2.3 Sistemas de Actuación

Los sistemas de actuadores son los elementos de los sistemas de control que transforman la saluda de un microprocesador o un sistema de control en una acción de control para una máquina o dispositivo. Un ejemplo podría ser transformar una salida eléctrica por una de movimiento otro ejemplo podría ser la misma salida eléctrica que sea cambiada por un control de líquido que entra a otro sistema por decir una tubería. En si es una salida que emite un microcontrolador que es cambiada a una señal de control para un dispositivo dado en si y que forma parte del sistema.

Existen varios tipos de actuadores como son:

Eléctricos

Mecánicos

Hidráulicos

Neumáticos

Sistemas de actuación eléctrica

La estructura de un actuador eléctrico es simple en comparación con la de los actuadores hidráulicos y neumáticos, ya que sólo requieren de energía eléctrica como fuente de poder. Como se utilizan cables eléctricos para transmitir electricidad y las señales, es altamente versátil y prácticamente no hay restricciones respecto a la distancia entre la fuente de poder y el actuador.

Existe una gran cantidad de modelos y es fácil utilizarlos con motores eléctricos estandarizados según la aplicación.

 En la mayoría de los casos es necesario utilizar reductores, debido a que los motores son de operación continua.

Utilización de un pistón eléctrico para el accionamiento de una válvula pequeña.

La forma más sencilla para el accionamiento con un pistón, seria la instalación de una palanca solidaria a una bisagra adherida a una superficie paralela al eje del pistón de accionamiento y a las entradas roscadas.

Al estudiar los sistemas eléctricos que se emplean como actuadores de control deberán tenerse en cuenta los siguientes dispositivos y sistemas:

1.- Dispositivos de comunicación, como son los interruptores mecánicos (relevadores) y los interruptores de estado solido (diodos, tristores y transistores), en los que la señal de control enciende o apaga un dispositivo eléctrico.

2.- Dispositivos tipo solenoide, en los cuales una corriente que pasa por un solenoide acciona un núcleo de hierro dulce, por ejemplo una válvula hidráulica/neumática operada por solenoide.

3.- Sistemas motrices, por ejemplo, motores de cd y de ca, en los cuales la corriente que pasa por el motor produce una rotación.

Sistemas de actuación mecánica

Los sistemas mecánicos son aquellos sistemas constituidos fundamentalmente por componentes, dispositivos o elementos que tienen como función especifica transformar o transmitir el movimiento desde las fuentes que lo generan, al transformar distintos tipos de energía.

Entre los elementos mecanicismos están los mecanismos de barras articuladas levas engranes cremalleras correa de transmisión  entc. muchos de los efectos que antes se obtenían con el uso de mecanismo de barrar articuladas en la actualidad se logran mediante sistemas de microprocesadores Por ejemplo antes en las lavadores modernas se utilizan un microprocesador que se programa para que produzcan las salidas deseadas en la secuencia requerida no obstante los mecanismo todavía son útiles en los sistemas mecatrónicos.

Sistemas de actuación hidráulica

 Las señales hidráulicas se usan en dispositivos de control de mucho mayor potencia; sin embargo, son mas costosas que los sistemas neumáticos y hay riesgos asociados con fugas de aceite, que no existen en una fuga de aire.

En un sistema hidráulico la presurización del aceite se logra mediante una bomba accionada por un motor eléctrico. La bomba envía aceite al sistema desde un pozo colector a través de una válvula de retención y un acumulador. La válvula de alivio libera presión cuando esta rebasa determinado nivel de seguridad; la válvula de retención evita que el aceite regrese a la bomba y el acumulador equilibra las fluctuaciones de corta duración en la presión de salida del aceite.

En esencia el acumulador es un recipiente que mantiene el aceite a bajo presión, soportando una fuerza extrema. En una fuente de energía neumática, se acciona un compresor de aire con un motor eléctrico. El aire que entra al compresor se filtra y pasa por un silenciador para reducir el nivel de ruido.

La válvula de alivio de presión protege contra un aumento de la presión del sistema que exceda el nivel de seguridad. Dado que el compresor aumenta la temperatura del aire, es posible que sea necesario un sistema de enfriamiento; para eliminar la contaminación y agua del aire se utiliza un filtro y un separador de agua. En el receptor del aire se aumenta el volumen del aire del sistema  y se equilibran las fluctuaciones de presión de breve duración.

Sistemas de actuación neumática

Las señales neumáticas son utilizadas para controlar elementos de actuación final, incluso cuando el sistema de control es eléctrico.

Esto se debe a que con dichas señales es posible accionar válvulas de grandes dimensiones y otros dispositivos de control  que requieren mucha potencia para mover cargas considerables.

Lo energía del aire comprimido se transforma por medio de cilindros en un movimiento lineal de vaivén, y mediante motores neumáticos, en movimiento de giro.

A menudo, la generación de un movimiento rectilíneo con elementos mecánicos combinados con accionamientos eléctricos supone un gasto considerable

Estos cilindros tienen una sola conexión de aire comprimido. No pueden realizar trabajos más que en un sentido. Se necesita aire sólo para un movimiento de traslación. El vástago retorna por el efecto de un muelle incorporado o de una fuerza externa.

El resorte incorporado se calcula de modo que haga regresar el émbolo a su posición inicial a una velocidad suficientemente grande.

En los cilindros de simple efecto con muelle incorporado, la longitud de éste limita la carrera. Por eso, estos cilindros no sobrepasan una carrera de unos 100 mm.

Se utilizan principalmente para sujetar, expulsar, apretar, levantar, alimentar, etc.