionamiento que permite obtener un movimiento lineal aplicando presión a uno u otro lado del émbolo. • Según sus posibilidades de posicionamiento: a) DE SIMPLE EFECTO: permiten empujar en un solo sentido. Retornan automáticamente al origen (muelle). b) DE DOBLE EFECTO: permiten empujar en ambos sentidos c) DE ACCIÓN DIFERENCIAL: permiten mantener el émbolo en cualquier posición aplicando presión a ambos lados del mismo. También se usa para conseguir movimientos más uniformes en carreras largas. • Para suavizar su parada, se suelen añadir amortiguadores al final de la carrera.
- 12. c) VENTOSA DE SUJECIÓN POR VACÍO: • Permite manipular pequeñas piezas con ventosas en las que se efectúa el vacío a través de un chorro de aire que provoca el efecto Venturi. • EFECTO VENTURI: la presión de un fluido disminuye al aumentar su velocidad dentro de un conducto cerrado al pasar por una zona de sección menor.
- 14. LOS CONTROLADORES SON Los controladores son componentes de un sistema de control que detectan los desvíos existentes entre el valor medido y un valor deseado, programado por un operador; emitiendo una señal de corrección hacia el actuador El objetivo del SISTEMA DE CONTOL es mantener una variable en un valor deseado, para esto se usa el termino de regularización de agentes de perturbación Un sistema de control solo puede llegar a una regularidad aplicando oposición entre las fuentes perturbadoras y las correcciones equivalentes
- 15. SISTEMAS DE CONTROL AUTOMÁTICO El objetivo deL SISTEMA DE CONTOL es mantener una variable en un valor deseado, para esto se usa el termino de regularización de agentes de perturbación Un sistema de control solo puede llegar a una regularidad aplicando opocicion entre las fuentes perturbadorar y las correciones equivalentes
- 16. Sistema de Control de Lazo Cerrado Se denomina sistema de control de lazo cerrado cuando frente a presencia de perturbaciones, tiende a reducir la diferencia entre la salida del sistema y el valor deseado; realizando el control de forma automática.
- 17. TIPOS CONEXIÓN DE LOS CONTROLADORES Control Adaptativo Es un método en el cual la respuesta de un controlador varía automáticamente basado en los cambios de las condiciones dentro del proceso y puede emplearse en diversas aplicaciones, como en el control del pH. Control Difuso Este control utiliza la lógica difusa a través de conceptos de inteligencia artificial capaz de convertir una muestra de la señal real a números difusos, para tratarlos según las reglas de inferencia y las bases de datos determinados en las unidades de decisión, logrando estabilizar el sistema sin la necesidad de fijar un punto de referencia.
- 18. TIPOS CONEXIÓN DE LOS CONTROLADORES Redes Neuronales Artificiales Están diseñadas para actuar como lo hace el cerebro humano conectando la red entre los elementos de la forma más sencilla para poder ser entrenados y realizar funciones complejas en diversos campos de aplicación.