月: 2023年3月

¿Qué es un Escáner Láser?

Un escáner láser es un dispositivo de medición que adquiere información posicional sobre un objeto en tres dimensiones.

Un rayo láser emitido por el escáner se dirige al objeto y la luz reflejada se utiliza para medir información posicional como la distancia y el ángulo. La medición sin contacto y sin prismas es una característica de este sistema, que permite una medición segura.

También puede adquirir información tridimensional en forma de una gran cantidad de datos de nubes de puntos. Existen cuatro tipos principales de escáneres láser: láseres 3D terrestres, láseres UAV, láseres aéreos y (sistemas cartográficos móviles).

Usos de los Escáneres Láser

Las principales aplicaciones de los escáneres láser son la topografía en el diseño de equipos, el mantenimiento de plantas y las obras de construcción. También son útiles para documentar planos de construcción y crear modelos CAD.

Otros usos son la medición topográfica, la medición de desplazamientos en túneles y estructuras existentes en ingeniería civil y mantenimiento y reparación, así como el registro preciso de escenas de accidentes y crímenes en investigaciones criminales.

Además, también se utilizan para medir perfiles de superficie proyectados en cartografía de proyección 3D y pueden emplearse en una gran variedad de situaciones.

Principios de los Escáneres Láser

Los escáneres láser miden la información de posición irradiando un haz láser sobre un objeto y detectando la luz reflejada. La información de posición puede medirse sin tocar directamente el objeto.

Los dos métodos de medición principales son los siguientes

1. Método de Tiempo de Vuelo

El haz láser se irradia sobre el objeto y se mide el tiempo que tarda en regresar el haz láser reflejado y el ángulo de irradiación del láser. La distancia se calcula a partir del tiempo de medición, y la posición de coordenadas se calcula utilizando el ángulo de medición y las coordenadas XYZ.

Esto permite la adquisición de datos de coordenadas tridimensionales, así como una gran cantidad de información para cada punto, como coordenadas de color RGB, intensidad de reflexión, índice de reflexión e incluso información de ángulo.

El método de tiempo de vuelo requiere un mayor tiempo de medición para obtener más información, pero permite realizar mediciones de gran precisión.

2. Método de Desplazamiento de Fase

Se irradian múltiples haces láser modulados sobre el objeto y la distancia al objeto se determina midiendo la diferencia de fase entre la luz reflejada por el objeto y la luz emitida. En comparación con el método de tiempo de vuelo, el método de desplazamiento de fase es más propenso al ruido en la medición y tiene una distancia de medición más corta. Sin embargo, el tiempo de medición es considerablemente menor.

El método de tiempo de vuelo es adecuado para mediciones de alta precisión, mientras que el método de desplazamiento de fase es adecuado si el tiempo de medición es una prioridad. Los datos adquiridos por el escáner láser se leen mediante un software especial.

Los datos de coordenadas se representan en la pantalla como puntos y, a partir de esta información, se reproducen en el PC las condiciones locales medidas. Los datos dentro del campo de detección se adquieren de forma exhaustiva, por lo que se puede reproducir la situación.

Más Información sobre Escáneres Láser

Automóviles y Escáneres Láser

Los vehículos modernos están equipados con funciones de apoyo a la conducción segura, conocidas como ADAS (sistemas avanzados de asistencia al conductor), que consisten en sensores como cámaras, sensores ultrasónicos y radares de ondas milimétricas.

En los últimos años, los avances en la tecnología de conducción automatizada han llevado a la incorporación de nuevos sensores basados en escáneres láser llamados LIDAR (Light Detection And Ranging), que pueden detectar objetos a corta distancia con mayor precisión que los radares convencionales.

Se utiliza en la conducción automatizada, donde la distancia a un objeto debe medirse con mayor precisión. Sin embargo, los escáneres láser no pueden sustituir a los radares de ondas milimétricas ni a otros sensores. Cada uno tiene sus ventajas e inconvenientes y se utilizan de forma complementaria.

Los escáneres láser son excelentes para detectar objetos a corta distancia con gran precisión, pero su rendimiento de detección se ve fácilmente afectado por las malas condiciones meteorológicas, como la lluvia y la niebla. En cambio, el radar de ondas milimétricas se ve menos afectado por las condiciones meteorológicas y su rendimiento de detección de objetos distantes es mejor que el de los escáneres láser. Sin embargo, su rendimiento de detección de objetos a corta distancia y objetos con escasa reflectividad radioeléctrica es inferior al de los escáneres láser.

¿Qué es la PWM?

La modulación por anchura de pulsos (PWM) es una técnica utilizada para generar señales digitales mediante la modulación de la duración de los pulsos en un período de tiempo constante. A través de la combinación de múltiples pulsos, es posible generar señales pseudoanalógicas, incluyendo ondas sinusoidales.

PWM es una tecnología que modula la anchura del pulso con un periodo constante. También existe una tecnología PFM que modula la frecuencia con un ancho de pulso constante, pero ambas se utilizan para conmutar entre energizado y desenergizado.

Usos de la PWM

La tecnología de modulación por anchura de pulsos (PWM) se utiliza ampliamente en el control de la tensión de fuentes de alimentación y en el control de ciclos de encendido y apagado de semiconductores. En particular, es comúnmente utilizada para controlar de manera eficiente los motores de corriente continua. Controlando el tiempo de aplicación de tensión al motor, se puede controlar la tensión de funcionamiento.

Además, al generar corriente alterna modulada en circuitos inversores, el PWM se puede utilizar para generar tensiones de impulso con varias anchuras, que luego se pueden sintetizar para realizar la conversión CC-CA. Además, el PWM no sólo se utiliza en circuitos inversores, sino también en el control de fuentes de alimentación conmutadas y en la atenuación de LED sin afectar al color de la luz.

Principio de la PWM

La modulación de ancho de pulso (PWM) se utiliza para generar ondas de pulso con diferentes anchuras mediante el encendido y apagado repetido de un circuito utilizando transistores.

