View
104
Download
28
Category
Preview:
DESCRIPTION
Electric Motors
Citation preview
ACTUADORES Y SENSORES PARA ROBOTICAMotores Eléctricos
Miguel Torres Torriti
PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DE CHILEESCUELA DE INGENIERÍADepartamento de Ingeniería Eléctrica
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 2L03. Motores Eléctricos
Motores Eléctricos – Clases Generales
DCDC ACAC
PM BDCPM BDC PM BLDCPM BLDC STEPPERSTEPPER INDUCCIONINDUCCION SINCRONOSSINCRONOS
MOTORESELECTRICOSMOTORES
ELECTRICOS
VRVR PMPMComunes en Robótica
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 3L03. Motores Eléctricos
Motores Eléctricos – Clasificación Detallada
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 4L03. Motores Eléctricos
N
S
Principio Básico – Interacción Magnética
N
S
N
S
N
S
Los imanes se conocen desde la antigüedad,encontrados en la naturaleza en forma magnetita (Fe3O4).
“Magneto” proviene de Magnesia, actualmente en el sureste deTesalea (Grecia), 600 AC.
Tesalónica (San Pablo)
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 5L03. Motores Eléctricos
Principio Básico – Corriente produce magnetismo
NS
NS
Hans Christian Oersted (Dinamarca) descubrió en 1820 que al hacer circular corriente por un conductor causaba la reorientación de una brújala perpendicularmente al cable.
corriente eléctrica
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 6L03. Motores Eléctricos
Principio Básico – Corriente produce magnetismo
La corriente i produce un campo magnético B en un planoperpendicular a su dirección.
-electrón
campo magnético
El origen del magnetismo en materiales se puede explicar notandoque un electrón que orbita el núcleo constituye una corriente eléctrica circular. El electrón gira produciendo imán permanente de dimensiones atómicas.
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 7L03. Motores Eléctricos
Principio Básico – Materiales magnéticos
-electrón
campo magnético
Si todos los átomos en un material son tales que presentan un campo magnético B y se encuentran ordenados en una estructura cristalina de manera que los campos se sumen, se dice que el material es de tipo ferromagnético.
- - -
- - -
- - -
-
material ferromagnético
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 8L03. Motores Eléctricos
Principio Básico – Momento del dipolo magnético
-electrón
campo magnético
Partículas con spin (propiedad similar al momento angular) también pueden poseer un dipolo magnético con momento angular. El momento magnético intrínseco de una partícula está dado por:
dondees una constante adimensional (g-orbital= 1 movimiento orbital, g-electrón= 2.0023193043768)carga (q-electrón = –1.602176487 × 10–19 C)
masa (m-electrón = 9.109 382 15(45) × 10–31 kg)
Spin (S-electrón = 1/2)
http://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?muem
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 9L03. Motores Eléctricos
Principio Básico – Momento magnético de una corriente
Así como cada electrón posee un momento magnético intrínseco, también una corriente genera un momento magnético. En el caso de una espira de area a, la corriente produce un momento:
donde
es el vector de area normal al plano que contiene la espira, cuyas componentes x, y, z corresponden a las proyeccionesdel área sobre los planos yz, zx, e xy, respectivamente.
Si la espira no está en un plano:
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 10L03. Motores Eléctricos
Principio Básico – Momento magnético de una carga
El momento magnético producido por una carga eléctrica es:
En el caso más general de una distribución de corriente arbitrariaJ:
donde
es el elemento de volumen
es la densidad de carga por el vector velocidad v
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 11L03. Motores Eléctricos
Principio Básico – Momento magnético de una corriente
En momento magnético de un conjunto de cargas es la suma de los momentos individuales:
Si las cargas se distribuyen uniformemente:
donde es la cantidad de cargas por
unidad de longitud (densidad de cargas).
En el límite
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 12L03. Motores Eléctricos
Principio Básico – Momento magnético de una corriente
Asumiendo una trayectoria circular:
El resultado anterior también puede verificarse para otras espiras regulares.
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 13L03. Motores Eléctricos
N
S
Principio Básico – Momento magnético de una bobina
Por lo anterior, el momento magnético de una bobina de N vueltas es:
El momento magnético puede afectarse por un campo magnético produciendo un torque :
corriente eléctrica
NS
Fuerza del campo magnético sobre un elemento de corriente
NS
NS
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 14L03. Motores Eléctricos
Principio Básico – Torque sobre una corriente
Empleando el resultado anterior:
Luego, un elemento infinitesimal de torque está dado por:
El elemento infinitesimal de toque se puede expresar como:
Empleando y la identidad de Jacobi:
Se cancelan o son cero.
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 15L03. Motores Eléctricos
Principio Básico – Fuerza sobre una corriente
Recordando que una fuerza aplicada en un punto a una distancia rproduce un torque dado por:
A partir del resultado anterior:
Es posible establecer que la componente de fuerza que actua sobreel conductor o las cargas que circulan por él es:
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 16L03. Motores Eléctricos
Principio Básico – Torque y fuerza sobre una corriente
Si se considera una espira cuadrada, empleando las fórmulasanteriores:
Por lo tanto:
La fuerza es proporcional a la corriente I, el largo L de la espira, y el campo B! El torque se máximiza para
angulos cercanos a 90º!
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 17L03. Motores Eléctricos
Principio Básico – Ley de Fuerza de Lorentz
La fuerza anterior sumada a la fuerza debido al campo eléctricoactuando sobre una carga conforman la llamada fuerza de Lorentz:
Por la anterior, la fuerza sobre un conductor por el cual circulauna corriente I en presencia de un campo magnético B es:
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 18L03. Motores Eléctricos
Principio Básico – Ley de Fuerza de Lorentz
Lecturas Adcionales
•Feynman, Leighton and Sands. The Feynman Lectures on Physics – The DefinitiveEdition Volume II. Pearson Addison Wesley, 2006.
•http://www.physnet.org/modules/pdfmodules.html
La Ley de Fuerza de Lorentz resume la interacción entre cargas eléctricas y los campos eléctrico y magnético. Esta interacción esel elemento fundamental en el que se basa el funcionamiento de:• Motores• Generadores• Sensores de Efecto Hall• Televisores con Tubos de Rayos Catódicos (CRT)
(La deflexión magnética permite fabricar tubos más cortos, aunque osciloscopios CRT emplean deflexión electrostática por rapidez y facilidad de deflectar el haz en forma proporcional a la señal aplicada).
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 19L03. Motores Eléctricos
Motores Paso a Paso
• Motores sin escobillas (brushless) síncronos, cuyo giro puede dividirse en un gran número discreto de pasos.
• Pueden ser de dos tipos: Reluctancia Variable (VR, Variable Reluctance) Imanes Permanentes (PM, Permanent Magnets)
Motores Stepper – Danaher Motion(ex Thomson Airpax Mechatronics)
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 20L03. Motores Eléctricos
Motor Paso a Paso (Stepper Motor)
Motor Paso a Paso – Etapa 1: Conmutación Enrollado 1, Atracción 4 Dientes Superiores(Ilustración de Eric Pierce,
http://en.wikipedia.org/wiki/User:Wapcaplet)
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 21L03. Motores Eléctricos
Motor Paso a Paso (Stepper Motor)
Motor Paso a Paso – Etapa 2: Conmutación Enrollado 2, Giro de 3.6 Grados(Ilustración de Eric Pierce,
http://en.wikipedia.org/wiki/User:Wapcaplet)
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 22L03. Motores Eléctricos
Motor Paso a Paso (Stepper Motor)
Motor Paso a Paso – Etapa 3: Conmutación Enrollado 3, Giro de 3.6 Grados(Ilustración de Eric Pierce,
http://en.wikipedia.org/wiki/User:Wapcaplet)
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 23L03. Motores Eléctricos
Motor Paso a Paso (Stepper Motor)
Motor Paso a Paso – Etapa 4: Conmutación Enrollado 4, Giro de 3.6 Grados(Ilustración de Eric Pierce,
http://en.wikipedia.org/wiki/User:Wapcaplet)
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 24L03. Motores Eléctricos
Motor Paso a Paso (Stepper Motor)
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 25L03. Motores Eléctricos
Motor Paso a Paso (Stepper Motor)
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 26L03. Motores Eléctricos
Motor Paso a Paso (Stepper Motor)
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 27L03. Motores Eléctricos
VR Stepper
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 28L03. Motores Eléctricos
VR Stepper
• Basta alimentación unipolar para poder controlar sentido de giro.
• Típicamente de 4 fases (4 pares de polos).• Típicamente poseen 2 términales por fase (+, GND).
