Accionadores para Motores (Drives)

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1 Accionadores para Motores (Drives)
De acuerdo a la fuente de tensión que alimente al motor, podemos realizar la siguiente clasificación: Motores de corriente directa (DC) Motore s de corriente alterna (AC): - El Motor Asíncrono o de Inducción - Motor Síncrono: Imanes Permanentes - Reluctancia variable

2 Las máquinas eléctricas son convertidores electromecánicos capaces de transformar energía desde un sistema eléctrico a un sistema mecánico o viceversa

3 MÁQUINAS ELÉCTRICAS En los motores eléctricos las espiras rotativas del conductor son guiadas mediante la fuerza magnética ejercida por el campo magnético y la corriente eléctrica. Se transforma la energía eléctrica en energía mecánica.      

4 Principio de funcionamiento de un generador
MÁQUINAS ELÉCTRICAS Se basan en la ley de Faraday que indica que "en cualquier conductor que se mueve en el seno del campo magnético se generará una diferencia de potencial entre sus extremos, proporcional a la velocidad de desplazamiento". Principio de funcionamiento de un generador

5 Principio de funcionamiento de un generador
La tensión inducida e en un conductor que se desplaza a una velocidad u dentro de un campo magnético B MÁQUINAS ELÉCTRICAS Si en lugar de un conductor rectilíneo se introduce una espira con los extremos conectados a una determinada resistencia y se le hace girar en el interior del campo, de forma que varíe el flujo magnético abrazado por la misma, se detectará la aparición de una corriente eléctrica que circula por la resistencia y que cesará en el momento en que se detenga el movimiento. El sentido de la corriente viene determinado por la ley de Lenz. Principio de funcionamiento de un generador

6 Colector de delgas Colector de anillos
MÁQUINAS ELÉCTRICAS En los motores eléctricos las espiras rotativas del conductor son guiadas mediante la fuerza magnética ejercida por el campo magnético y la corriente eléctrica. Se transforma la energía eléctrica en energía mecánica.       Colector de delgas Colector de anillos

7 Funcionamiento del Motor DC
Cuando una corriente eléctrica pasa a través de un cable conductor inmerso en un campo magnético, la fuerza magnética produce un par el cual provoca el giro del motor

8 Corriente en un Motor DC
Cuando una corriente eléctrica pasa a través de un cable conductor inmerso en un campo magnético, la fuerza magnética produce un par el cual provoca el giro del motor

9 Campo Magnético en el Motor DC
Cuando una corriente eléctrica pasa a través de un cable conductor inmerso en un campo magnético, la fuerza magnética produce un par el cual provoca el giro del motor

10 Fuerza Magnética en el Motor DC
Cuando una corriente eléctrica pasa a través de un cable conductor inmerso en un campo magnético, la fuerza magnética produce un par el cual provoca el giro del motor

11 Fuerza Magnética El campo magnético es definido por la ley de Lorentz, y específicamente por la fuerza magnética de una carga en movimiento:                                                                                                                 Las implicaciones de esta expresión incluyen: La fuerza es perpendicular a la velocidad v de la carga q y al campo magnético B. 2. La magnitud de la fuerza es F = q∙v∙B∙sinβ   donde β   es el ángulo < 180º entre la velocidad y el campo magnético. Esto implica que la fuerza magnética de una carga estacionaria o de una carga en movimiento paralelo al campo magnético es nula. 3. La dirección de la fuerza está dada por la regla de la mano derecha.

12 Principio de Funcionamiento:
La ley de Faraday que indica que:"en cualquier conductor que se mueve en el seno del campo magnético de un imán se generará una diferencia de potencial entre sus extremos, proporcional a la velocidad de desplazamiento". Generador Inductor o circuito de excitación DINAMO Inducido es el que induce una fcem que da lugar a un par motor Motor “si se introduce una espira, con los extremos conectados a una determinada resistencia, en el interior de un campo magnético y se le aplica una determinada tensión exterior, se producirá la circulación de una corriente por dicha espira y ésta comenzará a girar “

13 Par en el Motor DC       Cuando una corriente eléctrica pasa a través de un cable conductor inmerso en un campo magnético, la fuerza magnética produce un par el cual provoca el giro del motor

14 MOTORES ELÉCTRICOS

15 Principio de Funcionamiento:
S F I N Brush V w Rotor Armature windings

16 MOTORES ELÉCTRICOS Clasificación:

17 MOTORES ELÉCTRICOS

18 MOTORES DC

19 Rotor Constitución general: MOTORES DC
El motor de corriente continua está compuesto de 2 piezas fundamentales : Rotor (circuito de armadura o inducido) Constituye la parte móvil del motor, proporciona el par para mover a la carga. Está formado por Eje Núcleo y Devanado Colector Tapas

