SELECCIÓN Y APLICACIÓN DE MOTORES ELÉCTRICOSenergiaingenieros.com/files/maq_elec/MAQUINAS...

POTENCIA NOMINAL DEL MOTOR

TORQUE RESISTENTE DE LA CARGA

TIEMPO DE ROTOR BLOQUEADO

TORQUE RESISTENTE MEDIO DE LA CARGA

CURVA DE TORQUE X VELOCIDAD

TORQUE MEDIO DEL MOTOR

2

3

4

5

6

1

TIEMPO DE ACELERACIÓN7

RESUMEN8

APLICACIONES9

Motor

SELECCIÓN Y APLICACIÓN DEMOTORES ELÉCTRICOS

nn TnP ..60.2

POTENCIA NOMINAL DEL MOTOR ( Pn )

Cuando se desea seleccionar el motor para una carga se debe conocer:

Torque requerido por la carga;

Velocidad de la carga a las condiciones nominales.

ACOPLAMIENTO DIRECTO:

donde: Pn - Potencia nominal [W]

n - Velocidad [rpm]

Tn - Torque nominal [Nm]

Seleção 1-3

CARACTERÍSTICAS DE ACELERACIÓN

donde: ac - Rendimento del acoplamiento;

nc - Velocidad de la carga;

n - Velocidad del motor;

Tcn - Torque nominal de la carga;

Tn - Torque de la carga referido al eje

del motor.

El torque y la inercia deben ser referidos al eje del motor:

ACOPLAMIENTO CON REDUCCIÓN DE LA VELOCIDAD:

cnn T R. T 2

cce .RJ J R Carga

Jce Jc

n nc

Tn Tcn

n

nR c

2-3Seleção


ac

cP

nP

VALORES DE RENDIMIENTO DE ALGUNOS TIPOS DE ACOPLAMIENTOS:

Tipo de acoplamiento Rango de Rend. en ( % )

Directo 100

Embrague Eletromagnético 87 - 98

Polea con correa plana 95 - 98

Polea con correa en V 97 - 99

Engranaje 96 - 99

Rueda dentada (correa) 97 - 98

Cardán 25 - 100

Acoplamiento Hidráulico 100

Seleção 3-3


xccc n . k T T 0

TORQUE RESISTENTE DE LA CARGA ( Cc)

Depende del tipo de carga, donde:

To - Torque de la carga para rotación cero;

kc - Constante que depende de la carga;

x - Parámetro que depende de la carga (-1, 0, 1, 2).

La carga puede ser clasificada en 5 grupos:

TORQUE PARABÓLICO

TORQUE HIPERBÓLICOTORQUE CONSTANTE

TORQUE LINEAL TORQUES NO DEFINIDOS

3

1

2

4

5

Seleção 1-1


Tc - Torque resistente constante;

Pc - Potencia de la carga proporcional a n;

kc - Constante que depende de la carga.

TORQUE CONSTANTE ( X = 0 )

cc kTT 0

ccc nkTP 0

Ejemplos: Compresores a pistón, trituradores,

Poleas, grúas, bombas a pistón,

Transportadores continuos

ccc nTP

Grupos 1-1


Ejemplos: Calandra con fricción viscosa (para el calandrado de papel)

TORQUE LINEAL ( X = 1 )

)( 10 ccc nkTT

ccc nTP

)()( 20 cccc nknTP

Tc - Torque resistente proporcional a n;

Pc - Potencia de la carga proporcional n²;


Grupos 1-1


Exemplos: Bombas centrífugas;

Ventiladores;

Mezcladores centrífugos.

TORQUE PARABÓLICO ( X = 2 )

)( 20 ccc nkTT

)()( 30 cccc nknTP

ccc nTP

Tc - Torque resistente proporcional n²;

Pc - Potencia de la carga proporcional n³;


Grupos 1-1


TORQUE HIPERBÓLICO ( X = -1 )

Exemplos: Bobinadora de papel, tela, alambre, etc;

La máquina de descortezado.

ccc nTP

c

cc n

kT

cc kP

Tc - Torque resistente inversamente proporcional a la n;

Pc - Potencia de la carga constante;


Grupos 1-1


TORQUE NO DEFINIDOS

No podemos determinar una ecuación de manera precisa;

Determinación del torque a través de técnicas de integración gráfica.

