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Ayuda para seleccionar su producto

 

MOTORES DE CORRIENTE CONTINUA

Esta gama, compuesta de motores con y sin hierro en el rotor, ofrece todas las ventajas necesarias para cubrir las exigencias más elevadas de utilización, como un bajo consumo, un alto rendimiento, unas dimensiones reducidas o grandes aceleraciones.

Todos estos motores pueden ir equipados con reductores de altas prestaciones y también de encoder. Asociados a la electrónica de regulación de velocidad, estos permiten realizar servosistemas muy precisos.

Las indicaciones siguientes facilitarán la elección:

 

Tipo

Rotor con hierro

  • Gran rango de variación de velocidad (> 1.000 con bucle de regulación)
  • Par de arranque elevado, ideal para mover grandes inercias
  • Relación volumen/potencia altamente superior a las demás tecnologías
  • Rendimiento elevado

Rotor sin hierro

Los motores de corriente continua con rotor sin hierro ofrecen las mismas características que los anteriores además de:

  • Rendimiento muy elevado
  • Gran capacidad de aceleración gracias a la baja inercia de su rotor
  • Par de reluctancia nulo
  • Linealidad de tensión/velocidad, carga/velocidad y par/corriente
  • Posibilidad de sobrecarga importante
  • Parásitos eléctricos débiles
  • Baja inductancia

 

Conmutación

Escobillas de grafito y colector de cobre

  • Servicio exigente, por ejemplo inversiones de giro o arrancadas frecuentes

Escobillas y colector de metal precioso

  • Resistencia de conmutación baja y constante
  • Tensión de arranque baja
  • Radiación parasitaria débil

Concepto CLL

  • Limita el chispeo y aumenta considerablemente la vida de la conmutación en el caso del metal precioso

 

Vida operativa

En los motores con conmutación electromecánica (escobillas-colector) la vida operativa está relacionada con el tipo de aplicación y puede variar entre 20.000 horas y algunas decenas de horas, si se usa de forma extrema.

Los principales factores determinantes son:

  • La corriente en el motor
  • La velocidad de giro
  • El ciclo de funcionamiento
  • La influencia del ambiente

Calentamiento

La temperatura máxima admisible en el bobinado tiene un límite y la corriente que circula por él es el principal factor de calentamiento. Es importante limitar la corriente media.

Características

El comportamiento de un motor de corriente continua con imán permanente se puede ver en la curva siguiente:

La corriente (I) depende únicamente del bobinado y es proporcional a la carga (M).

La velocidad (n) está vinculada a estos dos factores pero varía también con la tensión (U).

La velocidad en vacío es proporcional a la tensión (IJ).

Dentro del límite de las características máximas de un motor podemos obtener infinitos puntos de trabajo.

 

MOTORES BRUSHLESS (SIN ESCOBILLAS)

La tecnología del motor brushless (sin escobillas), además de las ventajas del motor de corriente continua, comporta también las del motor de corriente alterna: fuerte par de arranque y vida operativa elevada. La conmutación de las fases del motor se efectúa electrónicamente. Los elementos mecánicos como el colector y las escobillas son sustituidos por componentes electrónicos.

El motor está formado por un imán de 2 o 4 polos en el rotor, además de otro imán para excitar los sensores de efecto Hall. El estator está compuesto por un bobinado de tres o cuatro fases alimentado por una electrónica de potencia que genera el campo giratorio.

Gracias a los sensores de efecto Hall aseguramos la alimentación sucesiva de las fases, con lo cual tenemos las mismas características que un motor de corriente continua.

Esta electrónica puede estar integrada en el motor, para pequeñas potencias, o bien en tarjetas externas independientes.

Los motores brushless se usan para aplicaciones que necesiten una vida operativa larga, velocidades elevadas o condiciones de funcionamiento difíciles.

Las siguientes indicaciones pueden facilitar la selección:

Tipo

4 Fases

Adaptados a las aplicaciones industriales más severas, se integran fácilmente en aplicaciones de accionamiento y servosistemas clásicos.

Numerosos accesorios están disponibles bajo demanda (reductor, freno, encoder, caja, IP54, etc.).

3 Fases

Están adaptados para aplicaciones que necesiten elevadas características dinámicas (aceleración, par de arranque, etc.)

La utilización de imanes de tierras raras les confiere unas dimensiones reducidas.

Los diferentes accesorios adaptables al motor aportan la solución adecuada a cualquier aplicación de servosistemas.

Los motores con conmutación electrónica integrada:

Esta serie de productos compactos está destinada a las aplicaciones donde la vida operativa, la facilidad de alimentación y el pequeño tamaño constituyen criterios importantes.

