Elección del motor eléctrico para un elevador de cangilones y datos para el pedido

El elevador de cangilones transporta material a granel en vertical hacia arriba mediante cangilones fijados a una banda o cadena. El motor de accionamiento está en la cabeza superior y su carga procede de elevar el peso del material de los cangilones contra la gravedad. Esta es la diferencia fundamental entre un elevador y un transportador horizontal: cuando el motor se detiene, los cangilones llenos tienden a retroceder, y en el arranque el motor tiene que levantar la columna llena desde velocidad cero. En este artículo explicamos qué información se necesita para elegir el motor de un elevador, por qué el dispositivo que impide el retroceso no debe confundirse con el motor y qué debe enviar con su pedido.

¿Por qué es diferente la carga de un elevador?

En un transportador horizontal, el motor vence principalmente la fricción; el material no se eleva. En un elevador de cangilones, en cambio, la mayor parte de la potencia se emplea en elevar el material de los cangilones a lo largo de la altura del elevador. Al aumentar la capacidad y la altura, la potencia necesaria crece casi en proporción directa. A esto se suman la resistencia de excavación en la zona del pie, donde los cangilones recogen el material, y la fricción de la banda o la cadena, los tambores y los rodamientos.

Por eso no damos para el motor de un elevador una regla general del tipo «tantos kW para un elevador de tal altura». La potencia se calcula a partir de la capacidad horaria, la altura de elevación, la densidad aparente del material, el tipo de cangilón y la velocidad, y ese cálculo corresponde al fabricante del elevador. Si se sustituye el motor de un elevador existente, la referencia es la placa del motor antiguo que funcionó sin problemas.

Atención a los aumentos de capacidad

Una causa frecuente de problemas de motor en los elevadores es el aumento de capacidad con el tiempo: se montan cangilones más grandes, se acelera la alimentación o se pasa a un material más denso. La carga crece mientras el motor sigue siendo el mismo. Si el motor antiguo se calienta o dispara el térmico, compruebe si se han hecho estos cambios antes de elegir un motor nuevo.

Antirretorno y freno: no es tarea del motor

Cuando se corta la energía a un elevador cargado, este gira hacia atrás por el peso de los cangilones llenos del ramal ascendente. Este retroceso provoca acumulación de material en el pie y daña los cangilones y la banda. Para evitarlo, los elevadores utilizan un antirretorno (backstop); este elemento suele estar dentro del reductor o en el eje de cabeza.

Un motor asíncrono trifásico estándar no impide por sí solo el retroceso. Si en el elevador existente la función antirretorno está en el propio motor, es decir, si el motor tiene freno o se utiliza un motor especial con antirretorno integrado, no equivale a un motor estándar; se necesita un motor especial y debe consultarse por separado con la placa y los datos técnicos. Al sustituir el motor, aclare lo siguiente:

• ¿El antirretorno está en el reductor, en el eje de cabeza o en el motor?
• ¿La placa del motor antiguo muestra información adicional, como la tensión del freno o el par de frenado?
• Si el reductor no cambia, ¿es compatible el sentido de giro del antirretorno con la conexión del motor nuevo? Si el motor se conecta al revés, el antirretorno bloquea el motor; por eso es crítico comprobar el sentido en la primera puesta en marcha.

Arranque con carga y método de arranque

Al detenerse el elevador, los cangilones quedan llenos y en el arranque el motor tiene que elevar esa carga de inmediato. Además, el material acumulado en el pie puede dificultar la recogida de los cangilones al arrancar. Estos dos factores juntos hacen que el arranque de un elevador sea más pesado que el funcionamiento continuo.

