Fundamentos de Electrónica: Circuitos, Rectificación y Motores Paso a Paso

Circuitos Eléctricos: Serie y Paralelo

• Paralelo: V = V1 = V2; I = I1 + I2; I = V/R.
• Serie: I = I1 = I2; V = V1 + V2.

Corriente Continua y Conversión

Se considera corriente continua aquella que no invierte su polaridad independientemente de sus valores; por lo tanto, la tensión que sale del rectificador ya se puede considerar corriente continua.

Proceso de conversión de corriente alterna a continua

1. Transformación: Se realiza mediante el transformador, que reduce la tensión y aumenta la corriente en la misma proporción y viceversa. El transformador puede trabajar en ambos sentidos.
2. Rectificado: Se realiza mediante diodos, los cuales solo permiten el paso de corriente en un sentido y únicamente cuando están polarizados positivamente. Para convertir corriente continua en alterna usamos un rectificador, que es un elemento compuesto por diodos.
3. Filtrado: El filtrado de la tensión se realiza con el objetivo de suavizar la tensión de salida, es decir, hacer que el valor final varíe menos. Para ello se usan condensadores, elementos electrónicos que almacenan energía y la sueltan cuando el nivel de salida es menor que su carga.

Motores Paso a Paso

La característica principal del motor paso a paso es el hecho de poder moverlos un paso a la vez por cada pulso que se le aplique. Esto puede variar en 4 pasos de 90º o en 200 pasos de 1.8º.

Funcionamiento

Están constituidos normalmente por un rotor sobre el que van aplicados distintos imanes permanentes y un cierto número de bobinas en su estator. Toda la conmutación debe ser externamente manejada por un controlador.

Tipos de motores

• De imán permanente: Permite mantener un par diferente de cero cuando el motor no está energizado. El motor realiza pasos angulares de 7,5º, 11,25º, 15º, 18º, 45º o 90º. El ángulo de rotación se determina por el número de polos en el estator.
• Reluctancia variable: Rota cuando los dientes del rotor son atraídos a los dientes del estator electromagnéticamente energizados. La inercia del rotor es pequeña y la respuesta muy rápida, pero la inercia permitida de la carga es pequeña. Generalmente, el paso angular es de 15º.
• Motor híbrido de paso: Se caracteriza por tener varios dientes en el estator y en el rotor, con un imán concéntrico magnetizado alrededor de su eje. Este tipo de motor tiene una alta precisión y alto par, y se puede configurar para suministrar un paso angular tan pequeño como 1.8º.

Componentes principales

• Estator: Es la parte fija del motor, compuesta por una carcasa que contiene un núcleo magnético; sirve para proteger y disipar el calor generado dentro del motor.
• Rotor: Es la parte móvil del motor; acoplado al eje se sitúa el núcleo rotórico. El eje de giro se sujeta a la carcasa mediante unos cojinetes y transmite par de fuerzas a la carga mediante una transmisión mecánica. La transmisión hace la función de reductor de velocidad, adecuando la velocidad del motor a la velocidad de carga.

Sistemas de Alimentación y Arranque

• Monofásica: Uso doméstico (12V, 24V, 110V, 240V).
• Trifásica: Uso industrial (240V, 400V, 600V).

Conexión Estrella-Triángulo

El cambio de estrella a triángulo se hace mediante un temporizador para que, pasado un tiempo en el cual se supone que el motor ha cogido la velocidad nominal, conmute de estrella a triángulo. En estrella, la tensión es menor y, por lo tanto, también lo es la corriente de consumo. Se usa esta configuración para eliminar los picos de corriente que se generan en el arranque y que podrían dañar las protecciones.