How To Choose An Electric Motor | Parvalux Electric Motors

Requisitos de potencia

El requisito de potencia es uno de los factores más importantes a la hora de especificar un motorreductor y es la potencia mecánica requerida por la aplicación, medida en vatios o caballos de fuerza. La potencia viene determinada por la velocidad y el par necesarios para la aplicación y no siempre es fácil de determinar para el cliente en aplicaciones complejas. Medir o calcular los requisitos de la aplicación es el primer paso crítico en la selección de motores AC, DC o brushless y su reductor y para la optimización del producto del cliente.

Power (Watts) = Torque x RPM x 0.10472	1 Electrical Horsepower (HpE) = 746.000w
Torque = Power (Watts) / (RPM x 0.10472)	1 Metric Horsepower (HpM) = 735.499w
RPM = Power (Watts) / (Torque x 0.10472)	1 Mechanical Horsepower (Hpl) = 745.670w
Celsius to Fahrenheit F = 9/5C + 32	Fahrenheit to Celsius C = 5/9(F – 32)

Par

El par es la fuerza multiplicada por la distancia, con unidades comunes como Nm, lb-ft y oz-in (se muestra la tabla de conversión).

Una vez definido el par necesario, también es fundamental comprender los requisitos de velocidad. La velocidad se define como rad/s, las ecuaciones que se muestran a continuación se encargan de ello y utilizan las rpm más comunes.

La potencia mecánica calculada proporciona una buena indicación del tamaño del reductor que el motor necesita, pero es sólo una indicación porque los mismos vatios de salida del motor se pueden conseguir en configuraciones de «baja velocidad con alto par» o «alta velocidad con bajo par».

Given Unit	ncm	gcm	lb-in	lb-ft	oz-in
Nm	1	10.97³	8.85	0.738	141.6
gcm	981×10^-6	1	8.68×10^-3	72×10^-6	13.89×10^-3
lb-in	0.113	1152.13	1	0.0833	16
lb-ft	1.356	13.825×10³	12	1	192
oz-in	7.062×10^-3	72.007	0.0625	5.21×10^-3	1

Gráficos de par y velocidad

Los gráficos de par y velocidad muestran información del proveedor del reductor del motor sobre el rendimiento del producto y son una herramienta importante al elegir un motor eléctrico. Muestran las sutilezas del motor o el rendimiento del motor con reductor con la salida de par mostrada a todas las velocidades, probablemente hasta cerca de la parada.

Con estos sencillos gráficos de par y velocidad del reductor del motor, y el par y la velocidad determinados para la aplicación, es posible ver si el reductor seleccionado puede accionar la aplicación a todas las velocidades requeridas y cuánto par está todavía disponible para la aplicación si es necesario.

Con este gráfico también es posible determinar la corriente (amperios) necesaria para la aplicación, lo que ayuda a seleccionar el control del accionamiento y la protección del motor (como se muestra). Parvalux suele publicar los datos de los reductores de motor en forma de tabla debido al gran número de combinaciones y variantes posibles, pero las curvas de velocidad y par se elaboran internamente en una selección de dinamómetros.

Ejemplo: El gráfico que se muestra es para un motor de corriente continua PM63 con un reductor helicoidal GB9. Se puede determinar que si la aplicación requiere 30Nm, la velocidad de salida de la reductor sería de 37rpm y requeriría 11 amperios. Si la carga aumenta a 50Nm, la velocidad disminuiría a 33rpm y requeriría 17 amperios.

Límites térmicos del reductor

Gearbox Type	Thermal Rating (Watts)
	Composite	Bronze
S	20	25
M	38	45
MB, MF	40	48
L, LH LB, LF, LHB, LS, LSH	60	72
G, GH	100	–
SS	25	30
MM	45	54
MBM	47	58
SIW	28	38
MIW	50	65

Los límites térmicos del reductor son un factor limitante cuando se utilizan reducciones de motor por encima del ciclo de trabajo continuo normal S1.

Este ciclo de trabajo en continuo es probablemente el ciclo de trabajo que se muestra en el gráfico de par y velocidad, pero Parvalux tiene muchos años de experiencia en la optimización de la aplicación y tiene datos completos sobre nuestros reductores para uso intermitente.