En la práctica, se analiza como torque constante, para el máximo valor de

torque absorvido

Grupos 1-1


TORQUE RESISTENTE MEDIO DE LA CARGA

Gráficamente: B1 = B2

Analíticamente:

n2

n1 12

xco

cméd .dn)nn

).nkT T

(

(

n2

n1

c12

cméd .dnT.nn

1T

Seleção 1-3


Resolviendo la integral:

Para cada tipo de carga tenemos:

Torque Constante ( x = 0 )

Torque Lineal ( x = 1 )

1

20 x

nkTT

x

ccméd

20 2

1nkTT ccméd

ccméd kTT 0

2-3Seleção


Torque Hiperbólico ( x = -1 )

Torque resistente medio deberá ser referido a la velocidad del motor

Torque Parabólico ( x = 2 )

2

20 31

nkTT ccméd

1

2

12

lnnn

nn

kT c

cméd

cmédm

crméd T

nn

T . cmédrméd TRT .

Seleção 3-3


CURVA DE TORQUE X VELOCIDAD DEL MOTOR

Los valores de Tmáx, Tmín y Tp son el torque máximo, el torque

mínimo y el torque de arranque

Seleção 1-1


TORQUE MEDIO DEL MOTOR

Categorías B y C:

] Nm [ .TT

T

T

T0,45.T n

n

máx

n

pmméd

Categoría D:

] Nm [ .TT

T0,6.T n

n

pmméd

Seleção 1-1


TIEMPO DE ROTOR BLOQUEADO

Depende del proyecto del motor;

Es encontrado en los catálogos o en las hojas de datos;

Para arranques con tensión reducida, corregir el tiempo de rotor bloqueado:

[s] U

U . t t

2

r

nbrb

Donde: trb - tiempo de rotor bloqueado con tensión reducida;

tb - tiempo de rotor bloqueado con tensión nominal;

Un - tensión nominal;

Ur - tensión reducida.

Seleção 1-4


TEMPERATURA LÍMITE DE ROTOR BLOQUEADO

B 175 185 80

F 200 210 105

H 225 235 125

Clase Tmáx (°C) Tmáx

Térmica NEMA MG1.12.53 IEC 79.7 ( K )

2-4Seleção


k

TTTt motorambmáx

rb

TIEMPO DE ROTOR BLOQUEADO EN RELACIÓN A LA CLASE DE AISLAMIENTO

Donde: k - 5,525 . 10-4 . [ (Ip/In) . J1 ]2;

Tmáx - Temperatura máxima de la clase;

Tmotor - Elevación de la temperatura;

Ip/In - Relación de corriente de arranque;

J1 - Densidad de la corriente nominal del motor;

Tamb - Temperatura ambiente.

Es el tiempo necesario para que el devanado de la máquina, cuando es

recorrido por su corriente de arranque, alcanza su temperatura límite.

3-4Seleção


1,384665

90

k8040185

k8040210

trb

trb

)B(

)F(

2) Clase “H” en relación a la clase “B”:

3) Clase “H” en relación a la clase “F”:

Ejemplos:

1) Clase “F” en relación a la clase “B”:

76921,65

115

k8040185

k8040235

trb

trb

)B(

)H(

27781,90

115

k8040210

k8040235

trb

trb

)F(

)H(

trb(F) = 1,3846 .trb(B)

trb(H) = 1,7692 .trb(B)

trb(H) = 1,2778 .trb(F)

4-4Seleção


[s] T TJ J

n . 2

trmédmméd

cema

.60

Está dado por la siguiente ecuación:

Donde: n - Velocidad en [ rpm ];Jm - Momento de inercia del motor [ Kgm² ];Jce - Momento de inercia de la carga referido al eje del motor [ Kgm² ];Tmméd - Torque de motor medio em [ Nm ];Trméd - Torque resistente medio em [ Nm ].

Si ta < 0,8. trb Motor acciona la carga

Si ta > 0,8. trb Problemas de protección

TIEMPO DE ACELERACIÓN:

Condición:

Seleção 1-1


RESUMEN

Calcular:

Potencia nominal del motor ( Pn );

Torque resistente medio de la carga ( Crméd );

Torque medio del motor seleccionado( Cmméd);

Inercia total ( Jm + Jce );

Tiempo de aceleración ( ta ).

Comparar:

Tiempo de rotor bloqueado ( trb ).