 

MOTORES DE CORRIENTE ALTERNA

La gama de motores de corriente alterna emplea las tecnologías síncrona con imanes permanentes y asíncrona monofásica o trifásica.

Los motores de tecnología síncrona permiten girar a velocidad constante independientemente de las variaciones de la carga y de la tensión. Existen diferentes versiones para red monofásica de 12, 24, 48, 100 y 230 V-50 Hz.

Los motores asíncronos se caracterizan por una velocidad de giro dependiente de la carga aplicada. La velocidad en vacío está relacionada con la frecuencia de la red de alimentación.

Los motores de corriente alterna son a menudo utilizados en sistemas a velocidad y par constantes, alimentados directamente de la tensión de la red. Ofrecen una larga vida operativa, necesaria en la mayoría de las aplicaciones.

Las siguientes indicaciones pueden facilitar la selección:

Tipo

Síncrono de imanes permanentes:

  • Estator de dos bobinados
  • Rotor de imán multipolar con imantación radial
  • Giro en los dos sentidos por desfase de campos mediante condensador auxiliar

Asíncrono de jaula de ardilla:

  • Estator multirranura de tres bobinados
  • Rotor tipo jaula de ardilla
  • Versiones monofásicas o trifásicas

 

Vida operativa

Está relacionada con la aplicación y principalmente limitada por la vida de los cojinetes.

Calentamiento

Síncrono:

  • Enfriamiento por convección; el motor puede quedar bloqueado sin riesgo de dañarse
  • Aislamiento clase B

Asíncrono:

  • Enfriamiento por ventilador incorporado
  • Aislamiento clase E

Características

El comportamiento de los motores está descrito en las curvas que vemos más abajo. Las características varían en función del calentamiento y de la precisión de la tensión, de la frecuencia o del valor del condensador.



 

MOTORES PASO A PASO

Los motores paso a paso constituyen una interfaz ideal entre la mecánica y la electrónica de control en aplicaciones de posicionado.

De hecho, la propia naturaleza del motor paso a paso hace que convierta un impulso electrónico en un avance elemental constante llamado paso. Así, un número determinado de impulsos proporciona un desplazamiento del mismo número de pasos. La tecnología paso a paso permite, por su concepción, un número de pasos definido (24, 48 y 200 pasos/vuelta) y la selección de varias tallas aporta soluciones en los campos de aplicación más diversos.

Está principalmente destinado a sistemas de posicionado a bucle abierto, es decir sin componentes de realimentación de posición (encoder, captador...) y a aplicaciones que requieran un par de mantenimiento elevado y una gran fiabilidad de funcionamiento.

Las siguientes indicaciones pueden facilitar la selección:

Tipo

Motores híbridos

  • Estator dentado
  • Rotor dentado e imantado
  • Número de pasos habituales por vuelta: 100 o 200
  • Funcionamiento unipolar o bipolar
  • Velocidad elevada, fuertes aceleraciones
  • Precisión angular hasta ±3%
  • Posibilidad de control en pasos o en micropasos
  • Utilización de tarjeta electrónica apropiada

Motores de imanes permanentes

  • Estator dentado
  • Rotor de imán permanente
  • Número de pasos por vuelta: 24/48
  • Funcionamiento unipolar o bipolar

Actuadores lineales

Los actuadores lineales equipados con motor paso a paso y un sistema mecánico husillo-tuerca permiten obtener un desplazamiento lineal proporcional a los impulsos suministrados por el equipo electrónico.

Vida operativa

Está relacionada con la aplicación y principalmente limitada por la vida de los cojinetes.

Calentamiento

Se enfría por convección, el motor puede estar parado suministrando su par de mantenimiento sin riesgo de dañarse.

Aislamiento

Clase B (IP 54). Posibilidad de protección IP 55.

Características



 

Podemos ver el comportamiento de los motores paso a paso en la curva típica adjunta. Esta característica varía en función del calentamiento, de la tensión de alimentación, de la corriente en cada fase y del modo de funcionamiento (unipolar o bipolar).

 

ELECTRÓNICAS

La realización de una función motorizada necesita, en la mayoría de aplicaciones, una electrónica de control. La electrónica realiza la función de interface entre las informaciones exteriores (captadores, encoder) y el accionamiento (motor, motoreductor) con el fin de asegurar la gestión del automatismo y la protección de la motorización. El hecho de tener en cuenta la globalización del automatismo y los parámetros de utilización es determinante en la selección de una electrónica de control perfectamente adaptada a la aplicación.

 

ELECTRÓNICA PARA MOTORES DE CORRIENTE CONTINUA

La electrónica para motores de corriente continua tiene como función principal el control de la velocidad o el par según las variaciones de carga en el eje del motor.