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 29L03. Motores Eléctricos
PM Stepper
• Requiere alimentación bipolar para poder controlarsentido de giro o enrollado bifilar con un enrollado en sentido opuesto.
• Típicamente de 2 fases (2 pares de polos).• Típicamente poseen 3 términales por fase (+, -,
neutro), pero también hay de 4 términales por fase.
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 30L03. Motores Eléctricos
PM Stepper – Control Electrónico
Puente T
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 31L03. Motores Eléctricos
Stepper – Control Electrónico
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 32L03. Motores Eléctricos
Single Phase Stepper – Control Electrónico
Esquema de Control Electrónicopara Motores de 1 Fase
(Faulhaber, AMAR 138, SerieASP006-xxx-01)
Motores de 6 pasos (60º/paso) o 24 pasos (15º/paso).
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 33L03. Motores Eléctricos
Motores Paso a Paso – Carácterísticas
• Operación en lazo abierto con exactitud de ±1 paso.• Alto torque a velocidades angulares bajas.• Torque de rotor detenido con una excitación DC.• Autobloqueo (self-locking) con el rotor estacionario.
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 34L03. Motores Eléctricos
Motores Paso a Paso – Carácterísticas
• Pueden operarse con una exactitud de ±1 paso en modo full-step en lazo abierto, asumiendo que la velocidad de conmutación es baja, es decir con una velocidad de giro baja para que no se pierdan pasos.
• Alto torque a velocidades angulares bajas útiles para acelerar cargas a velocidades de régimen.
• Exhiben un torque de rotor detenido (holding torque, stall torque o torque de rotor bloqueado) con una excitación DC.
• Autobloqueo (self-locking) con el rotor estacionario, ya que el rotor se mueve solo cuando el voltaje en los terminales cambia.
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 35L03. Motores Eléctricos
Motores Paso a Paso – Ventajas
Comparados con otros motores DC como el PM DC:• Compatible con técnicas digitales de control.• Exactitud de posicionamiento excelente.
(Los errores no son acumulativos).• Operación en lazo-abierto (o sensorless)
menor costo del sistema.• Construcción mecánica simple y robusta.
(Sin escobillas, ni bobinas en el rotor). requiere menor mantención y tienen un menor
costo del fabricación.• Puede bloquearse sin dañarse por efector de
corriente y sobrecalentamiento.
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 36L03. Motores Eléctricos
Motores Paso a Paso – En Robótica
En aplicaciones robóticas pueden ser atractivos por:• Bajo costo.• Alto torque de bloqueo.• Seguro de operar (autobloqueo ante corto-circuito de
los transistores de potencia, característica no presente en motores PM DC).
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 37L03. Motores Eléctricos
Motores Paso a Paso – Desventajas
• Las aplicaciones de robótica necesitan sensores. en robótica no necesariamente son una solución
de menor costo.• Moviemientos discretos son indeseados.
introducen vibraciones.• Microstepping requiere controladores de mayor
complejidad y costo.
Por estas razones el uso de motores stepper no es generalizado en robótica a pesar de su ventajas..
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 38L03. Motores Eléctricos
Stepper PM vs. Stepper VR
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 39L03. Motores Eléctricos
Motor DC de Imanes Permanentes (PM BDC)
Motor DC – Etapa 1: Repulsión(Ilustración de Eric Pierce,
http://en.wikipedia.org/wiki/User:Wapcaplet)
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 40L03. Motores Eléctricos
Motor DC de Imanes Permanentes (PM BDC)
Motor DC – Etapa 2: Inercia(Ilustración de Eric Pierce,
http://en.wikipedia.org/wiki/User:Wapcaplet)
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 41L03. Motores Eléctricos
Motor DC de Imanes Permanentes (PM BDC)
Motor DC – Etapa 3: Atracción(Ilustración de Eric Pierce,
http://en.wikipedia.org/wiki/User:Wapcaplet)
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 42L03. Motores Eléctricos
Motor DC de Imanes Permanentes (PM BDC)
Motor DC – Fuerzas Motrices(Ilustración de Eric Pierce,
http://en.wikipedia.org/wiki/User:Wapcaplet)
1. La corriente electrica ia fluye porla armadura a través del colector(commutator).
2. Se genera una fuerza magnetomotriz F
proporcional al campo de estator B,
la corriente de armadura iay la longitud de las espiras l.
3. La fuerza magnetomotriz F es es
perpendicular al campo de estator B yal sentido de flujo de la corriente de
armadura ia, produciendo un torque que hace girar el rotor.
B
F ia l B
ia
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 43L03. Motores Eléctricos
Motor DC de Imanes Permanentes (PM BDC)
Motor DC de Imanes Permanentes(Ilustración de Eric Pierce,
http://en.wikipedia.org/wiki/User:Wapcaplet)
Rotor Bobinado
ColectorEstator de Imanes
Permanentes
Escobillas
Motor DC de Baja Potencia(Fuente [1])
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 44L03. Motores Eléctricos
Motor DC de Imanes Permanentes (PM BDC)
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 45L03. Motores Eléctricos
Motor DC de Imanes Permanentes (PM BDC)
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 46L03. Motores Eléctricos
Motor DC de Imanes Permanentes (PM BDC)
Escobillas
Colector Armadura (rotor) Rodamiento Eje
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 47L03. Motores Eléctricos
Motor DC de Imanes Permanentes (PM BDC)
Tm KT ia
−−
Ra La
Eg Kgω
ω
Va
Va Ladia
dtRaiaKgω Jm
dω
dt Tm− TL− Tf − Tgω
ia
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 48L03. Motores Eléctricos
Control Motor PM DC – Switch Mecánico
−Va
ia
ω
Conexióndel Switch
ia Desconexióndel Switch
vs −
t
t
t
vs Desconexióndel Switch
~ 1 milisegundo
Al desconectarse el switch:
•El motor opera como generador, ya quesigue girando por la inercia.
•La inductancia libera la corriente quealmacena.
•Aparece una tensión en el switch y se produce un arco que acorta la vida del mismo… solución: transistores de potencia! ~12 V
~3.5 A
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 49L03. Motores Eléctricos
Explicación Mátematica de Fenómeno de Apertura del Switch
Lo que ocurre en el switch se explica porque antes de abrir el switch se tiene:
pero al abrir el switch:
luego, usando (1) y (2), en el momento de apertura delswitch:
t − Va Ladia
dtRaiaKgω
t V a VsKgω
Vs V a−Kgω La
dia
dtRaia
Vs depende de la derivada de la corriente,la cual pasa de un valor no nulo a cero en un tiempomuy corto, por lo tanto se produce una diferenciade potencial muy grande entre los bornes del switch!
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 50L03. Motores Eléctricos
BDC – Control Basado en Relés 1/3
Atrás
-
+-
+
Atrás
-
+
Adelante +-
Derecha
R
L
1
2
Atrás3
4
Izquierda
5
6
+
7
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 51L03. Motores Eléctricos
BDC – Control Basado en Relés 2/3
+
Giro +
-
+-
+
Giro -
-
M
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 52L03. Motores Eléctricos
BDC – Control Basado en Relés 3/3
+
L+
-
+-
+
L-
-
+
R+
-
+-
+
L-
-
R
L
L+, R+
L-, R-
R-, L+R+, L-
L+
R-L-
R+
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 53L03. Motores Eléctricos
BDC – Control Electrónico
Esquema de Control ElectrónicoPWM de 4-cuadrantes para motores DC
(Faulhaber, MCDC 3003/3006 S)
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 54L03. Motores Eléctricos
BDC – Control Electrónico – LM629
• LM629 - Precision Motion Controller
LM629 - Precision Motion(National Semiconductor,
http://www.national.com/mpf/LM/LM629.html#General%20Description)
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 55L03. Motores Eléctricos
BDC – Control Electrónico – LM629• Description
The LM628/LM629 are dedicated motion-control processors designed for use with a variety of DC and brushless DC servo motors, and otherservomechanisms which provide a quadrature incremental position feedback signal. The parts perform the intensive, real-time computational tasks requiredfor high performance digital motion control. The host control software interfaceis facilitated by a high-level command set. The LM628 has an 8-bit output whichcan drive either an 8-bit or a 12-bit DAC. The components required to build a servo system are reduced to the DC motor/actuator, an incremental encoder, a DAC, a power amplifier, and the LM628. An LM629-based system is similar, except that it provides an 8-bit PWM output for directly driving H-switches. Theparts are fabricated in NMOS and packaged in a 28-pin dual in-line package or a 24-pin surface mount package (LM629 only). Both 6 MHz and 8 MHz maximumfrequency versions are available with the suffixes -6 and -8, respectively, usedto designate the versions. They incorporate an SDA core processor and cellsdesigned by SDA.
