Hay cuatro tipos demotor de automatización industrialcargas:

1. Potencia ajustable y par constante: Las aplicaciones que requieren potencia variable y par constante incluyen transportadores, grúas y bombas de engranajes. En estas aplicaciones, el par es constante debido a que la carga también lo es. La potencia requerida puede variar según la aplicación, lo que convierte a los motores de CA y CC de velocidad constante en una excelente opción.

2. Par variable y potencia constante: Un ejemplo de aplicaciones de par variable y potencia constante es el rebobinado de papel en máquinas. La velocidad del material permanece constante, lo que significa que la potencia no cambia. Sin embargo, a medida que aumenta el diámetro del rollo, la carga cambia. En sistemas pequeños, esta es una buena aplicación paramotores de corriente continuao servomotores. La energía regenerativa también es importante y debe tenerse en cuenta al determinar el tamaño de un motor industrial o al seleccionar un método de control de energía. Los motores de CA con codificadores, control de lazo cerrado y variadores de cuadrante completo pueden ser más adecuados para sistemas de mayor tamaño.

3. Potencia y par ajustables: los ventiladores, las bombas centrífugas y los agitadores requieren potencia y par variables. A medida que aumenta la velocidad de un motor industrial, la carga también aumenta, junto con la potencia y el par requeridos. Este tipo de cargas es donde comienza el debate sobre la eficiencia del motor, con inversores que controlan motores de CA mediante variadores de velocidad (VSD).

4. Control de posición o de par: Las aplicaciones como los accionamientos lineales, que requieren un movimiento preciso a múltiples posiciones, exigen un control estricto de la posición o del par, y a menudo requieren retroalimentación para verificar la posición correcta del motor. Los servomotores o motores paso a paso son la mejor opción para estas aplicaciones, pero los motores de CC con retroalimentación o los motores de CA con inversor y codificadores se utilizan comúnmente en líneas de producción de acero o papel y aplicaciones similares.

 

Diferentes tipos de motores industriales

Aunque existen más de 36 tipos demotores de CA/CCSe utilizan en aplicaciones industriales. Si bien existen muchos tipos de motores, hay una gran superposición en las aplicaciones industriales, y el mercado ha impulsado la simplificación de la selección de motores. Esto reduce la variedad práctica de motores en la mayoría de las aplicaciones. Los seis tipos de motores más comunes, adecuados para la gran mayoría de las aplicaciones, son los motores de CC con y sin escobillas, los motores de CA de jaula de ardilla y de rotor bobinado, y los servomotores y motores paso a paso. Estos tipos de motores son adecuados para la gran mayoría de las aplicaciones, mientras que otros se utilizan solo para aplicaciones especiales.

 

Tres tipos principales demotor industrialaplicaciones

Las tres aplicaciones principales de los motores industriales son la velocidad constante, la velocidad variable y el control de posición (o par). Las diferentes situaciones de automatización industrial requieren distintas aplicaciones y problemas, así como sus propios conjuntos de problemas. Por ejemplo, si la velocidad máxima es menor que la velocidad de referencia del motor, se requiere una caja de engranajes. Esto también permite que un motor más pequeño funcione a una velocidad más eficiente. Si bien existe abundante información en línea sobre cómo determinar el tamaño de un motor, hay muchos factores que los usuarios deben considerar debido a la gran cantidad de detalles a tener en cuenta. El cálculo de la inercia de carga, el par y la velocidad requiere que el usuario comprenda parámetros como la masa total y el tamaño (radio) de la carga, así como la fricción, las pérdidas de la caja de engranajes y el ciclo de la máquina. También se deben considerar los cambios en la carga, la velocidad de aceleración o desaceleración y el ciclo de trabajo de la aplicación; de lo contrario, los motores industriales pueden sobrecalentarse. Los motores de inducción de CA son una opción popular para aplicaciones de movimiento rotatorio industrial. Después de seleccionar el tipo y el tamaño del motor, los usuarios también deben considerar los factores ambientales y los tipos de carcasa del motor, como las aplicaciones de lavado con carcasa de bastidor abierto y de acero inoxidable.

Cómo seleccionar un motor industrial

Tres problemas principales demotor industrialselección

1. ¿Aplicaciones de velocidad constante?

