Control de motores con puente H

Posteado hace 1 año

Hay tres tipos de control de motor de corriente continua:

Apagado/Prendido: El motor se puede apagar y prender

Apagado/Adelante/Atrás: El motor se puede apagar y hacer girar en ambas

direcciones

Apagado/Adelante/Atrás/Frenado: Además del anterior, el motor se puede "frenar",

cortocircuitando sus terminales

Además, es posible controlar la velocidad de los motores por modulación de ancho de pulso

(PWM), siempre que el sistema lo permita.

Primer modo: Apagado/Prendido

Este es el modo más sencillo, se puede realizar tanto con un transistor como con un relé:

Como se puede ver en el primer circuito, es un transistor operando como interruptor. El

diodo es necesario porque, al ser el motor una carga inductiva, cuando se le corta la tensión

retiene parte de la energía y la libera en el sentido inverso, lo que podría quemar los

transistores. Los diodos deberían ser del tipo ultrarrápido si la señal de comando usa PWM.

El segundo circuito es similar, con la diferencia que el elemento de control es el relé. Es

mucho más sencillo, soporta un motor de mucha más corriente, tiene menos caída de

tensión y el motor puede utilizar otra fuente de tensión (es decir, está teóricamente aislado).

El problema es que los relé tienen una vida útil limitada, no se puede usar PWM de alta

frecuencia, y la bobina del relé agrega un consumo considerable en el caso que se manejen

motores de baja corriente.

Segundo modo: Apagado/Adelante/Atrás

Este método es interesante porque se puede usar para realizar robots, autos radio

controlados, entre muchas otras cosas. Al igual que el anterior, se puede realizar con

transistores como con relés:

En el primer circuito, cada relé controla a qué tensión va conectada cada una de las

terminales del motor, por lo que hay 4 combinaciones:

Relé izquierdo Relé derecho Resultado

Apagado Apagado Motor frenado

Apagado Prendido Motor girando para adelante

Prendido Apagado Motor girando para atrás

Prendido Prendido Motor frenado

En el segundo circuito, cada transistor interrumpe o deja pasar corriente al motor, por lo

que hay 16 combinaciones:

A B C D Resultado

0 0 0 0 Motor cortocircuitado a +V

0 0 0 1 CORTOCIRCUITO

0 0 1 0 Motor flotando

0 0 1 1 Motor girando para adelante

0 1 0 0 CORTOCIRCUITO

0 1 0 1 CORTOCIRCUITO

0 1 1 0 CORTOCIRCUITO

0 1 1 1 CORTOCIRCUITO

1 0 0 0 Motor flotando

1 0 0 1 CORTOCIRCUITO

1 0 1 0 Motor flotando

1 0 1 1 Motor flotando

1 1 0 0 Motor girando para atrás

1 1 0 1 CORTOCIRCUITO

1 1 1 0 Motor flotando

1 1 1 1 Motor cortocircuitado a masa

Como se puede ver, este circuito también se lo conoce con el nombre de Puente H

"quemable", porque una entrada puede quemar todos los transistores. Por esto se le acopla

lógica externa para evitar que esto suceda. Con transistores buenos (poco VCEmin) es

posible lograr un rendimiento del orden del 90%, a diferencia de los relés, cuya corriente de

bobina reduce el rendimiento. Además, con los transistores es posible regular la velocidad

del motor, usando PWM.

Tercer modo: Híbrido

Considerando que por lo general en un sistema es poco frecuente el cambio de dirección de

un motor, es posible combinar los dos sistemas anteriores y hacer un híbrido, en el que un

relé se use para cambiar la dirección, y un transistor para variar la velocidad. Este método

está en el medio de los dos:

Corriente extra: consume más que el puente H puro con transistores, pero menos

que el hecho todo con relés

Rendimiento: tiene una caída de tensión media, más que el hecho con relés, pero

menos que el hecho con transistores

Costo: al necesitar solamente dos transistores (solamente uno de potencia) y un relé,

es bastante barato

Control de velocidad: Es posible controlarla usando PWM en el transistor que apaga

y prende el motor

Facilidad de uso: No hay una combinación en la que exploten los transistores

Estos métodos pueden ser utilizados tanto con motores como con cualquier otra carga a la

que sea necesario cambiar su polaridad, como por ejemplo una celda peltier. Sería posible

controlar la temperatura via PWM (con un lazo de realimentación) y además invertir su

polaridad, para hacer que caliente en vez de enfriar.

Palabras clave: Puente h con relevadores, puente h con relés, puente h, girar motor con

transistores, puente h con 2 relevadores, puente h con transistores