Fuente: National Semiconductor,http://www.national.com/mpf/LM/LM629.html#General%20Description
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 56L03. Motores Eléctricos
BDC – Control Electrónico – LM629• Features
32-bit position, velocity, and acceleration registers Programmable digital PID filter with 16-bit coefficients Programmable derivative sampling interval 8- or 12-bit DAC output data (LM628) 8-bit sign-magnitude PWM output data (LM629) Internal trapezoidal velocity profile generator Velocity, target position, and filter parameters may be changed during motion Position and velocity modes of operation Real-time programmable host interrupts 8-bit parallel asynchronous host interface Quadrature incremental encoder interface with index pulse input Available in a 28-pin dual in-line package or a 24-pin surface mount package (LM629
only)
Fuente: National Semiconductor,http://www.national.com/mpf/LM/LM629.html#General%20Description
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 57L03. Motores Eléctricos
BDC – Control Electrónico – Ejemplo de Aplicación
ISC629ER PC/104 Peripheral ModuleIsolated 2-Channel DC Servo Motor Controller
(RTD Embedded Technologies, Inc.,http://www.rtd.com/PC104/UM/controller/ISC629ER.htm)
LM629
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 58L03. Motores Eléctricos
BDC – Control Electrónico – Ejemplo de Aplicación
RoboteQ AX2550-AX2850(RoboteQ, Inc.
http://www.roboteq.com/ax2550-folder.html)
R/C RS-232 Analog
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 59L03. Motores Eléctricos
BDC – Control Electrónico – Ejemplo de Aplicación
AmpFlow Motor Controller(Vendido por Powerhouse, Inc.,
http://www.ampflow.com/motor_controller.htm,http://www.battlekits.com/controllers.htm, fabricado por RoboteQ, Inc.)
R/C RS-232 Analog
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 60L03. Motores Eléctricos
BDC – Control Electrónico – Ejemplo de Aplicación
• General Features Two 12 to 40VDC high-efficiency power output stages. One optional 12V input to the controller so that it will continue to
operate if the main battery voltage dips below 12V. High efficiency MOSFET “H-Bridges”. Pulse Width Modulation at 16 kHz to generate smooth, variable
output power in as little as 0.5% increments. Ultra-low “On” resistance of the 32 MOSFET transistors and
synchronous rectification ensures operation up to 180A (20 seconds) per channel with very little heat generated by thecontroller.
The internal "on" resistance of .003 Ohms is comparable to theresistance of two 8-gauge battery cables just 2.4 feet long.
The resistance of the single channel version is even lower at only.0015 Ohms.
The extruded aluminum case, which doubles as the heat-sink, provides efficient cooling without the need for a fan.
Encoder/Tachometer/Analog/PWM inputs. Cost ~ USD 645-770.
Fuente: AmpFlow.com, Powerhouse, Inc.http://www.ampflow.com/motor_controller.htm
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 61L03. Motores Eléctricos
BDC – Control Electrónico – Ejemplo de Aplicación
• Current Limiting A sensor measures the actual current delivered to the motors and
automatically reduces the power if the current goes over the presetlimits.
Two temperature sensors located on the heat sink will cause thecontroller to adjust the maximum allowed Amps in case of controlleroverheat.
The controller can be configured to automatically smooth commandchanges (from forward to reverse, for example) to avoid suddenoverloads on the controller, the batteries, and mechanicalcomponents. The controller’s programmable acceleration featurewill automatically limit the huge current spikes that would otherwiseoccur.
An advanced algorithm for automatic current limitation allows eachof the two channels up to:160 Amps continuous for three minutes180 Amps for up to 20 seconds500 Amps momentary peaks (less than one millisecond)These figures are doubled for the single channel version and theycan be increased if you choose to add a fan.
Fuente: AmpFlow.com, Powerhouse, Inc.http://www.ampflow.com/motor_controller.htm
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 62L03. Motores Eléctricos
BDC – Control Electrónico – Ejemplo de Aplicación
Fuente: AmpFlow.com, Powerhouse, Inc.http://www.ampflow.com/ampflow_motors.htmhttp://www.robotmarketplace.com/marketplace_magmotors.htmlhttp://www.magmotor.com/brushed/brushed.html
C40-300USD 300
S28-400USD 350
S28-150USD 300
E-150USD 80
3.8 Horsepower 4.5 Horsepower 3 Horsepower 1/2 Horsepower
4" Diameter 3" Diameter 3" Diameter 3" Diameter
6.9" Long 6.7" Long 4" Long 3.8" Long
3840 oz-in Torque 3720 oz-in Torque 1970 oz-in Torque 430 oz-in Torque
84% Efficiency 83% Efficiency 82% Efficiency 74% Efficiency
24 Volts 24 Volts 24 Volts 24 Volts
4000 RPM 4900 RPM 6000 RPM 4700 RPM
11.9 Pounds 6.9 Pounds 3.8 Pounds 3.4 Pounds
5/8" Shaft Dia. 1/2" Shaft Dia. 1/2" Shaft Dia. 12mm Shaft Dia.
1.75 Shaft Length 1.75 Shaft Length 1.75 Shaft Length 1.75 Shaft Length
3/16" Keyway 1/8" Keyway 1/8" Keyway 3mm Keyway
Built-in Capacitors Built-in Capacitors Built-in Capacitors No Capacitors
Ferrite Magnets Neodymium Magnets Neodymium Magnets Ferrite Magnets
Motores MagMotor
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 63L03. Motores Eléctricos
BDC – Control Electrónico – Ejemplo de Aplicación
Fuente: Robot Power, Inc.http://www.robotpower.com/products/osmc_info.html
Open Source Motor Control, Robot Power, Inc.
Supply voltage 13V to 50V (36V max battery rating)
Output Current (continuous) 160A
Output Current (surge) >400A
Weight 0.6 lb
MOSFETs 16 ea. IRFB3207 (or IRF1405 on older units)
On Resistance .0026 ohm max at 25C
Cooling 40 CFM fan
Bridge Driver Intersil HIP4081A
Logic Interface 10-pin dual-row header
RC Interface External via logic interface
Power Supply 12V .5A regulator
Current Limiting Optional Add-on
Connectors Solder pads for up to 10 ga wire or #8 bolts
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 64L03. Motores Eléctricos
Motor DC Brushless (BLDC o PMSM)
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 65L03. Motores Eléctricos
Motor DC Brushless (BLDC o PMSM)• Conocidos también como motores síncronos de
imánes permanentes (permanent magnetsynchronous motor, PMSM).