El PWM ajusta la anchura del pulso durante un período fijo, lo que resulta en una variación en el ciclo de trabajo. El ciclo de trabajo se calcula dividiendo la anchura del pulso por el período y se expresa en forma de porcentaje. En el control de tensión, la tensión de salida se obtiene multiplicando la tensión del pulso por el ciclo de trabajo. Un ciclo de trabajo del 100% es equivalente a utilizar una fuente de alimentación de corriente continua.

El control de tensión mediante PWM se destaca por la desconexión periódica de la fuente de alimentación, lo que lo hace más eficiente energéticamente en comparación con el uso constante de una fuente de alimentación de corriente continua. Además, en circuitos digitales como los microcontroladores, es posible generar señales pseudoanalógicas mediante la síntesis de ondas de pulso, lo que permite construir circuitos de conversión analógica utilizando únicamente componentes digitales sin necesidad de convertidores D/A.

Más Información sobre PMW

1. Control

Cuando se controlan dinámicamente cargas en circuitos electrónicos, además de controlar la carga con una tensión constante y la carga con una corriente constante, existen otros métodos para controlar la carga con PWM.

Recientemente, debido a problemas medioambientales y energéticos, se han puesto de moda métodos más eficientes desde el punto de vista energético. Las razones de la baja eficiencia de los métodos lineales, como el control de tensión constante y el control de corriente constante, son las siguientes:

• Se necesita un margen de varios V para la estabilización.
• Cuando se reduce la tensión o la corriente, el componente reducido se consume en el circuito y se convierte en una pérdida.

Por ejemplo, si se utiliza una fuente de alimentación estabilizada con una tensión máxima de 10 V y una capacidad de corriente de 2 A a 5 V 2 A, la pérdida de potencia consumida en la sección de potencia del circuito de alimentación es de (12 V – 5 V) x 2 A = 14 W si la tensión de entrada de la sección de potencia es de 12 V. La potencia consumida en la carga es de 5 V x 2 A = 10 W.

1,4 veces la potencia consumida por la carga se consume como pérdida en el circuito. Además de ser un derroche de potencia, los componentes utilizados también son mayores, lo que aumenta el coste, el tamaño y el peso.

Por otro lado, el control PWM no cambia la tensión de salida, sino que varía la anchura del pulso en función de la salida. Por ejemplo, con PWM a 10 V y una relación de trabajo del 50%, la tensión de accionamiento aparente es de 5 V, por lo que no hay pérdida teórica y la eficiencia real es muy alta.

2. Relación de Trabajo

El término relación de trabajo se utiliza a menudo en el control PWM. En una forma de onda PWM con una relación de trabajo del 50%, H y L tienen la misma anchura.

Al cambiar la relación de trabajo cambia la tensión aparente. Por ejemplo, cuando se cambia la relación de trabajo de 0% a 25% a 50% a 75% a 100% con un PWM de 10 V, la tensión aparente de la carga cambia de 0 V a 2,5 V a 5 V a 7,5 V a 10 V.

La frecuencia de conmutación del PWM puede moderarse y la relación de trabajo puede aumentarse o reducirse mediante programación en un microcontrolador, utilizando los pines de E/S del microcontrolador, Es posible crear señales analógicas arbitrarias hasta el nivel de la señal digital.

En este caso, debe insertarse un LPF adecuado en los terminales de E/S para eliminar el componente de frecuencia de conmutación PWM y sus componentes armónicos.

3. Ruido en el Control PWM

Como se ha mencionado anteriormente, el control PWM se utiliza a menudo para controlar el funcionamiento de los motores y para aumentar la eficiencia de los variadores, pero una cuestión que preocupa a los usuarios es el problema del ruido causado por el control PWM: como el PWM se controla mediante el encendido/apagado rápido de los transistores, incluida la relación de trabajo, genera ruido a varias Esto genera ruido a varias frecuencias de conmutación.

Esta frecuencia es de aproximadamente 30-40 MHz, lo que no sólo causa problemas de ruido para las personas y el entorno, sino que también afecta a las radios AM y a los sensores que utilizan bandas de baja frecuencia como ruido. Por lo tanto, a menudo se requiere algún tipo de contramedida contra el ruido. Las medidas específicas incluyen, en el caso de equipos inversores, cubrir el equipo con una carcasa, acortar el cable de alimentación e insertar filtros de ruido como ferritas o choques LC.

Con el control PWM, a veces es posible que el usuario cambie esta frecuencia de conmutación, por lo que es otra opción a probar. Bajar la frecuencia portadora de conmutación reduce el ruido de conmutación global en sí, pero generalmente aumenta el ruido del motor.

Existen ejemplos de productos en los que el ruido generado específicamente por el motor se reduce empleando un método de modulación que distribuye activamente la frecuencia portadora de conmutación de bajas a altas frecuencias.

¿Qué es un Módulo de Cámara?

Un módulo de cámara es un dispositivo industrial similar a una cámara réflex de objetivo único de consumo. Puede dividirse en objetivos y cámaras, conectados mediante una pieza llamada montura. Los objetivos pueden intercambiarse siempre que utilicen la misma montura estándar. Los dos tipos principales de elementos de cámara son CMOS y CCD. También existen dos métodos de recorte de imagen: obturador global y obturador rodante.

Usos de los Módulos de Cámara

Los módulos de cámara más pequeños se utilizan ampliamente como cámaras en smartphones y PC, así como en aplicaciones como cajeros automáticos y reconocimiento facial en máquinas expendedoras y expendedores de billetes. Por otro lado, los módulos de cámara relativamente grandes se emplean en cámaras de seguridad, cámaras en vehículos y equipos industriales para tareas de inspección y medición. 

Principio de los Módulos de Cámara

En el caso de los módulos de cámara, la luz que entra a través del objetivo se enfoca en un elemento fotográfico, el cual la convierte en una señal eléctrica para adquirir una imagen.

Existen dos tipos principales de elementos fotográficos: CMOS y CCD. Los sensores CMOS son conocidos por su bajo consumo de energía, mientras que los CCD cuentan con un obturador global, el cual se describirá más adelante. Ambos tipos de sensores convierten la luz que incide sobre los fotodiodos en señales eléctricas. Estas señales luego se transforman en señales digitales estables con ruido reducido mediante el uso de técnicas como CDS (Correlated Double Sampling), AGC (Automatic Gain Control) y ADS (Analog-to-Digital Conversion) ubicados detrás de los fotodiodos. Un motor de procesamiento de imágenes se encarga de emitir estas señales digitales como datos de imagen.