Seleção 1-4


Curva:

Torque

XVelocidad

Ejemplos de Aplicación

• Compressores A piston;

• Polipastos;• Bombas a pistón;• Trituradores• Transportadores

contínuos.

• Calandras;• Bombas de

vácio.

• Bombas cent.;• Ventiladores;• Misturadores cent.;• Compresor cent..

• Bobinadoras de hilos, tela y papel;

• Descascador de troncos;• Tornos.

Torque de laCarga médio

(Ccméd )

Categoria delmotor

BC

Corriente ContínuaBC

BC

CONSTANTE LINEAR PARABÓLICO HIPERBÓLICO

20 cnTT

32 0 cnTT

11

ln.nn

nnnT c

c

ccncnT

2-4Seleção


Compresor de tornillo: 1,15 Ccn

Momento de inércia de la carga referido al eje

2

ccce n

nJJ

Relación de Transmisión

n

nR c

Torque resistentemédio cmédrméd TRT .

Torque del motormédio

A,B C 45,0 n

n

máx

n

Pmméd T

TT

TT

T

D 60,0 nn

Pmméd T

TT

T

Tiempo de Aceleración

rmédmméd

cema CC

JJn..2t

Unidades J = Momento de Inércia (kg.m²)T= Torque (N.m)

n = Velocidad(rps)t = Tiempo (s)

3-4Seleção


PARA UNA CORRECTA APLICACIÓN ES NECESÁRIO CONOCER:

Características de la red de

alimentación

1. Tensión;

2. Frecuencia;

3. Método de partida.

Características da carga

1. Tipo de carga;

2. Inércia de la carga;

3. Curva del Torque de la carga;

4. Tipo de acoplamiento (directo,poleas);

5. Regimen da carga;

6. Esfuerzos radiales y axiales;

7. Potencia y polaridad.

Características constructivas

1. Forma construtiva;

2. Sistema de refrigeración;

3. Clase de aislamiento;

4. Sentido de giro;

5.Protección térmica (sondas).

Características do ambiente

1. Temperatura ( < 40 ºC );

2. Altitud ( < 1000 m );

3. Atmosfera.

4-4Seleção

ESPECIFICACIÓN DEMOTORES ELÉCTRICOS

BOMBAS Y VENTILADORES

COMPRESORES

ELEVADORES

2

3

1

Seleção 1-1

APLICACIONES

CARACTERÍSTICAS

DETERMINACIÓN DE LA VELOCIDAD DEL MOTOR

DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA NOMINAL DE LA CARGA

2

3

1

DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA NOMINAL DEL MOTOR4

DETERMINACIÓN DEL TORQUE MÉDIO DEL MOTOR5

DETERMINACIÓN DEL TORQUE MÉDIO DE LA CARGA6

CÁLCULO DEL TIEMPO DE ACELERACIÓN7

EJEMPLO8

Aplicação 1-1

VENTILADORES Y BOMBAS

CARACTERÍSTICAS DOS VENTILADORES

Caudal (Q) [m³/s];

Presión total (P) [N/m²];

Velocidad (nc) [rps];

Momento de inércia (Jc) [kgm²];

Curva de Torque x velocidad;

Datos de acoplamiento;

Esfuerzos radiales y/o axiales;

CARACTERÍSTICAS DAS BOMBAS

Caudal (Q) [m³/s];

Presión total (P) [N/m²];

Velocidad (nc) [rps];

Altura manométrica (h) [m];

Masa específica del fluido () [kg/m³];


Curva de Torque x Velocidad;


Esfuerzos radiales y/o axiales;

Cargas 1-1


DETERMINACIÓN DE VELOCIDAD DEL MOTOR

La velocidad de la carga es determinada por el cliente;

Fator de reducción será:

motordelvelocidadcarga la de velocidad

nn

R c

Conociendo la velocidad de la carga, y el factor de reducción de

acoplamiento, determinamos la velocidad del motor:

R

nn c R Carga

n nc

Cargas 1-1

ESPECIFICACIÓN

cnc3

c .T.n2

.10 P60

DETERMINACIÓN DE POTENCIA NOMINAL DE LA CARGA

Conociendo el Torque y velocidad nominal de la carga se puede calcular la

potencia requerida por la carga:

Donde: nc - Velocidad nominal de la carga [rpm];Tcn - Torque nominal de la carga [Nm];Pc - Potencia nominal [kW].

