CLASE_26

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control de máquinas eléctricas
unidad 4 
Andrés Felipe Sánchez 
Ingeniero electrónico UdeA
Información 
Correo Electrónico:
afelipe.sanchez@udea.edu.co
Número Celular: 
301 254 9118
Contenido del curso
Unidad 4
Unidad 4. Motores de precisión
Motores DC con Encoder
Motores Paso a Paso
Funcionamiento 
Unipolares 
Bipolares
Control de velocidad y dirección. 
Servomotores 
Partes
Técnicas de control
Servomecanismos
definición
Ya desde la segunda mitad del siglo XIX los ingenieros inventaron máquinas capaces de regular su actividad por sí mismas; llamamos servomecanismos a estas máquinas. 
Se trata de dispositivos capaces de captar información del medio y de modificar sus estados en función de las circunstancias y regular su actividades cara a la consecución de una meta.
Servomecanismos
partes de un servomecanismo
Señal de Referencia
Calculo Error
Sistema de control
Actuador 
Sensor
Servomecanismos
partes de un servomecanismo-ejemplo
Motor dc-conceptos
previos
CAMPO
ARMADURA O INDUCIDO
EN UN MOTOR DE CORRIENTE CONTINUA, PODEMOS ENCONTRAR 2 PARTES PRINCIPALES: 
Formado por los polos principales que producen el flujo polar o flujo principal de la máquina
formado por el bobinado del rotor con salida a través de las escobillas
Representación circuital 
máquina cd-campo
Se polariza con corriente directa, y esta recibe el nombre de corriente de excitación o Iexc. 
Para controlar el flujo polar de la máquina, normalmente se utiliza un reóstato tal y como se ve en el esquema. 
Típicamente, las borneras asociadas al campo se representan con la letra F mayúscula. 
Representación circuital 
máquina cd-armadura
La armadura se compone básicamente de dos elementos: 
La resistencia de armadura Ra, formada por la suma del devanado del inducido y la resistencia de las escobillas. 
La fuerza electromotriz Eg, generada por el giro del inducido dentro del campo. 
Representación circuital 
máquina cd-ecuaciones
Para el circuito que se muestra en la figura, se cumplen las siguientes ecuaciones: 
Donde: 
V es el voltaje aplicado a la armadura del motor. 
I es la corriente que circula por la armadura. 
Ra resistencia de la armadura.
Eg fuerza electromotriz inducida en la armadura. 
Representación circuital 
máquina cd-ecuaciones
Despejando la corriente y reemplazando la fuerza electromotriz, nos queda: 
En el arranque del motor, la Eg es igual a cero y conociendo el Voltaje aplicado y la resistencia de armadura, se puede deducir fácilmente la corriente de arranque del motor. 
Al ponerle carga al motor, éste se frena por efecto mecánico de la carga y por consiguiente, la fem inducida se reduce y la corriente de la máquina aumenta.  Al aumentarse la corriente por la armadura, la fuerza que experimentan los conductores también se aumenta, aumentando el torque sobre el eje y el motor es capaz de mover la carga.
Representación circuital 
máquina cd-ecuaciones
Finalmente, se hace el análisis de velocidad(RPM), despejándola de la ecuación anterior: 
Los parámetros clave para variar la velocidad de la máquina son: El voltaje de armadura y el flujo polar. 
El flujo polar no debe llevarse a valores cercanos a 0, porque la velocidad de la máquina tiende a ser infinita(embalamiento del motor).
La variación de voltaje, es el método más seguro para el control de velocidad del motor. 
Tipos de motores dc
imán permanente
En este tipo de motores el flujo magnético es fijo y solo se puede controlar el voltaje o la corriente de armadura.
Se utiliza mucho para aplicaciones de baja potencia, dado que es barato y de fácil construcción. 
Tipos de motores dc
excitación independiente
En este tipo de motores el campo y la armadura son polarizadas por fuentes independientes. 
Permite la variación de su velocidad en un rango bastante amplio, solamente modificando el voltaje de su armadura. 
Debe añadirse una protección al campo, de modo que en caso de desconexión, la armadura quede desenergizada. 
Control motores dc
sensores de velocidad y dirección
Los encoders son sensores óptico-mecánicos, los cuales, al detectar la interrupción de la luz en un disco ranurado pueden dar información de la velocidad y dirección de un motor. 
Típicamente la velocidad se mide en RPM o revoluciones por minuto. 
Control motores dc
sensores de velocidad y dirección
Simule en Proteus un circuito que permita cambiar el sentido de giro mediante un circuito integrado L293 y al mismo tiempo permita medir la cantidad de Revoluciones del mismo valiéndose de un Encoder. Verifique además, mediante la utilización de un Flip-Flop D 4013, un posible circuito para la verificación de sentido de giro basado en un encoder bifásico. 
Introducción a los microcontroladores 
PIC, programadores y entornos de programación. 
¿Qué es un Microcontrolador?
Evolución
Aplicaciones
Clasificación 
Microcontroladores PIC
Gamas
Entornos de programación. 
Programadores.
¿Qué es un microcontrolador?
Un microcontrolador es un computador completo (microprocesador + E/S + memoria + otros periféricos), aunque de limitadas prestaciones, que está contenido en el chip de un circuito integrado programable y se destina a gobernar una sola tarea con el programa que reside en su memoria. 
¿Qué son los microcontroladores PIC?
Los PIC son una familia de microcontroladores tipo RISC fabricados por Microchip Technology Inc. y derivados del PIC1650, originalmente desarrollado por la división de microelectrónica de General Instrument.
El nombre actual no es un acrónimo. En realidad, el nombre completo es PICmicro, aunque generalmente se utiliza como Peripherical Interface Controller (controlador de interfaz periférico).
Familias de microcontroladores PIC
Entornos de desarrollo para
 PIC
Características PIC C CCS 
Soporte una gran cantidad de dispositivos que comprenden desde la gama baja hasta los dspics. 
No se requiere acceder a registros directamente por lo que se economiza mucho tiempo. 
Es bastante fácil migrar un código de un microcontrolador a otro. 
Posee una gran cantidad de ejemplos y librerías para todo tipo de aplicaciones. 
Programadores para PIC
Software para cargar Programa
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EJEMPLO 1
Elabore un programa para el pic12f1822, tal que, al presionar un botón conectado al puerto A2, se encienda el puerto A1 durante 5 segundos y active un motor DC mediante un transistor. 
Control motores dc
sensores de velocidad y dirección
Desarrollo un programa en el entorno PIC C compiler, que permita implementar la siguiente rutina en un PIC 16f1823 para el control de un motor con lazo de realimentación con Encoder bifásico: 
En el primer estado, el motor debe prender en un sentido y se debe mantener encendido hasta que el encoder contabilice 20 revoluciones. 
Una vez se han detectado la cantidad de revoluciones anteriores, el motor debe detenerse durante 10 segundos.
En el tercer estado, el motor se enciende en sentido contrario y el encoder debe contabilizar 30 revoluciones, al cabo de las cuales se apagará el motor y se esperará a que el microcontrolador sea reiniciado.