Es importante destacar la diferencia entre un obturador global y un obturador enrollable. Con un obturador global, la luz que ingresa a los innumerables fotodiodos se convierte en una señal eléctrica al mismo tiempo. En cambio, los obturadores enrollables convierten la luz en señales eléctricas en una secuencia en espiral. En principio, un obturador enrollable captura una imagen de un sujeto que se mueve rápidamente de un lado a otro, lo que puede resultar en una inclinación y distorsión del sujeto en la imagen.

Los módulos de cámara pueden capturar imágenes en color o en monocromo. En un sensor en color, los fotodiodos capaces de detectar un solo color de los tres colores primarios (azul, rojo y verde) se disponen en una matriz anidada conocida como sensor Bayer. Cada fotodiodo solo puede obtener información cromática de un color específico, pero al obtener información de los fotodiodos circundantes responsables de los otros dos colores, se logra obtener información de los tres colores de manera simulada para cada fotodiodo.

Mercado de Módulos de Cámara

El mercado mundial de módulos de cámara registra buenos resultados a partir de 2020 y se espera que siga creciendo a un ritmo elevado.

Las cámaras de los teléfonos inteligentes y otros dispositivos móviles han empezado a evolucionar hacia las multicámaras desde 2015 aproximadamente, pasando de las cámaras simples a las duales, triples y cuádruples.

Además de las funciones de mayor calidad de imagen, AF, zoom y gran angular, se espera que la incorporación de módulos de cámara con sensores como ToF y LiDAR siga expandiéndose, incluyendo un mejor rendimiento de AF en zonas oscuras, una mayor precisión de reconocimiento facial y el uso en funciones de realidad virtual (VR) y realidad aumentada (AR).

En el mercado de la automoción, está aumentando el número de cámaras por vehículo para su uso en sistemas avanzados de asistencia al conductor (ADAS).

En los sectores de la electrónica de consumo y la industria, también se espera que aumente la demanda para su instalación en productos inteligentes, robots asistentes y drones, debido a la necesidad de ahorro de mano de obra, seguridad y lejanía.

La evolución de las lentes que componen los módulos de cámara, el uso de nuevos materiales y el desarrollo de tecnologías como los MEMS (sistemas microelectromecánicos) están aumentando el valor de los módulos de cámara.

Módulos de Cámara para Aplicaciones de Automoción

La demanda de módulos de cámara para automóviles está pasando rápidamente de centrarse en aplicaciones de vigilancia de ángulos muertos periféricos, en sustitución de los retrovisores convencionales, a aplicaciones de detección debido a la creciente demanda de sistemas avanzados de apoyo a la seguridad (ADAS) y conducción automatizada.

Junto con la óptica avanzada, el procesamiento de imágenes y las tecnologías de comunicación, están desempeñando un papel fundamental en la consecución de una sociedad del automóvil “segura y protegida”.

Hay una gran variedad de módulos de cámara para vehículos, entre ellos

• Módulos de Cámara de Vigilancia Frontal
  Supervisa la situación en la dirección en la que circula el vehículo y contribuye a una conducción segura.
• Módulos de Cámara para Grabadores de Conducción
  Se utilizan para grabar vídeo constante de la situación delante y dentro del vehículo mientras éste está en marcha o parado.
• Módulos de Cámara de Vigilancia del Conductor
  Se utilizan para supervisar al conductor durante la conducción y para los sistemas de predicción de peligros, como apartar la mirada o dormirse al volante.
• Módulo de Cámara de Visión Periférica
  Se utiliza para garantizar la seguridad eliminando los ángulos muertos de 360° alrededor del vehículo.

¿Qué es un Servomotor Lineal?

Los servomotores lineales son motores eléctricos diseñados para realizar movimientos lineales en lugar de tener un eje giratorio. Estos motores son ampliamente utilizados en servomecanismos para el control de máquinas.

A diferencia de la mayoría de los motores, que generan un movimiento rotativo, los servomotores lineales se caracterizan por tener un movimiento lineal. Estos motores son empleados tanto como dispositivos de accionamiento y propulsión en aplicaciones como automóviles con motores lineales, entre otros. Por otro lado, los servomotores se utilizan específicamente para controlar la posición, la velocidad y otras variables en servomecanismos.

Hasta hace poco, los sistemas de movimiento lineal en maquinaria industrial e instrumentos de medición se basaban principalmente en servomotores rotativos. Sin embargo, en los últimos años, los servomotores lineales han ganado atención debido a su funcionamiento basado en el flujo magnético generado por imanes permanentes y la corriente que circula a través de una bobina (siguiendo la regla de la mano izquierda de Fleming). Esta combinación de fuerzas magnéticas y corriente eléctrica permite generar el movimiento lineal controlado en estos motores.

Usos de los Servomotores Lineales

Los servomotores lineales se utilizan en diversas aplicaciones. En particular, la aplicación depende del tamaño.

1. Diámetro Pequeño (ø 4 a 12 mm).

Se utilizan en equipos de sobremesa. Se utilizan principalmente para la observación de productos industriales y aplicaciones biológicas y relacionadas con la biología. En los campos en los que se requieren imágenes de resolución cada vez más alta y su procesamiento, se exige que los motores de eje tengan un alto grado de resolución.

2. Longitud Media (hasta Φ35 mm)

Este tamaño es el más utilizado y se emplea mucho en campos en los que se requiere gran empuje, alta precisión y alta velocidad, como el posicionamiento y movimiento de piezas en máquinas herramienta y equipos semiconductores.

3. Diámetro Grande (hasta Φ60 mm)

Utilizados en otras máquinas especiales donde se requiere un gran empuje de aceleración.

