Autor Tema: AISLAMIENTO EN CNC  (Leído 1167 veces)

coterolm

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AISLAMIENTO EN CNC
« en: Agosto 26, 2015, 08:21:03 pm »
Hola a todos, llevo un tiempo para preparar este tutorial, pero como últimamente no veía a nadie con problemas lo tenía un poco aparcado por falta de tiempo

Voy a intentar resolver dos problemas comunes para todos buscando una solución muy buena, fácil y barata.

Por una parte está la temperatura de los motores en la carcasa de los motores y otra son las perturbaciones magnéticas en los cables y la electrónica, por ello lo primero vamos a ver que puede causarlo y como protegernos en el caso de las perturbaciones, y si además ayudamos a rebajar la temperatura de los motores, mejor.

En las CNC se utilizan motores de paso a paso, normalmente híbridos, como el de la figura siguiente



Que como vemos está formado por un rotor y un estator, construidos por material de hierro o acero, y en el rotor lleva imanes permanentes, y en el estator un bobinado de cobre montado sobre láminas de hierro.



Esquemáticamente funciona como se ve, en la figura anterior, donde podemos ver las líneas electromagnéticas generadas en las bobinas y las líneas magnéticas de los imanes

Aparentemente son iguales, pero cada una de estas líneas tienes sus particularidades, efectos diferentes, y forma de protegerse, también muy diferentes, pero con una cosa en común.

Las líneas magnéticas propiamente dichas, son las generadas por los imanes



Y tienen la particularidad, llamémosla bipolar, que necesitan un polo norte y sur para generarse, y por lo tanto tienen un campo de actuación limitado, ya que decrece su fuerza con la distancia, y prácticamente a unos 5 o 6 centímetros del imán desaparecen, podéis comprobarlo con cualquier tipo de imán.

Las otras líneas que se generan en el motor, son debidas al paso de una corriente por una bobina, que en su interior tiene láminas de hierro, y se comporta como un electroimán



Como vemos en la figura, la particularidad de estas líneas es que no se cierran a través de polos como en los imanes, sino que se propagan por el espacio.

Por ejemplo todas estas líneas se generan en un microondas, una lámpara fluorescente, teléfonos móviles, wifi, ect

Por lo tanto dentro de un motor tendremos líneas magnéticas y líneas electromagnéticas.

Antes de pasar a la protección, vamos a ver los efectos que generan

En ambos casos, cuando las líneas atraviesan materiales de hierro, como es el caso de la carcasa de protección del motor se producen en dicha carcasa unas intensidades inducidas, como se ve en la figura siguiente, conocidas como corrientes de Foucault



Estas corrientes lo que hacen es comportarse como cuando pasan por una resistencia, toda la potencia generada se convierte en calor.

Para entender un poco su funcionamiento, vamos un poco a la práctica, en el foro hay unos pocos que saben de CNC, pero seguro que más de uno, somos un poco cocinillas y como sabéis hasta no hace mucho las cocinas eran de leña o carbón, luego llegaron las de gas, y no hace mucho tiempo se empezaron usar las vitrocerámicas, y todas ellas tienen la particularidad de generar calor directamente, las ultimas que han aparecido en el mercado son las de inducción, basadas  en lo dicho anteriormente, por lo cual no sé si alguien se ha fijado en los centros de venta, que encima de las cocinas de inducción suelen poner una plancha metálica forrada de algo brillante, al final es un trozo de hierro para generar calor si las cazuelas no tienen material de hierro, como suele ocurrir en las que son específicas para vitrocerámicas, y por otra parte, una cocina de inducción no te quema, ya que solo esto se genera en los materiales que tienen hierro.

Estas corrientes inducidas y el calor generado en las bobinas al comportarse como una resistencia, es el problema que se calienten las carcasas de los motores.

Luego si bajamos la intensidad que pase por las bobinas, tendremos menos calor, pero también menos campo electromagnético en el interior del motor, luego menos potencia.

Por otra parte como vimos anteriormente, también tenemos líneas electromagnéticas que se propagan por el espacio, y esto nos puede generar perturbaciones en la placa electrónica y en las señales que van por los cables.

Algo que me llamo la atención cuando me enteré, es que los mejores materiales para protejerse de las líneas magnéticas son los materiales  ferromagnéticos, como el hierro, y en cambio para las líneas electromagnéticas, son los materiales conductores de la electricidad, como el cobre o el aluminio

En principio como dije al explicar eran las líneas magnéticas, las protecciones efectivas son muy caras, pero los materiales como el hierro lo que hacen es facilitar el camino entre los polos norte y sur, luego en ese sentido, la carcasa de los motores y que tienen unas distancias cortas de  acción, lo único que me preocuparía de ellas es el calor que generan.

