SEP. D.G.I.T. S.E.I.T.

“INSTITUTO TECNOLÓGICO DE AGUASCALIENTES”

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA-ELECTRÓNICA

INGENIERÍA ELECTRÓNICA

PLC

PRACTICA #1CONTROL DE MOTORES

ALUMNOS: De la Rosa Mireles Luis Miguel.

Esparza Jiménez Jorge Uriel.

CATEDRÁTICO: M.C. Castañeda Ramos Luis Antonio

HORA DE CLASE: 11:00 a.m.

Aguascalientes, Ags. A 27 de Febrero del 2005.

ÍNDICE

OBJETIVO........................................................................................................................2

MARCO TEÓRICO..........................................................................................................2

DESARROLLO.................................................................................................................7

OBSERVACIONES........................................................................................................10

CONCLUSIONES...........................................................................................................10

BIBLIOGRAFÍA.............................................................................................................10

OBJETIVOS

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1.-Arrancar y parar un motor desde dos estaciones distintas.2.-Arrancar, parar e invertir giro de un motor con condensador permanente.3.-Arrancar, parar e invertir giro de un motor trifásico.

MARCO TEÓRICO

El control de motores es una de las aplicaciones más comunes realizadas por medio de microcontroladores, desde su control on-off hasta controles de velocidad de los más diversos tipos.Entre las técnicas más simples para controlar el encendido de un motor de c. d se encuentran la activación transistor bipolar o MOS, el uso de relevadores, o el uso de tiristores, todos ellos de las capacidades de potencia necesarias para el motor a controlar.En lo que respecta al control de dirección de giro, uno de los primeros circuitos utilizados para este fin es una configuración de transistores complementarios dispuestos en push-pull, con la desventaja de necesitar una fuente bipolar, esta configuración se muestra enseguida;

Como puede observarse ambas bases se conectan a través de las resistencias Rl y R2 a un mismo punto. Cuando un nivel de voltaje positivo es aplicado a la terminal de entrada, el transistor NPN entrará en corte y permitirá un flujo de corriente del emisor a través del motor hacia la terminal de tierra, haciendo rotar al motor en un sentido; mientras que el transistor PNP se mantiene en saturación, permaneciendo como un interruptor abierto.Cuando un nivel de voltaje negativo es aplicado, el transistor NP entrará en saturación y dejará de conducir, por el contrario el transistor PNP entrará en corte y permitirá un flujo de corriente del colector a través del motor hacia la terminal de tierra, invirtiendo el giro del motor. Como se mencionó este circuito presenta la gran desventaja de usar una fuente bipolar. En ocasiones, esta configuración es llamada “medio puente H” y está disponible en versiones MOSFET en circuitos integrados, ahorrando espacio y tiempo de diseño.Otra técnica común para el control de dirección de motores de c. d. es el uso de una configuración denominada como “puente H”, en la cual se conectan dos pares de transistores complementarios dispuestos en modo de push-pull (o dos “medios puentes H”), dicha configuración se muestra a continuación:

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Como puede observarse las bases de los transistores en diagonal se encuentran interconectadas a través de sus resistencias asociadas. Cuando un nivel alto es aplicado a ambas terminales, los transistores Q2 y Q4 cerrarán el circuito con el motor hacia tierra, con lo cual el motor no se energizará, un efecto similar se logra cuando se aplica un nivel bajo a ambas terminales de entrada, en este caso, el circuito se cerrará hacia V+. Cuando los niveles aplicados son diferentes en cada terminal, se logra cambiar (la dirección) en uno u otro sentido.Existen circuitos integrados que tienen incluidos “puentes H” para el control de motores de c. d.Por enunciar un CI, el BA6209 es un motodriver bidireccional (puente H) para motores: dos entradas lógicas permiten tres modos de salida: giro izquierdo, giro derecho y frenado. El número de vueltas por minuto puede ser controlado dependiendo del voltaje aplicado al pin VR.

Para variar la velocidad de un motor de c. d. se necesita variar el voltaje aplicado entre sus terminales, un método digital para realizar esta función consiste en el uso de la técnica de PWM (Pulse Wide Modulation), modulación en ancho de pulso, a pesar de ser una técnica de transmisión codificada de información, puede ser utilizada para los propósitos mencionados.El PWM consiste en generar una forma de onda cuadrada a la cual es posible variar el ciclo de trabajo, es decir, el tiempo en que se encuentra en nivel alto.Modulación de ancho de pulso (PWM) es una poderosa técnica para controlar circuitos análogos con salidas de procesador digitales. Este es empleado en una ancha variedad de aplicaciones.

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Control digital

Para controlar circuitos analógicos digitalmente, los costos del sistema y el consumo de potencia pueden ser

reducidos drásticamente. Lo que ya son más, muchos microcontroladores y DSPs incluyen controladores para

PWM y hacen su aplicación fácil.

En resumidas cuentas, PWM es una manera de codificar señales analógicas digitalmente. A través del uso de

contadores de alta- precisión, el ciclo útil de una onda cuadrada se modula para codificar un nivel de señal

analógico específico. La señal de PWM todavía es digital porque, en cualquier instante de tiempo, la señal de

DC esta o en 0V o en 5V (0 o 1 lógicos). La fuente de corriente o voltaje se proporcionan a la carga analógica

por medio de una serie de repeticiones de encendido y apagado. El tiempo de encendido, es el tiempo durante el

que la fuente de DC se aplica a la carga, y el tiempo de apagado es el periodo durante el cual la fuente se apaga.

Dado un ancho de banda suficiente, cualquier valor analógico puede codificarse con PWM.