Principio de los Servomotores Lineales

El movimiento lineal de un servomotor lineal se basa en el principio de que un motor lineal, compuesto por un eje con un imán en su interior y una bobina en el motor, genera empuje mediante la interacción entre la corriente que circula por la bobina y el flujo magnético generado por el imán permanente, siguiendo la regla de Fleming de la mano izquierda.

Por lo general, el eje del motor lineal es un tubo de acero inoxidable que contiene imanes espaciados de manera uniforme, mientras que el motor consta de una bobina trifásica enrollada alrededor del eje. El motor no entra en contacto directo con el eje, lo que no afecta al empuje generado y facilita el montaje del sistema. Estos servomotores funcionan al generar empuje mediante la interacción del flujo magnético inductivo producido por los imanes permanentes y la corriente que circula por las bobinas.

Los servomotores lineales se caracterizan por su alta precisión de posicionamiento cuando se utilizan con escalas lineales de alta precisión. Además, su diseño sin holguras y la casi ausencia de cogging (vibración fina causada por la atracción magnética entre el eje y el motor) los hacen especialmente adecuados para aplicaciones que requieren movimientos precisos. Cabe mencionar que el cogging depende del ángulo de rotación.

Al no contar con tornillos, tuercas u otras estructuras mecánicas en su interior, los servomotores lineales pueden alcanzar altas velocidades de movimiento. Aunque ofrecen una excelente precisión de movimiento, su rigidez es baja debido a que el lado fijo y el móvil no están en contacto directo, lo que limita su uso en aplicaciones que requieren alta resistencia, como el corte de materiales pesados. Estos servomotores se utilizan comúnmente en equipos utilizados para el procesamiento de componentes electrónicos, como semiconductores y dispositivos médicos. Su tamaño compacto y estructura simple son ventajas adicionales al incorporarlos en diversos equipos.

Más Información sobre los Servomotores Lineales

1. Ventajas al Utilizar Servomotores Lineales como Actuadores

Los requisitos de la maquinaria industrial actual de alto rendimiento incluyen tanto el mecanizado de alta precisión como las altas velocidades de mecanizado. Antes de que se comercializaran los servomotores lineales, los actuadores lineales utilizaban una combinación de un motor rotativo y un husillo de bolas con rodamientos como componente para convertir la potencia rotacional en potencia lineal.

Con los métodos convencionales, es técnicamente difícil conseguir tanto una mayor precisión como velocidades de funcionamiento más elevadas, y el mantenimiento suele ser más frecuente. Los servomotores lineales, sin embargo, funcionan sin contacto y tienen muchas ventajas: destacan en el funcionamiento a alta velocidad, su precisión de posicionamiento puede aumentarse fácilmente hasta un alto grado de precisión y no requieren mantenimiento.

2. Retos de la Utilización de Servomotores Lineales como Actuadores

Los retos que plantea la aplicación de servomotores lineales a las máquinas herramienta residen en su densidad de potencia y su capacidad de control. En comparación con los motores rotativos convencionales y los husillos de bolas, la controlabilidad del movimiento es más difícil, y se requiere un alto nivel tecnológico para garantizar una elevada densidad de salida.

Las recientes innovaciones tecnológicas de los fabricantes han superado estos retos, y los servomotores lineales se utilizan cada vez más en máquinas herramienta y equipos industriales.

¿Qué es un Interruptor Automático?

Un interruptor automático es un dispositivo eléctrico utilizado para controlar el suministro o desconexión de energía, abriendo o cerrando un punto de contacto de manera automática.

En inglés, estos dispositivos se conocen como circuit breakers o automatic switches. Los interruptores automáticos típicos en circuitos de baja tensión son electromagnéticos y se activan mediante bobinas electromagnéticas. Cuando están equipados con un relé térmico, se les conoce como aparamenta electromagnética; en caso contrario, se les llama contactores electromagnéticos.

Usos de las Interruptores Automáticos

Los interruptores automáticos son ampliamente utilizados en diversas aplicaciones industriales. A continuación se presentan ejemplos comunes de su uso:

• Accionamiento de motores de bombas y ventiladores
• Control de activación y desactivación de calentadores eléctricos
• Control de alimentación eléctrica de unidades industriales completas
• Suministro de energía de alta tensión a locales comerciales

Cuando se trata del accionamiento de motores de baja tensión, es importante tener en cuenta la protección contra cortocircuitos para salvaguardar el circuito superior en caso de que la bobina del interruptor automático sufra un cortocircuito, así como la protección contra sobrecorriente para proteger el motor ante sobrecargas. Los relés térmicos asociados a los interruptores electromagnéticos se utilizan comúnmente en el control de accionamientos de motores, ya que ofrecen características adecuadas para la protección contra sobrecorriente. Además, en el caso de motores de baja tensión, los requisitos de protección contra cortocircuitos se cumplen generalmente mediante el uso de disyuntores.

Los contactores electromagnéticos son a menudo empleados para controlar la alimentación de calentadores eléctricos de baja tensión. Esto se debe a que los calentadores eléctricos no requieren un dispositivo de protección térmica, ya que la corriente que consumen no varía en función de la carga. Los contactores electromagnéticos también son adecuados para controlar la alimentación de la red eléctrica en diferentes aplicaciones.

Principios de los Interruptores Automáticos

Los contactores electromagnéticos, que son ejemplos típicos de interruptores automáticos, constan de terminales, contactos, núcleo de hierro y bobinas electromagnéticas y carcasa. En el caso de la aparamenta electromagnética, se incluye adicionalmente un relé térmico.

1. Terminales

Los terminales son las piezas que se conectan al cableado. Dependiendo del producto, en algunos países la mayoría de los terminales son redondos y el cableado se fija sólidamente a los terminales con tornillos. En otros, también se suelen utilizar terminales con abrazaderas de muelle.

2. Contactos

Los contactos son componentes de conducción que proporcionan una vía para la electricidad. Cuanto mayor sea la aplicación de corriente, mayores o más numerosos serán los contactos.

Para reducir la resistencia eléctrica, se utilizan aleaciones de plata y oro para los contactos. Las aleaciones de plata se utilizan mucho por su baja resistencia eléctrica. El oro es más resistente a la oxidación que las aleaciones de plata, pero tiene un punto de fusión más bajo y es más caro, por lo que es adecuado para cargas pequeñas.