En cambio para las líneas electromagnéticas, si que hay un método muy efectivo de protección que es lo que se conoce como Jaula de Faraday, como se ve en la siguiente figura



Que lo que hace es protegernos de las perturbaciones exteriores

Esto es lo que ya he leído que utiliza alguno, usando cables apantallados, que normalmente tienen una cubierta de cobre trenzado, método que fue pensado para utilizar en la industria sobre todo para proteger las señales electrónicas de las perturbaciones generadas por la electrónica de potencia, por ejemplo tiristores, rectificadores, ect

Hay un método altamente eficaz, sencillo y barato, y que además reduce bastante la sección de los cables, y es el utilizar papel de aluminio utilizado en cocinas, similar a lo que se usa n los cables de televisión para proteger el cable de señal, con lo cual poniendo dos o tres capas de este papel, ya nos dará una buena protección

Esto es algo que podéis comprobar fácilmente, envolver un móvil en varias capas de papel de aluminio y llamarlo, comprobareis que normalmente no le llega señal

Este mismo papel también se puede usar para forrar la zona donde pongáis la placa electrónica y los driver

Algo muy IMPORTANTE, utilicéis este sistema o los cables con cubierta trenzada, es unir todas las pantallas que pongáis, y los conectéis a la tierra de la fuente de alimentación, no al cero de la electrónica, o sea al cable normalmente amarillo y verde, ya que con esto todas las perturbaciones se derivan a tierra, y la protección es mucho más eficaz

Además no quiero asegurarlo al 100%, pero si la protección del cable de alimentación del motor, la unís a algún tornillo de la carcasa del motor, posiblemente la mayor parte de las corrientes inducidas por las líneas magnéticas y electromagnéticas, también se derivaran a tierra, con lo cual es posible que baje la temperatura
 
Espero que os de resultado, saludos

ngc1300

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Re:AISLAMIENTO EN CNC
« Respuesta #1 en: Agosto 27, 2015, 12:00:09 pm »
Muy buen aporte!!!!


Habrá que probar lo del papel de aluminio, mira que no pensar en el cuando lo usamos todos los días.

Lo que no me queda muy claro es que hay que conectar al motor, el cable de tierra de la fuente conectarlo a la carcasa del motor?

coterolm

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Re:AISLAMIENTO EN CNC
« Respuesta #2 en: Agosto 27, 2015, 01:57:50 pm »
Hola de nuevo

pido disculpas por liar un poco el post, pero yo estoy acostumbrado a trabajar con colores normalizados de 220 v hacia arriba, y viendo un poco la confusion, intento aclararlo

el esquema de conexion general con una fuente atx, es el siguiente

 

mi error fue pensar que en la parte de 12 v, el color de tierra era el mismo que en la parte de 220 v, asi que la tierra es el color negro, de todas formas yo lo intentaria diferenciar para no mezclar mas tarde cosas, asi que usaria el color verde-amarillo u otro no usado en 12 v

lo que queria hacer ver es que seria conveniente  para evitar interferencias colocar pantallas de aluminio en la parte electronica y los cables de alimentacion de los motores como pongo en la siguiente foto

 

y que todas estas pantallas se unan a tierra, bien usando el GND o la tierra de 220 v

en cuanto a la conexion, simplemente con pelar el cable y darle unas vueltas sobre la pantalla y fijarlo con cinta aislante o algo similar valdria

la conexion al motor usando una foto de ngc



me referia a colocar este cable en algun tornillo que haga contacto con la carcasa, y si no se tiene aislados los cables se puede probar si funcionaria para el calor de los motores poniendo un cable directamente desde un tornillo de ese tipo a tierra o GND

aclarar que esto no va a solucionar el problema de temperatura, pero si existe un problema de inducion, la temperatura se pude reducir

ngc1300

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Re:AISLAMIENTO EN CNC
« Respuesta #3 en: Agosto 27, 2015, 03:58:04 pm »
ok, la confusión ha venido ya que la toma a tierra que tenemos en casa 220v cable amarillo-verde, cuando pasa por la fuente de alimentación esta la conecta a la carcasa de la propia fuente, de la fuente salen los 12v en cable color amarillo y los 5v en cable de color rojo y el negro que es la masa de la fuente, pensaba que masa era distinto a toma tierra.

Foshland

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Re:AISLAMIENTO EN CNC
« Respuesta #4 en: Agosto 27, 2015, 04:17:10 pm »
Si, en realidad la masa de electronica y la tierra de los 220V  es lo mismo, meter los cables en papel de aluminio y este a tierra, esta haciendo una especie de jaula de Faraday, dentro de la cual ni entran ni salen interferencias.

La masa en electronica siempre usamos el negro, pero en 220V el negro puede ser una de las fases, asi que llega a poder confundir si mezclamos ambos mundos.


