Lo que necesita saber sobre la selección del motor eléctrico

Responda algunas preguntas sobre la aplicación antes de especificar un motor
Cuando se trata de la selección de motores eléctricos en su proyecto de automatización, ¿qué se debe especificar? Para un fabricante de máquinas o fabricante original de equipos (OEM), una buena práctica es mantener en consideración los costos involucrados. Sin embargo, la aplicación, el funcionamiento y el entorno son los grandes actores en la selección de motores. No se trata solo de la tensión (voltaje), torque (par) y velocidad (rpm). La aplicación establecerá los requisitos específicos sobre el rendimiento del motor, más allá de estas especificaciones básicas.

Entonces, ¿qué tipo de motor es apropiado para una aplicación? El primer pensamiento puede ser contactar a un distribuidor local de electricidad o un proveedor de automatización. Si bien estos distribuidores, vendedores y fabricantes industriales están felices de ayudar con personal de ventas bien informado y sitios web detallados, harán algunas preguntas, que serán sobre los requisitos de la aplicación.

Los proveedores y fabricantes de motores tendrán mucho que decir sobre el tipo de motor, así como sobre la innovación y el rendimiento de sus productos, ya sean de CA o CC, síncronos o inductivos, servo o motores paso a paso. Sin embargo, resístase al impulso de seleccionar un tipo de motor hasta que se definan las características de carga, velocidad y funcionamiento de cada aplicación.
Obviamente, se selecciona un motor para satisfacer las demandas de la aplicación, por lo que las demandas deben definirse. Una gran parte de estas demandas se basan en el tipo de carga que impulsa la salida del motor. ¿Qué está moviendo el motor? La carga del motor incluye un par variable o constante y una potencia variable o constante. El motor también puede requerir control posicional o control de torque. ¿Qué rango de velocidad se requiere? Esta última pregunta se deja de lado en muchos casos (no olvide que a velocidades bajas, el enfriamiento del motor se reducirá).

Algunas cargas tienen un par constante; la carga no cambia. Por ejemplo, el brazo de la palanca o el diámetro del rodillo permanecen constante. En algunas aplicaciones de par constante, la potencia puede variar: se necesita hacer más trabajo o se necesita más fuerza para hacer el trabajo. Los ejemplos básicos de estas aplicaciones de par constante y potencia variable incluyen compresores, grúas, cintas transportadoras y algunas bombas, de tipo engranaje o desplazamiento positivo. Comprimir a una presión de aire más alta, levantar diferentes cargas de peso con la grúa o agregar una paleta cargada al transportador varía la potencia del motor necesaria para mover la carga. Define el trabajo. Una amplia variedad de motores de CA y CC funcionan bien en estas aplicaciones.
También hay aplicaciones de potencia constante y par variable. Un ejemplo simple de esto es una aplicación de desenrollado o rebobinado. La velocidad del material permanece constante mientras el diámetro del rodillo disminuye o aumenta. La velocidad constante del material asegura una potencia constante mientras que el diámetro del rodillo (brazo de palanca) cambia, variando el torque. Esta aplicación usó motores de corriente continua hace muchas décadas. Más recientemente, los servomotores o motores de corriente alterna con control de circuito cerrado son opciones populares. Con estas cargas pesadas, no se olvide del frenado regenerativo como un medio para controlar la potencia regenerativa al detenerse.

También hay aplicaciones de potencia variable y par, como mezcladores/agitadores, ventiladores y bombas centrífugas. Este es el tipo de aplicaciones donde a menudo se discute la eficiencia energética. Pequeños cambios en la velocidad de estos motores resultan en grandes reducciones en el uso de energía. La velocidad del motor juega un papel importante en estas aplicaciones. ¿Puede hacer funcionar el mezclador, el ventilador o la bomba más lentamente a veces? Cuando la velocidad del motor aumenta, la carga aumenta, lo que requiere más potencia y más torque.
La velocidad de un motor siempre es parte de la discusión sobre la selección del motor, como lo es la necesidad de una aplicación de arranques y paradas frecuentes o rápidas. ¿Será necesario que el motor arranque y pare o invierta la dirección con frecuencia? ¿Tiene que hacerlo tan rápido? ¿Funcionará el motor a velocidad constante o debe ser variable? Las respuestas, además de determinar el tipo de motor necesario, como un motor de CA de servicio invertido, ayudan a determinar si se necesitan arrancadores en línea o variadores de frecuencia (VDF).
Las aplicaciones de motor más avanzadas requieren control de posición preciso y repetible, control de par y control de velocidad. Estas aplicaciones incluyen pórticos de eje simple y múltiple, máquinas de recogida y colocación y manejo de banda. Si bien un motor paso a paso que funciona en bucle abierto puede satisfacer los requisitos de estas aplicaciones, a menudo se requiere un control en bucle cerrado utilizando servomotores.

¿Realmente necesitas un servomotor? Un motor de CA o CC con retroalimentación (encoder) también se puede utilizar en muchas aplicaciones de alto rendimiento, proporcionando una buena regulación de velocidad y una capacidad de posicionamiento razonable. Por ejemplo, un motor de CA específicamente diseñado para servicio de inversor o vector funciona bien en aplicaciones de velocidad variable y puede proporcionar capacidad de par constante a velocidad cero.
¿En qué entorno se instalará el motor? El motor seleccionado para aplicaciones industriales debe ser robusto y capaz de manejar las condiciones ambientales. No cometa el error de especificar un motor de inducción de CA monofásico, a menudo utilizado en un pequeño electrodoméstico, como una lavadora o secadora, para controlar pequeñas cargas en una máquina. Hay diferencias significativas entre una máquina industrial en funcionamiento continuo y una lavadora que limpian seis u ocho cargas de ropa por semana. El motor del electrodoméstico puede funcionar muy bien, pero hay algo más que polvo presente en aplicaciones industriales. Los motores necesitan sobrevivir a condiciones ambientales extremas, incluidas temperaturas altas y bajas, demandas eléctricas variables y contaminantes. Un motor seleccionado adecuadamente proporcionará un rendimiento óptimo y una larga vida útil en entornos hostiles. El servicio de lavado, el acero inoxidable y el servicio severo son solo algunos requisitos a tener en cuenta dependiendo del entorno industrial.
Con la aplicación del motor entendida y bien definida, es probable que las soluciones disponibles sean muchas. Aunque una máquina con cinco aplicaciones de motor diferentes puede requerir cinco tipos diferentes de motores, tenga en cuenta el sistema general; El uso de motores similares o similares puede reducir la complejidad del diseño, el tiempo de arranque y las necesidades de piezas de repuesto.