Los límites aproximados de la reductor Parvalux pueden calcularse tanto para el ciclo de trabajo continuo como para el intermitente utilizando la información que se indica a continuación:

Ciclo de trabajo continuo (S1)

La capacidad térmica de la reductor puede calcularse mediante la siguiente fórmula:
Capacidad térmica aproximada (W) = ((RPM finales x Par (Nm)) / 9,55) x ((1/n) – 1)
n = rendimiento de la reductor (disponible a petición)

Ciclo de trabajo intermitente

Para el servicio intermitente, la capacidad térmica de la reductor (véase la tabla) se incrementa
multiplicando la capacidad térmica de la reductor correspondiente por el factor x:
x = √(100% / Ciclo de trabajo %)

S1	Continuous Duty Cycle	The motor works at a constant load for a long enough time to reach temperature equilibrium
S2	Short Time Duty Cycle	The motor works at a constant load but not long enough to reach temperature equilibrium. Rest periods allow the motor to reach ambient temperature
S3	Intermittent Periodic Cycle	Sequential, identical run and rest cycles with constant load. Temperature equilibrium is never reached. Starting current has little effect on temperature rise
S4	Intermittent Periodic Duty with Starting	Sequential, identical start, run, and rest cycles with constant load. Temperature equilibrium is not reached, but starting current affects temperature rise
S5	Intermittent Periodic Duty with Electric Braking	Sequential, identical cycles of starting and running at a constant load and running with no load. No rest periods
S6	Continuous Operation with Intermittent Load	Sequential, identical cycles of starting and running at a constant load and running with no load. No rest periods
S7	Continuous Operation with Electric Braking	Sequential, identical cycles of starting and running at a constant load and electric braking. No rest periods
S8	Continuous Operation with Periodic Load & Speed Changes	Sequential, identical cycles run at constant load and given speed, then run at other constant loads and speeds. No rest periods

Eficiencia

Al elegir un motor eléctrico, la eficiencia es un factor esencial. La eficiencia tanto del motor como del reductor y la eficiencia de la combinación es un tema que normalmente debe ser incluido en el proceso de selección.

Parvalux tiene una gran experiencia en la comparación de las diferentes tecnologías de motores y reductores y en la evaluación del equilibrio entre ellas en una aplicación determinada. La experiencia de Parvalux en el suministro a muchas industrias no tiene precedentes y permite debatir rápidamente sobre la tecnología correcta para la aplicación. Para los OEM que requieren grandes volúmenes, se pueden construir «plataformas tecnológicas» usando diferentes tecnologías para comparar empíricamente los datos en la aplicación, pero inevitablemente hay que añadir muchas variables ajenas al rendimiento en el proceso de selección cuando se buscan eficiencias finales (costes, beneficios de marketing, complejidad del sistema, etc.).

Un ejemplo muy simplificado de las «compensaciones» cuando se considera la eficiencia se muestra en un ejemplo de cabrestante que funciona con batería en la tabla mostrada.

Este ejemplo es ciertamente subjetivo, está escrito en el contexto de un cabrestante a batería y no es exhaustivo, pero demuestra otros factores a la hora de considerar la eficiencia. También se consideran sólo dos combinaciones de tecnología, aunque podrían compararse muchas otras combinaciones de tecnología de motor con reductor. Cuando se comparan grupos de tecnología para obtener la máxima eficiencia, es posible que se desee seleccionar un motor sin escobillas con reductor epicicloidal, que, en general, proporcionaría la mejor eficiencia, pero con un coste y una complejidad adicionales. Por ejemplo, es posible que un cabrestante tenga que ser autoblocante (no moverse cuando la energía está desconectada pero la carga sigue aplicada), lo que puede lograr un reductor helicoidal debido a sus ineficiencias.

El reductor epicicloidal puede no ser autoblocante debido a su mayor eficiencia, por lo que requiere elementos adicionales como un freno mecánico y todas las complejidades de control que conlleva. El coste del freno adicional, su control, junto con el controlador PWM para el motor brushless, puede ser considerable si se compara con la simplicidad de un motor DC y un reductor helicoidal. La experiencia de Parvalux con las numerosas tecnologías que podemos ofrecer le ahorrará tiempo a la hora de elegir una tecnología de motor eléctrico y reductor para su aplicación.

Póngase en contacto con

"*" señala los campos obligatorios