Figura 1. Muestra tres diferentes señales de PWM. Figura 1a muestra una salida de PWM a un 10% ciclo útil.

Es decir, la señal esta en encendido 10% del periodo y en apagado 90%. Figura 1b y 1c muestra las salidas de

PWM a 50% y 90% ciclos útiles, respectivamente. Estas tres salidas de PWM codifican tres diferentes valores

de señal, un 10%, 50%, y 90% a plena carga. Por ejemplo, si el suministro es 9V y el ciclo útil es 10%, un

0.9V y resulta una señal analógica.

Figura 1. Señales de PWM de varios ciclos útiles.

Controladores en Hardware

Muchos microcontroladores incluyen en el chip las unidades de PWM. Por ejemplo, los PIC16C67 de

Microchip incluyen dos, cada uno de los cuales tienen un periodo de tiempo en encendido seleccionable. El

ciclo útil es la proporción del tiempo de encendido con respecto al periodo; la frecuencia de modulación es el

inverso del periodo. Para empezar funcionamiento de PWM, la hoja de los datos sugiere que el software debe:

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Proporciona el periodo en el chip con un temporizador \ contador que provee la modulación de la onda

cuadrada

Proporciona el tiempo de encendido

Comienzo de temporizadores

Habilite el controlador de PWM

Aunque los controladores de PWM específicos varían en sus detalles de programación, la idea básica

generalmente es la misma.

Comunicación y control

Una de las ventajas de PWM es que la señal permanece digital; ninguna conversión digital a analógica es

necesaria. Guardando la señal digital, los efectos del ruido son minimizados. El ruido puede afectar la señal

digital si este es fuerte puede cambiar un 1(lógico) a un 0 (lógico), o viceversa.

El incremento a la invulnerabilidad al ruido es todavía otro beneficio para escoger PWM encima del control

analógico, y es la razón principal que PWM a veces se usa para comunicaciones. Cambiando de una señal

analógica a PWM pueden aumentar la longitud de un canal de comunicaciones dramáticamente. Al extremo

receptor, un RC conveniente (resistencia-condensador) o LC (inductor-condensador) la red puede quitar la

modulación de la onda cuadrada en alta frecuencia y puede devolver la señal a la forma analógica.

Convertidores analógico/digital (ADC) y digital/analógico (DAC)

Acrónimo de Analogue to Digital Converter, circuito electrónico que convierte una señal analógica en digital.

Se utiliza en equipos electrónicos como ordenadores o computadoras, grabadores digitales de sonido y de

vídeo, y equipos de comunicaciones. La señal analógica, que varía de forma continua en el tiempo, se conecta a

la entrada del dispositivo y se somete a un muestreo (cuantificación discreta, o asignación de un valor numérico

a una determinada intensidad de la señal) a una velocidad fija, obteniéndose así una señal digital a la salida del

mismo. Esta señal se puede volver a convertir en analógica mediante un convertidor digital analógico.

Los convertidores analógico/digital (ADC) y digital/analógico (DAC) se utilizan para conectar el

microprocesador con el mundo analógico. Muchos de los acontecimientos que se monitorean y controlan con el

microprocesador son analógicos. A menudo incluyen vigilancia de todas las formas de acontecimientos, incluso

voz, hasta el control de motores y dispositivos similares. Para poder efectuar la interface del microprocesador

con estos acontecimientos, se deban conocer la interface y el control del ADC y el DAC que convierten datos

analógicos a digitales y viceversa.

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DESARROLLO

Armar los siguientes circuitos de control y de potencia.

1.- Arranque y paro desde 2 estaciones distintas

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Esquemas que muestran las conexiones físicas para el control de motores desde 2 estaciones distintas

2.-Arranque, paro e inversión de giro con condensador permanente.

H2 H1 OFF L1 L2X X

X

X

X X

X

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Figura motor con condensador permanente

3.-Arranque, paro e inversión de giro de motor trifásico.

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OBSERVACIONES

1.-Pudimos observar que podemos controlar un motor desde 2 posiciones distintas ya que lo podemos hacer por medio de botones de arranque en paralelo para poder arrancar desde cualquiera de las dos posiciones y con botones de paro en serie para poder interrumpir la línea desde cualquiera de los dos lugares.

2.-Pudimos invertir el giro con contactores y bobinas de un motor ya que al darle línea a una de las dos bobinas lo que ocasionamos fue que la corriente circule por ella mientras que el otro devanado permanece cerrado, esto lo logramos haciendo uso de un interruptor de 5 posiciones en las cuales en una de ellas encendíamos un foco indicador y en la otra encendíamos tanto foco como motor y en el otro lado era lo mismo pero para un diferente foco y giro invertido mientras que en el centro era posición de apagado.Pudimos observar que si el motor estaba girando hacia cierto lado y cambiamos repentinamente el giro esto no obedecía el cambio debido a que en el motor antes de parar todavía existe un campo magnético que lo impulsa ha seguir girando en el mismo sentido.

3.-Pudimos invertir el giro ya que lo único que logramos era cambiar las líneas con la ayuda de contactores para cerrar una u otra línea según el giro del motor que nosotros deseáramos (L2 por L3), mientras que la línea 1 solo energizamos los diferentes contactores (A o B)..

CONCLUSIONES

En la presente práctica se llegó a la conclusión de que el uso de contactores para el control de motores es muy eficiente ya que podemos arrancar o parar un motor desde dos partes distintas, además de la posibilidad de invertir su giro.

BIBLIOGRAFÍA

www.google.com.mx

www.yahoo.com.mx

Apuntes de los alumnos integrantes.

Biblioteca de Consulta Microsoft Encarta 2004.

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