Aplicaciones de los motores eléctricos: desde las fábricas hasta los vehículos comerciales

Pídale a un ingeniero de mantenimiento de fábrica que nombre el componente detrás del mayor tiempo de inactividad no planificado y la respuesta suele ser el motor eléctrico. Sin embargo, la misma clase de máquina que detiene una línea de producción cuando falla es también la que arranca un motor diésel de 15 litros en una mañana fría, conduce un apilador por el pasillo de un almacén y hace girar la plataforma de cepillos de una barredora municipal. Las aplicaciones de los motores eléctricos cubren requisitos muy diferentes: par en parada, rango de velocidad, protección de la carcasa, eficiencia y ciclo de trabajo. Saber cómo cambian esos requisitos de una aplicación a otra es el primer paso para seleccionar un motor que dure. Este artículo mapea los principales grupos de aplicaciones y los criterios de selección que importan en cada uno.

Automatización industrial: motores de CA como caballo de batalla

Los equipos industriales en general funcionan predominantemente con motores de inducción de CA. Las máquinas asíncronas trifásicas en tamaños de bastidor IEC o NEMA alimentan ventiladores, transportadores, compresores, bombas y máquinas herramienta. Las tramas IEC son el valor predeterminado global; Los marcos NEMA son comunes en Norteamérica. Los dos estándares difieren en las dimensiones de montaje, la altura del eje y las convenciones de clasificación, por lo que comprar según el estándar incorrecto puede significar volver a perforar las placas base y reelaborar los acoplamientos.

Descripción general de la fábrica de motores asíncronos de CA IEC Este proveedor ofrece una gama de motores asíncronos de CA con marco IEC para equipos industriales, que cubren tipos especializados como motores sub-aceite, niveladores de muelle, hidráulicos y de elevación de automóviles, útiles para obtener el estándar y la clase de eficiencia adecuados. Ver producto →

La eficiencia es ahora un factor determinante en la selección de motores. IEC 60034-30-1 establece clases de eficiencia de IE1 a IE4, y muchos mercados exigen IE3 para máquinas de servicio continuo. Un motor IE3 típico utiliza entre un 2% y un 4% menos de energía que la unidad IE2 equivalente. En un motor de 15 kW que funciona 6.000 horas al año, esa diferencia representa una parte importante de la factura eléctrica total. Para una planta que utiliza docenas de motores, el ahorro es sustancial.

Los motores especialmente diseñados sirven para máquinas específicas. Los motores de bombas sumergibles deben funcionar en pozos llenos de petróleo, por lo que su aislamiento y sellado difieren de los diseños abiertos a prueba de goteo. Los motores de los niveladores de andén necesitan un alto par de arranque para realizar tareas de inclinación intermitente. Los motores del conjunto de energía hidráulica enfrentan aceite viscoso y arranques frecuentes. Los motores de los elevadores de automóviles deben sostener un vehículo durante ciclos de carga repetidos. En cada caso, un motor de catálogo de uso general no es suficiente.

Cualquiera que sea la máquina, la regla práctica es la misma: confirme la clase de servicio, la clasificación del gabinete y la eficiencia antes de realizar el pedido. Nuestra página de aplicaciones industriales y de automatización enumera los grupos de motores que atienden a este sector.

Vehículos comerciales: arranque y carga en condiciones difíciles

Un motor diésel no puede arrancar solo. el motor de arranque tiene que arrancar un motor de alta compresión con aceite frío y un voltaje de la batería que puede haber caído por debajo del nominal. Por lo tanto, la especificación del motor de arranque comienza con torque a bajo voltaje, no con la potencia nominal. Un motor de arranque de servicio pesado para un motor de 12 a 15 litros normalmente consume varios cientos de amperios y entrega 50 a 100 Nm o más en el piñón.

Los motores de arranque se han adaptado a familias de plataformas conocidas: Delco 28MT a 50MT, serie Denso ND, Bosch, Mitsubishi, Ford y Valeo. Para los compradores de mantenimiento de flotas, hacer una referencia cruzada del número de equipo original con la plataforma correcta es el paso crítico. Pequeñas diferencias en el número de dientes del piñón, la brida de montaje y la longitud del cono de nariz pueden convertir un motor de arranque supuestamente compatible en una pieza que no se acopla.

Proveedor de motores de arranque Delco con referencias cruzadas OEM Este proveedor enumera los motores de arranque Delco con especificaciones detalladas, números OEM y aplicaciones para Hyundai, Genesis y vehículos pesados, lo que ayuda a los compradores de flotas a identificar el reemplazo correcto compatible con la plataforma. Ver producto →

Los alternadores tienen la función opuesta: generar suficiente corriente para hacer funcionar el sistema eléctrico y recargar la batería. Los camiones y autobuses modernos transportan cargas electrónicas pesadas, por lo que a menudo se requiere un alternador de alta resistencia que entregue 120-200 A a 12 V o 24 V. La compatibilidad de la plataforma también importa aquí. Las series Delco SI (7SI a 40SI), los alternadores Denso, Bosch y Prestolite son las referencias comunes; una polea o conector incorrecto detiene la instalación en seco.

