¿Qué son los ciclos de trabajo del motor?
Al seleccionar un motor, es importante tener en cuenta el ciclo de trabajo requerido para garantizar que el motor pueda satisfacer las necesidades de la aplicación.
La Comisión Electrotécnica Internacional (CEI) define ocho clasificaciones para un ciclo de trabajo que se agrupan en ciclos continuos, de corta duración o periódicos. Estos ciclos se refieren a la secuencia y duración en el tiempo de todos los aspectos de una operación típica, incluyendo el arranque, el funcionamiento sin carga, el funcionamiento con carga completa, el frenado eléctrico y el descanso. Estas operaciones se analizan en función de cómo afectan a la temperatura del motor para determinar si el motor seleccionado es correcto para la aplicación, si se requiere una mayor refrigeración, como un ventilador de ventilación forzada, o si debe utilizarse un motor completamente nuevo.
#1 Trabajo continuo (S1)
(Figura 1) Ciclo de trabajo del motor #1 - Trabajo continuo
El primer tipo de ciclo de trabajo del motor, y el más sencillo, es el trabajo continuo. También se conoce por su nombre abreviado, servicio S1 (Figura 1). En este tipo de funcionamiento, el motor funciona con una carga constante durante un tiempo suficiente para que alcance el equilibrio térmico. Esto también supone que se puede considerar que el arranque del motor tiene un efecto insignificante sobre la temperatura del mismo. Un ejemplo de servicio S1 sería un ventilador que se enciende y luego se deja funcionar sin parar.
Las ventajas de los ciclos de trabajo continuo son la eficiencia, la fiabilidad y la simplicidad. Dado que los motores en servicio continuo permiten que la temperatura del sistema se estabilice, ofrecen un funcionamiento fiable incluso cuando están cerca o al límite de su capacidad nominal. Los ciclos S1 son ideales para máquinas que se espera que funcionen de forma constante y continua durante largos periodos de tiempo. Entre las aplicaciones típicas de los ciclos de trabajo continuo se encuentran las escaleras mecánicas, las soluciones de eMobility o incluso la maquinaria de embalaje.
#2 - Trabajo de corta duración (S2)
(Figura 2) Trabajo de corta duración (S2)
El segundo tipo de ciclo de trabajo del motor es el trabajo de corta duración. Al igual que el funcionamiento continuo, esta operación funciona con una carga constante. A diferencia del servicio continuo, se apaga antes de alcanzar el equilibrio térmico. A continuación, se deja que el motor descanse el tiempo suficiente para que alcance la temperatura ambiente. El servicio de corta duración se designa con S2 seguido del número de minutos del ciclo (S2 30 minutos).
Trabajos periódicos (S3-S8)
El servicio periódico se refiere a las designaciones S3-S8. Estas designaciones incluyen ciclos con y sin descanso que tienen arranque, frenado eléctrico y/o cambios de velocidad/carga. En todas estas designaciones, las diversas operaciones del ciclo se repiten en el tiempo y no se permite que el motor alcance el equilibrio térmico.
Los ciclos de trabajo periódicos suelen ser ideales para máquinas con demandas de carga rápidamente cambiantes o impredecibles, como los ascensores, las punzonadoras, las compactadoras o incluso las sierras industriales y otras máquinas para trabajar el metal. Estas máquinas pueden cambiar las demandas de carga en segundos, necesitando un ciclo de trabajo del motor flexible que pueda sostener estas operaciones periódicas sin calarse o sobrecalentarse.
#3 Trabajo Periódico Intermitente (S3)
(Figura 3) #3 Trabajo Periódico Intermitente (S3)
El servicio periódico intermitente es el tipo más sencillo de servicio periódico. Esta secuencia de ciclos idénticos contiene cada uno un periodo de carga constante y un periodo en reposo. Es muy similar al servicio S2, pero se diferencia porque nunca alcanza la temperatura ambiente durante su período de descanso. Este ciclo de trabajo se abrevia como S3 seguido del porcentaje de tiempo bajo carga (S3 xx%, donde el % = ∆Tc/T). Un ejemplo de servicio periódico intermitente podría ser un transportador que funciona a intervalos constantes con la misma carga.
Gracias a su naturaleza única, el S3 minimiza el calor y permite a los fabricantes invertir en motores de menor tamaño, lo que se traduce en un importante ahorro de costes y peso. Los ciclos de trabajo periódicos intermitentes pueden desplegarse en una gran cantidad de aplicaciones, como la maquinaria para plásticos, el procesamiento de alimentos y bebidas, etc. El envasado también es un caso de uso común para los ciclos S3, ya que esta aplicación suele implicar intervalos de carga y funcionamiento constantes.
#4 Funcionamiento continuo con freno electrónico (S7)
(Figura 4) #4 Funcionamiento continuo con freno electrónico (S7)
El último ejemplo de ciclo de trabajo del motor es el funcionamiento continuo con frenado eléctrico. Este ciclo incluye una secuencia de arranque, carga constante y frenado eléctrico. Además, no hay tiempo de descanso durante la operación. Este tipo de ciclo de trabajo se abrevia como S7 seguido del momento de inercia del motor y de la carga (Jm y JL).
Los otros ciclos de trabajo periódicos S4-S6 y S8-S9 son similares a S3 y S7, pero pueden realizarse con o sin descanso, arranque, frenado y carga.
Las aplicaciones potenciales de la operación continua con frenado eléctrico podrían incluir trenes de laminación o blooming para la fabricación de acero, maquinaria de la cadena de suministro a través de la manipulación de materiales, e incluso algunas tecnologías médicas, incluyendo aplicaciones de precisión.
Los ingenieros de aplicación de KEB tienen décadas de experiencia ayudando a los constructores de máquinas a evaluar su ciclo de trabajo ideal a través de las aplicaciones. Podemos proporcionar una selección de motores flexibles, incluyendo los robustos motores de freno, que combinan la tecnología de motor líder en la industria con potentes frenos DC de muelle.
Conclusión
Al comprar un motor, es importante tener en cuenta el funcionamiento requerido y declarar el ciclo de trabajo. Esto garantiza que se seleccione el motor adecuado para la aplicación.
Fuente: https://www.kebamerica.com/blog/4-types-of-motor-duty-cycles-every-engineer-should-know/
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