Cargas 1-1

Para bombas y ventiladores sigue:

Para elevadores sigue:

ESPECIFICACIÓN

Conociendo el caudal y la presión total de la bomba o del ventilador, se

calcular a potencia requerida por la bomba o ventilador:

onde: p - Presión Total [N/m²];Q - Caudal [m³/s];c - Rendimento de la carga;Pc - Potencia nominal [kW].

c

3

c

Q..p10P


2-3Cargas


Conociendo el caudal y la altura manometrica de la bomba, se puede conocer

la potencia requerida:

Donde: Q - Caudal [m³/s]; - Masa específica del fluido [kg/m³];h - Altura manométrica [m];g - Aceleración de la gravedad en [m/s²];b - Rendimento de la bomba;Pb - Potencia nominal [kW].

b

3

b

.g.h.Q.10P


3-3Cargas


ac

cn

P P


Donde:Pc - Potencia nominal de la carga [kW]. ac - Rendimento del acoplamiento;Pn - Potencia nominal del motor [kW].

R Carga

Pn Pc

ac

1-1Cargas

ESPECIFICACIÓN

DETERMINACIÓN DEL TORQUE MÉDIO DEL MOTOR ( Tmméd):

Despues de determinar la potencia y polaridad del motor, conseguimos

obtener:

45,0 nn

máx

n

Pmméd T

TT

TT

C

Donde:Tp / Tn - Torque de partida nominal (dado de catálogo);Tmáx / Tn - Torque máximo nominal (dado de catálogo);Tn - Torque nominal [Kgfm] (dado de catálogo);

1-1Cargas

60,0 nn

Pmméd T

TT

C

Categoria A / C

Categoria D

ESPECIFICACIÓN

Curva de Torque

Parabólico

3

2 0 T.T T cn

cmed

.RT T cmédrméd

DETERMINACIÓN DEL TORQUE MÉDIO DEL MOTOR ( Tmméd):

Depende del tipo de carga.

Para el caso de bombas y ventiladores, tenemos:

Cargas 1-1


CÁLCULO DEL TIEMPO DE ACELERACIÓN

[s] C C

J J . n . 2 t

rmédmméd

cema

onde: n - Velocidad en[rps];Jm - Momento de inércia del motor [Kgm²];Jce - Momento de inércia de la carga referido al eje del motor [Kgm² ];Cmméd - Torque del motor médio em [Nm];Crméd - Torque resistente médio em [Nm].

Se ta < 0,8. trb Motor acciona la carga

Se ta > 0,8. trb Problemas de protección

1-1Cargas

ESPECIFICACIÓN

04/10/2013 36

Ventiladores

• Son máquinas rotativas capaces de aumentar la energía de un fluido por el aumento de la presión estática y cinética.

04/10/2013

[email protected]

37

Ventiladores

• Se desea seleccionar el motor eléctrico que debe ser acoplado a un ventilador que posee las siguientes características:

04/10/2013 38

Ventiladores

1. Característica de la red de alimentación:

– U= 440V– f=60Hz– Arranque directo

2. Característica del ambiente.– Atmósfera industrial.

3. Características constructivas.– Horizontal;– Protección térmica clase B– Sentido de rotación horario

4. Característica del ventilador.– Nc= 1780 rpm.– Jc=20 kgm2.– Acoplamiento directo.– Curva T vs Velocidad (ver

gráfico);– Par nominal para condiciónA:

Tcn(A)=320 N-m.– Par nominal para condición B:

Tcn(B)=270 N-m.

• Seleccionar el motor para la condición A.

EJEMPLO:

Se desea saber que motor debe ser acoplado a un ventilador que posea las

siguientes caracteristicas

nc = 1780 rpm;

Jc = 20 kgm²;

Acoplamiento direto;

Tcn(A) = 320 Nm;

Tcn(B) = 270 Nm.

Dimensionar un motor para la condición (A) y otro para a condición (B).

1-6Cargas


SOLUCIÓN: Condición (A)

1) Determinación de la velocidad del motor:

rpm17801

1780

R

nn c rpmn 1780

Por tanto el motor WEG será de IV PÓLOS.

2) Determinación de la potencia nominal de la carga:

Se sabe que el Ccn(A) = 320 Nm, y nc= 1780 rpm (29,7 rps), tenemos:

cnc3

c .C.n2

.10 P60 3201780

60..