Los contactos de los contactores electromagnéticos pueden ser móviles o fijos. Los contactos fijos se fijan sólidamente a una carcasa o similar. Los contactos móviles se accionan junto con el núcleo de hierro móvil, que entra en contacto con los contactos fijos para conducir la electricidad.

Los contactores electromagnéticos de baja tensión suelen tener contactos auxiliares. Los contactos auxiliares tienen una corriente admisible inferior a la de los contactos principales y se utilizan para la indicación de estado y el enclavamiento de los circuitos de control.

3. Núcleos de Hierro y Bobinas Electromagnéticas

El núcleo de hierro y la bobina electromagnética son componentes que accionan los contactos móviles mediante la energización de la fuente de alimentación de control. Hay dos tipos de núcleos de hierro: núcleos de hierro móviles y núcleos de hierro fijos, en los que el núcleo de hierro móvil está integrado con los contactos móviles. Cuando se aplica la alimentación de control a la bobina electromagnética, ésta se magnetiza y el núcleo de hierro móvil es atraído hacia el núcleo de hierro fijo para accionarlo.

Los núcleos de hierro fijo y móvil suelen estar separados por un muelle y normalmente se mantienen separados. Sólo se atraen entre sí cuando las bobinas electromagnéticas son excitadas por la fuente de alimentación de control. Sin embargo, los contactores electromagnéticos de enclavamiento mecánico permanecen en continuidad incluso cuando se interrumpe la excitación.

4. Carcasa

La carcasa es el componente que aísla la sección de carga interna al tiempo que la protege sólidamente. Los contactores electromagnéticos de pequeña y mediana capacidad se suministran con conectores para montaje en carril DIN en la parte trasera. Como materiales se suelen utilizar resinas sintéticas robustas y aislantes.

Tipos de Interruptores Automáticos

Existen diferentes tipos de aparamenta/contactores. Los siguientes son algunos ejemplos.

1. Interruptores Automáticos Electromagnéticos

Se trata de contactores/operadores en los que los contactos son accionados por fuerzas electromagnéticas. Son el tipo de interruptor automático más extendido y se utilizan principalmente en circuitos de baja tensión.

2. Central de Pulsadores

La estación de pulsadores es un contactor/cierre cuyos contactos son accionados por fuerza humana en lugar de electromagnética. El contacto accionado se mantiene mediante un mecanismo de enclavamiento hasta que se pulsa el botón OFF. No se incluyen los relés térmicos, pero se denominan aparamenta en el caso de accionamiento por pulsador.

3. Interruptores Automáticos de Categoría Aérea

Los interruptores de categoría aérea son interruptores para la conmutación en carga de circuitos de alta tensión. También se denominan interruptores de carga aérea o PAS (Pole Air Switch). Suelen instalarse en el punto de responsabilidad de la empresa de transporte y distribución y del cliente.

Como el PAS por sí mismo no proporciona protección contra sobrecargas o fallos a tierra, suele instalarse junto con un Almacenamiento de Sobreintensidad a Tierra (SOG).

¿Qué es un Motor Reductor?

Un motor reductor es un dispositivo que combina engranajes y un motor para lograr una velocidad y par deseados. Al utilizar una combinación de engranajes y motor, se puede diseñar la relación de reducción según las necesidades específicas.

En comparación con las poleas de correa, los motor reductores producen menos ruido debido a la fricción y son más fáciles de mantener. La relación de transmisión se selecciona a partir de la velocidad y el par del motor, y se elige el engranaje adecuado. También hay que comprobar el tamaño del cabezal del engranaje, ya que requiere espacio.

Los métodos de montaje incluyen bridas y grifos.

Usos de los Motores Reductores

Los motores reductores son ampliamente utilizados en maquinaria de gran tamaño, especialmente en aplicaciones como máquinas de procesamiento de alimentos, sistemas de estacionamiento de varios niveles, equipos de fabricación de semiconductores y maquinaria de carpintería. También se encuentran en persianas eléctricas y túneles de lavado. Gracias a su capacidad para proporcionar un alto par a bajas revoluciones debido a la transmisión de engranajes, también se utilizan en robots industriales.

Los motores reductores están disponibles en una amplia gama de tamaños, desde modelos ultracompactos hasta versiones más grandes. Además, se ofrecen en diversas variantes, que incluyen aquellos con frenos electromagnéticos y aquellos que utilizan motores paso a paso. Esto permite adaptar los motores reductores a las necesidades específicas de diferentes aplicaciones.

Principio de los Motores Reductores

Los motores reductores constan de dos componentes principales: el motor y el reductor.

El reductor se encarga de ajustar la velocidad del motor, que normalmente gira a altas velocidades, mediante la combinación de engranajes. Esta reducción de velocidad confiere al motor reductor un alto par de salida a bajas velocidades.

En muchas aplicaciones industriales, se utilizan motores de inducción trifásicos. La velocidad y el par de estos motores se seleccionan ajustando la relación de transmisión en el reductor, ya que la velocidad nominal del motor de inducción está determinada por la frecuencia y el número de polos del motor.

La relación de transmisión es la relación entre la velocidad de rotación del eje del motor y la velocidad de salida del eje del reductor de velocidad. Cuanto mayor sea la relación de transmisión, mayor será el par de salida. Si se requiere un alto par, se debe aumentar la relación de transmisión.

La configuración del motor y el reductor puede ser paralela u ortogonal, dependiendo de la posición relativa entre ellos y las necesidades específicas de la aplicación. En algunos casos, como cuando el motor se inicia y se detiene con frecuencia, se puede utilizar un freno de embrague para controlar y mantener la posición del eje durante el arranque y la parada del motor.

Formas de Utilizar los Motores Reductores

Existen numerosas formas de utilizar los motor reductores, de las cuales las más típicas son la deceleración, la alta carga y la alta precisión.

1. Reducción de Velocidad

En el caso de los motores de inducción trifásicos, por ejemplo, la velocidad de rotación viene determinada por el número de polos y la frecuencia. Por lo tanto, para utilizar los motores de inducción a la velocidad de giro requerida, se desaceleran mediante un decelerador.