http://www.kontronik.com/Index2.htm
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 66L03. Motores Eléctricos
Motor DC Brushless (BLDC o PMSM)
Kollmorgen AKM Brushless Servomotors1. Optional shaft configurations2. Optional Viton shaft seal3. Direct access to mounting screws4. Rugged TENV, IP65 washdown construction5. Captured front bearing eliminates axial movement6. Multiple International flange mounts - standard7. One piece integral front-endbell & housing8. Neodymium-Iron-Boron magnets9. O'ring captures rear bearing outer race10. Patent-pending stator - Class F, high density
windings; 480VAC high voltage insulation (240 VAC on AKM1); Potting for ruggedness; 155°thermistor; Overtemperature protection
11. Die-cast alum. housing & cover construction12. Optional brake13. Multiple feedback options14. Rugged powder coating15. cURus, CE, TUV recognized16. IP65 rotatable metal connectors
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 67L03. Motores Eléctricos
Motor DC Brushless (BLDC o PMSM)
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 68L03. Motores Eléctricos
Motor DC Brushless (BLDC o PMSM)
Torques
Sensores
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 69L03. Motores Eléctricos
BLDC – Control Electrónico
Esquema de Control ElectrónicoPWM de 4-cuadrantes para motores BLDC
(Faulhaber, MCBL 3003/3006 S)
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 70L03. Motores Eléctricos
Comparación PM BDC, PM BLDC, PM Stepper
BDC BLDCBobinas
Imanes
PM Stepper
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 71L03. Motores Eléctricos
Comparación PM BDC, PM BLDC, PM Stepper
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 72L03. Motores Eléctricos
Componentes de un Sistema Servomotor 1/9
M
Carga Transmisión oAccionamiento
Mecánico
Reducción Motor Freno Sensor Control Fuentede Poder
IndicadorMecánico
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 73L03. Motores Eléctricos
Componentes de un Sistema Servomotor 2/9
Carga:•Velocidad Máxima•Torque de Carga (RMS)•Torque de Máximo•Duración del Torque Máxima
M
Carga Transmisión oAccionamiento
Mecánico
Reducción Motor Freno Sensor Control Fuentede Poder
IndicadorMecánico
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 74L03. Motores Eléctricos
Componentes de un Sistema Servomotor 3/9
M
Carga Transmisión oAccionamiento
Mecánico
Reducción Motor Freno Sensor Control Fuentede Poder
IndicadorMecánico
Engranajes Correasy Poleas
CorreasTransportadoras
Piñon yCremallera
Tornillo Sinfíny Corona
Cable yPolea
(Tipo Grúa)
AccionamientoExcéntrico
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 75L03. Motores Eléctricos
Componentes de un Sistema Servomotor 4/9
M
Carga Transmisión oAccionamiento
Mecánico
Reducción Motor Freno Sensor Control Fuentede Poder
IndicadorMecánico
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 76L03. Motores Eléctricos
Componentes de un Sistema Servomotor 5/9
M
Carga Transmisión oAccionamiento
Mecánico
Reducción Motor Freno Sensor Control Fuentede Poder
IndicadorMecánico
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 77L03. Motores Eléctricos
Componentes de un Sistema Servomotor 6/9
M
Carga Transmisión oAccionamiento
Mecánico
Reducción Motor Freno Sensor Control Fuentede Poder
IndicadorMecánico
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 78L03. Motores Eléctricos
Componentes de un Sistema Servomotor 7/9
M
Carga Transmisión oAccionamiento
Mecánico
Reducción Motor Freno Sensor Control Fuentede Poder
IndicadorMecánico
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 79L03. Motores Eléctricos
Componentes de un Sistema Servomotor 8/9
M
Carga Transmisión oAccionamiento
Mecánico
Reducción Motor Freno Sensor Control Fuentede Poder
IndicadorMecánico
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 80L03. Motores Eléctricos
Componentes de un Sistema Servomotor 9/9
M
Carga Transmisión oAccionamiento
Mecánico
Reducción Motor Freno Sensor Control Fuentede Poder
IndicadorMecánico
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 81L03. Motores Eléctricos
Computador de Control
InterfazUsuario
Esquema General de un Sistema de Servomotores
Planificador de Trayectorias
Base de Datos
Servomotor
Actuador Sensores
Encoder
TacómetroArticulación nMotor DC
Actuador Sensores
Encoder
TacómetroArticulación 1Motor DC
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 82L03. Motores Eléctricos
Diagrama de Bloques de un Sistema de Servomotores
Amplificadorde Potencia Mecanismo SensoresProcesador
Articulación 1
ProcesadorMaestro
ActuadorArticulación
Amplificadorde Potencia Mecanismo SensoresProcesador
Articulación 2Actuador
Articulación
Amplificadorde Potencia Mecanismo SensoresProcesador
Articulación nActuador
Articulación
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 83L03. Motores Eléctricos
Esquemas Prácticos de Control – 1 Etapa
Amplificadorde Potencia
ProcesadorArticulación
Motor
Comando deReferenciadel ProcesadorMaestro
DAC
digital
Error de Velocidad
análogo
Tacómetro Encoder CargaInercial
digital
DAC
Controlador
digital análogo
ωt
θt
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 84L03. Motores Eléctricos
Esquemas Prácticos de Control – 2 Etapas
Amplificadorde Potencia
ProcesadorArticulación
Motor
Comando deReferenciadel ProcesadorMaestro
DAC
digital
Comando de Velocidad
análogo
Encoder CargaInercial
digital
Control de Posición
digital análogo
ωt
θt
− sumador
AmplificadorOperacional
Control de Velocidad
Error de Velocidad
Tacómetro
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 85L03. Motores Eléctricos
Otras Esquemas Prácticos de Control
• Uso de potenciómetros (posición análoga)• Uso de sensor único de posición (análogo o digital) y
derivación de la posición para obtener la velocidad• Uso de sensor único de velocidad (análogo o digital)
e integración de la velocidad para obtener la posición.
• Nota 1: Considerar costos! 1 Encoder = USD 50-250 1 Tacómetro = USD 50-100 Total por articulación = USD 100-350 Total por 6 DOF = USD 600-1200
• Nota 2: Considerar peso y espacio!
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 86L03. Motores Eléctricos
Control de la Articulación de un Brazo Robótico
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 87L03. Motores Eléctricos
Galvos – Precision Motion
• Servomotores para movimientos de precisión• Aplicaciones: escaners láser, sistemas robóticos de
iluminación, oftalmología• Fabricantes:
http://www.camtech.com/index.html http://www.gs-scanners.com/
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 88L03. Motores Eléctricos
Aplicaciones en Tracción Eléctrica
X1Wrightspeed Inc.
Chasis Atom por Ariel Motor Co.http://www.wrightspeed.com
Tesla RoadsterTesla Motors Inc.
Basado en Lotus Elise / Lotus Type 72Dhttp://www.teslamotors.com
Buckeye BulletThe Ohio State University
http://www.buckeyebullet.com
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 89L03. Motores Eléctricos
Wrightspeed X1 – Motor
X1Wrightspeed Inc.
Chasis Atom por Ariel Motor Co.http://www.wrightspeed.com
38.1 cm
30.48 cm
Motor de Inducción Trifásico13.300 RPM
Fuente: http://money.cnn.com/2007/10/04/autos/electric_wright.fortune/
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 90L03. Motores Eléctricos
Wrightspeed X1 – Baterías
X1Wrightspeed Inc.
Chasis Atom por Ariel Motor Co.http://www.wrightspeed.com
Baterías Ion-Litio 244 kg4000 Amps
Rango ~ 160 kmTiempo de recarga: 4.5 horas
Fuente: http://money.cnn.com/2007/10/04/autos/electric_wright.fortune/
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 91L03. Motores Eléctricos
Wrightspeed X1 – Panel e Inversor
X1Wrightspeed Inc.
Chasis Atom por Ariel Motor Co.http://www.wrightspeed.com
Panel despliega velocidad,aceleraciones, carga de
las baterías y datos de navegación del GPS
Inversor AC PropulsionFuente: http://money.cnn.com/2007/10/04/autos/electric_wright.fortune/
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 92L03. Motores Eléctricos
Tesla Roadster – Curvas Torque y Potencia
Fuente: http://www.teslamotors.com
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 93L03. Motores Eléctricos
Tesla Roadster – Well-to-Wheel Energy Efficiency
Fuente: Martin Eberhard, Marc Tarpenning. The 21st Century Electric Car, Tesla Motor Inc., 2006.http://www.teslamotors.com
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 94L03. Motores Eléctricos
¿Baterías o Celdas de Combustible H2?
Fuente: Martin Eberhard, Marc Tarpenning. The 21st Century Electric Car, Tesla Motor Inc., 2006.http://www.teslamotors.com
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 95L03. Motores Eléctricos
Desempeño versus Eficiencia
Fuente: Martin Eberhard, Marc Tarpenning. The 21st Century Electric Car, Tesla Motor Inc., 2006.http://www.teslamotors.com
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 96L03. Motores Eléctricos
Vehículos Eléctricos – Disponibilidad de Energía
• Well-to-Wheel Energy Efficiencydebe considerar la fuente de energía inicial en la generación de electricidad.
Fuente: http://www.teslamotors.com
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 97L03. Motores Eléctricos
Vehículos Eléctricos – Disponibilidad de Energía• Dependencia del
petróleo principalmente atribuible al transporte!
• Se requiere desarrollar sistemas de transporte que no dependan del petróleo...como los vehículos eléctricos.
• 58% del petróleo de EE.UU. es importado.
• 97% del petróleo de Chile es importado.
Fuente: http://www.teslamotors.com
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 98L03. Motores Eléctricos
Matriz Energética de Chile
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 99L03. Motores Eléctricos
Comparación Algunos Vehículos Eléctricos
?
13.5 s
1120990 (diesel)
120
120 @ 0-4300 RPM
55/73 @ 4300-12000 RPM
?
12000
PM BLDC16 polos enfriadocon glycol-agua60 kg (Renco Encoder R35i)
Zytek IDT 120-55
Smart EV
358518200180Velocidad Máxima[km/h]
??400 Hz400 HzFrec. Motor
??1300013300RPM Motor Max.
???35.66 mDistancia 0-100 km/h
??3.9 s3.07 sTiempo 0-100 km/h
?1814~1100720+50-150+450
697Peso [kg]
??284.72 @ 0-6000 RPM
246.76 @ 0-6000 RPM
Torque Máximo [Nm]
418/560?300/402185/248 @ 8000 RPM
176/236 @ ?Potencia Máxima Neta(Output) [kW/HP]
Inducción trifásico
Inducción trifásico
Induccióntrifásico4 polos56.2 kgAC Propulsion
Induccióntrifásico4 polos
AC Propulsion
Motor
BB2BB1Tesla RoadsterX1
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 100L03. Motores Eléctricos
Comparación Algunos Vehículos Eléctricos
?> 11.590 (regular)
28.7
?