2.10 P 3

c

kW7,59 Pc

2-6Cargas


3) Determinación de la potencia nominal del motor

Conociendo la potência nominal de la carga, tenemos que la potencia

nominal del motor será:

kW7,591

7,59P P

ac

cn

Com la ayuda del Catálogo, observamos que la potencia normalizada,

imediatamente superior es de 75kW. Por tanto, el motor escogido será:

75 kW - IV PÓLOS

IMPORTANTE: Para tener la certeza que este motor accionara la carga,

debemos calcular el tiempo de aceleración.

[s] T TJ J

n . 2

trmédmméd

cema

.60

3-6Cargas


4) Determinación del Torque del motor médio:

Com las caracteristicas del motor y con la ayuda del catálogo,determinamos

el Torque médio (Tmméd):

45,0 nn

máx

n

Pmméd T

TT

TT

T

Del catálogo, para el motor de 75kW - IV pólos, tenemos:

Tp / Tn = 3,2 Tmáx / Tn = 3,2 Tn = 404 Nm

4042,32,345,0 mmédT

NmTmméd 164.1

4-6Cargas


5) Determinación del Torque resistente médio:

El Torque resistente médio depende del tipo de carga.

Para bombas y ventiladores, sabemos que el Torque es parabólico, entonces:

3

2 0 T.T T cn

cmed

.RT T cmédrméd

Del gráfico, para el caso (A), temos:

Tcn(A) = 320 Nm

To = 0,10 x Tcn(A) = 0,10 x 320 T0 = 32,0 Nm

Nm .

Tcmed 1283

3200,322

Nm. Trméd 1281128

5-6Cargas


Especificación del motor

• Motor trifásico de inducción, rotor jaula de ardilla, marca WEG;

• Potencia: 75 kW/100 CV;

• Número de polos: IV;

• Tensión: 440 volts;

• Frecuencia: 60 Hz;

• Carcaza: 250 S\M;

• Forma constructiva: B3D;

• Grado de Protección: IP55;

• Clase de aislamiento: F;

• Clase de diseño: B;

• Régimen de Servicio: S1;

6) Determinación del tiempo de aceleración:

[s] T T

J J n . 2 t

rmédmméd

cema

.

Del catálogo, para el motor de 75kW - IV pólos, tenemos:

Jm = 1,15478 kgm². trb = 11 s

El momento de inércia de la carga referido al eje del motor es:

2cce .RJ J 22

ce kgm201.20 J

[s] 81,3128 164.1

20 15478,1 . 7,29 . 2 ta

Como ta < 0,8. trb ta < 0,8 . 11

ta < 8,8 s Motor acciona la carga

6-6CargasAplicação


04/10/2013 46

Bombas

• Las máquinas se diseñan para proporcionar energía al líquido de una fuente externa, en este caso del motor, a fin de promover su movimiento

04/10/2013 47

Bombas

• Se desea seleccionar el motor eléctrico que debe ser acoplado a una bomba que posee las siguientes características:

48

Bombas



2. Característica del ambiente.– Atmósfera limpia (normal).


4. Característica de la bomba.– Nc= 1780 rpm.– Jc=6 kgm2.– Acoplamiento directo.– Curva T vs Velocidad (ver

gráfico);– Par nominal: Tcn=480 N-m.

04/10/2013

CARACTERÍSTICAS



2

3

1





EJEMPLO8

Aplicação 1-1

COMPRESORES

[email protected]/10/2013 50

Compresores

• Se trata de máquinas destinadas a producir la compresión de los gases. Los compresores convierten el trabajo mecánico en calor.

• Compresores de desplazamiento positivo: – La presión de un gas o vapor puede ser aumentado o

disminuido por el volumen

• Compresores dinámicos: – Proporcionando una energía cinética que se convierte en

una forma de presión en un difusor .

04/10/2013 [email protected] 51

Compresor de tornillo

• Seleccionar el motor eléctrico que debe ser empleado para accionar un compresor de tornillo con las siguientes características:

04/10/2013 52

Compresor de tornillo



2. Característica del ambiente.– Normal.


4. Característica del compresor.– Momento de inercia Jc=2,5

kgm2.– Torque de arranque= 37 N-m– Torque nominal= 24 N-m– Velocidad Nc= 1125 rpm.– Reducción del acoplamiento

R=0,65– Rendimiento del acoplamiento

sc = 97%.

[email protected]

CARACTERÍSTICAS DE LOS COMPRESSORES


Torque de partida (Cp) [Nm];

Torque nominal (Cn) [Nm];

Velocidad nominal (nc) [rps];


Esfuerzos radiales y /o axial.