Dado que varias empresas venden motor reductores con diferentes relaciones de reducción, seleccione un modelo que se adapte a la velocidad de rotación requerida.

2. Cargas Elevadas

La deceleración aumenta el par de salida en proporción a la relación de reducción, y el momento de inercia admisible aumenta en proporción al cuadrado de la relación de reducción. Esto permite girar objetos más grandes a una velocidad reducida.

3. Alta Precisión

Cuando se utiliza en operaciones de posicionamiento, se mejora la precisión del ángulo de parada del motor.

Por ejemplo, con una relación de reducción de 2, si el error en el eje de salida del motor es de 1,0°, el error en el eje de salida del reductor es de 0,5°, lo que se traduce en una mayor precisión. Sin embargo, muchos reductores tienen juego, conocido como holgura, y hay que tener cuidado cuando se utilizan para el posicionamiento de alta precisión.

Más Información sobre los Motores Reductores

Reductores para Motor Reductores

Existen varios tipos de reductores utilizados en los motor reductores, que se seleccionan en función de la aplicación. Algunos ejemplos típicos son los “reductores de engranajes rectos“, los “reductores de engranajes cónicos”, los “reductores hipoides”, los “reductores de tornillo sin fin”, los “reductores de engranajes planetarios” y los “reductores de engranajes ondulados”.

1. Reductores de Engranajes Rectos

Los reductores de engranajes rectos son el tipo más común de reductor y utilizan una combinación de engranajes rectos para reducir la velocidad. También existen tipos multietapa y pueden fabricarse grandes relaciones de reducción, pero tienen un gran juego. 

2. Reductores de Engranajes Cónicos y Reductores de Tornillo sin Fin

En los reductores de engranajes cónicos y los reductores de tornillo sin fin, los ejes de entrada y salida son ortogonales. Los reductores de tornillo sin fin tienen una función de autobloqueo, por lo que se suelen utilizar en equipos de elevación.

3. Reductores Hipoides

Los reductores hipoides utilizan engranajes cónicos en espiral y se caracterizan por una gran relación de reducción y una transmisión de potencia suave.

4. Reductores de Engranajes Planetarios

Los reductores de engranajes planetarios utilizan engranajes planetarios y los ejes de entrada y salida son concéntricos. Suelen utilizarse en reductores para motores paso a paso y aplicaciones similares.

5. Reductor de Engranajes Ondulados

Los reductores de engranajes ondulados también se denominan “reductores armónicos” por el nombre de la empresa Harmonic Drive Systems, que los desarrolló. Como reductores sin juego, se utilizan a menudo en las articulaciones de los robots.

También existen reductores de bola, reductores de ciclo y otros tipos de reductores, y como las características de salida varían en función del reductor, es importante conocer las características del reductor a la hora de seleccionar un motor reductor.

¿Qué es un Termostato?

Un termostato es un elemento utilizado para el control de la temperatura.

Se encarga de controlar las señales de funcionamiento de los dispositivos de refrigeración y calefacción basándose en los resultados de la detección de temperatura. La función general de un termostato es detectar la temperatura, pero algunos productos también pueden estar equipados con una función para detectar aumentos anormales de temperatura y evitar sobretemperaturas.

Usos de los Termostatos

Los termostatos son dispositivos comúnmente utilizados para controlar los límites superiores o inferiores de la temperatura en una variedad de aplicaciones, como calentadores de agua. Sin embargo, las funciones complementarias de control pueden variar según la aplicación específica.

Existen diferentes tipos de termostatos, como los utilizados en sistemas de aire acondicionado de precisión, que controlan tanto el límite superior como el inferior de la temperatura y especifican un rango de temperatura fijo. También hay termostatos que no solo controlan los límites superior e inferior de la temperatura establecida, sino que también previenen que la temperatura alcance niveles anormales o detectan una temperatura específica.

Además de los termostatos incorporados en circuitos eléctricos, como los mencionados anteriormente, también hay termostatos que se integran directamente como válvulas de apertura/cierre en circuitos de fluidos, como el control del caudal de agua de enfriamiento en una sala de máquinas. En cualquier caso, una ventaja de los termostatos es su capacidad para reducir su tamaño en comparación con otros tipos de detectores de temperatura.

Principio del Termostato

Entre los diferentes tipos de termostatos, los termostatos bimetálicos utilizan el principio de expansión y contracción de los metales debido al calor. Estos termostatos están compuestos por láminas de diferentes metales laminados juntos, con coeficientes de dilatación térmica distintos. Debido a esta diferencia en la magnitud de la dilatación y contracción causada por los cambios de temperatura, todo el conjunto del bimetal se curva hacia el metal con un coeficiente de dilatación térmica más bajo.

Esta curvatura del bimetal puede aprovecharse para crear un circuito en el que los contactos se abren y cierran en respuesta a la temperatura. Al establecer un umbral específico para la apertura y cierre de los contactos, es posible controlar circuitos en los que se conecta y desconecta la fuente de calor o refrigeración a una temperatura determinada.

Una ventaja adicional de este mecanismo es que el elemento del termostato puede ser más pequeño, ya que utiliza directamente la sensibilidad a la temperatura del material bimetálico, en lugar de requerir una medición de la temperatura y control eléctrico. Si el termostato se incorpora como una válvula de apertura/cierre en un circuito de fluidos en lugar de utilizarlo como un punto de contacto en un circuito eléctrico, también puede funcionar como una válvula de control que se abre gradualmente en respuesta a los cambios de temperatura.

Tipos de Termostatos

Los termostatos son dispositivos utilizados para controlar la temperatura, y se utilizan distintos tipos de termostatos para diferentes aplicaciones.

1. Termostatos Electrónicos

Los termostatos electrónicos utilizan el control por ordenador para controlar la temperatura, en lugar de señales de movimiento. Esto permite un control más preciso de la temperatura en el entorno operativo.

