Adaptación de un elevador trifásico para funcionamiento con alimentación monofásica (2 de 3)

MotorDirect Marzo, 2020

En el artículo anterior, se analizó la solución de sustituir el motor trifásico de un elevador por un motor monofásico “equivalente” de mayor potencia, pero esta alternativa no siempre es válida, ya que debemos tener en cuenta las limitaciones de potencia eléctrica de la instalación y las posibilidades de adaptación mecánica del nuevo motor al conjunto estructural del elevador.
En este capítulo intentaremos encontrar otras soluciones alternativas, teniendo en cuenta una limitación de potencia disponible en la instalación de 3 KW.

Las características del motor trifásico instalado son:

- Potencia nominal: 3 KW (4 CV)
- Velocidad: 1.400 1/min (1.500 rpm)
- Par nominal Pn: 20,46 Nm (ver articulo anterior)
- Par de arranque Pa: 51,15 Nm (ver articulo anterior)

Par

Las características de un motor monofásico de alto par de arranque de la misma potencia según la ficha adjunta son:

- Motor 4MLE100L2 monofásico con disyuntor centrífugo y alto par de arranque
- Potencia nominal: 3 KW (4 CV)
- Velocidad: 1.440 1/min (1.500 rpm)
- Par nominal Pn: 19,90 Nm
- Par de arranque Pa: 43,78 Nm (ver articulo anterior)

Comparando con el motor trifásico comprobamos que el par de arranque resultante es un 14,5% inferior (ver articulo anterior), lo cual puede ser un problema para el funcionamiento del elevador y del motor.

Para encontrar una solución al problema, tendremos que actuar además sobre el mecanismo de accionamiento, en nuestro caso, sobre el sistema de poleas.

Poleas elevador

Un sistema de transmisión por correa es un conjunto de dos poleas acopladas por medio de una correa, con el fin de transmitir fuerzas y velocidades angulares entre árboles paralelos que se encuentran a una cierta distancia

La finalidad de estos sistemas de transmisión es transmitir movimientos de un eje a otro, pero además, modificar sus características mecánicas: la velocidad y, como consecuencia, la fuerza transferida.

La relación de transmisión se calcula en base a los diámetros (o los radios) entre pares de ruedas que transmiten el movimiento directamente de una a otra. A continuación, se presenta la ecuación que nos muestra la relación de transmisión en sistemas de poleas.

Relacion de transmision

Siendo:
i: la relación de transmisión
ns: la velocidad de salida
ne: la velocidad de entrada
de: el diámetro de la rueda de entrada
ds: el diámetro de la rueda de salida.

Basándonos en esta propiedad, si modificamos la relación de transmisión, a la vez que modifica la velocidad resultante de salida, proporcionalmente también se modificara el par de fuerza de salida disponible.

Par s x ns = Par e X ne

Es decir, si modificamos el diámetro de la polea receptora modificaremos la velocida de salida y proporcionalmente también se modifica el par disponible.

Poleas elevador

En nuestro caso sustituiremos la polea de salida al husillo de 230 mm por una polea normalizada de 270 mm de diámetro (Dsalida2), es decir, aproximadamente un 17% mayor.

Con ello se obtendrá un par de salida aproximado de 23 Nm y un par de arranque de 51 Nm, similares a los del motor trifásico, a costa de una velocidad de salida proporcionalmente menor.

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Consideraciones

Antes de proceder a la adaptación, apuntamos los siguientes aspectos a tener en cuenta: Soporte elevador

  • Adaptación mecánica:
    El motor modelo 4MLE100L2, es de un tamaño superior al motor trifásico (tamaño 100L2 frente a 90L), esto supone que será necesario una adaptación de:
    - La placa de soporte para alojar las patas de anclaje: dimensiones y peso diferentes.
    - La polea de transmisión: el eje del motor monofásico considerado es de 28 mm de diámetro en lugar de 24 mm del motor trifásico.


  • Importante: Con la ficha de datos del fabricante compruebe las dimensiones y peso del motor y las posibilidades de adaptación al soporte del elevador.

  • Adaptación de la instalación eléctrica:
    Al tratarse de un motor monofásico, supone que:
    - El circuito de maniobra para realizar la inversión de giro del motor es distinto a la instalación con un motor trifásico, por tanto habrá que modificarlo (ver articulo relacionado).
    - La instalación de alimentación desde el cuadro eléctrico general de protección hasta el elevador (potencia contratada, cableado y elementos de protección), debe estar acondicionada, el consumo nominal del motor monofásico es casi el triple (13,25 A) que el consumo por fase del motor trifásico, también se debe tener en cuenta que el pico máximo de la corriente de arranque puede llegar 75 A por lo que es necesario utilizar interruptores magnetotérmicos de curva lenta adecuados.
  • Importante: Con la ficha de datos del fabricante compruebe las características eléctricas y consumo del motor, para determinar la instalación eléctrica necesaria en el punto de alimentación.

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