Cómo determinar qué Motor y Variador de Velocidad de CC utilizar para su aplicaión

Cómo determinar qué Motor de CC y qué Variador utilizar su aplicación necesita:

1. Lo ideal es conocer la potencia (en HP o kW) necesaria para mover la carga en cuestión. De lo contrario, deberá determinar (calcular) la potencia media mínima que requiere su máquina, dependiendo de la función que esta desempeñe.

2. Una vez conocida la potencia (HP o kW), debe seleccionar un motor de CC con una capacidad entre 1,25 y 1,5 veces superior (factor de seguridad) a la potencia real calculada. NUNCA debe elegir ni comprar un motor que coincida exactamente con la carga mínima calculada, debido a las INEFICIENCIAS y a los MÁRGENES DE SEGURIDAD. Por ejemplo: si ha calculado que su aplicación requiere 3 HP, DEBE multiplicar esa cifra por 1,25 o 1,5 para operar dentro de un MARGEN SEGURO.

3HP × 1,25 = 3,75 HP

3 HP × 1,50 = 4,5 HP

Dado que los motores industriales de CC se fabrican en tamaños estándar discretos, debe redondear hacia arriba hasta la siguiente potencia nominal estándar disponible. Los siguientes tamaños estándar comunes por encima de los 3 HP son 5 HP y 7,5 HP. Por lo tanto, un motor de 5 HP representa la opción más segura y rentable.

¿Por qué necesita este margen?

1. Ineficiencias mecánicas: Aunque su cálculo de 3 HP cubra la carga, a menudo no tiene en cuenta las pérdidas por fricción en cajas de engranajes, correas desalineadas, rodamientos desgastados y transmisiones por cadena.

2. Condiciones ambientales: Los entornos industriales suelen ser sucios y calurosos. Si la temperatura ambiente supera los 40 °C (104 °F), la capacidad del motor para disipar el calor disminuye, lo que reduce efectivamente su potencia nominal en régimen continuo.

3. Alta inercia de arranque: Hacer que una carga pesada comience a moverse desde el reposo absoluto requiere un par (torque) significativamente mayor que mantenerla en movimiento. Un motor de mayor tamaño garantiza que no se dispare la protección del variador durante el arranque.

4. Fluctuaciones de voltaje: Si en la planta de producción se producen pequeñas caídas de tensión, un motor que funcione al 100 % de su capacidad absorberá más corriente, se sobrecalentará y fallará prematuramente.

Dimensionado del variador de CC

Tenga en cuenta que el variador de CC (controlador) debe dimensionarse para corresponderse con el motor adquirido (5 HP), y no con la carga de 3 HP. Si el variador es demasiado pequeño, se disparará por sobre corriente cuando el motor demande potencia para manejar los picos de carga durante el arranque.

El siguiente paso consiste en considerar el voltaje de alimentación disponible en la planta para determinar el voltaje de inducido (armadura) del motor (230 VCA, 480 VCA); con este dato, podrá decidir el voltaje de salida del variador para su motor. Si el voltaje disponible es de 230 VCA, puede optar por un motor de 5 HP y 180 VCC con un variador de 5 HP y 180 VCC (estos requieren una entrada de alimentación monofásica de 230 VCA y no son nada costosos), o bien elegir un motor de 5 HP y 240 VCC con un variador de 5 HP y 240 VCC (estos requieren alimentación trifásica y son mucho más costosos). Cualquiera de las dos opciones funcionará correctamente para su aplicación.

A continuación, es necesario determinar la velocidad de operación (RPM) requerida para la carga. Los motores de CC suelen tener velocidades nominales de 1750 RPM (4 polos) o 3500 RPM (2 polos). Debe decidir a qué velocidad puede moverse la carga sin sufrir daños.

La siguiente pregunta es: ¿Requiere esta aplicación arranques y paradas frecuentes y rápidos?

Si la máquina necesita detenerse y arrancar con frecuencia, e incluso invertir el sentido de giro en ocasiones, es posible que necesite un variador de CC Regenerativo, como por ejemplo, en una máquina de impresión.

Para una máquina de impresión que requiere arranques y paradas frecuentes, debe adquirir un motor de CC regenerativo de 5 HP junto con un variador de CC regenerativo de cuatro cuadrantes de 5 HP.

Identifique las especificaciones clave

Potencia del motor: 5 HP. Esto cumple con los cálculos del factor de seguridad y, al mismo tiempo, proporciona el margen necesario para ciclos de aceleración rápida.

Tipo de variador: Variador regenerativo de cuatro cuadrantes. Los variadores no regenerativos no pueden gestionar el frenado rápido que requiere una prensa de impresión sin sobrecalentarse o generar fallos.

Voltaje de inducido (Armadura): Típicamente, 180 VCC (para entrada monofásica de 230 VCA) o 500 VCC (para entrada trifásica de 460 VCA).

¿Por qué es obligatorio un variador regenerativo?

Las prensas de impresión tienen una alta inercia rotacional debido a los rodillos pesados y a los sistemas de manejo de la banda de material.

Desaceleración controlada: Al detenerse con frecuencia, un variador regenerativo convierte el motor en un generador. Toma la energía cinética de los rodillos en movimiento, la transforma en energía eléctrica y la devuelve a la red eléctrica de la fábrica. Esto permite un frenado suave e inmediato sin desgaste mecánico.

Prevención de fallos por sobretensión: Si utilizara un variador estándar no regenerativo, la energía cinética de los rodillos se descargaría en los condensadores internos del variador, provocando un disparo por sobretensión y deteniendo la producción.

Control de tensión: Los arranques y paradas frecuentes conllevan el riesgo de romper o arrugar el papel o la película. Un variador regenerativo permite un control preciso del par durante la desaceleración, manteniendo una tensión constante en la banda para que el material no se arruine.

Protecciones térmicas críticas para el motor

Dado que la máquina arranca y se detiene con frecuencia, el motor funcionará durante mucho tiempo a velocidades muy bajas durante las fases de aceleración y desaceleración.

Utilice un motor refrigerado por ventilador externo (TEAO): Los motores estándar totalmente cerrados y enfriados por ventilador (TEFC) dependen de un ventilador acoplado al eje del motor. Si el motor se detiene constantemente o funciona a baja velocidad, el ventilador no moverá suficiente aire y el motor se quemará. Un motor totalmente cerrado enfriado por flujo de aire externo (TEAO) utiliza un ventilador eléctrico independiente de velocidad constante para enfriar el motor, independientemente de la velocidad de giro del eje principal.

Verifique el ciclo de trabajo: Asegúrese de que el motor esté clasificado para servicio continuo (S1) o servicio intermitente de alta frecuencia de ciclos.

Si tiene alguna otra pregunta, por favor contáctenos en: info@aucontrols.com