Para conseguirlo el valor de la consigna (velocidad deseada) se compara continuamente con la velocidad real. La diferencia obtenida se aplica al motor a través de la etapa de potencia.

El valor de la consigna se introduce en la tarjeta mediante una tensión analógica o un potenciómetro.

Varios modos de regulación:

  • Regulación con dinamo taquimétrica
  • Regulación con encoder digital
  • Compensación en modo RxI
  • Control de par

Cada uno de estos sistemas de regulación tiene sus ventajas (+) y sus inconvenientes (-).

La selección se hará según el tipo de aplicación.

Regulación con dinamo taquimétrica

La dinamo taquimétrica, que suministra una tensión proporcional a la velocidad, está montada directamente en el eje del motor. Esto permite limitar las frecuencias de resonancia a valores elevados.

 


  • (+) Solución clásica con regulación muy precisa, sobre todo a bajas velocidades.
  • (-) Dimensiones de la dinamo taquimétrica.
  • (-) Vida operativa limitada por la dinamo. Ideal para conservar buenas constantes de tiempo.

Regulación con encoder digital

Un encoder digital montado sobre el eje del motor genera un cierto número de impulsos.

Generalmente el encoder suministra dos señales cuadradas decaladas 90º, lo que permite identificar el sentido del giro. La relación del número de pulsos por unidad de tiempo se transforma en una tensión proporcional a la velocidad.



 

  • (+) El encoder digital puede utilizarse igualmente para controlar el posicionado o el desplazamiento angular.
  • (+) El encoder no tiene desgaste mecánico.
  • (-) Dimensiones del encoder.
  • (-) En relación con la regulación con dinamo tenemos menos estabilidad a baja velocidad.

Ideal para los casos que, por razones de dimensiones y de vida operativa, no convenga la dinamo.

 

Compensación en modo RxI

El motor está alimentado a una tensión proporcional a la referencia de velocidad seleccionada. Cuando la carga del motor aumenta, la corriente también aumenta y la velocidad tiende a disminuir. El sistema de compensación detecta esta variación de corriente y actúa proporcionalmente sobre la tensión de alimentación.

Es importante ajustar el sistema de acuerdo con la resistencia interna del motor. El valor de esta resistencia puede variar según la temperatura y la carga aplicada.



 

  • (+) Precio ventajoso y volumen reducido.
  • (+) No hay accesorios suplementarios (dinamo o encoder).
  • (-) Estabilidad de la velocidad del orden del 10%.

Ideal para aplicaciones simples sin altas exigencias de constante de tiempo.

Control de par


El motor recibe una corriente proporcional al valor de la consigna. En consecuencia, el par suministrado es proporcional a este valor. El controlador de corriente se utiliza a menudo con una unidad jerárquicamente superior de control de posición.

 

Tipos de electrónica

 

Según el modo de trabajo de la etapa de potencia se dividen en dos tipos:

1- Control lineal

La tensión de funcionamiento se reparte entre el motor y la etapa de potencia. El regulador modifica proporcionalmente la tensión del motor (Um) de modo lineal. La tensión absorbida por la etapa de potencia (Ut) causa una disipación de potencia.


  • (+) Etapa de potencia más simple y económica
  • (-) Bajo rendimiento

 

2- Control PWM (Modulación de anchura de pulso)

El regulador alimenta al motor mediante pulsos.

El valor medio de la tensión aplicada al motor evoluciona en función de la relación del ciclo (tiempo on/tiempo off). La disipación de energía es muy baja.

 

  • (+) Elevado rendimiento
  • (-) Etapa de potencia más compleja

 

ELECTRÓNICA PARA MOTOR BRUSHLESS (SIN ESCOBILLAS)

La misión principal de las tarjetas para motor brushless es asegurar la rotación del motor. En efecto, gracias al tratamiento de las señales provenientes de los sensores de efecto Hall, la electrónica genera la conmutación de fases creando un movimiento similar al de un motor de corriente continua.

La regulación de la velocidad del motor constituye la segunda función de la electrónica. La regulación de la velocidad se realiza mediante los propios sensores de efecto Hall o con algún dispositivo externo, como encoder o resolver. Esta última posibilidad mejora notablemente la característica de velocidad a bajas vueltas.

La gama de electrónica para motores brushless soporta dos categorías:

         - Para motor brushless de 3 fases.

         - Para motor brushless de 4 fases.

Los modos de regulación mediante captadores de efecto Hall y encoder/resolver son respectivamente comparables a la compensación RxI y por encoder digital para motores de corriente continua.

