Diseño e implementación de electroimán y actuador electrónico aplicado a un sistema de levitación magnética

摘要

En esta tesis se presenta el diseño e implementación de un electroimán y un actuador electrónicopor PWM para un módulo experimental de levitación magnética, para realizar pruebasen el área de control y automatización. Este módulo comprende 3 etapas: etapa de sensado,etapa de control y la etapa de potencia. En la construcción de la etapa de potencia destacanel electroimán, el cual es implementado por un núcleo cilíndrico de hierro enrollado con uncable de cobre y cubierto con un material aislante para su protección, además de un actuadorelectrónico por PWM implementado por un circuito generador de onda triangular y un circuitoamplificador de la señal de control que son acoplados hacia el uso de un amplificador operacionalen configuración de comparador para la generación de la señal PWM. Esta señal esutilizada para la activación y desactivación de un transistor de potencia. Con el cual es posiblereducir el calentamiento que presenta la bobina y el transistor de potencia.Múltiples pruebas de laboratorio se realizaron con el electroimán y el actuador electrónico asícomo también de todo el sistema. Se logró obtener resultados muy similares a los hallados en lateoría. Tanto en el electroimán como en el actuador electrónico se tuvo una respuesta bastantelineal frente a los cambios de posición de la esfera, este dato fue importante para el diseñodel sistema en la etapa de control. Finalmente se logro que la etapa de potencia cumpla con lafunción de acondicionar la señal generada por el controlador del sistema para que interactueadecuadamente con el electroimán.Este módulo se desarrolló en la sala de manufactura del Centro de Tecnología Avanzada deManufactura (CETAM) del departamento de Ingeniería de la Pontificia Universidad Católicadel Perú. Este prototipo sirve como instrumento útil para realizar prácticas experimentales enel campo de control de sistemas, que puede ser tomado con fines educativos y a su vez puedaser desarrollado para su aplicación a otros sistemas. Es por ello que el estudio de estos sistemasde levitación magnética presenta un futuro prometedor.