En aplicaciones de velocidad constante, el motor suele funcionar a una velocidad similar, sin apenas tener en cuenta las rampas de aceleración y desaceleración. Este tipo de aplicación suele utilizar controles de encendido/apagado de línea completa. El circuito de control generalmente consta de un fusible de circuito derivado con un contactor, un arrancador industrial de sobrecarga y un controlador de motor manual o un arrancador suave. Tanto los motores de CA como los de CC son adecuados para aplicaciones de velocidad constante. Los motores de CC ofrecen el par máximo a velocidad cero y tienen una base de montaje grande. Los motores de CA también son una buena opción, ya que tienen un alto factor de potencia y requieren poco mantenimiento. Por el contrario, las características de alto rendimiento de un servomotor o un motor paso a paso se considerarían excesivas para una aplicación sencilla.

2. ¿Aplicación de velocidad variable?

Las aplicaciones de velocidad variable suelen requerir velocidades y variaciones de velocidad compactas, así como rampas de aceleración y desaceleración definidas. En aplicaciones prácticas, la reducción de la velocidad de los motores industriales, como ventiladores y bombas centrífugas, se realiza generalmente para mejorar la eficiencia ajustando el consumo de energía a la carga, en lugar de operar a máxima velocidad y estrangular o suprimir la salida. Esto es muy importante a considerar en aplicaciones de transporte como las líneas de embotellado. La combinación de motores de CA y variadores de frecuencia (VFD) se utiliza ampliamente para aumentar la eficiencia y funciona bien en diversas aplicaciones de velocidad variable. Tanto los motores de CA como los de CC con accionamientos adecuados funcionan bien en aplicaciones de velocidad variable. Los motores de CC y las configuraciones de accionamiento han sido durante mucho tiempo la única opción para motores de velocidad variable, y sus componentes se han desarrollado y probado. Incluso ahora, los motores de CC son populares en aplicaciones de velocidad variable y potencia fraccionaria, y son útiles en aplicaciones de baja velocidad porque pueden proporcionar el par máximo a bajas velocidades y un par constante a diversas velocidades de motor industrial. Sin embargo, el mantenimiento de los motores de CC es un aspecto a considerar, ya que muchos requieren conmutación con escobillas y se desgastan debido al contacto con las piezas móviles. Los motores de CC sin escobillas eliminan este problema, pero su precio inicial es más elevado y la gama de motores industriales disponibles es más reducida. El desgaste de las escobillas no es un problema en los motores de inducción de CA, mientras que los variadores de frecuencia (VFD) ofrecen una opción útil para aplicaciones que superan 1 HP, como ventiladores y bombas, ya que pueden aumentar la eficiencia. La elección del tipo de variador para un motor industrial puede proporcionar cierta sensibilidad a la posición. Se puede añadir un codificador al motor si la aplicación lo requiere, y se puede configurar un variador para que utilice la retroalimentación del codificador. Como resultado, esta configuración puede proporcionar velocidades similares a las de un servomotor.

3. ¿Necesita control de posición?

El control preciso de la posición se logra verificando constantemente la posición del motor durante su movimiento. Aplicaciones como el posicionamiento de accionamientos lineales pueden utilizar motores paso a paso con o sin retroalimentación, o servomotores con retroalimentación inherente. El motor paso a paso se mueve con precisión a una posición a velocidad moderada y luego la mantiene. Un sistema de motor paso a paso de lazo abierto proporciona un control de posición potente si está dimensionado correctamente. Sin retroalimentación, el motor paso a paso realizará el número exacto de pasos, a menos que encuentre una interrupción de carga que supere su capacidad. A medida que aumentan la velocidad y la dinámica de la aplicación, el control de motor paso a paso de lazo abierto puede no cumplir con los requisitos del sistema, lo que requiere actualizarlo a un sistema de motor paso a paso o servomotor con retroalimentación. Un sistema de lazo cerrado proporciona perfiles de movimiento precisos a alta velocidad y un control de posición preciso. Los sistemas servo proporcionan pares más altos que los motores paso a paso a altas velocidades y también funcionan mejor en cargas dinámicas elevadas o aplicaciones de movimiento complejas. Para un movimiento de alto rendimiento con un bajo sobreimpulso de posición, la inercia de carga reflejada debe coincidir lo máximo posible con la inercia del servomotor. En algunas aplicaciones, una discrepancia de hasta 10:1 es suficiente, pero una coincidencia de 1:1 es óptima. La reducción de engranajes es una buena manera de resolver el problema de la discrepancia de inercia, ya que la inercia de la carga reflejada se reduce al cuadrado de la relación de transmisión, pero la inercia de la caja de engranajes debe tenerse en cuenta en el cálculo.