Actuadores

ACTUADORES

Definición:

Un ACTUADOR es un dispositivo inherentemente mecánico cuya función es proporcionar fuerza para mover o “actuar” otro dispositivo mecánico. La fuerza que provoca el actuador proviene de tres fuentes posibles: Presión neumática, presión hidráulica, y fuerza motriz. Dependiendo del origen de la fuerza el actuador se denomina neumático, hidráulico o eléctrico, respectivamente.

ACTUADOR ELÉCTRICO

Se le da el nombre de actuadores eléctricos cuando se usa la energía eléctrica para que se ejecuten sus movimientos. Los actuadores eléctricos se utilizan para robots de tamaño mediano. Los sistemas de acondicionamiento eléctrico han llegado a ser los que más predominan en los ambientes robóticos industriales.

Las principales características de un actuador eléctrico son:

• Mayor exactitud

• Mayor repetitividad

• Menor espacio de piso

• Precisos

• Se utilizan principalmente para ensamblaje.

• Fáciles de controlar

• Sencillos, pero de construcción delicada

• Alta repetitividad

• Más pesados que los neumáticos e hidráulicos a igualdad de potencia

Se pueden clasificar como:

-Motores De Corriente Continua (DC): están constituidos por dos devanados internos, inductor e inducido, que se alimentan con corriente continua. Para que se pueda dar la conversión de energía eléctrica en energía mecánica de forma continua es necesario que los campos magnéticos de estator y del rotor permanezcan estáticos entre sí. En una bobina cerrada, por la que circula corriente, sometida a un campo magnético se induce una fuerza que la hace girar

Sus características son:

• Son los más usados en la actualidad

• Facilidad de control

• En la entrada recibe una tensión

• En la salida se manifiesta como velocidad

• Evita incertidumbres

• Disminución de inercia

• Menor mantenimiento

Mencionaremos dos tipos de actuadores eléctricos de motores de corriente continua:

+Controlado por inducido: al aumentar la tensión del inducido aumenta la velocidad de la máquina. El caso de control por inducido, la intensidad del inductor se mantiene constante, mientras que la tensión del inducido se utiliza para controlar la velocidad de giro.

+Controlado por excitación: se comportan de forma contraria a cómo se comportan el inducido por tensión. Además de que en el inducido se produce un efecto estabilizador de la velocidad de giro, originado por la velocidad de giro

Las desventajas de este tipo de actuador eléctricos son: no es posible mantener el par con el rotor parado más de unos segundos, calentamiento en el colector.

-Motor Paso A Paso: Este motor ésta controlado por trenes de pulsos que van actuando rotativamente sobre una serie de electroimanes, por cada pulso, el rotor gira un numero discreto de grados. El aumento de la frecuencia de los pulsos se va haciendo progresivamente; para poder determinar la velocidad de giro del motor de pasos as bobinas deben de ser excitadas a una explícita frecuencia.

Sus principales características son:

• La polaridad del estator es variable

• Ligeros

• Fiables

• Potencia baja

• Precisión baja

• capacidad para asegurar un posicionamiento simple y exacto

• Pueden girar de forma continua

• Puede ser sincronizado entre si

Existen varios tipos de actuadores eléctricos de pasos pero aquí mencionáremos dos:

+Imanes permanentes: que posee una polarización magnética constante, gira para orientar sus polos de acurdo al campo magnético creado por las fases del estator.

+Reluctancia variable: el rotor está formado por un material ferromagnético que tiende a orientarse de modo que facilite el camino de las líneas de fuerza del campo magnético generada por las bobinas del estator.

Los inconvenientes de utilizar este tipo de motor son: su funcionamiento a bajas velocidades no es suave como existe el peligro de pérdida de una posición por trabajar en un bucle abierto también tiende a sobrecalentarse trabajando a velocidades elevadas además de que tiene un límite de tamaño.

-Servomotores: Los servomotores son motores asociados a un mecanismo de control realimentado que le permite moverse y detectar su posición angular. La entrada de control al motor indica una posición deseada, y el circuito lógico al interior del motor lo colocará en esta posición. Físicamente los servos tienen un rango restringido de movimientos, el motor gira entre 0° y 180°.

Para controlar el movimiento se debe alimentar el servo motor con una señal modulada por un ancho de pulso también llamada PWM, el ancho de pulso enviado a la entrada de control indica al motor la posición en la cual se desea colocar, también cambia la velocidad de giro, lo cual permite hacer una estimación de la velocidad de giro.

-Motor De Corriente Alterna (DA): emplea un control de velocidad mediante variación de la frecuencia de la tensión. Tiene una mayor potencia, a igual de peso, que los de corriente continua. A diferencia del motor de corriente continua los rotores no utilizan escobillas.

Sus características principales son:

• No presentan problemas de mantenimiento ni de calentamiento.

• Uso de convertidores estáticos

• Empleo de la microelectrónica

Existen dos tipos

+Motores síncronos: La velocidad de giro depende únicamente de la frecuencia de la tensión que alimenta el inducido, para poder variar esta con precisión, el control de velocidad se realiza mediante un convertidor de frecuencias.

+Motores asíncronos: la escalera es el desarrollo lineal del rotor y el campo magnético que se desplaza es originado por un sistema trifásico de corrientes que circulan por el estator.

ACTUADOR NEUMATICO

Son los mecanismos que convierten la energía del aire comprimido entre 5 a 10 bar. Aunque en esencia son idénticos a los actuadores hidráulicos, el rango de compresión es mayor en este caso, además de que hay una pequeña diferencia en cuanto al uso y en lo que se refiere a la estructura, debido a que estos tienen poca viscosidad la energía del aire comprimido se transforma por medio de cilindros en un movimiento lineal

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