En los sistemas HVAC que proporcionan calor a espacios cerrados, se deben usar elementos de detección y regulación, como válvulas de control de flujo o válvulas de aislamiento, para controlar y medir con precisión el flujo de gases y líquidos. Mientras que algunas válvulas de control se abren y cierran manualmente en el vástago de la válvula, las válvulas electrónicas contienen un actuador que mueve el vástago de la válvula a través del control de un motor y un sistema de transmisión. Los diseñadores pueden elegir entre tres tipos de motores según los requisitos de la aplicación. A continuación se muestra un resumen de las opciones del sistema de movimiento:
Motores de CC con escobillas para movimiento giratorio o movimiento lineal con tornillo de avance externo. Este simple motor de CC no requiere componentes electrónicos complejos para accionar el motor. Sin embargo, si la aplicación requiere movimiento lineal, el motor de CC requerirá un tornillo de avance adicional y un sistema de engranajes para convertir el movimiento de rotación en movimiento lineal. También requiere un mecanismo de retroalimentación, como un sensor óptico o un codificador, para un control preciso de la posición lineal.
Los motores paso a paso de CC se utilizan para movimiento giratorio o movimiento lineal con un tornillo de avance externo. Los motores paso a paso giran en varios incrementos pequeños, iguales y discretos, llamados paso a paso, y la unidad requiere una unidad de control dedicada. Debido a los pasos discretos que brindan un control de posicionamiento incorporado, el motor puede operar con buena precisión en lazo abierto si tiene el tamaño adecuado. También está diseñado para utilizar el par de frenado para proporcionar una posición de mantenimiento, y el motor proporciona una excelente respuesta para las operaciones de arranque, parada y marcha atrás. Si se requiere movimiento lineal, se requiere un tornillo de avance adicional y un sistema de transmisión por engranajes para convertir el movimiento de rotación en movimiento lineal. Por lo general, los motores paso a paso pueden proporcionar velocidades de salida de hasta 1000 rpm y pares de torsión de hasta 170 milinewton metros. El par y la velocidad reales también dependen de si el modo de conducción es completo, medio o micropasos.
Actuador lineal paso a paso con tornillo de avance integrado. Este dispositivo compacto combina un motor paso a paso tipo pot con un rotor roscado y un tornillo de avance integrado para proporcionar un movimiento lineal directo. Cuando se aplica un pulso eléctrico, el tornillo de avance del actuador lineal paso a paso se mueve hacia arriba y hacia abajo en incrementos de pasos discretos. Debido a que el actuador lineal paso a paso se puede controlar con precisión en un sistema de bucle abierto, no se requieren costosos dispositivos de retroalimentación ni sistemas de frenado para el posicionamiento. Por lo general, los actuadores lineales pueden proporcionar velocidades de salida de hasta 80 mm por segundo y proporcionar fuerzas de hasta 100 Newton. La fuerza y la velocidad reales también dependen de la eficiencia del husillo y del modo de accionamiento: completo, medio o micropasos.
Consideraciones clave para la selección de motores
Al elegir un motor, tenga en cuenta las siguientes consideraciones:
• Torque y fuerza máximos y operativos requeridos
• Requisitos de velocidad: por lo general, las aplicaciones de válvulas requieren fuerza y torsión a bajas velocidades.
• Precio total del sistema
• Sistema de control: por lo general, no se requiere un control de circuito cerrado.
• Tipo de movimiento requerido para el accionamiento: rotativo o lineal
• Vida esperada del sistema antes del reemplazo
• Resolución lineal o rotacional deseada
• Corriente y voltaje máximos disponibles
Según las opciones de movimiento disponibles y los requisitos de HVAC, los motores paso a paso son ideales para aplicaciones rotativas, mientras que los motores paso a paso lineales son más adecuados para aplicaciones lineales.