Diseño de un banco de pruebas para accionamientos electromecánicos

1. INTRODUCCION

1.1. ANTECEDENTES

Referente al tema de accionamientos electromecánicos se han desarrollado diversos estudios analíticos enfocados a los accionamientos rápidos, ya que en esta clase de sistemas, el tiempo en el que se produce el movimiento es tan corto que generalmente el movimiento se realiza en estado transitorio y lo que se requiere es saber si el sistema de accionamientopodrá liberar la potencia requerida para realizar el movimiento en ese tiempo . Siendo esta particularidad un mayor reto para los investigadores, que el estudio de accionamientos electromecánicos de operación continua, en la cual el motor va a mover la carga a velocidades relativamente constantes durante todo el tiempo de servicio.

Hasta la fecha han sido desarrolladas varias metodologías pararealizar esta clase de análisis en transitorio, entre ellas encontramos la propuesta por C. Riba (1997) que realizó un trabajo en el cual se plantea la reducción de tiempo en los desplazamientos para accionamientos rápidos por medio de la manipulación o elección apropiada de la relación de transmisión del sistema.

Un modelo más completo del sistema ha sido desarrollado por H. Maury (1998),quien incluye en su modelo diferentes esquemas de control y los linealiza para obtener soluciones analíticas. En este documento se presenta la metodología y resultados del desarrollo de una metodología de constantes de tiempo para el diseño de accionamientos rápidos. Esta se basa en el desarrollo de un modelo no-lineal, resuelto numéricamente, el cual permite evaluar factores no estudiados poranteriores investigaciones en el valor de la constante de tiempo, formulando una serie de modelos matemáticos que permiten finalmente llegar a una metodología de selección de esta clase de accionamientos, la cual es validada frente a otras metodologías que se consideran efectivas y que han sido aplicadas exitosamente.

También como complemento de los antecedentes se puede mencionar el desarrollohecho por el Ing. Jovanny Pacheco para el diseño de accionamientos rápidos basados en motores paso a paso mediante la metodología de constantes de tiempo basado en el desarrollo de un modelo no lineal.

En la actualidad existe una gran variedad de bancos de pruebas para motores eléctricos, pero no pasa lo mismo para los accionamientos electromecánicos, debido a que después de haber realizado elproceso de búsqueda no se encontró ninguna referencia de un banco de prueba, para ensayar el conjunto completo de motor + transmisión + carga.

En el proceso de búsqueda se encontró un artículo desarrollado en la Universidad Federal de Santa Catarina de Brasil por los profesores BURGOA, D. P. y MARTIN, C. A. (2002). El cual tiene cierta afinidad al tema que se pretende desarrollar en esteproyecto, ya que en este artículo se muestra una representación esquemática de un banco de prueba para motores eléctricos rotativos, mostrando la instrumentación requerida para medir ciertas variables como; par, velocidad angular e inercia del rotor etc. En el diagrama también se muestra de manera esquemática el sistema de adquisición de datos necesario para realizar el manejo o manipulaciónde las variables medidas (figura 1).

Figura 1. Esquema del banco de prueba y su instrumentación, desarrollado en la Universidad Federal de Santa Catarina de Brasil. (Cortesía de. J. Braz. Soc. Mech. Sci).

Otro resultado obtenido en el proceso de búsqueda fue la Compañía Magtrol con sede en los Estados Unidos y en Suiza, la cual desarrolla equipos de alta calidad para ensayar y controlartodo tipo de maquina. En los equipos desarrollados por esta empresa se encontró un banco de prueba para motores eléctricos DC de 7 a 75W el cual se muestra en la figura 2.
Figura 2. Banco de prueba desarrollado por Magtrol para pequeños motores DC. (Cortesía de Magtrol).

Referente a uno de los temas que es de gran importancia de presentar en esta recopilación de antecedentes por el peso...