Cargas 1-1

COMPRESORES

Curva de Torque

Parabólico

cncmed C.15,1 C

.RC C cmédrméd

DETERMINACIÓN DEL TORQUE MÉDIO DE LA CARGA (Crméd):


Para el caso de compresores, tenemos:

Cargas 1-1

COMPRESORES

EJEMPLO:

Se desea saber que motor debe ser empleado para accionar un compresor de

tornillo con las siguientes caracteristicas:

nc = 1125 rpm;

Jc = 2,5 kgm²;

Torque de partida Cp = 37 Nm;

Torque nominal Ccn = 24 Nm;

Reducción de acoplamiento R = 0,65;

Rendimento del acoplamiento ac = 97%.

1-8Cargas

COMPRESORES

SOLUCIÓN:


rpm173065,0

1125

R

nn c rps8,28

60

1730n

Por lo tanto el motor WEG será de IV PÓLOS.


Sabemos que el Ccn = 24 Nm, e nc= 1125 rpm (18,75 rps), tenemos:

cnc3

c .C.n.210 P 24.75,18..210 P 3c

kW82,2 Pc

2-8Cargas

COMPRESORES


Conociendo la potencia nominal de la carga, temos que la potencia nominal

del motor será:

kW91,297,0

82,2P P

ac

cn

Com la ayuda del catálogo, observamos que la potencia normalizada,

imediatamente superior es de 3 kW. Por tanto, el motor escogido será:

3 kW - IV PÓLOS

IMPORTANTE: Para termos certeza de que este motor acionará a carga,

devemos calcular o tempo de aceleração.

[s] C C

J J . n . 2 t

rmédmméd

cema

3-8Cargas

COMPRESORES

4) Determinação do conjugado do motor médio:

Com a definição do motor, conseguimos con o auxílio do catálogo,

determinar o seu conjugado médio (Cmméd):

)81,9( CC

C

C

C45,0C n

n

máx

n

Pmméd

Do catálogo, para el motor de 3kW - IV pólos, temos:

Cp / Cn = 2,5 Cmáx / Cn = 2,8 Cn = 1,69 kgfm

81,969,18,25,245,0C mméd

Nm54,39C mméd

4-8Cargas

COMPRESORES

5) Determinación del Torque resistente médio:

El Torque resistente médio depende del tipo de carga.

Para compresores de tornillo, sabemos que el Torque es constante, entonces:

cncmed C.15,1 C .RC C cmédrméd

Se sabe que:

Ccn = 24 Nm

Nm 6,2724.15,1 Ccmed

Nm94,176,27.65,0 Crméd

5-8Cargas

COMPRESORES


[s] C C

J J . n . 2 t

rmédmméd

cema

Del catálogo, para el motor de 3kW - IV pólos, temos:

Jm = 0,00918 kgm². trb = 6 s


2cce .RJ J 22

ce kgm06,1)65,0(.5,2 J

[s] 96,894,17 54,39

06,1 00918,0 . 8,28 . 2 t a

Como ta < 0,8. trb ta < 0,8 . 6

ta < 4,8 s Problemas de protección

6-8Cargas

COMPRESORES

Para que se cumpla la condición y el motor este correctamente dimensionado,

tenemos dos opciones:

1ª Opción: Escoger un motor de mayor potencia:

[s] 14,594,17 62,55

06,1 00995,0 . 8,28 . 2 t a

Como ta < 0,8. trb ta < 0,8 . 7

ta < 5,6 s Motor acciona la carga

Seleccionando el motor inmediatamente por encima de la anterior , se escoge:

3,7kW - IV pólos, tenemos:

Cn = 2,10 kgfm Cp / Cn = 2,9 Cmáx / Cn = 3,1

trb = 7s Jm = 0,00995 kgm²

7-8Cargas

COMPRESORES

2ª Opción: Sustituyendo la clase de aislamiento del motor, de “B” para “F”:

trb(F) = 1,3846 .trb(B) trb(F) = 1,3846 .6

trb(F) = 8,31 segundos

Como ta < 0,8. trb ta < 0,8 . 8,31

ta < 6,65 s Problemas de protección

Conclusión: El motor empleado para accionar el compresor deberá ser el de la

Opción 1, es decir:

