quim salvi

Download Quim Salvi

Post on 12-Jan-2016

45 views

Category:

Documents

0 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Quim Salvi. 1. Universitat de Girona. Tema 2. Actuadors. Màquina Elèctrica. Hidràulica, Pneumàtica i Elèctrica. Actuadors Hidràulics i Pneumàtics. Actuadors Elèctrics. Transmissió de Moviment. Quim Salvi. 2. Universitat de Girona. Definició de Màquina Elèctrica i Actuador. - PowerPoint PPT Presentation

TRANSCRIPT

  • Tema 2. Actuadors.

    Mquina Elctrica. Hidrulica, Pneumtica i Elctrica. Actuadors Hidrulics i Pneumtics. Actuadors Elctrics. Transmissi de Moviment.

  • Definici de Mquina Elctrica i Actuador.La mquina elctrica es un dispositiu capa de transformar lenergia.Classificaci segons la transformaci energtica produida. Transformadors: Energia ElctricaEnergia Elctrica. Motors:Energia ElctricaEnergia Mecnica. Generadors:Energia MecnicaEnergia Elctrica.Nosaltres noms estudiarem els motors com a dispositius que sn capaos dactuar en un sistema mitjanant la generaci duna fora.Actuadors: Dispositius capaos de transformar la fora en moviment, ex: pistons, motors.Transmissi de la Fora. Actuadors Hidrulics: La transmissi de la fora es realitza a partir de lutilitzaci de fluids incomprimibles, com per exemple els olis. Actuadors Pneumtics: La transmissi es realitza a menors pressions utilitzant fluids gasossos (comprimibles), com per exemple laire comprimit. Actuadors Elctrics: La transmissi es realitza a partir de la fora generada per camps electromagntics.

  • El Control amb Servo.Un Servo es un dispositiu que integra lactuador, el(s) sensor(s) i lelectrnica de control, amb lobjectiu dassolir la consigna dessitjada.ActuadorSistemadeControlSensorConsignaServoPlanta Sistema de Control: Sistema en lla tancat, poguent ser del tipus P, PI, PID, fuzzy, etc... Actuador: Dispositiu Hidrulic, Pneumtic o Elctric que actua en la planta. Sensor: Dispositiu format per un Transductor ms una electrnica dacondicionament del senyal. El transductor s un dispositiu capa de transformar una mesura fsica en elctrica.

  • Actuadors Hidrulics:Avantatges: Elevada potncia en relaci al seu tamany. Reduit Baklash: Problemes de transmissi indessitjat de moviment deguts a canvis en la carrega. Possibilitat de generar grans forces transmitint pressions. Utilitzable en ambients perillosos ja que necessiten de molt poca electrnica i el fluid pot ser no inflamable. Poden manipular carregues de major pes que els sistemes pneumtics o elctrics. Petit temps de resposta a sobtats canvis de potncia. Ms robust a colisions que els equips elctrics. Ms fcils de ser controlats que els equips pneumtics.

    Desavantatges: Perdues de fluid poden contaminar lentorn. Sorolls. Canvis de temperatura en lambient modifiquen la viscositat del fluid de manera que a baixes temperatures la viscositat augmenta provocan moviments a batzegades. El preu econmic dels components no decrementen proporcionalment al seu tamany. El control amb servo es ms complexe que lelctric.

  • Actuadors Pneumtics:Avantatges: Sn els actuadors ms barats. Disposa dun menor nmero de parts en moviment, reduintse els costos i augmentant leficincia. El ms rapid de resposta permeten cicles de treball de perides molt curts de temps. Segurs en ambients perillosos, fins i tot humits, al poguer funcionar sense electrnica de control. De fet el control sol ser de tot o res, ja que els canvis de volum son dificils de controlar. Sn sistemes molt compctes al permetre molta conectivitat entre elements individuals.

    Desavantatges: Determinats moviments molt sofisticats i el control de velocitat esdevenen sistemes molt i molt complexes de realitzar amb pneumtica. No massa tils per manipular carregues pesades amb precissi degut a la compressi daire. El canvis de temperatura de laire, al ser comprimit, pot provocar condensaci i una determinada humitat dins dels conductes i actuadors. Aquesta aigua al ser ms densa pot provocar problemes en la transmissi de pressions, obligant el sistema a ser drenat. El problema satenua ubicant apropiadament refredadors i drenadors daigua.

  • Actuadors Elctrics:Avantatges: Els elements bsics, en aquest cas el motor elctric, es molt mes lleuger que lhidrulic. La precisi i repetibilitat s ms elevada que els hidrulics o pneumtics. Nets i poc sorollosos. Poc manteniment i facilment reperables. El lligam entre lactuador i lelectrnica de control s molt simple. En constant evoluci. Facilment controlables.Desavantatges: Cal adaptaci de transmissions de moviment, s molt ms fcil transmetre un fluid que transmetre un moviment mecnic com pot ser una rotaci o traslaci. No utilitzable en entorns perillosos. Tot i aixi el recent motor sense escombretes permet lutilitzaci en entorns inflamables al no produir-se guspires per fregament.

  • Actuadors Hidrulics. Funcionament bsic.Elements:

    Tanc de fluid.Pump. Bomba de pressi.Cooler: Refredador.Vlvula dacci sobre el pist Vlvules de fuga de pressi..