97% max.?
1 posición
110
120 Wh/km – 264 Wh/km (1.05 km/MJ)0.06 EUR/km (diesel)
0.02 EUR/km (elec)
Cloruro de Sodio-Nickel 13.2 kW-hr (Zebra) de MES-DEA 60 kghttp://www.mes-dea.ch/http://www.cebi.com/
Smart EV
--354160Autonomía [km]
--133Wh/km eq. 135 mpg
125 Whr/kmeq. 170 mpg
Consumo
??98.000prototipo~ 75.000-85.000
Precio [USD] (2008)
??31.728.8Radio Ruedas [cm]
??80%78.6%Eficiencia @ PotenciaMáx.
-80%90%?Eficiencia Promedio
?5 posicionesmanual
2 posiciones manual electricamente actuada1a: 4.20 : 1
Total 1a: 14.3 : 12a: 2.17 : 1
Total 2a: 7.4 : 1Final Drive: 3.41 : 1
1 posición(sin cambios)8.25:1
Transmisión
Fuel-CellNiMHIon-Litio 53 kW-hr
Ion-Litio 25 kW-hr
Baterías
BB2BB1Tesla RoadsterX1
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 101L03. Motores Eléctricos
Motor AC Propulsion®
Motor de Inducción de 177 kW, 241 HP del Tzero(AC Propulsion, Inc.)
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 102L03. Motores Eléctricos
Motor AC Propulsion® – Especificaciones
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 103L03. Motores Eléctricos
Motor AC Propulsion® – Otras Características
• Estator convencional trifásico de cuatro polos contruido con laminas de 14-mil.
• Rotor jaula de ardilla con nucleo de láminas de 14-mil con barras cortocircuitantes de cobre y anillos en los extremos (jaula). Un anillo de berilio cobre se añade a cada anillo terminal para aumentar lelsoporte estructural.
• El cobre en el rotor incrementa la eficiencia y el peakde potencia que el motor es capaz de entregar, con un peak de corriente de 37% sobre el valor nominal durante exigencias transitorias (ej. aceleraciones de pocos segundos).
• Enfriado por ventilación forzada variable a través de disipadores finamente espaciados tipo aleta.
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 104L03. Motores Eléctricos
Tracción Eléctrica para Vehículos - Caracterísicas
• Motores empleados en prototipos y vehículos comerciales de alta eficiencia y desempeño presentan las siguientes características: Inducción trifásicos 4-polos Frecuencia de operación 400-450 Hz -> reducción de kg por
kW. Motores empleados en aviones operan típicamente a 400 Hz
12000 RPM (4 polos), 24000 RPM (2 polos).Recordar que: elec = (N/2) geom → geom = elec/(N/2)
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 105L03. Motores Eléctricos
Tracción Eléctrica para Vehículos - Ejemplos
• Ejemplos: ElectroLite Roadster EL-R
Motor DC SerieNetgain WarP 9
Vel. máx 145 km/h 0-100 km/h en 4 s Peso: 902 kg Costo 35.000 + baterías http://evalbum.com/1479
VESO:Open Source Electric Vehicle En desarrollo/abandonado? Basado en tecnologías
comerciales https://blueprints.launchpad.net/veso
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 106L03. Motores Eléctricos
Tracción Eléctrica para Vehículos – Otros Fabricantes
• Zytek: http://www.zytekgroup.co.uk/• Azure Dynamics (ex-Solectria EV):
http://www.azuredynamics.com/• Reva NXG:
http://www.revaindia.com/events.htm• Satcon Applied Technology, Inc.
Power Control and Conversion
http://www.satcon.com/apptech/index.php• Smart fortwo EV (Daimler AG)
con propulsión Zytek
http://www.smart.com/
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 107L03. Motores Eléctricos
Aplicaciones Actuadores Aeronáuticos
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 108L03. Motores Eléctricos
Actuadores Eléctricos Lineales – Ballscrew
ERC Linear Actuator – IAI America Inc.http://www.intelligentactuator.com/http://www.pi4-robotics.com/e0602.html
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 109L03. Motores Eléctricos
Actuadores Eléctricos Lineales – Servo Tube
Dunkeren Motorenhttp://www.dunkermotor.com/default.asp?id=116&lang=2http://www.maccon.de/en/actuators/servotube-linear-actuators.html
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 110L03. Motores Eléctricos
Actuadores Eléctricos Lineales – Servo Tube
Dunkeren Motorenhttp://www.dunkermotor.com/default.asp?id=116&lang=2http://www.maccon.de/en/actuators/servotube-linear-actuators.html
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 111L03. Motores Eléctricos
Comparación PM BDC, PM BLDC, PM Stepper
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 112L03. Motores Eléctricos
Single Phase Stepper – Control Electrónico
Esquema de Control Electrónicopara Motores de 1 Fase
(Faulhaber, AMAR 138, SerieASP006-xxx-01)
Motores de 6 pasos (60º/paso) o 24 pasos (15º/paso).
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 113L03. Motores Eléctricos
BDC – Control Electrónico
Esquema de Control ElectrónicoPWM de 4-cuadrantes para motores DC
(Faulhaber, MCDC 3003/3006 S)
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 114L03. Motores Eléctricos
BLDC – Control Electrónico
Esquema de Control ElectrónicoPWM de 4-cuadrantes para motores BLDC
(Faulhaber, MCBL 3003/3006 S)
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 115L03. Motores Eléctricos
BLDC – Control Electrónico
Inversor Faulhaber MCBL 3006 S
InternationalRectifierIRF 4105Z
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 116L03. Motores Eléctricos
BLDC – Control Electrónico
Inversor Faulhaber MCBL 3006 S
FreescaleDSP56F803
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 117L03. Motores Eléctricos
Transistores de Potencia
• BJT (Bipolar Junction Transistors, 1960s) Darlington: Dos BJT en cascada, 1 BJT de potencia media
conectado a un BJT de potencia.
• FET (Field Effect Transistors, 1970s) JFET (Junction FET) MOSFET (Metal Oxide Semiconductor FET) o IGFET
(Insulated Gate FET)
• IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor, 1980s) IGBTs están formados por un IGFET de potencia media
conectados a un BJT de potencia.
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 118L03. Motores Eléctricos
Simbología – BJT
¿Cuál es PNP y cuál es NPN?
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 119L03. Motores Eléctricos
Simbología – BJT
¡El diodo conduce de positivo P a negativo N!
N
N
NP
PP
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 120L03. Motores Eléctricos
Simbología – BJT
¿Cuál es el terminal base, el colector y el emisor?
N
N
NP
PP
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 121L03. Motores Eléctricos
Simbología – BJT
¡El emisor se encuentra en el lado del diodo, la base es el terminal compartido, el otro es el colector!
N
N
NP
PP
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 122L03. Motores Eléctricos
Simbología – BJT (Resumen)
N
N
NP
PP
•El diodo conduce de P a N.•El diodo puede apuntar hacia la base (PNP) o hacia fuera
de ella (NPN... regla mnemotécnica: Not Pointing iN).•El emisor se coloca en el lado del diodo.
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 123L03. Motores Eléctricos
Simbología FET/IGBT
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 124L03. Motores Eléctricos
BJTs
• Controlados por corriente: requieren alta corriente de activación por la base.
• Apagado lento.• Afectados por drift de temperatura.• Perdidas por conducción mínimas están determinadas
por el voltaje de saturación Vce.• Aplicaciones: Conmutación y Amplificación.
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 125L03. Motores Eléctricos
MOSFETs
• Controlados por voltaje.• Apagado rápido.• No están afectados significativamente por drift de
temperatura.• Perdidas por conducción son mucho menores porque
teóricamente la resistencia de conducción no tiene límite mínimo.
• Aplicaciones: Principalmente conmutación, ej. fuentes de modo-conmutado (switched mode powersupplies).
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 126L03. Motores Eléctricos
MOSFETs
Sección de un MOSFET Típico (Fuente: [2])
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 127L03. Motores Eléctricos
MOSFETs
• MOSFETs se emplean bajo las siguientes condiciones: Aplicaciones de alta frecuencia (>200kHz) Variaciones grandes de la línea o carga Largos duty cycles Aplicaciones de baja tensión (<250V) Potencia de Salida < 500W
• Aplicaciones típicas: Fuentes de Switching (SMPS, Switched mode power
supplies): Hard switching sobre los 200kHz Fuentes de Switching (SMPS, Switched mode power
supplies): ZVS (Zero-voltage switched) bajo 1000 watts Cargadores de Baterías
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 128L03. Motores Eléctricos
IGBTs
• “Cruce” de BJT y MOSFET.• Controlado por voltaje como el MOSFET.• Características de switching y conducción similares a
las de los BJTs.• Ventajas: Pueden soportar grandes cantidades de
corriente como un BJT con la facilidad de control de un MOSFET.
