Motor eléctrico de alto torque y baja velocidad para el movimiento de cargas pesadas
TecnologíaLa tecnología consiste en un motor eléctrico de alta eficiencia el cual permitirá mejorar la producción y confiabilidad de los procesos en la industria minera en **sistemas de accionamiento de baja velocidad**.
Este motor permite eliminar el sistema de ajuste de velocidad y accionar la carga directamente con un motor que se adecúe a los requerimientos de torque, velocidad y eficiencia. Para ello se ha trabajado intensamente en la configuración axial de motor eléctrico, utilizando diferentes mecanismos de excitación magnética (inducción e imanes permanentes) y cobre como material conductor para los circuitos eléctricos de estator (bobinados) y rotor (jaula de ardilla).
De esta manera, utilizando una topología de flujo axial, de doble estator y rotor central, se pretende construir un motor de inducción utilizando una estructura anisotrópica para el circuito de rotor basada en un arreglo de elementos ferromagnéticos en una matriz de cobre. Con el diseño electromagnético de 24 polos, de los bobinados de estator, la velocidad de operación puede ser de 240 rpm cuando opera desde una red industrial de 50hz, y con un variador de velocidad a velocidades menores.
Este motor podrá ser acoplado directamente a la carga, eliminando la necesidad de equipos de ajuste de velocidad (caja de engranajes o correas). Asimismo, al diseñar el motor con un alto número de polos, las cabezas de bobinas resultan más cortas y la profundidad del yugo de estator es menor resultando en menores pérdidas en el cobre y en el fierro, además la característica anisotrópica, permite elevar la eficiencia del rotor al utilizar cobre como elemento conductor de las corrientes de dicho circuito.
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Qué problema resuelve esta capacidad
La industria tradicionalmente ha requerido operar motores eléctricos a baja velocidad para así poder accionar cargas pesadas. Sin embargo las velocidades de operación que ofrecen los motores tradicionales resultan extremadamente altas por lo que no pueden ser conectados directamente en el eje de la carga y deben utilizarse en conjunto con dispositivos mecánicos como cajas reductoras o correas. Actualmente en aplicaciones de baja velocidad y alto torque se utiliza un motor eléctrico de alta velocidad (1500 rpm) en conexión directa con una caja de engranajes, lo que permite ajustar el requerimiento de torque/velocidad de la carga (molinos, cintas transportadoras, agitadores, etc.). Esto involucra un aumento del costo de las instalaciones civiles para colocar estos dos elementos, además de una reducción en la confiabilidad del accionamiento. En efecto, la tasa de fallas de los sistemas de engranajes es relativamente altas, dado que la transmisión de toda la potencia se realiza por contacto directo sobre una reducida porción de los dientes, lo que lleva a un desgaste progresivo lo que redunda en un mantenimiento constante (lubricación) y a un deterioro mecánico y finalmente la falla de la transmisión. Se han desarrollado nuevos motores multi-polos para abordar el problema de mover cargas a baja velocidad y alto torque, sin embargo esta solución considera la utilización de motores con imanes permanentes de alta densidad de energía. Esta tecnología emergente se basa en materiales obtenidos de aleaciones de tierras raras que permiten almacenar campos magnéticos de gran intensidad que se mantienen activos aun cuando el motor se encuentra desenergizado. Esto característica hace que sea necesario procedimientos especiales para las tareas de mantenimiento, reemplazo de piezas (rodamientos) y manejo del rotor (montaje y desmontaje), por lo que aumentaría el costo de mantenimiento. También al estar construido con tierras raras el costo del motor en los próximos años podría elevarse, gracias a la limitada oferta de este tipo de elementos y la sobre demanda existente para el desarrollo de tecnología, lo aumentaría sus precios muy por sobre los precios actuales.
Cuáles son las ventajas competitivas de esta capacidad
Las características novedosas y ventajas de la invención se pueden identificar desde 3 puntos de vista: * Acoplamiento directo a la carga: debido a que se eliminan la caja de engranajes y los acoplamientos los siguientes costos disminuyen: \- Costos de instalación: no será necesario adquirir el sistema mecánico que regula la velocidad del motor. \- Costos de mantenimiento: disminuye la cantidad de trabajos a realizar y el stock de repuestos a mantener. \- Mayor confiabilidad: se eliminan componentes mecánicos del sistema, por lo que disminuyen las probabilidades de fallas asociados a estos elementos. \- Menores pérdidas de energía: se eliminan las pérdidas producto la caja de engranajes y los acoplamientos * Configuración axial: se traduce en una mayor eficiencia \- Operación a bajas velocidades: permite una conexión directa a la red eléctrica y a la carga eliminando componentes mecánicos \- Mayor eficiencia: la eficiencia total del sistema aumenta alrededor de un 10% lo que se ve reflejado en un menor gasto de energía eléctrica. * Motor de inducción: tecnología probada y validada en el mercado. \- Robusto: puede operar en ambientes hostiles \- Libre de mantenimiento: no existen piezas deslizantes \- Mercado: tecnología madura con una amplia oferta de proveedores
Qué más deberías saber sobre esta capacidad
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