  • Actuadors Hidrulics. Funcionament bsic: La bomba de pressi.La bomba de pressi s el cor de tot sistema hidrulic. Normalment est accionada per un motor elctric (en els seus inicis per una mquina de vapor). La seva rotaci produeix unes diferencies de pressi que succionen el fluid produint transmissions de forces.Tipus 1. En el cas a) no hi ha variaci de pressi. En el cas b) i degut a leccentricitat s produeix un augment de la pressi en la sortida del motor. La pressi es pot regular doncs de dues maneres: Controlant la velocitat de rotaci i variant leccentricitat del motor..Tipus 2. Laugment de pressi es realitza simplement fent girant un dels dos motors. Fixeu-vos que el fluid no pot tornar enrera degut a les dents dels motors.Nota: Les aspes de les bombes, tant del tipus 1 com 2, no sn estanques, recordar que el volum no varia.

  • Actuadors Hidrulics. Desplaaments direccionals. El tipus pist unidireccional: El pist noms actua en un sentit quan sinjecta pressi en la vlvula dentrada. El retorn a la seva posici de reps es realitza al extingir-se aquesta pressi normalment per la fora duna molla allotjada dins el cilindre.

  • Actuadors Hidrulics. Desplaaments direccionals. El tipus pist bidireccional.Un exemple dutitlitzaci.

  • Actuadors Hidrulics. Moviments Rotatius: Moviments rotatius provocats pels canvis de pressi entre la vlvula que governa el fluid dentrada a lactuador i la del fluid de sortida. a) Moviment rotatiu sense fi, b) moviment angular (inferior a 1 volta) i c) moviment rotatiu dun nmero fixe de voltes. a)b)c)

  • Actuadors Pneumtics. De caracterstiques molt semblants als hidrulics.

    Podem trobar: Cilindres o Pistons unidireccionals i bidireccionals: De molt rpida resposta per suporten carregues de menor pes. Pinyons o Motors de rotaci: Molt poc eficients ja que normalment el control de velocitat requereix que aquest siguin suaus de moviment i els pneumtics resulten ser molt bruscs.

    En la part de control trobem vlvules que realitzen funcions lgiques (mes o menys complexes), biestables, ..., poguent-se construir qualsevol sistema seqncial.

  • Actuadors Elctrics. Mesures Fsiques.Potncia (Watt):En DC o Corrent Contnua.En AC o Corrent Alterna.

    En Corrent Trifsica.Treball elctric (Watts per segon o Joule): El que paguem a lempresa productora denergia per lelectricitat consumida.

    Parell o Moment (M = Newton per metre). Enomenat tamb treball mecnic (W):

    Rendiment (adimensional): Vf i If; Vl i Il: Tensi i Intensitat de fase i de lnea.V i I : Tensi i Intensitat.3600000 Ws = 1000 Wh = 1kWhP : Potncia (Watts) t: Temps (segons)F : Fora (Newtons) = ma d: distncia (metres).En el nostre cas F ser el pes de la carrega accionada pel motor, i d la distncia del punt de suport de lacarrega a leix del motor.Ex: Un motor consumeix 5 kW de potncia elctrica per a produir 4 kW de Potncia Mecnica. Quin es el seu rendiment en %?

  • Actuadors Elctrics. Camp Magntic. Materials ferromagntics: Ferro, Nquel i Cobalt. Liman s un material que genera un camp magntic que atrau els materials ferromagntics. Els punts on latracci s major senomenen pols. Latracci disminueix al llarg de liman i s cero en el centre. Pols iguals es repelen. Pols diferents satrauen. Generant-se unes linees de fora o camp magntic.

    En la part exterior de liman les lnees de fora van del pol nort al pol sud; en linterior, del pol sud al pol nort. Els imans tendeixen a orientar-se de manera que els camps magntics tinguin la mateixa orientaci.

  • Actuadors Elctrics. Camp Magntic. Camp Magntic creat per la circulaci dintensitat per un conductor.

    Camp Magntic creat per la circulaci dintensitat per una espira o bobina.Regla ma dretaDues possibilitats.1. Si els dits de la m estan en el sentit de circulaci del corrent per una espira o bobina, aleshores el dit gros indica el sentit del pol nort2. Si el dit gros indica el sentit de circulaci de lintensitat per un conductor, els altres dits indiquen el sentit de les linees de fora del camp magntic que produeix. Camp magntic entre conductors paralles en els que circula intensitat en sentit diferent. Produeix dos camps magntics que es comporten com un iman. Camp magntic entre conductors paralles en els que circula intensitat en el mateix sentit. Produeix dos camps magntics que es comporten com un nic camp magntic de major intensistat.

  • Actuadors Elctrics. Camp Magntic. El fluxe magntic duna bobina.

    El ferro refora el fluxe magntic duna bobina: Si introduim un material ferromagntic en linterior duna bobina, aquesta veu augmentat el seu fluxe magntic sense necessitat dincrementar el numero despires ni lintensitat. Aquest s el motiu pel qual totes les bobines senrotllen al voltant duna pea de ferro. Una bobina llarga te un camp magntic ms dbil que una de la mateixa forca electromotriu per ms curta. Aleshores lintensitat de camp magntic H (Oersted o A/m) el definirem com el qocient entre la fora electromotriu FMM i la longitud mitja de les linees de camp l.

  • Actuadors Elctrics. Exemples dutilitzaci de camp magntic. Contactors.

    Iman de crrega i iman dembregatge.

  • Actuadors Elctrics. Fonaments de Corrent Trifsica. Senomena corrent alterna trifsica a tres tensions alter