CONTROL DE VELOCIDADES EN UN MOTOR DC
Objetivos
Objetivo
General
Objetivos
Específicos
·
Determinar las especificaciones
requeridas para una planta devanadora, utilizada para enrollar cable o alambre.
·
Medir la velocidad a la que gira el eje
de un motor DC mediante un opto-acoplador que es el fundamento de un tacómetro
digital.
·
Utilizar el comando IDENT para
identificar el tipo de sistema y sus diversas aplicaciones.
Introducción
Los sistemas de control son aquellos dedicados a obtener la salida deseada de un
sistema o proceso. En un
sistema general se tienen una serie de entradas que provienen del sistema a
controlar, llamado planta, y se diseña un sistema para que, a partir de estas
entradas, modifique ciertos parámetros en el sistema planta, con lo que las señales anteriores
volverán a su estado normal
ante cualquier variación.
JUSTIFICACIÓN
Para
lograr una alta prestación de los accionamientos llevados a cabo por un motor
que forma parte de un sistema de control, es necesario estudiar las
características dinámicas de estos y desarrollar estrategias de
control acorde con las mismas.
Es por
esta razón que la presente actividad pretende tener un acercamiento al control
en una planta real, donde se diseñará un control de velocidad del motor DC y se
lo manejará de manera adecuada a la aplicación elegida.
Materiales
Motor
DC
El motor
de corriente continua es una máquina que convierte la energía eléctrica en mecánica,
principalmente mediante el movimiento rotativo.
Esta máquina de corriente continua es una de las más versátiles en la industria. Su
fácil control de posición, par y velocidad la han convertido en una de las
mejores opciones en aplicaciones de control y automatización de procesos.
Carrete
Cilindro
generalmente con el eje hueco, con rebordes o discos en sus bases, en el que se
enrollan hilos, cables u otro material flexible. En nuestro caso nuestro
carrete es de madera y tiene
un diseño especial
para simular el enrollado de alambre
Ilustración 2 CARRETE
Sensor
La etapa
de medición se
realiza mediante el uso de un opto-acoplador H21A1, siguiendo el principio de
funcionamiento de un tacómetro digital, a través del cual se hace pasar un
disco de ranurado codificado colocado en la parte posterior del eje del motor.
El disco codificado de 30 pulsos/rev. Los pulsos emitidos son realimentados al
microcontrolador para así calcular la velocidad de rotación del motor.
Ilustración 3 DISCO RANURADO
Microcontrolador
Para la
etapa de procesamiento de datos,
utilizamos el microcontrolador PIC 16F877A de 40 pines el cual nos permitió
conectar el display LCD para desplegar los datos obtenidos, el sensor y la
conexión Serial hacia la PC.
Ilustración 4 PIC 16F877A
DIAGRAMA
DE BLOQUES
Etapa
de Potencia
Mediante
un integrado 555 generamos un PWM para hacer girar el motor, esta etapa se la
acopló a la etapa de potencia, en la
cual se utilizó un transistor IRFZ44N
que permite soportar corrientes altas y darle mayor potencia al motor.
Ilustración 6 DIAGRAMA CIRCUITAL ETAPA DE POTENCIA
Etapa
de Sensado
Ilustración 7 CIRCUITO IMPLEMENTADO ETAPA DE SENSADO Y
POTENCIA
Etapa
del Microcontrolador
Ilustración 8 DIAGRAMA CIRCUITAL MICROCONTROLADOR
Ilustración 9 CIRCUITO IMPLEMENTADO CIRCUITO MICROCONTROLADOR
Modelamiento
matemático del motor DC
Se debe
contar, para realizar el diseño del sistema de control, con el modelo fenomenológico
de la dinámica del motor
de CC. Se cuenta con un motor de CC de excitación independiente, el que puede
modelarse mediante un circuito equivalente, el que se muestra en la
figura
Ilustración 10 MODELO CIRCUITAL DEL MOTOR DC
Circuito
del motor de CC. La parte izquierda modela el estator y, la derecha, el rotor
Por lo
tanto, la función de
transferencia que caracteriza al motor y que relaciona la frecuencia (en RPM) a
la que gira el motor con el voltaje de armadura está dada por:
SIRENA AMERICANA
La primera
'Escuela de sirenas' de que se tiene noticia fue la película de 1944
protagonizada por Esther Williams (Los Ángeles, 1921-2013). En realidad, el
título fue un invento español ('Bathing Beauty' sería más parecido a 'Baño de
belleza'). Clark Gable rebautizó como 'la sirena americana' a la actriz,
talentosa deportista de natación sincronizada que anteriormente se ganaba la
vida en espectáculos acuáticos con Johnny Weissmüller, Tarzán.
