ACTUADORES

1. ACTUADORES ACTUADORES

2. Un actuador es un dispositivo capaz de transformar energía hidráulica, neumática o eléctrica en la activación de un proceso con la finalidad de generar un efecto sobre un proceso automatizado. Este recibe la orden de un regulador o controlador y en función a ella genera la orden para activar un elemento final de control como, por ejemplo, una válvula.

3. HISTORIA El actuador mas común es el actuador manual o humano. Es decir, una persona mueve o actúa un dispositivo para promover su funcionamiento. Con el tiempo, se hizo conveniente automatizar la actuación de dispositivos, por lo que diferentes dispositivos hicieron su aparición. Actualmente hay básicamente dos tipos de actuadores. Los actuadores lineales generan una fuerza en línea recta, tal como haría un pistón. Los actuadores rotatorios generan una fuerza rotatoria, como lo haría un motor eléctrico

4.   Para la selección se debe tener en cuenta factores como:   Potencia Controlabilidad Peso y volumen Precisión Velocidad Mantenimiento Costo

5. Existen tres tipos de actuadores: Hidráulicos Neumáticos Eléctricos

6. ACTUADOR ELECTRÓNICO Un actuador electrónico solo requiere energía electica como fuente de poder

7. Actuadores eléctricos Es un traductor, que transforma señales eléctrica en movimientos mecánicos

8. Características generales Solo requieren de energía eléctrica Como solo se necesitan cables para transmitir las señales. Son muy versátiles No hay restricciones de distancia entre la fuente de poder y el actuador

9. Ventajas - Desventajas Ventajas: Precisos Fiables Fácil de control Sencilla instalación silenciosos Desventajas: Potencia limitada

10. Clasificación Dentro de los actuadores eléctricos pueden distinguirse tres tipos diferentes: Motores de corriente continua (DC). Servomotores Motor paso a paso Motor de corriente alterna (AC)

11. Motores de corriente continua El motor de corriente continua es una máquina que convierte la energía eléctrica en mecánica, principalmente mediante el movimiento rotatorio. La principal característica es la posibilidad de regular la velocidad desde vacío a plena carga

12. El motor de C.C. esta constituido por dos piezas fundamentales Rotor: constituye la parte móvil del motor y proporciona el torque para mover la carga Estator: constituye la parte fija y su función es suministrar el flujo magnético que será usado por el bobinado del rotor para realizar el movimiento giratorio

13. Servomotores Los servos son un tipo especial de motor de c.c.(aunque ya los hay de c.a. ) que se caracterizan por su capacidad para posicionarse de forma inmediata en cualquier posición dentro de su intervalo de operación. Para ello, el servomotor espera un tren de pulsos que se corresponde con el movimiento a realizar El resultado es un servo de posición con un margen de operación de 180° aproximadamente

14. Ejemplo y aplicaciones

15. Motor paso a paso Es un dispositivo electromecánico que convierte una serie de impulsos eléctricos en desplazamientos angulares discretos, lo que significa es que es capaz de avanzar una serie de grados (paso) dependiendo de sus entradas de control.

16. Ventajas y Desventajas Ventajas es capaz de asegurar un posicionamiento simple y exacto ligeros, fiables, y fáciles de controlar, pues al ser cada estado de excitación del estator estable, el control se realiza en bucle abierto, sin la necesidad de sensores de realimentación. Son ideales donde se requiere un movimiento preciso Desventajas El funcionamiento a bajas velocidades no es suave, ya que existe el peligro de perdida de una posición por trabajar en bucle abierto Tienden a sobrecalentarse trabajando a velocidades elevadas y presentan un limite en el tamaño que pueden alcanzar .

17. Clasificación Existen tres tipos de motores paso a paso: De imanes permanentes De reluctancia variable Híbridos.

18. Motor de corriente alterna (AC) Se basa en la utilización de corriente alterna La corriente alterna es aquella en que la que la intensidad cambia de dirección periódicamente en un conductor. como consecuencia del cambio periódico de polaridad de la tensión aplicada en los extremos de dicho conducto La variación de la tensión con el tiempo puede tener diferentes formas: senoidal, triangular, trapezoidal….                                                           Corriente alterna senoidal

19. VENTAJAS DE LA CORRIENTE ALTERNA 1-Generadores y motores mas baratos y eficientes, y menos complejos 2-Posibilidad de transformar su tensión de manera simple y barata (transformadores)