 

ELECTRÓNICA PARA MOTORES DE CORRIENTE ALTERNA

Estas tarjetas de control permiten la variación de la velocidad de los motores asíncronos trifásicos variando la frecuencia de la alimentación. Con el fin de conservar el par constante, la relación tensión de alimentación / frecuencia (U/F) se mantiene constante. La tensión de salida se mantendrá estable más allá de 50 Hz, el par decrece con el aumento de la velocidad. Para no disminuir el rendimiento, es necesario que los motores no trabajen a una frecuencia superior a 150 Hz.

En el caso de conectarse a un motor autoventilado, se recomienda no trabajar en régimen permanente a una frecuencia inferior a 20 Hz. Al girar el ventilador a una velocidad baja, se podría producir un sobrecalentamiento del motor y llegar a la destrucción del bobinado.

Los variadores de frecuencia con chopper generan parásitos. Con el fin de proteger las instalaciones sensibles, cumplen la normativa CEM vigente.

 

ELECTRÓNICA PARA MOTOR PASO A PASO

Los motores paso a paso son motores con conmutación electrónica, lo que impone un módulo de potencia adecuado. El montaje se combina con un módulo inteligente que genera el posicionado.

Módulo de potencia:

La misión del módulo de potencia es amplificar la consigna de modo que aplique sucesivamente tensión a las diferentes fases del motor. La tarjeta es similar a un generador de ondas cuadradas de corriente donde la frecuencia actúa sobre la velocidad y la tensión sobre el par del motor.

La electrónica para el motor paso a paso permite igualmente el control en modo micropaso. Este modo crea artificialmente una división del paso elemental del motor (1,8º para un motor de 200 pasos/vuelta en 64 micropasos máximo). Este funcionamiento permite hacer posicionados de gran resolución sin necesidad de elementos de lectura.

 

Módulo inteligente: Controlador

El módulo de inteligencia permite controlar el buen funcionamiento del automatismo a partir de la programación efectuada y de la información suministrada por los captadores. Esta función puede venir de un controlador, de un PC o de un PLC. Es importante saber que una señal de reloj generada por programación depende del ciclo de autómata y de la base de tiempos de los temporizadores, generalmente limitado a 4 kHz.

Así, un motor paso a paso asociado a una tarjeta de potencia y a otra de control de eje con secuencias programables permite realizar un posicionado de calidad de una manera simple y económica.

ACCESORIOS DE CONTROL

Generadores

 

En las combinaciones motor/generador, nosotros proponemos los generadores de corriente continua que suministran tensiones muy estables, sin importar las variaciones de temperatura. La tensión continua suministrada es proporcional a la velocidad. Es así un elemento ideal para el control y la regulación de velocidad.

El rotor de la dinamo está montado directamente sobre el eje del motor, lo que confiere una frecuencia de resonancia elevada. El par de rozamiento está limitado al del motor. La dinamo garantiza un control de la velocidad y detecta el sentido del giro.

 

Encoder



Para controlar la velocidad y la posición de un motor existen varios tipos de encoders, suministrando hasta 1.000 impulsos / vuelta con definición del sentido de giro y paso por cero.

Los encoders incrementales están basados en la interrupción de un haz luminoso. Un emisor (LED) envía luz a través de las líneas de un disco óptico solidario al eje del motor.

El receptor (fototransistor) transforma las señales luminosas recibidas en impulsos electrónicos proporcionales que son conformados por una electrónica miniaturizada.

Esta señal, en la que se pueden contar los impulsos, permite un posicionamiento preciso del motor. Gracias a dos canales A y B se generan dos señales desfasadas con las que podemos detectar el sentido del giro. Un pulso por vuelta (canal I) sirve de referencia para el inicio del contaje.

 

REDUCTORES

Los reductores asociados con los motores permiten reducir la velocidad y al mismo tiempo aumentan el par disponible de modo proporcional a la relación de reducción.

Piñones rectos

Tecnología:

  • Serie de piñones en cascada guiados por ejes montados entre pletinas o en caja

Ventajas:

  • Rendimiento elevado
  • Amplia gama de reducción
  • Compacto: poco espesor
  • Construcción económica
  • El eje de salida decalado y paralelo al eje del motor

Planetario

Tecnología:

  • Corona dentada en la periferia interna del cuerpo del reductor
  • Piñones satélites guiados sobre un disco que mueve el eje de salida o la etapa siguiente

Ventajas:

  • Rendimiento elevado
  • Gran capacidad de suministrar un par de impulso
  • Compacto: pequeño diámetro
  • Admite una velocidad elevada de entrada

Sin fin – corona

Tecnología:

  • Tornillo sin fin montado sobre el eje del motor atacando la entrada del reductor
  • Corona dentada a la salida del reductor

 

Ventajas:

  • Par de irreversibilidad elevado
  • Eje de salida a 90º
  • Funcionamiento silencioso
  • Admite una velocidad elevada de entrada
  • Juego angular reducido
  • Posibilidad de eje hueco