Directrices para la sustitución de motores

Encontrar el ajuste perfecto: Retos y directrices para la sustitución de motores por motores drop-in

Encontrar el ajuste perfecto: Desafíos y directrices para la sustitución de motores por motores drop-in

Como ingeniero, es probable que esté familiarizado con los retos que surgen al considerar el cambio a un nuevo proveedor de motores. Desde problemas con el rendimiento o la fiabilidad del motor actual hasta la necesidad de realizar pequeñas modificaciones en un motor de catálogo durante el desarrollo del producto, pasando por el deseo de mejorar el rendimiento del producto, existen diversas razones por las que puede ser necesario este cambio. Otras razones son las interrupciones en la cadena de suministro, que hacen esencial contar con proveedores adicionales para conjuntos críticos como los motores, así como circunstancias como que el fabricante actual deje de ofrecer soporte para la configuración original del motor.

Sea cual sea el motivo, cambiar de proveedor de motores es una situación complicada para diseñadores e ingenieros, ya que requiere un examen minucioso de todas las opciones disponibles para garantizar el éxito continuado del producto. En el caso de los motores eléctricos, una de estas opciones es el "recambio drop-in", es decir, un motor que se asemeja tanto al motor original que puede instalarse y funcionar como el original sin necesidad de realizar ningún cambio de ingeniería especial para adaptarlo. Esto significa que no hay que preocuparse de redirigir los cables de alimentación y las conexiones, de asegurarse de que proporciona la cantidad correcta de par y la velocidad requerida, o de realizar cambios importantes en los circuitos electrónicos.

Encontrar un motor de sustitución directa puede ser una tarea difícil y requiere amplios conocimientos y experiencia tanto del motor como de la aplicación. Sin embargo, con la colaboración adecuada entre el fabricante de la aplicación y el fabricante del motor, es posible conseguir un motor de sustitución que cumpla todos los requisitos.

Selección de un motor de sustitución directa

Cuando se trata de seleccionar un motor de sustitución directa, la responsabilidad no recae únicamente en el fabricante del motor o en el cliente. Se trata más bien de un esfuerzo conjunto que requiere colaboración y comunicación entre ambas partes. El fabricante del motor debe recibir del cliente las especificaciones básicas del motor y los requisitos de la aplicación, mientras que el cliente también puede hacer especial hincapié en los parámetros críticos del motor y los requisitos de montaje. De este modo se garantiza que el motor de sustitución sea adecuado para la aplicación y cumpla todos los requisitos necesarios. A continuación se describen con más detalle los pasos específicos.

Paso 1: Comprender las características del motor

El primer paso consiste en conocer las características máximas posibles del motor. Las características del motor pueden obtenerse de fuentes como la etiqueta o el marcado del motor, la hoja de especificaciones eléctricas y mecánicas*. Además, se puede considerar la posibilidad de consultar otros documentos técnicos y relacionados con la calidad para recopilar más información, como el historial de problemas técnicos con el motor o la unidad utilizada actualmente por el fabricante de la aplicación, las limitaciones físicas/de espacio para el motor de sustitución, los parámetros críticos para la calidad (CTQ), los valores añadidos como conectores eléctricos, polea, engranaje, freno, codificador, etc.

*Puede tratarse del motor que se sustituye o del motor más cercano del mismo fabricante

Paso 2: Comparación de motores

El segundo paso consiste en comparar el motor actual y el motor propuesto. Para realizar una comparación con conocimiento de causa, es fundamental identificar qué factores son los más importantes para la aplicación concreta; esto permite realizar una comparación más centrada y específica que tenga en cuenta los requisitos y especificaciones exclusivos de la aplicación. A continuación se indican algunos de los parámetros del motor que pueden tenerse en cuenta: Tenga en cuenta que no se trata de una lista exhaustiva de parámetros y que puede variar en función de la tecnología del motor.

Parámetros eléctricos - Parámetros mecánicos

Tensión nominal - Detalles de montaje (diámetro del orificio o roscado, PCD)

Velocidad en vacío - Diámetro del eje

Corriente en vacío - Saliente y diámetro del eje

Resistencia - Longitud total y diámetro

Inductancia - Detalles del cable (AWG, material de aislamiento, tipo (cinta/individual, UL) y orientación

Constante de contrafase - Juego axial y excentricidad del eje

Constante de par - Carga radial máxima sobre el eje con distancia/ubicación

Regulación del motor, R/k2 - Tipo de rodamiento

Par continuo máximo - Tipo de lubricación

Corriente continua máxima - Peso

Temperatura máxima de la bobina - Temperatura ambiente de trabajo

Constante de tiempo eléctrica - Temperatura ambiente de almacenamiento

Eficiencia - Resistencia térmica

Detalles del conductor/controlador - Constante de tiempo térmica

Conmutación: Constante de tiempo mecánica

Optimización de la conmutación - Inercia del rotor

Número de polos y ranuras magnéticas - Ruido

Detalles de la etiqueta/marcado, tipo, tamaño - Ángulo de paso/Paso por revolución

Ángulo de paso/Paso por revolución - Potencia máxima de salida

Tensión dieléctrica soportada - Velocidad continua máxima

Potencia máxima de entrada - Par de fricción

Tipo de bobina (bipolar/unipolar) - Detalles de conexión de los cables

Además de los parámetros del motor, también deben tenerse en cuenta los parámetros especiales o reglamentarios.