3,7 kW - IV PÓLOS

CargasAplicação 8-8

COMPRESORES

CARACTERÍSTICAS

DETERMINACIÓN DA VELOCIDAD DEL MOTOR


2

3

1





EJEMPLO9

Aplicação 1-1

REGIMEN DE TRABAJO Y CORRIENTE EQUIVALENTE8

ELEVADORES

CARACTERÍSTICAS DE LOS

ELEVADORES

Fator de Reducción (R);

Carga a ser levantada (m) [kg];

Velocidad de levantamiento de la carga (Vc) [m/s];

Rendimento total del sistema ();

Momento de inércia de acoplamento y redutor (Jac) [kgm²];

Diametro del tambor o polea (Dc) [m];

Clase de operación de acuerdo con la Norma NBR 9974 o,

número máximo de maniobras por hora e o valor percentual da

duração operacional do ciclo (%ED);

Cargas 1-1

R

m

Motor

Redutorac

g

Vc

t

CcDc

ELEVADORES


Conociendo la velocidad de levantamiento de la carga (Vc) y el o diamentro

del tambor (Dc), determinamos la velocidad del tambor (nc) en rps.

Conociendo la rotación de la carga, y el factor de reducción del

acoplamiento, determinamos la velocidad del motor:

R

nn c

1-1

c

cc D.

Vn

Cargas

ELEVADORES

t

c3c

V.g.m.10 P


Conociendo la carga a ser levantada y la velocidad de levantamiento, a

potencia requerida por el elevador en kW es dada por:

Donde: m - Masa a ser levantada [kg];g - Aceleración de la gravedad[m/s²];Vc - Velocidad de levantamento [m/s];t - Rendimento total del elevador;Pc - Potencia nominal [kW].

2-3Cargas

ELEVADORES

RENDIMIENTOS INDIVIDUALES DEL MECANISMO DE LOS ELEVADORES

Mancais de

Deslizamento Rolamento

Poleas de cadena; 0,94 0,96

Piñon de cadena con ruedas; 0,93 0,95

Ruedas de cadenas para las poleas; 0,94 0,96

Poleas de cable; 0,96 0,98

Par de ruedas delanteras o cónicos (grasa) 0,95 0,96

Par de ruedas delanteras o cónicos (petróleo) 0,96 0,97

Tambor para cable; 0,96 0,98

Tipo de acoplamento

Obs.: El rendimento total del elevador es el producto de los rendimentos individuales.

3-3Cargas

ELEVADORES

DETERMINACIÓN DE TORQUE MÉDIO DE LA CARGA (Crméd):


Para el caso de elevadores, tenemos:

1-1Cargas

.RC C cmédrméd

cncmed C C

2

D.g.m C c

cn

Obs.: La expresión de arriba para calculo de Ccn es válida en accionamiento

direto, sin polea movil.

ELEVADORES

REGIMEN DE TRABAJO

Obs.: En el ciclo del elevador, el motor opera dos veces.

1-3Cargas

ELEVADORES

REGIMEN DE TRABAJO

Relación de regimes básicos para elevadores, de acuerdo con a norma NBR 9974:

1 Dm 15 90

1 Cm 20 120

1 Bm 25 150

1 Am 30 180

2 m 40 240

3 m 50 300

4 m 60 360

5 m 60 360

ED% Maniobras / hClase

Regimen Intermitente Periódico

2-3Cargas

ELEVADORES

CORRIENTE EQUIVALENTE

Para un regimen intermitente, analizamos la aplicación en terminos de la

corriente equivalente.

3t

t

tt.I

I

I

I

rf

na

2

n

p2

n

eq

n

classe

2

n

eq

t

t

I

I

Se (Ieq / In)² 1,0 - El motor puede ser utilizado en el régimen

especificado Se (Ieq / In)² 1,25 - Utilizar motor clase F;

Se (Ieq / In)² 1,56 - Utilizar motor clase H.

3-3Cargas

ELEVADORES

EJEMPLO:

Se desea saber que motor debe ser empleado para accionar un elevador con las

siguientes caracteristicas.

