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Tipos de actuadores

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by

Jesús Pacheco

on 5 March 2014

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Transcript of Tipos de actuadores

¿Cómo funciona?

La entrada de aire en el cilindro neumático transmite un empuje sobre un pistón en el interior de un cilindro, produciendo una carrera de trabajo en un sentido hacia el exterior por medio de un vástago.







Los cilindros de simple efecto tienen una sola conexión de aire comprimido y realizan trabajo en un sentido. Por otro lado, los cilindros de doble efecto no llevan muelle, tienen dos entradas de aire y realizan trabajo en ambos sentidos, es decir, en avance y retroceso.
El motor de corriente continua es una máquina que convierte la energía eléctrica en mecánica, provocando un movimiento rotatorio. Estos motores se conocen como motores lineales.
Una máquina de corriente continua (generador o motor) se compone principalmente de dos partes, un estátor que da soporte mecánico al aparato y tiene un hueco en el centro generalmente de forma cilíndrica. En el estátor además se encuentran los polos, que pueden ser de imanes permanentes o devanados con hilo de cobre sobre núcleo de hierro. El rotor es generalmente de forma cilíndrica, también devanado y con núcleo, al que llega la corriente mediante dos escobillas.

Actuadores Industriales
Son los elementos finales de control, tienen por función alterar el valor de la variable manipulada con el fin de corregir o limitar la desviación del valor controlado, respecto al valor deseado.
Lineal de membrana
Ejemplo
¿Como funciona?
La entrada de aire se produce en una cámara conectada a la línea de presión del actuador que tiene forma cóncava aplanada y que transmite un empuje sobre una membrana en el interior del actuador, produciendo una carrera de trabajo en un sentido hacia el exterior por medio de un vástago.
Aplicación:

En Válvulas de control lineales de asiento, porque requieren carreras cortas de hasta 50 mm
Pueden ser
Eléctricos
Actuadores
Neumáticos

Actuadores
Hidráulicos

Lineal (válvulas piloto)
Lineal (pistones)
Rotativos (motores hidráulicos)
Marca: GE Energy
Modelo: 2900-40
Funcionamiento
Aplicación
Es adecuada para economizadores exigentes y aplicaciones de protección de calderas. Ofrece un rendimiento excelente en la válvula de alta temperatura, situaciones de alta presión.
Motor CA
Motor CC
Motores paso a paso
Solenoides
Servomotores
Rotativos (motores neumáticos)
Lineales (pistones)
Marca: Siemens
Modelo: 3kw 4 Pole IE2 100L 400VD
Aplicaciones:
Este motor es apto para una gran variedad de aplicaciones motrices típicas de los entornos industriales. Gracias a su bajo peso, son especialmente aptos para su uso en ventiladores, compresores, cintas transportadoras y mecanismos de elevación.
Funcionamiento.
-Se conecta la presión hidráulica a uno de los lados del émbolo generando una fuerza en sentido de la expansión del espacio entre el émbolo y la pared del cilindro o el cuerpo. Mediante un dispositivo mecánico que puede ser el conjunto piñón y cremallera, yugo escocés, o una simple veleta, el movimiento se transforma en rotatorio.
Aplicaciones.
Se han empleado con éxito en:
-Maquinaria de la construcción.
-Construcción naval.
-Ingeniería automotora.
-Ingeniería de la ventilación.
ECKART
Funcionamiento.
-Los cilindros hidráulicos se pueden dividir en dos grupos: de simple efecto y de doble efecto.
-En este caso es una combinación de un motor de pivote y un cilindro de doble efecto lineal. En el cilindro de doble efecto, el cilindro de acción doble utiliza la fuerza generada por el fluido hidráulico para mover el pistón en los dos sentidos, mediante una válvula de solenoide. El cilindro de acción doble es el accionador hidráulico más común utilizado actualmente.
Aplicación.
Lenze.
MDxKS servomotor síncrono
Funcionamiento.
-Un servomotor (también llamado servo) es un dispositivo similar a un motor de corriente continua que tiene la capacidad de ubicarse en cualquier posición dentro de su rango de operación, y mantenerse estable en dicha posición.

-Un sistema compuesto por un motor eléctrico, un sistema de regulación que actúa sobre el motor y un sistema de sensor que controla el movimiento del motor.
Aplicaciones.
-Los servomotores se utilizan en cualquier motor del que se requiera un control.
-Robótica.
-Sistemas de Radio Control.
-En Aviones, barcos, trenes tanto para motores como para sistemas de dirección.