• Desventajas: Apagado lento como el del BJT. Sujetos a drift de temperatura (dificulta ponerlos en
paralelo).
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 129L03. Motores Eléctricos
IGBTs
ABB HiPakTMIGBT Module 5SNA 2400E170100
Vce=1700 VIc=2400 A
Dim.: 190 x 140 x 38 mm(Fuente: ABB 5SNA 2400E170100 data sheet).
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 130L03. Motores Eléctricos
IGBTs
Non-punch Through (NPT) IGBT(Fuente: [2])
C
EG
- - -
---
-
--
-
-
-
-
-- -
-----
n- Epitaxial
p+ channel
VGE>0
p+
----
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 131L03. Motores Eléctricos
IGBTs
• IGBTs se emplean bajo las siguientes condiciones: Bajo duty cycle Bajas frecuencias (<20kHz) Variaciones pequeñas de la línea o carga Aplicaciones de alta tensión (>1000V) Operación de la Juntura a altas temperaturas es permitida
(>100°C) Potencia de salida >5kW
• Aplicaciones típicas: Control de Motores: Frecuencias <20kHz, protecciones de
corto circuito, límite de corrientes de in-rush. Fuentes (UPS, uninterruptible power supply): Carga
constante, típicamente de baja frecuencia. Soldadura: Alta corriente promedio, baja frecuencia
(<50kHz), circuitería ZVS. Iluminación de baja potencia: baja frecuencia (<100kHz)
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 132L03. Motores Eléctricos
Areas Comunes de Aplicación MOSFETs e IGBTs
(Fuente: [2])
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 133L03. Motores Eléctricos
Amplificadores Lineales para Servos
Puente TPuente H
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 134L03. Motores Eléctricos
Puente H
• Ventajas: Requiere fuente unipolar.
• Desventajas: Requiere de dos señales de control unipolares. Difícil de operar en forma lineal, el voltaje de armadura
depende también de la corriente suministrada a la base por el pre-amplificador.
El motor “flota” con respecto a la tierra del sistema, por lo tanto es difícil implementar retro-alimentación de voltaje o corriente.
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 135L03. Motores Eléctricos
Puente T
• Ventajas: Empleando transistores complementarios, sólo una señal bipolar de
control es necesaria. Facilidad de control del motor, ya que el motor no “flota” respecto
a tierra, y por lo tanto es la retro-alimentación de voltaje o corriente es fácil de implementar.
• Desventajas: Se requiere fuente bipolar. Se requiere agregar un bias a los transistores de manera que no se
activen los dos simultáneamente. Están sujetos a una característica de “deadband” o “distorsión de
crossover” indeseable para voltajes de salida entorno a cero. Esto produce un voltaje de armadura que es una función nolineal de pequeñas varaiciones de la señal de control. Esto se puede solucionar manteniendo ambos transistores encendidos, cuando se está cerca de la zona de voltaje nulo, cuidando de no activar ambos transistores cuando cantidades grandes de corriente están fluyendo.
Cortocircuitos de un transistor resultan en una situación más peligrosa que en el caso del puente H.
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 136L03. Motores Eléctricos
Otras Consideraciones Sobre Amplificadores Lineales para Servos
• Diodos Flyback (para prevenir “patadas” inductivas)• Disipación de Calor (enfriamiento forzado)• Limitadores de Corriente para proteger transistores y
el motor.
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 137L03. Motores Eléctricos
Amplificadores Operacionales con VF
−
R < R
no depende de
Control Realimentado de VoltajeVoltage Feedback
aumenta cuando decrece!
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 138L03. Motores Eléctricos
Amplificadores Operacionales con VF
−
−
Control Realimentado de VoltajeVoltage Feedback
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 139L03. Motores Eléctricos
Amplificadores Operacionales con CF
−
−
R < R
Control Realimentado de CorrienteCurrent Feedback
no depende de
Supuestos
aumenta cuando crece
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 140L03. Motores Eléctricos
Amplificadores Operacionales con VCF
−
Rvf
−
Rcf
−
V0 = Voltaje de salida sin cargaI0 = Corriente de salida de corto circuito
R < R
Control Realimentado de Voltaje y CorrienteVoltage-Current Feedback
Supuestos
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 141L03. Motores Eléctricos
Amplificadores Operacionales con VCF
• Puede entenderse como un amplificador con voltajeestabilizado al cual se le ha añadido un resistencia fija en serie.
• El valor de la resistencia está definido por V0/I0, donde V0 corresponde al voltaje de circuito abierto e I0 a la corriente de corto circuito a la salida del amplificador.
• Ventaja: Permite controlar en forma simultánea la potencia disipada por la armadura y el torque producido con el rotor bloqueado.
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 142L03. Motores Eléctricos
Amplificadores Operacionales con VCF
• Si se requiere limitar el torque de rotor bloqueado para evitar daños en mecanismos, se puede limitar la corriente de salida de las siguientes maneras: Agregando una resistencia en serie con el motor para aumentar la
resistencia de armadura dado que Va =Ra Ia (ineficiente). Usar la retroalimentación VCF. Notando que la configuración VCF
corresponde a un amplificador sumador inversor la limitación de corriente resulta puesto que los dos voltajes de entrada Vin y Rs IL tienen signos opuestos. La siguiente gráfica muestra
para distintos voltajes de entrada y tres valores de carga distintos. La ecuación anterior revela que la resistencia efectiva es
Para ilustrar esto, considere la carga de 5 Ohm, con Vin=-2 V correspondiente al punto de operación Q3 para el cual la corriente IL será1.94 A. El mismo resultado puede lograrse con un amplificador VF para unacarga de 5 Ohm con una resistencia en serie de 2.2 Ohm (totalizando 7.2 Ohm).
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 143L03. Motores Eléctricos
Amplificadores Operacionales con VCF
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 144L03. Motores Eléctricos
Amplificadores PWM
• PWM (Pulse Width-Modulated, Modulación por Ancho de Pulso)
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 145L03. Motores Eléctricos
: voltaje de armadura: corriente de armadura: resistencia de armadura: inductancia de armadura: fuerza electromotriz (fem, tensión inducida) en la armadura debidoa su movimiento rotatorio
: constante de fem: voltaje de campo: corriente de campo: torque electromotriz producido por el motor: constante de torque: momento de inercia general: coeficiente de roce viscoso general: posición angular del motor
Motor DC – Modelo General
Tm KT ia
−−
Ra La
Eg Kgω
ω
Va
Va Ladia
dtRaiaKgω
ia
Vc
Lc
−ic
MotorMotor
Voltajede
Armadura
PosiciónAngular
Torque de Carga
Va θJ
VaiaRaLaEg
KgVcicTm
KT
θ
BJ
Jdω
dt Tm − Tf − TL
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 146L03. Motores Eléctricos
Motor PMDC
Tm KT ia
−−
Ra La
Eg KgωVa
ia
MotorMotor
Voltajede
Armadura
PosiciónAngular
Torque de Carga
Va θ
ω
JmJ
J
mBm B
B
N
Nr
Va Ladia
dtRaiaKgω
Jdω
dt Tm − Tf − TL
Motor de Corriente Continuade Imanes Permanentes
(Permanente Magnet DC, PMDC)
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 147L03. Motores Eléctricos
Motor PMDC
Tm KT ia
−−
Ra La
Eg KgωVa
ia
ω
JmJ
J
mBm B
B
N
Nr
Momento de Inercia Total Referido al Motor
J Jm J NJ NJL
Jm J NJ NM r
N N
N
donde la reducción de engranajes está dada por:
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 148L03. Motores Eléctricos
Motor PMDC
Equilibrio de Torques (referidos a lado del motor):
donde:es la velocidad angular del rotor
es el torque electromotriz
es el torque de fricción viscosa con
luego:
ecuaciónmecánica
J ω Tm− Tf − TL
es el torque de carga
B BmBNBNBLr
Tm KTia
ω θ
Tf Bω
J ω KT ia−B ω−N mg r
TL Nmg r
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 149L03. Motores Eléctricos
Motor PMDC
Va Ladia
dtRaiaKgω
Ley de Voltajes de Kirchhoff:
ecuacióneléctrica
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 150L03. Motores Eléctricos
Motor PMDCEs posible combinar la ecuación mecánica y eléctrica paraobtener una expresión de la posición angular del eje (CV) conrespecto al voltaje de armadura (MV). De la ecuación mecánicase tiene que:
reemplazando (1) en la ecuación eléctrica:
reagrupando términos:
Condiciones iniciales requeridas:
θ,dθ
dt,
dθ
dt,
iaJ
KTω
B
KTω
KTTL
Va LaJ
KTω La
B
KTω
La
KT
TLRaJ
KTωRa
B
KTω
Ra
KTTLKgω
dθ
dt
µB La J Ra
J La
¶dθ
dt
µBRaKgKT
J La
¶dθ
dt
KT
J La
ÃVa− La
KTTL−
Ra
KTTL
!