Masa a ser levantada m = 400 kg;

Velocidad de de levantamento Vc = 0,8 m/s;

Reducción R = 0,041;

Rendimento total del sistema t = 0,96;

Diametro de la polea Dc = 0,22 m;

Inércia de la polea referida a su propia velocidad Jp = 0,03 kgm²;

Inércia del redutor referida a la velocidad del motor Jr = 0,0001 kgm²;

Inércia del acoplamento referida a la velocidad del motor Jac = 0,0002

kgm²;

Aceleración de la gravedad g = 9,81 m/s²;

Clase de operación 1Cm (120 man / h - 20% ED);

1-9Cargas

ELEVADORES

SOLUCIÓN:


rps3,28041,0

16,1

R

nn c rpm698.160.3,28n

Portanto el motor WEG será de IV PÓLOS.

2-9Cargas

c

cc D.

Vn

rps16,1

22,0.

8,0nc


Sabiendo que m = 400 kg, Vc= 0,8 m/s y t = 0,96, temos:

t

c3c

V.g.m.10 P

kW27,3

96,0

8,0.81,9.400.10 P 3

c

ELEVADORES


Conociendose la potencia nominal de la carga, obtenemos que la potencia

nominal do motor será:

kW27,31

27,3P P

ac

cn

Portanto, el motor escogido será:

3,7 kW - IV PÓLOS

IMPORTANTE: Para tener la certeza de que este motor accionará la carga,

debemos calcular el tiempo de aceleración y la corriente equivalente:

[s] C C

J J . n . 2 t

rmédmméd

cema

3-9

3t

t

tt.I

I

I

I

rf

na

2

n

p2

n

eq

Cargas

ELEVADORES

4) Determinación del torque medio del motor:

La configuración del motor , lo conseguimos con la ayuda del catálogo,

para determinar su Torque médio (Cmméd):

)81,9( CC

C

C

C45,0C n

n

máx

n

Pmméd

Del catálogo, para el motor de 3,7 kW - IV pólos, tenemos:

Cp / Cn = 2,9 Cmáx / Cn = 3,1 Cn = 2,10 kgfm

81,910,21,39,245,0Cmméd

4-9Cargas

Nm 62,55Cmméd

ELEVADORES

5) Determinación del torque resistente médio:

El torque resistente médio depende del tipo de carga.

Para elevadores, sabemos que el torque es constante, entonces:

cncmed C C .RC C cmédrméd

Sabiendo que:

Nm4,187,448.041,0 C rméd

5-9

c3

ccn .n.210

P C

16,1..210

27,3 C

3cn

Nm7,448 CC cncmed

Cargas

ELEVADORES


222ce kgm0081,0)041,0.(84,4R.J J

6) Determinación de la inércia total de la carga referida al eje del motor:

acrepeece JJJJJ

222

2

c

cc kgm84,4)11,0.(400)raio.(m

n..2

V.m J

2522ppe kgm10.04,5)041,0.(03,0R.J J

2re kgm0001,0 J 2

ac kgm0002,0 J

2ce kgm00845,00002,00001,00000504,00081,0J

6-9Cargas

ELEVADORES


[s] C C

J J . n . 2 t

rmédmméd

cema

Del catálogo, para el motor de 3,7 kW - IV pólos, temos:

Jm = 0,00995 kgm². trb = 7 s

[s] 09,04,18 62,55

00845,0 00995,0 . 8,28 . 2 t a

Como ta < 0,8. trb ta < 0,8 . 7 ta < 5,6 s

7-9

IMPORTANTE: En función del régimen de trabajo del elevador, se calcula la

corriente equivalente para asegurarse de que el motor está correctamente

dimensionado.

Cargas

ELEVADORES

8) Cálculo de la corriente equivalente del motor:

8-9

Dado que la clase de operación del elevador es 1Cm (120 man/h - 20% de ED),tenemos:

En el ciclo del elevador, el motor opera dos veces. Entonces, el ciclo del motor es:

ED20% - h/part 240s15

240

3600T

s315.20,0T).ED(%t f

s1215.8,0T.8,0t r

3t

t

tt.I

I

I

I

rf

na

2

n

p2

n

eq

s91,209,03ttt afn

Cargas

ELEVADORES

8) Cálculo de la corriente equivalente del motor:

Sabendo que:

Ip / In = 7,6 ta = 0,09s tn = 2,91s

tf = 3s tr = 12s3t

t

tt.I

I

I

I

rf

na

2

n

p2

n

eq

16,1

312

3

91,209,0.6,7

I

I 22

n

eq

Como (Ieq / In)² 1,25- Utilizar motor classe F;

El motor será de 3,7 kW - IV pólos – Aislamiento classe F;

9-9CargasAplicação Motor

ELEVADORES

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