El control de la temperatura también puede realizarse automáticamente, lo que permite un control adecuado de la temperatura y un ahorro de costes en electricidad y otros gastos. El entorno operativo se encuentra principalmente en el campo industrial, donde se utiliza ampliamente para controlar la temperatura del agua de refrigeración de los motores y la temperatura en los invernaderos de vinilo para la agricultura.

2. Termostatos Bimetálicos

Los termostatos bimetálicos se construyen laminando dos tipos de metal con diferentes coeficientes de dilatación térmica. Cuando la temperatura aumenta hasta la temperatura establecida, los puntos de contacto formados por los dos tipos de metal se separan, lo que permite interrumpir el circuito.

Los termostatos que utilizan este principio se conocen como termostatos bimetálicos. Los termostatos bimetálicos se utilizan en los frigoríficos y calentadores de agua de gas de los hogares corrientes.

Se utilizan en muchos productos industriales por su estructura sencilla y su control preciso de la temperatura. También se caracterizan por su construcción metálica, que dificulta su rotura incluso tras un uso prolongado.

3. Termostatos de Expansión Líquida

Los termostatos de expansión de líquido tienen una estructura en la que un líquido con un alto coeficiente de expansión térmica está sellado dentro de un tubo metálico. La expansión del líquido encerrado hace que los puntos de contacto funcionen, controlando así la temperatura.

Cuando se utiliza metal como líquido, la medición de la temperatura se caracteriza por un mayor grado de precisión. Por ello, son muy utilizados en utensilios de cocina y equipos de refrigeración en los que se requiere una medición precisa de la temperatura.

Los termostatos de expansión de líquido también se caracterizan por su capacidad para aumentar la capacidad eléctrica. El aumento de la capacidad eléctrica permite detectar una gama más amplia de temperaturas. Como resultado, se suelen utilizar en grandes fábricas y otros campos industriales que requieren la detección de temperatura en un área amplia.

¿Qué es un Anillo Colector?

Los anillos colectores son componentes utilizados en sistemas giratorios para transmitir energía o señales eléctricas desde una fuente externa al cuerpo en rotación.

Estos dispositivos desempeñan un papel crucial en diversas aplicaciones, como la medición de vibraciones, tensiones y fuerzas axiales en el cuerpo giratorio, así como la transmisión de señales de control de pequeña escala. Además, también se utilizan como cables conductores para suministrar energía a los componentes en rotación.

Existen dos tipos principales de anillos colectores: los montados en el extremo del eje y los huecos. El tipo montado en el extremo del eje se fija al extremo del elemento giratorio. El tipo hueco tiene un bloque de anillos encajado en el eje giratorio. También hay dos tipos: uno en el que el anillo y la escobilla están integrados y otro en el que el anillo y la escobilla están separados.

Usos de los Anillos Colectores

La versatilidad de los anillos colectores se refleja en su capacidad para adaptarse a diferentes requisitos de velocidad de rotación. Están disponibles en opciones que van desde velocidades bajas hasta altas velocidades de hasta 20.000 rpm. Además, pueden manejar grandes corrientes de hasta 3.000 A o más, lo que los convierte en una solución confiable para aplicaciones de alto rendimiento.

Se utilizan para suministrar energía a turbinas eólicas, máquinas herramienta, centrifugadoras, agitadores, brazos robóticos, grúas, cámaras de vigilancia, helicópteros, plataformas giratorias, calentadores de tambor, antenas de radar y otros calentadores y motores de cuerpos giratorios.

También tienen una amplia gama de aplicaciones en equipos de fabricación de semiconductores, equipos médicos como tomografías computarizadas, ensayos no destructivos y equipos acústicos. También se utilizan para medir la temperatura, la deformación y el par de los cuerpos giratorios.

Principio de los Anillos Colectores

Una pieza de electrodo en forma de anillo (unidad de anillo) se fija a un eje giratorio, como la plataforma giratoria de un cuerpo giratorio. Una pieza de electrodo en forma de cepillo entra en contacto con la periferia y los laterales de la unidad anular, y el punto de contacto se utiliza como punto de contacto para transmitir potencia y señales.

Aunque la unidad de anillo gire, siempre está en contacto con las escobillas, lo que permite un suministro estable de energía y transmisión de señales. La unidad de anillo tiene cojinetes para apoyar el lado de las escobillas.

En los puntos de contacto entre el anillo y la escobilla del anillo colector se utilizan metales preciosos como el cobre y la plata para estabilizar la resistencia de contacto sin riesgo de fugas. El bronce, la plata y el oro se utilizan para el anillo, mientras que las aleaciones de carbono, cobre y plata se emplean para la parte de la escobilla.

Los anillos colectores son inevitablemente más grandes cuando hay muchos cables de alimentación y de señal. También están sujetos a un cierto grado de desgaste y requieren un mantenimiento regular.

Más Información sobre los Anillos Colectores

1. Función de las Escobillas en un Anillo Colector

Los anillos colectores transmiten y reciben del equipo eléctrico del cuerpo giratorio al lado estacionario por medio de escobillas que actúan como contactos. Como las escobillas están siempre en contacto con el cuerpo giratorio, la transmisión y la recepción pueden tener lugar en cualquier posición de 360° del cuerpo giratorio sin que los cables se retuerzan o se enreden en el eje.

El número de escobillas (contactos) varía en función del número de señales que deben transmitirse y recibirse entre el cuerpo giratorio y la parte fija. Por lo tanto, cuantos más dispositivos de comunicación haya, más escobillas se necesitarán, con lo que el anillo colector total será enorme.

En este caso, el número de escobillas puede reducirse utilizando la comunicación serie o la comunicación CAN utilizada en los automóviles.

2. Desventajas de los Anillos Colectores

Una desventaja de los anillos colectores es la posibilidad de que se produzcan fallos de contacto debido al desgaste de las escobillas. Dado que las escobillas están en contacto físico con las piezas giratorias, con el tiempo pueden producirse fallos de contacto.

Especialmente en los equipos utilizados al aire libre, las escobillas pueden dañarse prematuramente por la entrada de arena, polvo o agua si no están protegidas por una carcasa sellada. Por ello, es práctica común prolongar la vida útil de las escobillas limpiándolas y lubricándolas cada cierto tiempo.