20 Rotor Constitución general: MOTORES DC
Eje : Formado por una barra de acero fresada. Imparte la rotación al núcleo, devanado y al colector. Núcleo : Se localiza sobre el eje. Fabricado con capas laminadas de acero, su función es proporcionar un trayecto magnético entre los polos para que el flujo magnético del devanado circule. Este núcleo laminado contiene ranuras a lo largo de su superficie para albergar al devanado de la armadura (bobinado). Rotor

21 Constitución general: MOTORES DC
Devanado : Consta de bobinas aisladas entre sí y entre el núcleo de la armadura. Estas bobinas están alojadas en las ranuras, y están conectadas eléctricamente con el colector, el cual debido a su movimiento rotatorio, proporciona un camino de conducción conmutado. Colector : Denominado también conmutador, está constituido de láminas de material conductor (delgas), separadas entre sí y del centro del eje por un material aislante, para evitar cortocircuito con dichos elementos. El colector se encuentra sobre uno de los extremos del eje del rotor, de modo que gira con éste y está en contacto con las escobillas. La función del colector es recoger la tensión producida por el devanado inducido, transmitiéndola al circuito por medio de las escobillas.

22 Estator Constitución general: MOTORES DC
Constituye la parte fija de la máquina. Su función es suministrar el flujo magnético que será usado por el bobinado del rotor para realizar su movimiento giratorio. Carcasa Está formado por Armazón Imán permanente Escobillas y portaescobillas

23 Constitución general: MOTORES DC
Armazón : Denominado también yugo, tiene dos funciones primordiales : servir como soporte y proporcionar una trayectoria de retorno al flujo magnético del rotor y del imán permanente, para completar el circuito magnético. Imán permanente : Compuesto de material ferromagnético altamente remanente, se encuentra fijado al armazón o carcasa del estator. Su función es proporcionar un campo magnético uniforme al devanado del rotor o armadura, de modo que interactúe con el campo formado por el bobinado, y se origine el movimiento del rotor como resultado de la interacción de estos campos.

24 Motor de Corriente Directa (DC):
Se utilizan en casos en los que es de importancia el poder regular continuamente la velocidad del eje y en aquellos casos en los que se necesita de un par de arranque elevado. Para funcionar, precisa de dos circuitos eléctricos distintos: El circuito de campo magnético El circuito de la armadura. El campo magnético (básicamente un imán o un electroimán) permite la transformación de energía eléctrica recibida por la armadura en energía mecánica entregada a través del eje. La energía eléctrica que recibe el campo se consume totalmente en la resistencia externa con la cual se regula la corriente del campo magnético. Es decir ninguna parte de la energía eléctrica recibida por el circuito del campo, es transformada en energía mecánica. La armadura consiste en un grupo de bobinados alojados en el rotor y en un ingenioso dispositivo denominado colector mediante el cual se recibe corriente continua desde una fuente exterior y se convierte la correspondiente energía eléctrica en energía mecánica que se entrega a través del eje del motor.

25 Motor de Corriente Directa (DC):
Los distintos modos de conectar los arrollamientos de excitación de los motores de corriente continua constituyen la base para poder modificar ampliamente las formas de funcionamiento de estos motores. Según sea la conexión elegida, los motores reciben nombres especiales. A continuación se exponen los sistemas de excitación más utilizados en la práctica: - Excitación por Imanes Permanentes. - Excitación Independiente. - Auto excitación. - Excitación Serie. - Excitación Paralelo. - Excitación Compuesta.

26 Excitación Independiente
Motor de Corriente Directa (DC): Excitación Independiente V a T d I a E I f W Zona de Par constante Reg. Por tensión Zona de Potencia constante Regulación por reducción de campo

27 Motor de Corriente Directa (DC):
modificar la velocidad actuando sobre la alimentación de los devanados del motor. a.1.- Una opción consiste en modificar el flujo de excitación que crea el inductor, es decir, Vf, así, cambiará la velocidad y el par. Como los cambios de la velocidad y el par tienen tendencia contraria, la potencia, puede permanecer constante. (Regulación de campo o de potencia constante). a.2.- Otra opción consiste en mantener el flujo de excitación que crea el inductor y variar la tensión del inducido Va, en este caso se modificara la velocidad ya que la corriente de armadura Ia permanece prácticamente constante. El par permanecerá constante al no variar la corriente de armadura pero la potencia proporcionada variara como consecuencia del cambio en la velocidad. (Regulación del inducido o de par constante).

28 Motor de Corriente Directa (DC):
►Variadores monofásicos/ trifásicos CA/CC

29 Motor de Corriente Directa (DC):
►Troceadores o Choppers CC/CC

30 Motor de Corriente Directa (DC):
►Troceadores o Choppers CC/CC

31 Motor de Corriente Directa (DC):
Actuadores : TROCEADORES RECTIFICADORES CONTROLADOS CONVERTIDOR: Debe permitir obtener tensión y corriente directa e inversa para poder trabajar en 4 cuadrantes. La tensión media de salida debe variar linealmente con la señal de control para obtener una buena precisión del control de posición. Debe proporcionar una corriente con un buen factor de forma para minimizar las fluctuaciones en la velocidad y par del motor.