Los parámetros especiales o reglamentarios incluyen:

Requisitos RoHS, REACH

Requisitos de nivel de ruido y vibraciones

Requisitos de baja o alta temperatura

Compatibilidad con productos químicos específicos

Requisitos de estanquidad/protección contra la penetración

Requisitos de fiabilidad y vida útil

Requisitos especiales de las pruebas de cualificación

Esterilizabilidad (vapor/lavavajillas, ETO, H2O2, etc.)

Paso 3: Tipo de motor de recambio Drop-In

El tercer paso consiste en determinar el tipo de motor de sustitución directa que se necesita. Por lo general, pertenecerá a una de las siguientes categorías:

1.Motores de catálogo. Si el motor en cuestión es de tecnología común, entonces un motor de catálogo puede ser una opción de sustitución inmediata. Se trataría de un motor disponible en el mercado que cumple las especificaciones necesarias para la aplicación.

2.Modificaciones menores. En muchos casos, puede haber pequeñas diferencias en los parámetros entre el motor original y el motor de sustitución, como las dimensiones de montaje, las especificaciones de rendimiento, las características del bobinado o la realimentación, los conectores y las conexiones, o incluso el tamaño físico general. Estas diferencias pueden requerir cierto nivel de reingeniería para adaptar el motor de recambio al sistema. En estos casos, el cliente o el fabricante del motor pueden realizar pequeñas modificaciones para garantizar que el motor sea adecuado para la aplicación.

3.Proyectos a medida. A veces puede ser necesario un alto nivel de personalización para que el motor de recambio se adapte a la aplicación. Esto puede suponer una inversión considerable en términos de tiempo y costes, pero puede ser necesario en casos en los que no haya otra opción disponible o adecuada.

Desafíos de la sustitución de motores Drop-In

Si no se elige correctamente un motor de sustitución, pueden surgir problemas importantes:

1.Ajuste incorrecto. Elegir un motor que no se ajuste correctamente puede provocar problemas de instalación, alineación y rendimiento. Las piezas de acoplamiento o la carcasa o piezas cercanas en la aplicación también pueden interferir con el motor.

2.Problemas de interconexión. La compatibilidad con los controladores, accionamientos y sensores principales y auxiliares es esencial para un funcionamiento correcto. La selección de un motor que no sea compatible puede dar lugar a problemas de cableado, programación y comunicación, que pueden afectar al rendimiento y la fiabilidad.

3.Problemas de carga y velocidad. Un motor de sustitución debe ser capaz de soportar los requisitos habituales de carga y velocidad del sistema. La elección de un motor que no sea compatible puede provocar problemas de rendimiento, programación y comunicación, lo que puede afectar al rendimiento y la fiabilidad.

4.Problemas de fiabilidad. Si un motor no se selecciona con cuidado, puede dar lugar a problemas de fiabilidad cuya solución puede ser costosa y requerir mucho tiempo. Esto puede dar lugar a tiempos de inactividad no planificados, disminución de la productividad y aumento de los costes de mantenimiento.

Conclusión

A la hora de sustituir un motor, basarse únicamente en la comparación de las hojas de especificaciones puede dar lugar a diversos problemas, ya que las especificaciones que figuran en la hoja pueden no cubrir necesariamente todas las necesidades de la aplicación final. Esto significa que es esencial evaluar los requisitos de la aplicación además de comparar las hojas de especificaciones.

Para superar este problema, se recomienda probar el motor más cercano y evaluar su rendimiento para determinar si es adecuado para la aplicación. Esto permite una evaluación más exhaustiva del rendimiento del motor y garantiza que cumple todos los requisitos necesarios. Al probar el motor, se puede determinar su idoneidad para la aplicación y realizar las modificaciones o ajustes necesarios para garantizar un rendimiento óptimo. Este enfoque garantiza que el motor de recambio no sólo se ajuste a la perfección sobre el papel, sino que también funcione bien en la aplicación.

Aunque las hojas de especificaciones proporcionan un punto de partida útil, es fundamental evaluar el motor en el contexto de los requisitos de la aplicación para garantizar que se elige la mejor opción de sustitución posible. ¿Necesita ayuda para seleccionar un motor de sustitución directa? Nuestros ingenieros están a su disposición para ayudarle