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 151L03. Motores Eléctricos
w
PMDC Simulation1-Stage Transfer Function
Miguel Torres-Torriti (c) 2007.04
TL+Tg
1/(J*La)*Las+1/(J*La)*Ra
s +(Ra/La+B/J)s+(B*Ra+Kt*Kg)/(J*La)2
Transfer Fcn1
Kt
La.s+Ra
Transfer Fcn
Scope
Va
Constant1
TL
Constant
¿Qué es esto?
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 152L03. Motores Eléctricos
¿Es este el mismo sistema?
Simulink – Diagrama de Bloques Desordenados por Ecuación:
1
La.s
Transfer Fcn
Scope
1s
Integrator1
Kg
Gain5
B
Gain4
1/J
Gain3
Kt
Gain2
Ra
Gain1
Va
Constant1
TL
Constant
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 153L03. Motores Eléctricos
w
PMDC Simulation1-Stage Transfer Function
Miguel Torres-Torriti (c) 2007.04
TL+Tg
1/(J*La)*Las+1/(J*La)*Ra
s +(Ra/La+B/J)s+(B*Ra+Kt*Kg)/(J*La)2
Transfer Fcn1
Kt
La.s+Ra
Transfer Fcn
Scope
Va
Constant1
TL
Constant
Motor PMDC – Implementación 1
Simulink – Función de Transferencia de “1-etapa”:
ω
JKT ia −B ω −Nmg r
dia
dt
LaVa−Raia −Kgω
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 154L03. Motores Eléctricos
Motor PMDC – Implementación 2
Simulink – Diagrama de Bloques Desordenados por Ecuación:
dia
dt
LaVa −Raia−Kgω
ω
JKT ia−B ω−N mg r
Ec. Eléctrica
Ec. Mecánica
ia
w_d
TL+Tg
Tf
Tm
ia_d
w
PMDC SimulationMessy Block Diagram
Miguel Torres-Torriti (c) 2007.04
1
La.s
Transfer Fcn
Scope
1s
Integrator1
Kg
Gain5
B
Gain4
1/J
Gain3
Kt
Gain2
Ra
Gain1
Va
Constant1
TL
Constant
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 155L03. Motores Eléctricos
Motor PMDC – Implementación 3
Simulink – Diagrama de Bloques Ordenado por Ecuación:
Ec. Eléctrica
ia_d
Ec. Mecánica
ia w_d
TL+Tg
Tf
Tm w
PMDC Simulation2-Stage Extended Block DiagramMiguel Torres-Torriti (c) 2007.04
Scope
1s
Integrator1
1s
Integrator
Kg
Gain5
B
Gain4
1/J
Gain3
Kt
Gain2
Ra
Gain1
1/La
Gain
Va
Constant1
TL
Constant
dia
dt
LaVa −Raia−Kgω ω
JKT ia−B ω−N mg r
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 156L03. Motores Eléctricos
Ec. Mecánica
TL+Tg
Tf
Tm w
PMDC Simulation2-Stage Transfer Function
Miguel Torres-Torriti (c) 2007.04
Ec. Eléctrica
ia 1/J
s+B/J
Transfer Fcn1
1/La
s+Ra/La
Transfer Fcn Scope
Kg
Gain5
Kt
Gain2
Va
Constant1
TL
Constant
Motor PMDC – Implementación 4
Simulink – Función de Transferencia de “2-etapas”:
dia
dt
LaVa −Raia−Kgω ω
JKT ia−B ω−N mg r
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 157L03. Motores Eléctricos
Motor PMDC – Var. Estado 1/3
Modelo dinámico lineal de 1er orden (sin considerar posición):
Condiciones iniciales (sin considerar posición):
Definción del vector de estado:
Conjunto de variablesque describen el“estado” dinámicodel sistema.
(LadiadtRaiaKgω Va
J ωBωNmg r KT ia
{ia,ω}
xt
"xtxt
#
"iatωt
#
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 158L03. Motores Eléctricos
Motor PMDC – Var. Estado 2/3
Para encontrar la representación en el estado debemos obtener:
Re-escribiendo las ecuaciones dinámicas en términos de las variables de estado es posible encontrar y …
xt
"xt
xt
#
⎡⎣ diadtdωdt
⎤⎦ fxt,ut
x x
(La x Rax Kgx VaJ xBx Nmg r KTx
x
LaV a− Ra
Lax
Kg
Lax
x KT
Jx −
B
Jx−
JTL
Definiendo espejando y de :x x TL N mg r
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 159L03. Motores Eléctricos
Motor PMDC – Var. Estado 3/3
Definiendo el input y empleando lasecuaciones anteriores, el modelo lineal en variables de estado está dado por:
Con las condiciones iniciales requeridas:
dondeVector de estado de dimensión n=2.
Vector de inputs de dimensión m=2.
Campo vectorial de velocidades(velocity vector field).
x
"x
x
#
⎡⎣ Lau− Ra
Lax
KgLax
KTJx − B
Jx− Ju
⎤⎦ "fx,u
fx,u
# fx,u
u Va TLT
o matricialmente,
x
"xx
#
"iaω
#
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 160L03. Motores Eléctricos
Motor PMDC – Implementación 5Simulink – Representación en el Espacio de EstadoMediante Bloque Espacio de Estado:
PMDC SimulationState-Space Matlab Function
Miguel Torres-Torriti (c) 2007.04
x' = Ax+Bu y = Cx+Du
State-Space ScopeVa
Constant1
TL
Constant
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 161L03. Motores Eléctricos
Motor PMDC – Implementación 6Simulink – Representación en el Espacio de EstadoMediante Función Matlab Embebida:
PMDC SimulationState-Space Embedded FunctionMiguel Torres-Torriti (c) 2007.04
Scope
1s
Integrator1
1s
Integrator
w
ia
TL
Va
w_d
ia_d
fcn
EmbeddedMATLAB Function
Va
Constant1
TL
Constant
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 162L03. Motores Eléctricos
Motor PMDC – Implementación 6*
Función Embebida:function [w_d, ia_d] = fcn(w, ia, Ra, La, Kg, Kt, J, B, TL, Va)% This block supports an embeddable subset of the MATLAB language.% See the help menu for details.
%Va=Ra*ia+La*d{ia}/dt+Kg*omega%Tm=Km*ia%Tf=B*omega%J*d{omega}/dt=Tm-Tf-Tl
ia_d = (Va-Kg*w-Ra*ia)/La;w_d = (Kt*ia-B*w-TL)/J;
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 163L03. Motores Eléctricos
Motor PMDC – Implementación 7¿Qué otras implementaciónes son posibles?
¿Solución analítica?
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 164L03. Motores Eléctricos
Motor PMDC – ImplementaciónComentarios sobre distintas alternativas:• Distintas implementaciones entregan respuestas que pueden
diferir entre si por la acumulación de errores de integraciónnumérica.
I6: SS-Embedded Function• Máxima flexibilidad/Manejo de expresiones no-lineales.• Fácil manejo de expresiones complicadas.• Acceso a todos los estados.• Ecuaciones dinámicas identificables por inspección visual.• No soporta todas las funciones de Matlab y no tiene
compatibilidad con versiones previas de Matlab.
I5: SS-Matlab Block• Igual que I6, pero no soporta ecuaciones no-lineales.
I4: TF-2 Etapas• Sencillo y didáctico pero no soporta ecuaciones no-lineales.• No se tiene acceso a todos los estados.
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 165L03. Motores Eléctricos
Motor PMDC – ImplementaciónComentarios sobre distintas alternativas:
I3: Diagrama de Bloques Ordenado por Ecuaciones• Didáctico.• Soporta ecuaciones no-lineales.• Ecuaciones dinámicas identificables por inspección visual, pero
puede tornarse inmanejable para sistemas complejas.
I2: Diagrama de Bloques Desordenado por Ecuaciones• Manera incorrecta de hacer las cosas.
