1Levitaci N3

Diseño y construcción de una banda transportadora
Utilizando Levitación Magnética
Danilo Rairán Antolines*
Resumen
En   el   presente   artículo   se   resumen   los   resultados   más   importantes   del   grupo   de   investigación   en 
Levitación Magnética de la Facultad Tecnológica de la Universidad Distrital, luego de cuatro años de trabajo continuo. Se construyó una banda transportadora con accionamiento magnético para aplicación 
industrial,   constituida  por  dos   sistemas  principales,   a  saber:  propulsión   y  levitación.   Se  explica   el 
proceso de diseño y construcción del sistema de propulsión de carga, y la implementación del sistema 
de control para la levitación del vehículo de trabajo.Se desarrolló el proceso de diseño para la propulsión mediante la construcción de prototipos, en el que 
se intercaló la simulación de su funcionamiento mediante MatLab; en el artículo se enfatiza el proceso 
de   construcción,   de   las   mediciones   experimentales   y   de   la   eficiencia   energética   de   la   misma.   El 
resultado del proyecto fue una máquina de 7 m de longitud con una capacidad de arrastre de 50 kg a 1 
m/s aproximadamente.Se prueban diferentes estrategias de control y se explica con detalle la estrategia de control utilizando 
controladores PID análogos. Se hace énfasis en la fabricación del controlador, especialmente en lo 
relacionado con la selección de constantes proporcional, integral y derivativa, es decir, la sintonización. 
Finalmente   se   muestra   la   respuesta   del   sistema   esfera   –   bobina   ante   diferentes   tipos   de  entrada, 
demostrando así, la efectividad del control.
Palabras Claves:
Motor sincrónico lineal, Diseño de máquinas, Levitación Magnética, Control PID
Key Words:
Linear sincronous motor, Machine design, Magnetic levitation, PID Control.
1. Introducción
El grupo de investigación en levitación magnética inicia sus actividades en 1.998 con la presentación de una propuesta para la ejecución de un proyecto de investigación, la cual fue aprobado y comenzó a 
ejecutarse   en   Febrero   de   1999.   El   objetivo   fundamental   del   proyecto   es   construir   una   banda 
transportadora con accionamiento magnético para aplicación industrial. La diferencia fundamental con 
respecto a cualquier sistema de desplazamiento de carga consiste en el uso de la levitación magnética para que el vehículo sobre el que se transporta la carga consuma menos energía, no envejezca, ni se le 
deba hacer mantenimiento frecuente por causa de la fricción que origina el uso normal de.
La idea original fue tomada de sistemas de transporte alternativo de pasajeros de Japón y Alemania 
(Rairán, 1.999b, 4­10),  consta de tres sistemas electromagnéticos que permiten su funcionamiento; la estabilización, que impide que el vehículo se salga de la ruta de viaje; la levitación, diferencia principal 
con cualquier otra forma de transporte; y finalmente el sistema de propulsión. Es a estos dos últimos 
que se dedicará el desarrollo del presente informe. Dentro de las posibles alternativas de solución para 
la   propulsión   son  por   lo   menos   dos   las   mayormente   utilizadas,   estas   son:   el   uso  de   un  motor   de 
inducción lineal y el de uno sincrónico lineal (Sinha, 1.987, capítulo 1). Para la levitación se expondrá 
la estrategia adoptada con mejores resultados, es decir, un controlador PID análogo.
*  Ingeniero Electricista de la Universidad Nacional de Colombia y Magíster en Automatización Industrial de la misma. Docente de Tecnología en Electricidad de la Universidad Distrital a partir de 1996. Director del grupo de investigación 
en Levitación Magnética. Integrante del Comité editorial de la revista Tecnura. Director de la revista “Tekhnê” de la 
Facultad Tecnológica de la Universidad Distrital. drairan@col1.telecom.com.co

Construir un motor sincrónico lineal para la propulsión de un sistema MagLev (Magnetic Levitation) ...