El lubricante utilizado debe ser conductor. Tenga en cuenta que si no es conductor, existe el riesgo de que la corriente circule mal por la sección de las escobillas, lo que provocaría una mala comunicación entre el lado del rotor y el lado estacionario.

La vida útil de la sección de escobillas suele oscilar entre 10 y 100 millones de revoluciones, y hasta unos 500 millones de revoluciones dependiendo del fabricante. Cuando se utiliza en equipos de larga duración, la sección de escobillas necesita un mantenimiento regular.

¿Qué es un Motor de Ventilador de CA?

Los motores de ventilador de corriente alterna (CA) son utilizados en los ventiladores que funcionan con este tipo de electricidad.

Existen dos tipos principales de electricidad: corriente continua (CC) y corriente alterna (CA). La corriente continua tiene un flujo constante en una dirección, mientras que la corriente alterna cambia su dirección de forma cíclica.

Los motores de ventilador de CA son diseñados específicamente para funcionar con corriente alterna. En inglés, “DC” representa Direct Current (corriente continua) y “AC” representa Alternate Current (corriente alterna). Los motores de ventilador de CA utilizan la corriente alterna suministrada por una fuente de alimentación CA y son especialmente adecuados para impulsar ventiladores.

Aplicaciones de los Motores de Ventilador de CA

Los motores de ventilador de CA se utilizan en una amplia gama de aplicaciones, desde productos de consumo hasta equipos industriales. El ejemplo más conocido es el ventilador eléctrico. Algunos ventiladores eléctricos están equipados con motores de ventilador de CA. La mayoría de las tomas de corriente domésticas funcionan con CA, y los motores de ventilador de CA se utilizan en ventiladores debido a su construcción sencilla.

Las aplicaciones industriales incluyen ventiladores para la ventilación local. Se utilizan cuando se trabaja bajo tierra, en depósitos de aguas residuales y en otras zonas donde la falta de oxígeno es un problema.

Principio de los Motores de Ventilador de CA

Un motor de ventilador de corriente alterna (CA) es un tipo de motor que utiliza corriente alterna y tiene un ventilador conectado al eje del motor. El funcionamiento de un motor de CA se basa en la interacción entre el estator y el rotor. Cuando se aplica corriente al estator, se producen cambios en el campo magnético, lo que genera corrientes de Foucault en el rotor.

Estas corrientes inducidas se generan de acuerdo con la “ley de Fleming de la mano derecha” y, a su vez, generan un campo magnético que impulsa la rotación del rotor, siguiendo la “ley de Fleming de la mano izquierda”. Los motores de ventilador de CA pueden ser alimentados con corriente alterna monofásica o trifásica, aunque los motores de CA monofásicos suelen requerir un condensador adicional para mejorar el desfase de la fase o utilizan una estructura conocida como sombreado.

Los motores de ventilador de CA son valorados por su construcción simple, menor cantidad de piezas, robustez y larga vida útil. Sin embargo, ajustar la velocidad de funcionamiento de los motores de CA puede ser más complicado en comparación con los motores de corriente continua (CC).

Dado que los motores de CA son ampliamente utilizados en aplicaciones comerciales, se espera que sigan siendo populares en el futuro debido a su durabilidad, facilidad de mantenimiento y disponibilidad de suministro eléctrico.

La elección de un motor de ventilador de CA dependerá de las necesidades y requisitos específicos de cada aplicación.

Más Información sobre los Motores de Ventilador de CA

1. Diferencias entre Motores de Ventilador de CA y CC

La diferencia entre los motores de ventilador de CA y de CC es la fuente de alimentación del ventilador: los motores de ventilador de CA funcionan con corriente alterna, mientras que los motores de ventilador de CC funcionan con corriente continua.

Los motores de ventilador de CA tienen una velocidad de rotación constante del ventilador (aspas) en función de la frecuencia de la fuente de alimentación de CA, mientras que los motores de ventilador de CC pueden variar de forma económica su velocidad de rotación mediante circuitos. algunos ventiladores de CA también tienen un ventilador de CA/CC en el que el motor de CC es accionado por la fuente de alimentación de CA.

2. ¿Qué es un Ventilador Axial de CA?

Un ventilador axial de CA es un ventilador axial accionado por un motor de CA. Un ventilador axial es un ventilador en el que la dirección del flujo de aire con el ventilador es axial. El viento se genera en la dirección perpendicular a la dirección de rotación de las aspas que generan el viento (dirección axial).

Como aplicación, se suele utilizar para refrigerar máquinas que generan calor. Una característica de los ventiladores axiales es que el caudal de aire aumenta o disminuye relativamente poco debido a los objetos resistivos. Además de los ventiladores axiales, existen ventiladores centrífugos y ventiladores de flujo oblicuo con diferentes direcciones de flujo de aire.

Los ventiladores centrífugos son ventiladores que generan el flujo de aire ortogonalmente a los ventiladores axiales, produciéndose el flujo de aire en la dirección centrífuga. Los ventiladores de flujo oblicuo son como ventiladores entre axiales y centrífugos. Admiten aire en dirección axial y lo expulsan en dirección diagonal al eje. Se caracterizan por ser compactos y ligeros.

3. Estructura de los Ventiladores de Corriente Alterna

La estructura típica de un ventilador consta de un rodete, una carcasa, un eje principal y cojinetes.

• Rodete
  Es la pieza que produce el flujo de aire y constituye el corazón del ventilador. Interviene en la eficiencia del flujo de aire, y existen varios tipos en función de la aplicación y el entorno.
• Carcasa
  El marco exterior del ventilador propiamente dicho y la trayectoria interior del flujo de aire, que crea las partes de succión y descarga del ventilador.
• Eje principal
  El eje central del ventilador, que proporciona la fuerza necesaria para soportar el impulsor.
• Cojinete
  Pieza que recibe el movimiento de rotación del eje y lo soporta suavizando su acción. Los cojinetes reducen la fricción y el desgaste. Se trata de una pieza importante, ya que una mala calidad en este aspecto puede provocar desgastes mecánicos y otros fallos.