Muy buen aporte, tambien decir (supongo que ya estara dicho, no lo he visto) que la estructura metalica si se puede tambien deberia de llevarse a tierra, asi nos evitamos sorpresas y electricidad estatica. Si la estructura es metalica los motores automaticamente estan a tierra tambien, a no ser que esten separados por goma, por ejemplo

Me sigue fascinando el ingenio humano

ramirou

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Re:AISLAMIENTO EN CNC
« Respuesta #5 en: Agosto 27, 2015, 04:21:53 pm »
bueno yo ya me he perdido!  mi fuente es una atx y es metalica como la llevo a tierra?

ngc1300

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Re:AISLAMIENTO EN CNC
« Respuesta #6 en: Agosto 27, 2015, 04:38:19 pm »
ramirou la tierra seria cualquiera de los cables negros que salen de la fuente.

ramirou

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Re:AISLAMIENTO EN CNC
« Respuesta #7 en: Agosto 27, 2015, 05:07:27 pm »
Entonces tengo que poner un cable en la carcasa metálica de la fuente y llevarlo a cualquier cable negro

ngc1300

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Re:AISLAMIENTO EN CNC
« Respuesta #8 en: Agosto 27, 2015, 06:34:30 pm »
si no he entendido mal tienes que llevar un cable desde tus partes metálicas incluyendo los motores a un cable negro de la fuente. Se supone que la fuente ya conecta la masa con tierra.

ramirou

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Re:AISLAMIENTO EN CNC
« Respuesta #9 en: Agosto 27, 2015, 07:10:14 pm »
Confirmarme si es así ya que toda la estructura de la maquina es de metal!

coterolm

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Re:AISLAMIENTO EN CNC
« Respuesta #10 en: Agosto 27, 2015, 07:52:00 pm »
ramirou, creo que ya te han contestado a lo del cable, es igual que lo pongas al negro de la salida de la ATX que al amarillo-verte que yo te decia en el lado de 220 v, ya que todo es tierra

 en cuanto a la tierra del aislamiento de los cables, es para que sea mucho mas efectivo contra las perturbaciones

muy bien apuntado por fosland, a mi se me habia pasado lo de poner a tierra la estrusctura, y eso solo es poner una cable de cualquier tornillo de la estructura a la tierra de la ATX o del lado de 220 v.

la verdad que yo no lo pense porque si es habitual cuando se trabaja con tensiones elevadas no de 12 v., por si hay alguna derivacion en algun cable o motor, en el caso te tocar la estructura no te de una descarga o un cosquilleo como le habra pasado a mas de uno

de todas formas me parece muy buena idea, siempre esta bien estar protegido

saludos

ramirou

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Re:AISLAMIENTO EN CNC
« Respuesta #11 en: Agosto 27, 2015, 08:23:39 pm »
Si ya quedo todo claro, voy a poner a tierra mi estructura ya que como dije es toda de metal.

javier2015

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Re:AISLAMIENTO EN CNC
« Respuesta #12 en: Septiembre 20, 2015, 09:52:08 am »
Hola chicos.....

Estoy viendo por los esquemas que el apantallado del aluminio se hace tanto en la placa como en la del motor. Hay que hacerlo solo en la parte de la placa, al llegar al motor no hay que
conectarla, ya que si no os producira el mismo ruido al retornar por la malla.

Un saludo.

coterolm

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Re:AISLAMIENTO EN CNC
« Respuesta #13 en: Septiembre 20, 2015, 11:17:57 am »
Hola Javier2015

El poner el apantallamiento a tierra es precisamente para crear lo que ya apunte en el post, una Jaula de Faraday, y tal y como puntualizo Foshland, en su interior ni entran ni salen interferencias. Si el mayor foco que hay en una máquina es el motor, al poner a tierra su carcasa, ya estas generando una Jaula de Faraday en el propio motor, y desviando a tierra la mayoría o todas las líneas electromagnéticas que se generan, así que no tendrás problemas en el resto de componentes

Lo ideal es poner todas las partes metálicas de la maquina a tierra para evitar que se produzcan corrientes parásitas en cualquiera de ellas, ya que sino son desviadas a tierra se convertirán e nuevos focos electromagnéticos

saludos

G0LFIT0

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Re:AISLAMIENTO EN CNC
« Respuesta #14 en: Mayo 08, 2017, 06:10:28 pm »
Buenas tardes, a mi me ha surgido el problema de las interferencias a raiz de poner un spindle de 1.5kw y e intentar fresar aluminio. Con madera y otros materiales no hay problema, pero al intentar cortar aluminio se me para la maquina a medio cortar. He leido por ahí que la pantalla del cable de alimentación del spindle solo había que conectarla a tierra en un extremo. Lo he intentado en el variador y es peor el remedio que la enfermedad, pq entonces me interfiere hasta con el ordenador fallando hasta el raton. Esta noche intentaré desarmar el conector tipo aviación del spindle y conectar la malla a la rosca metálica para que se comunique con la carcasa, otra cosa no se me ocurre