I1: TF-1 Etapa• Ecuaciones dinámicas no identificables por inspección visual.• Estados inaccesibles.• Util para representar filtros analógicos.• Manera ineficaz de analizar (mediante simulaciones numéricas)
el comportamiento dinámico de sistema. Frecuentementeempleada por alumnos que no han comprendido las ventajasde la representación del sistema en el espacio de estado.
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 166L03. Motores Eléctricos
Motor PMDC – Simulación
Parámetros:% Function: motorparam% Miguel Torres-Torriti (c) 2007-03-28% Decription% Loads motor parameters. % Inputs% None.% Example: pmdc%
clear all;
% General Constantsg=9.81;
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 167L03. Motores Eléctricos
Motor PMDC – Simulación
Parámetros:% Motor Parameters% Maxon RE-75 118854Ra=0.103; % OhmsLa=0.0402e-3; % HKg=0.0607; % V/(rad/s)
% Vnom=Ra*Ia_noload+Kg*w_noload% Kg=(Vnom-Ra*Ia)/w_noload
Kt=58.1e-3; % Nm/AJm=0.143e-3; % kg*m^2Bm=2.7973e-3; % N/(rad/s)
% T_noload*omega_noload-% (Bm*omega_noload)*omega_noload% =efficiency*Vnom*Ia_noload% Bm=(Kt*Ia_noload*omega_noload-% efficiency*Vnom*Ia_noload)/omega_noload^2
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 168L03. Motores Eléctricos
Motor PMDC – Simulación
Parámetros:% Mechanical Transmission ParametersN1=1;N2=20;N=N1/N2;J1=1e-4;J2=1e-3;B1=0.01;B2=0.01;
% Load Parametersm=10;r=0.05;JL=m*r^2;BL=1e-3;
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 169L03. Motores Eléctricos
Motor PMDC – Simulación
Parámetros:% Compounded ParametersJ=Jm+J1+(N^2)*J2+(N^2)*JL;B=Bm+B1+(N^2)*B2+(N^2)*BL*r;
% Nominal InputsVa=24;TL=N*m*g*r;
% Initial Conditions% All assumed to be zero.
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 170L03. Motores Eléctricos
Motor PMDC – Simulación
Respuesta al Escalón:
0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06-50
0
50
100
150
200
250
300
Time [s]
[
rad/
s]
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
x 10-3
0
2
4
6
8
10
12
Time [s]
[
rad/
s]
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 171L03. Motores Eléctricos
Referencias
[1] Chris Hill. An Introduction to Low Voltage DC Motors.Application Note AN10293_1, Philips Semiconductor, HazelGrove, UK, 29 March 2004.
[2] Carl Blake and Chris Bull. IGBT or MOSFET: Choose Wisely.International Rectifier.
[3] R. D. Klafter, T. A. Chmielewski, M. Negin. Robotic Engineering: An Integrated Approach. Prentice-Hall, Inc., New Jersey, 1989.
[4] A. Barrientos, L. F. Peñín, C. Balaguer, R. Aracil. Fundamentos de Robótica. McGraw-Hill, Madrid, España, 1997.
[5] Hiroyasu Funakubo (editor). Actuators for Control. SeriePrecision Machinery and Robotics Vol. 2, Gordon and Breach Science Publishers, 1991.Nota: Trata las principales clases de actuadores, criterios de selección y diseño de servomotores DC y AC. Si bien el texto fue originalmente publicado en japonés como Seigyoyó akuchuéta, Sangyo Tosho KK, Tokyo, 1984, los fundamentos y técnicas se mantienen vigentes.
[6] ElectroCraft. DC Motors, Speed Controls, Servo Systems: AnEngineering Handbook, 1985.
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 172L03. Motores Eléctricos
Referencias Adicionales
• Maxon Motors, AG.http://www.maxonmotor.com.Nota: Fabricante de mini- y micro-motores de alta precisión y eficiencia.
• Faulhaber Group – MicroMo Electronics, Inc.http://www.danahermotion.com/.Nota: Fabricante de mini- y micro-motores de alta precisión y eficiencia.
• Danaher Motion.http://www.danahermotion.com/.Nota: Antiguamente Thomson Airpax Mechatronics, fabricante de motoresstepper, BLDC, síncronos, miniatura, y otros componentes para control de posición. Adquirió Superior Electric Co., Thomson y Kollmorgen.
• Galil Motion Control.http://www.galilmc.com/.
Nota: Componentes y motores para control de movimiento.
• Oriental Motor U.S.A. Corp.http://www.orientalmotor.com/index_flash.htm.Nota: Componentes y motores para control de movimiento.
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 173L03. Motores Eléctricos
Referencias Adicionales
• Bosch Motors and Controls.http://www.boschautoparts.co.uk/mcMoto1.asp?c=2&d=4.http://www.boschmotorsandcontrols.co.uk/Nota: Motores DC de 12 V y 24 V con potencias hasta de 750 W.
• Bosch Rexroth.http://www.boschrexroth.com/Nota: Productos para drives electrónicos, control y movimiento para aplicaciones de ensamblaje. Reducciones, guías, rieles, actuadores hidráulicos, neumáticos, y eléctricosrotatorios y lineales. Fabricantes de IndraControl HMI.(Negocio de robots SCARA fue vendido a Staübli, http://www.boschrexroth.com/business_units/brl/en/produkte/roboter/index.jsp)
• Siemens DC motors.http://www.automation.siemens.com/ld/dc-motor/index_76.html.
• Siemens AC motors.http://www2.automation.siemens.com/meta/html_76/produkte_ac-motoren.htm.Nota: Motores AC para distintas aplicaciones, incluso marinas.
• Siemens Automation and Drives.http://www2.automation.siemens.com/meta/index_76.htm.Nota: Fabricante de mini- y micro-motores de alta precisión y eficiencia.
• Siemens Energy and Automation.http://www.sea.siemens.com/motioncontrol/product/motenc/mcmotencov.html.
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 174L03. Motores Eléctricos
Referencias Adicionales
• Yaskawa Electric America.http://www.yaskawa.com/.Nota: Fabricante de drives electrónicos industriales, motores de alta precisión y eficiencia para ejes de máquinas CNC, componentes y controladores parasistemas de servos.
• Parker Hannifin Corp.http://www.parkermotion.com/.Nota: Productos para control de movimiento y automatización electromecánica.
• Lin Engineering.http://www.linengineering.com/.Nota: Especialistas en motores stepper de precisión y BLDC.
• PennEngineering Motion Technologies.http://www.pennmotion.com/.Nota: Fabricantes de los motores DC Pittman LO-COG y motores BLDC Elcom.
• Intelligent Motion Systems, Inc.http://www.imshome.com/.
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 175L03. Motores Eléctricos
Referencias Adicionales
• Hitachi America, Ltd., Power & Industrial Division.http://www.hitachi.us/Apps/hitachicom/content.jsp?page=Inverters/index.htm&level=1§ion=Inverters&parent=Inverters&nav=left&path=jsp/hitachi/forbus/powerequipmentsystems/&nId=2.Nota: Inversores variadores de frecuencia para motores AC para motores de hasta 375 kW.
• Electric Motors Reference Center.http://www.electricmotors.machinedesign.com/Electric-Motors-Reference-center.aspx.Nota: Links a principales fabricantes e información relacionada.
• Arrick Robotics – Mechanical Parts Source List.http://www.robotics.com/mechpart.html.Nota: Listado de proveedores de partes mecánicas para apliaciones robóticas.
• Automatica 2006 – 2nd International Trade Fair for Automation Assembly – Robotics - Vision.http://www.automatica-muenchen.de/.
Sensores y Actuadores para Robótica – Miguel Torres T. 176L03. Motores Eléctricos
Referencias Adicionales
• Stock Drive Products/Sterling Instruments (SDP-SI): Mechanical components, timing pulleys, gears, clutches, shafts, sprockets, bearings, brakes.http://www.sdp-si.com/, http://www.sdp-si.com/Sdptech_lib.htm.Nota: Proveedor de componentes mecánicos como poleas, engranajes, embragues, ejes, catalinas, rodamientos, frenos. La librería técnica on-linecontiene una gran cantidad de material sobre criterios de diseño de distintos mecanismos de transmisión y motores eléctricos.
• Emerson Power Transmission (EPT).http://www.emerson-ept.com/.Nota: Fabricante de transmisiones, aceptan diseños a pedido. El sitio web incluye material sobre los fundamentos de diseño y empleo de transmisiones de buen nivel.
• Actuator Conference.http://www.actuator.de/.Nota: Conferencia sobre sistemas y avances recientes de la tecnología de actuadores.
Recommended