20. 3-Posibilidad de transporte de grandes cantidades de energía a largas distancias con un mínimo de sección de conductores ( a alta tensión) 4-Posibilidad de motores muy simples, (como el motor de inducción asíncrono de rotor en cortocircuito) 5-Desaparición o minimización de algunos fenómenos eléctricos indeseables (magnetización en las maquinas, y polarizaciones y corrosiones electrolíticas en pares metálicos)

21. Existen dos tipos fundamentales de motores de corriente alterna: motores asíncronos motores síncronos

22. Motores asíncronos Son probablemente los más sencillos y robustos de los motores eléctricos El rotor está constituido por varias barras conductoras dispuestas paralelamente el eje del motor y por dos anillos conductores en los extremos. El conjunto es similar a una jaula de ardilla

23. Motores síncronos El motor síncrono, como su nombre indica, opera exactamente a la misma velocidad que el campo del estator, sin deslizamiento. E l motor síncrono, utiliza el mismo concepto de un campo magnético giratorio producido por el estator, pero ahora el rotor consta de electroimanes o de imanes permanentes (PM ) que giran sincrónicamente con el campo del estator Motor Asíncrono (Inducción Motor (AC) Síncrono

24. ACTUADORES MECÁNICOS Los actuadores mecánicos son dispositivos que transforman el movimiento rotativo a la entrada, en un movimiento lineal en la salida. Los actuadores mecánicos aplicables para los campos donde se requiera movimientos lineales tales como: elevación, traslación y posicionamiento lineal.

25. VENTAJAS Algunas de las ventajas que nos ofrecen los actuadores mecánicos son: Alta fiabilidad simplicidad de utilización mínima manutención seguridad y precisión de posicionamiento irreversibilidad según el modelo de aplicación sincronismo de movimiento.

26. Dentro del campo de los actuadores mecánicos encontramos dos tipos de movimiento: A) Actuadores mecánicos/ lineales con husillo traslante B) Actuadores mecánicos/ lineales con husillo rotante

27. Dentro de los actuadores mecánicos encontramos dos tipos: Actuadores hidráulicos Actuadores neumáticos

28. ACTUADOR HIDRAULICO LINEAL Son componentes que transforman la energía hidráulica que reciben en mecánica Tienen como función convertir el flujo de fluido hidráulico en movimiento lineal o rotatorio.

29. Su tamaño va en función de las cargas operacionales que tenga que sufrir y básicamente consiste en un cilindro exterior dentro del cual se desliza un pistón. Unido al pistón se encuentra un vástago que atraviesa el fondo del cilindro y es el que transmite el movimiento linealmente. Los cilindros hidráulicos de movimiento lineal son utilizados comúnmente en aplicaciones donde la fuerza de empuje del pistón y su desplazamiento son elevados. Los cilindros hidráulicos pueden ser de simple efecto, de doble efecto y telescópicos.

30. En el cilindro de efecto simple, el fluido hidráulico empuja en un sentido el pistón del cilindro y una fuerza externa (resorte o gravedad) lo retrae en sentido contrario. El cuerpo del cilindro es la caja externa tubular y contiene el pistón, el sello del pistón y el vástago.

31. 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 y se usa en los sistemas del implemento, la dirección y otros sistemas donde se requiera que el cilindro funcione en ambas direcciones.

32. El cilindro telescópico contiene otros de menos diámetro en su interior y se expanden en etapas, son muy utilizados en grúas. Está constituido por los tubos cilíndricos y vástago de émbolo. En el avance sale primero el émbolo interior, siguiendo desde dentro hacia fuera los siguientes vástagos o tubos. La reposición de las barras telescópicas se realiza por fuerzas externas. La fuerza de aplicación está determinada por la superficie del émbolo menor

33. ACTUADORES NEUMATICOS LINEALES Aunque en esencia los actuadores neumáticos e hidráulicos son idénticos, los neumáticos tienen un mayor rango de compresión y además existen diferencias en cuanto al uso y estructura El cilindro neumático consiste en un cilindro cerrado con un pistón en su interior que desliza y que transmite su movimiento al exterior mediante un vástago. Se compone de las tapas trasera y delantera, de la camisa donde se mueve el pistón, del propio pistón, de las juntas estáticas y dinámicas del pistón y del anillo rascador que limpia el vástago de la suciedad.