Maquinaria de construcción: la durabilidad es lo primero

Los equipos de construcción operan en condiciones que desgastarían rápidamente un motor industrial estándar. Sellos de ataque de polvo y barro. Las cargas de vibración y choque tensionan los cojinetes y las conexiones eléctricas. Las temperaturas de funcionamiento varían desde frío extremo hasta calor cerca del motor. En este entorno, un motor de arranque o un alternador es tan fiable como su protección mecánica.

Por lo tanto, los arrancadores y alternadores para excavadoras, cargadoras y grúas utilizan una construcción sellada y resistente. Los arrancadores construidos para servicios de construcción incluyen carcasas de accionamiento cerradas y solenoides robustos. Los alternadores necesitan puentes rectificadores más grandes, mejor tolerancia al calor del rotor y, a veces, puntos de montaje más fuertes. Muchos se basan en las mismas plataformas Delco o Denso que las unidades de vehículos de carretera, pero con conectores y clasificaciones de salida específicas de la máquina.

El hábito de selección que vale la pena es especificar el modelo de la máquina y el entorno operativo, no sólo el número de pieza. Un motor de arranque que sirve bien a un camión de carretera puede fallar temprano en una cargadora de ruedas si el ingreso de polvo y la tensión de montaje difieren. En caso de duda, solicite al proveedor una unidad clasificada para la clase de aplicación prevista.

Logística inteligente: velocidad precisa y trabajo repetido

El equipamiento del almacén impone un patrón diferente: arranques frecuentes, cambios de dirección y control preciso de la velocidad. Los camiones de almacenamiento, los apiladores contrapesados ​​y los niveladores de muelle necesitan motores que entreguen un alto par a baja velocidad y toleren un funcionamiento de arranque y parada que sobrecalentaría una máquina de uso general.

Los motores de CC son una opción natural para equipos de almacén compactos. Un motor de CC de imán permanente proporciona una característica de velocidad-par lineal y es fácil de controlar con un simple accionamiento. Para camiones de almacenamiento más pesados, los motores de accionamiento de CA en bastidores IEC proporcionan el margen de torsión y la capacidad térmica necesarios para el funcionamiento en varios turnos. Los apiladores contrapesados ​​combinan un motor de tracción para la tracción con un motor de bomba para el elevador hidráulico, y ambos tienen que soportar constantes retrocesos.

Motor de accionamiento de camión de almacenamiento para equipos alimentados por baterías Este motor de accionamiento está optimizado para sistemas de baterías de bajo voltaje y ofrece un alto par a corrientes nominales de hasta 138 A, con un funcionamiento silencioso a 55 dBA, protección térmica y clasificación IP54 para ciclos de trabajo exigentes en el almacén. Ver producto →

Los motores de CC sin escobillas se utilizan cada vez más cuando la eficiencia y el bajo mantenimiento son importantes. Los motores BLDC conmutan electrónicamente, por lo que no hay escobillas que desgastar ni conmutador que mantener. En los motores de cepillos de barredora, por ejemplo, un motor BLDC permite ajustar la velocidad del cepillo a la velocidad de avance y a la carga de escombros, lo que ahorra energía y mejora la limpieza. El costo adicional del controlador generalmente se recupera mediante un mantenimiento reducido y un menor uso de energía.

Nuestra página de logística inteligente describe las familias de motores de accionamiento y bomba desarrolladas para este equipo.

Cómo adaptar el motor a la aplicación

Independientemente de la aplicación, seis especificaciones determinan si un motor funcionará:

• Potencia de salida en kW o hp
• Rango de velocidad en RPM
• Voltaje y frecuencia
• Ciclo de trabajo (S1 continuo, S2 de corta duración, S3 periódico intermitente)
• Clasificación de carcasa (IP22 a IP67)
• Clase de eficiencia (IE1 a IE4)

Cambiar cualquiera de estos desde el punto de diseño puede provocar sobrecalentamiento, un par de arranque deficiente o una falla prematura del aislamiento. Piense en todo el ciclo de vida, no sólo en el precio de compra. Un motor de tamaño insuficiente en una aplicación de arranque y parada se sobrecalentará en unos meses. Un motor con una clasificación IP incorrecta absorberá polvo y perderá la integridad del aislamiento. Un motor que no cumpla las normas regionales de eficiencia puede ser rechazado durante la puesta en servicio. Cada una de estas fallas es costosa de corregir porque el motor rara vez es el único componente afectado.

Construimos motores de CA IEC, motores de CC, motores BLDC, arrancadores, alternadores y piezas de servicio críticas como armaduras, solenoides y embragues de rueda libre. Esa amplitud nos permite respaldar varios grupos de aplicaciones bajo un sistema de calidad y un punto de referencia de ingeniería. Para el comprador, simplifica la gestión de repuestos y mantiene a los equipos de mantenimiento trabajando con diseños familiares en diferentes máquinas.

La siguiente tabla resume qué verificar en cada grupo de aplicaciones.

Los motores eléctricos no son una mercancía. Un motor industrial IE3, un arrancador de servicio pesado y un motor de barredora BLDC son diferentes respuestas de ingeniería a diferentes problemas. Cuando conoce la aplicación, el trabajo y el entorno, puede seleccionar un motor que brinde un servicio confiable en lugar de tiempos de inactividad no planificados. Cuando el fabricante también puede suministrar repuestos compatibles, ese motor se convierte en parte de un sistema mantenible, que es lo que la mayoría de los propietarios de equipos realmente necesitan.