Control

Práctica 1 Sistemas de Lazo Abierto
Objetivos

Comprobar las características de los sistemas de lazo abierto a través de la implementación de un control de velocidad con un motor de corriente directa. Obtener y analizar la característica: voltaje de alimentación contra velocidad. Obtener y analizar la característica: carga del motor contra velocidad. Introducción Muchos de los procesosempleados en la industria requieren de mecanismos que controlen la velocidad de giro de un motor o la posición de una carga acoplada a su eje. Dichos mecanismos se implementan con diferentes grados de complejidad de acuerdo a las necesidades del proceso tales como: economía, precisión, estabilidad, ancho de banda, sensibilidad, etc. Un motor de corriente directa puede controlarse utilizando cualquiera delos siguientes métodos: Control por armadura Variando el voltaje de alimentación en la armadura magnético fijo.

y manteniendo el campo

Control por campo. Variando el voltaje de alimentación al campo y manteniendo constante la corriente en la armadura. En ésta práctica se armará un sistema de lazo abierto para obtener el control de velocidad de un motor de corriente directa, conociendo quesu velocidad puede regularse mediante la variación del voltaje de alimentación. El sistema se armará con el equipo modular MS150 el cual permite efectuar únicamente control por armadura. En la Figura 1.1 se muestra el diagrama eléctrico del control de velocidad de lazo abierto en configuración de control por armadura y en la Figura 1.2 se muestra su correspondiente diagrama de bloques.

Vs
+ 15V
+

MT

TG

Ve = Voltaje de alimentacion
+

Ve

cte.

A
-

A
-

cte.

MT = Motor de cd TG = Tagenerador Vs = Voltaje generado

Figura 1.1

Ve

Km

Kg

Vs

Figura 1.2

En esta configuración de lazo abierto, el voltaje de alimentación es independiente de la velocidad de salida. Por lo tanto, tiene la desventaja de que si se producen perturbaciones en la cargadel motor, la velocidad de salida se desviará del valor inicial, la precisión del sistema dependerá del criterio y la estimación del usuario. Equipo necesario Fuente de alimentación Servoamplificador Motor de cd Unidad atenuadora Unidad de carga Multímetro digital Desarrollo 1. Conectar las unidades del sistema MS150 como se muestran en la Figura 1.3. El motor no debe tener carga. 2. Conectar elmultímetro al cursor del potenciómetro. 3. Colocar en cero el potenciómetro del voltaje de entrada. 4. Encender la fuente de alimentación y registrar los datos indicados en la Tabla 1.1. Anotar el voltaje de arranque del motor. PS150E SA150D DCM150F AU150B LU150L

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Voltaje de alimentación Ve (V) 0 1.5 3.0 4.5 6.0 7.5 9.0 10.5 12.0 13.5 15.0

Voltaje del tacogenerador Vg (V)

Velocidadangular ω (rpm)

Tabla 1.1 5. Apagar la fuente de alimentación. 6. Colocar el disco de frenado al motor y el freno magnético en la posición cero. 7. Alimentar el sistema y mover el potenciómetro de entrada hasta que Ve = 9 V. Este valor será la velocidad de referencia del motor. 8. Moviendo la posición del freno magnético, registre los datos indicados en la Tabla 1.2.

Posición del freno 0 1 2 3 45 6 7 8 9 10

Voltaje del tacogenerador Vg (V)

Velocidad angular ω (rpm)

Corriente del motor (mA)

Tabla 1.2. 9. Apagar la fuente de alimentación.
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Cuestionario

1. Ampliar la información dada en la introducción de la práctica, en relación a los métodos de control por armadura y por campo de un motor de corriente directa. 2. Utilizando la Tabla1.1, graficar el voltaje dealimentación Ve contra velocidad angular ω. 3. Para la gráfica velocidad-voltaje, anotar sus comentarios acerca del comportamiento de la velocidad con respecto al voltaje de entrada. 4. En la práctica se comprobó la existencia de una zona muerta del motor, es decir, un rango de voltaje de alimentación para el cuál el motor aún está detenido. Indicar a que se debe la presencia de esta zona. 5. Calcular...