34. Existen dos tipos fundamentales de los cuales derivan construcciones especiales. Cilindros de simple efecto, con una entrada de aire para producir una carrera de trabajo en un sentido. Cilindros de doble efecto, con dos entradas de aire para producir carreras de trabajo de salida y retroceso.

35. APLICACIONES DE ACTUADORES Aplicación de Movimiento: Podemos encontrar: motores paso a paso, motores de corriente continua, motores de corriente alterna, entre otros. Aplicaciones de movimiento. Son utilizados para manejar aparatos mecatrónicas. Se emplean cuando lo que se necesita es potencia o simples posicionamientos. La estructura de estos actuadores es simple ya que sólo se requiere de energía eléctrica como fuente de poder. En la mayoría de los casos es necesario utilizar reductores, debido a que los motores son de operación continua.

36. Aplicaciones de Fluidos: Hay procesos en los que se requiere desplazar una sustancia líquida de un punto a otro, para esto existen actuadores con las características necesarias para cumplir este propósito, entre ellos podemos encontrar: motobombas y electroválvulas. Los actuadores de fluido como lo son las electroválvulas son las encargadas de permitir el paso de líquidos y gases, son muy útiles en sistemas de seguridad cuando son detectadas inundaciones o en caso de fuego para los gases. En el caso de las motobombas eléctricas sumergibles, son altamente requeridas para ser instaladas en pozos de succión, pues no requieren un tipo de anclaje especial

37. Aplicaciones de Alarmas: Hay procesos en los que se requiere algún tipo de aviso al finalizar una tarea, al llegar a un límite, o simplemente generar una advertencia, para esto existen actuadores como Zumbadores y pilotos. Los actuadores de sonido son los encargados de propagar ondas a través de un medio que puede ser sólido, líquido o gaseoso. Las partículas materiales que transmiten tales ondas oscilan en la dirección de la propagación de las mismas ondas. Los actuadores que generan sonidos a más de 20.000 Hz se denominan ultrasonidos.

38. El actuador de luz es el encargado de reaccionar ante un estado de un sistema por medio de la emisión de luz. Son elementos de monitoreo en diferentes procesos

39. Aplicaciones Térmicas: Hay procesos en los que se requiere un control de temperatura, para esto, existen actuadores con las características necesarias para cumplir éste propósito entre ellos podemos encontrar: Resistencias Eléctricas, Ventiladores, Extractores, entre otros. Los actuadores de calor están conformados por semiconductores en donde el flujo de la corriente eléctrica produce una pérdida de energía que se transforma en calor.

40. Motobomba: Es un sistema mecánico compuesto por una bomba (medio de transporte de fluidos líquidos) y el mando (motor), cuando se activa succiona líquido y lo descarga a una presión mayor. Se utiliza en la industria de la construcción o en la agrícola principalmente con la finalidad de bombear agua de un depósito y trasvasarla hacia otro lugar a través de una manguera

41. Electroválvula: Es un elemento final de control, ya sea automático o manual. Su función es variar el caudal del fluido de control, que modifica a su vez el valor de la variable controlada, comportándose como un orificio de área continuamente variable. La cual permite el paso de líquido cuando es activada y lo bloquea cuando se apaga. Usada en aplicaciones donde se requiera control

42. Piloto Indicador Que transforma la energía eléctrica en energía lumínica. Es utilizado donde se requiera señalización y alarmas como en avisos y semáforos. El actuador de luz es el encargado de reaccionar ante un estado de un sistema por medio de la emisión de luz. Son elementos de monitoreo en diferentes procesos. Los pilotos del módulo están compuestos por microdiodos . Ellos poseen un circuito de acondicionamiento que permite que sean alimentados con voltajes en el rango de 50 220 VAC , sin problemas de funcionamiento.

43. Zumbador: Es un dispositivo electrónico que produce un sonido o zumbido continuo o intermitente de un mismo tono. Sirve como mecanismo de señalización o aviso, y son utilizados en múltiples sistemas como en automóviles o en electrodomésticos. Puede ser conectado a circuitos integrados especiales para así lograr distintos tonos. Cuando se acciona, la corriente pasa por la bobina del electroimán y produce un campo magnético variable que hace vibrar la lámina de acero sobre la armadura. Cuando se conecta, empiezan a vibrar un zumbador de membranas, las cuales producen el sonido característico.