Funcionamiento:
Los motores de CA se componen de:
- El rotor se compone de polos fijos.
- El estator tiene un número de devanados igual al doble de polos.
Se basa en efectos de atracción y repulsión de campos electromagnéticos presentes en el rotor y el estator.
El estator está alimentado por una tensión alterna desfasada de un bobinado a otro. El rotor se ve sometido a efectos de atracción y repulsión que lo fuerzan a girar. Como la tensión que alimenta los bobinados del estator es constante, la velocidad de giro del rotor también es constante.
Con la ayuda de un variador de frecuencia, podemos variar la frecuencia de la tensión de alimentación de los devanados y por lo tanto la velocidad de giro del rotor.

Principio de funcionamiento
Se basa en la repulsión que ejercen los polos magnéticos de un imán permanente cuando interactúan con los polos magnéticos de un electroimán que se encuentra montado en un eje. Este electroimán se denomina “rotor” y su eje le permite girar libremente entre los polos magnéticos norte y sur del imán permanente situado dentro de la carcasa o cuerpo del motor.

Cuando la corriente eléctrica circula por la bobina de este electroimán giratorio, el campo electromagnético que se genera interactúa con el campo magnético del imán permanente. Si los polos del imán permanente y del electroimán giratorio coinciden, se produce un rechazo y un par de fuerza que provoca que el rotor rompa la inercia y comience a girar sobre su eje en el mismo sentido de las manecillas del reloj en unos casos, o en sentido contrario, de acuerdo con la forma que se encuentre conectada al circuito la pila o la batería.
Aplicaciones:
Se utilizan en la industria del transporte, en los trenes y en robótica.
Se usan en herramientas como taladros ya que permiten la inversión de giro.


Se utiliza en:

-Máquinas de herramienta.

-Sistemas logísticos.

-Para válvulas de control.
Un motor neumático o motor de aire comprimido es un tipo de motor que realiza un trabajo mecánico por expansión de aire comprimido. Los motores neumáticos generalmente convierten el aire comprimido en trabajo mecánico a través de un movimiento lineal o principalmente rotativo. En este último caso el gas entra en una cámara del motor sellada y al expandirse ejerce presión contra las palas de un rotor.
Este tipo de motores son una alternativa a los motores eléctricos cuando estos no son recomendados o posibles, como por ejemplo, en algunos entornos de la minería, industriales
Los motores rotativos de pistones están constituidos por un cierto número de cilindros de simple efecto, unidos por medio de bielas a un eje principal en forma de cigüeñal. Mediante una válvula de distribución de tipo rotativo se introduce el aire comprimido de forma secuencial en los pistones, garantizando así la rotación del eje principal.
Ejemplo: Festo
Aplicación:




Se utiliza en otras muchas aplicaciones como empujador de piezas.
Corriente continua
Básicamente estos motores están constituidos normalmente por un rotor sobre el que van aplicados distintos imanes permanentes y por un cierto número de bobinas excitadoras
bobinadas en su estator. Las bobinas son parte del estator y el rotor es un imán permanente. Toda la conmutación (o excitación de las bobinas) deber ser externamente manejada por un controlador.


Los motores paso a paso son ideales para la construcción de mecanismos en donde se
requieren movimientos muy precisos.
Un motor de paso con 5 cables es casi seguro de 4 fases y unipolar.
Un motor de paso con 6 cables también puede ser de 4 fases y unipolar, pero con 2 cables comunes para alimentación, pueden ser del mismo color.
Un motor de pasos con solo 4 cables es comúnmente bipolar.
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°.

Es una bobina de forma cilindrica que cuenta con un hilo de material conductor enredado sobre si a fin que con el paso de la corriente genere un campo magnetico cuando este aparece empiza a operar como un iman y puede activar o desactivar el dispositivo de forma lineal de acuerdo al impulso recibido
Instituto Politécnico Nacional
Unidad Profesional Interdisciplinaria de Ingeniería.
Actuadores
Equipo 3
María Fernanda Portillo Lerma
Juan Pablo Solís Gamboa
Francisco Javier Muñetones Miranda
Diego Heriberto Esparza Hernandez
Marco Antonio Vásquez Flores
Jesús Eduardo Pacheco Villegas
Criterios de selección
Características de control
El sistema puede controlar distintos procesos de las siguientes maneras:
Interrupción.
Regulación.
Rotación.
Factores de operación
del actuador.
Potencia
Controlabilidad.
Peso y volumen.
Precisión.
Velocidad.
Mantenimiento.
Costo.
Tipo de alimentación eléctrica
Tipo de automatización requerida (necesidad).
El sistema puede requerir actuadores:
Neumáticos.
Eléctricos.
Hidráulicos.
Gracias por su atención
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