12 % más de par o 30 % menos de pérdida de potencia / nº 217

Accionamientos

Drives & Mechatronics AG & Co. KG (IDAM), el especialista en accionamientos directos del Grupo Schaeffler, presenta la nueva serie de motores torque RIB optimizados térmicamente que permiten aumentar la productividad y reducir el consumo de energía de las máquinas-herramienta. La mejora de la transferencia de calor hace posible que la serie de motores RIB de IDAM posea un par máximo un 12% mayor o una pérdida térmica un 30% menor, dependiendo del tipo de funcionamiento, en comparación con la serie RI

INA Drives & Mechatronics GmbH & Co. KG (IDAM) presenta la nueva serie de accionamientos directos RIB optimizados desde el punto de vista térmico para aumentar la productividad y reducir el consumo de energía de las máquinas-herramienta (Imágenes: Schaeffler)

Los motores pueden intercambiarse con los correspondientes modelos RI anteriores y son compatibles con la mayoría de los tamaños de motores actuales en el mercado. La longitud activa del imán se puede ajustar a la aplicación en pasos de 25 mm, lo que permite usar de forma óptima el espacio constructivo que se gana de este modo. Como viene siendo habitual con los motores IDAM, su fuerza de atracción se ha optimizado y se pueden emplear con la mayoría de los controles. La serie de motores RIB se puede suministrar de forma individual y se empezó a fabricar en serie a finales de 2015. El principio de funcionamiento de los motores RIB se está aplicando en estos momentos a un nuevo motor lineal. Los primeros prototipos del motor L7 presentan una fuerza motriz considerablemente mayor o, correspondientemente, una menor pérdida de potencia.

La optimización de la gestión térmica es la clave

Para el diseño y la utilización de un motor eléctrico hay dos estrategias de funcionamiento especialmente interesantes para la máquina-herramienta, «el accionamiento caliente» y el «frío». El nombre «frío» y «caliente» se deriva de la temperatura deseada cuando la maquina esta en funcionamiento en condiciones térmicamente estables. El modelo de «accionamiento caliente» resulta particularmente idóneo para la producción de grandes series en las que el eje relacionado representa un cuello de botella en la producción. Durante el proceso de fabricación, los accionamientos se disponen de forma que el espacio constructivo se emplea al máximo y se instala la potencia de accionamiento máxima adecuada para el proceso. Durante el funcionamiento continuo posterior, el motor casi alcanza sus límites de rendimiento y, con ello, también el límite térmico. Por el contrario, en el «accionamiento frío» el motor se sobredimensiona a propósito. Las ventajas son evidentes: la temperatura del motor o, en su caso, la energía de calor disipada del motor es mucho menor, la exactitud del sistema aumenta y se pueden seguir contornos con mayor precisión debido al aumento del par, p. ej. en una máquina de 5 ejes. Esto hace que mejore la calidad superficial y la exactitud dimensional. La desventaja de este modelo suele ser su mayor coste económico.

Si se consigue reducir considerablemente la resistencia térmica en el motor, se obtiene como resultado no solo un motor notablemente más frío sino también un sistema resistente desde el punto de vista térmico. La potencia máxima aumenta como resultado del enfriamiento del motor. En la aplicación práctica esto significa que los motores pueden funcionar con mayor potencia (estrategia de diseño «motor caliente») o la reserva se usa a propósito para mejorar la eficiencia (estrategia de diseño «motor frío»).

Concepto de motor lineal L7: mayor fuerza de accionamiento y menores pérdidas de potencia

Una nueva generación de motores ha sido creada al transferir las optimizaciones en la transferencia de calor desde el motor rotativo RIB a un motor lineal. Esto ha dado sus frutos en el concepto del motor lineal L7. Actualmente, los cálculos y los test realizados han dado aumentos aproximados del 7% en las fuerzas motrices y reducciones de hasta el 40% en las perdidas de calor.

El motor no precisa de una «refrigeración de precisión». El circuito magnético se ha optimizado para alcanzar el grado máximo de sincronismo. La serie se completa con opciones como tres modelos de salida de cable, el desacoplamiento térmico del motor y una refrigeración secundaria.

Que la inversión en las nuevas series RIB y L7 no solo aumenta la precisión de la fabricación sino que es especialmente interesantes desde el punto de vista financiero, se puede constatar en un ejemplo de una fresadora de cinco ejes con accionamientos directos. Si se sustituyen todos los motores rotativos y lineales por los nuevos motores RIB o L7 de IDAM, las pérdidas de calor en el eje principal caen de 17 a 11.5 kW durante el 30% del tiempo en un uso de tres turnos. Esto supone un ahorro de 7,2 t de CO2 o 14,4 MWh anuales, lo que supone 2.160 euros al año a 15 ct/kWh.

SCHAEFFLER

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Concepto de motor lineal L7: mayor fuerza de accionamiento y menores pérdidas de potencia

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