• Arranque directo: Habitual en potencias pequeñas y medianas; el motor entrega todo su par de arranque.
• Estrella-triángulo: Reduce el par de arranque a aproximadamente un tercio. Al arrancar con la columna llena, el motor puede no acelerar en estrella; este método solo debe preferirse si el elevador se vacía antes de parar o si el cálculo lo permite.
• Variador de frecuencia: Proporciona un arranque suave y con par elevado. Nuestras series trifásicas son aptas para el control de velocidad con variador de frecuencia; en funcionamiento prolongado a baja velocidad con par pleno puede ser necesario un ventilador externo, y si el cable entre variador y motor es largo se valora un filtro dv/dt o senoidal; estas condiciones se indican en el pedido. En los elevadores la distancia entre la cabeza y el cuadro suele ser larga; indique la longitud del cable en el pedido.

En la explotación, la medida más eficaz es cortar la alimentación y vaciar los cangilones antes de detener el elevador. Las paradas de emergencia son una excepción; el motor y el método de arranque deben valorarse para un arranque con carga tras una parada de emergencia.

Unión del motor y entorno de trabajo

En la cabeza del elevador, el motor suele trabajar junto con un reductor. Son habituales tres disposiciones: la unión por brida, en la que la brida B5 del motor se asienta en la entrada del reductor; la disposición en la que el motor se fija por sus patas a una consola y acciona el reductor a través de un acoplamiento; y la transmisión por correa y poleas. En HEM Motor, las formas B3, B5, B14, B34, B35 y verticales se ofrecen según la carcasa; el tamaño de la brida se confirma en el pedido. Compare las medidas del eje y la brida con los planos técnicos 2D.

En cuanto al entorno, la cabeza del elevador es polvorienta y a menudo está a la intemperie o en lo alto de una torre cerrada. Por lo tanto:

• La protección IP55 es contra el polvo y las salpicaduras de agua; en instalaciones abiertas expuestas a la lluvia directa, la parte superior del motor debe protegerse con un tejadillo, sin tapar la entrada de aire de la tapa del ventilador.
• El polvo acumulado en las aletas de refrigeración del motor provoca calentamiento; debe planificarse una limpieza periódica.
• Las atmósferas de polvo explosivo, como las de grano y harina, pueden exigir condiciones especiales; en ese caso, indique la clasificación de zonas de su planta antes del pedido, y se valorará por separado si un motor estándar es adecuado.
• Sustituir un motor situado en un punto alto requiere grúa o plataforma; la rigidez de la carcasa de fundición es una ventaja en cabezas con vibración, pero el plan de manipulación debe hacerse desde el principio.

Modelos de ejemplo

Los modelos siguientes proceden de la serie de fundición y de distintas clases de potencia que se ven en el accionamiento de elevadores. Todos son de 4 polos (1500 rpm síncronas), IP55 y con aislamiento clase F. La potencia necesaria debe determinarse con los datos del elevador.

El modelo de 3 kW tiene placa 230/400 V y se conecta en estrella en una red de 400 V; por eso no es apto para el arranque estrella-triángulo. Los modelos de 15 kW y 30 kW tienen placa 400/690 V y funcionan en triángulo en una red de 400 V. La información general sobre elevadores y otros equipos de transporte vertical se encuentra en la página de motores eléctricos para sistemas de transporte.

Ejemplo hipotético: renovación del motor de un elevador de grano

Esta sección es un ejemplo explicativo, no una aplicación real. Supongamos que en una instalación de grano hay que sustituir, por avería del devanado, el motor de 15 kW, 4 polos y carcasa 160L situado en la cabeza de un elevador de cangilones de altura media. El reductor tiene antirretorno y el motor está unido al reductor mediante una brida B5.

• Como el antirretorno está en el reductor, un motor estándar es adecuado; el modelo candidato es el 160L-4.
• El diámetro de centrado y el círculo de agujeros de la brida se miden en el motor antiguo y se confirman en el pedido; el diámetro y la longitud del eje se comprueban según la entrada del reductor.
• Antes de la primera puesta en marcha se comprueba el sentido de giro con el motor desacoplado del reductor; si es contrario, se intercambian dos fases. Así el antirretorno no se carga en sentido equivocado.
• Si la planta está sujeta a una clasificación de zonas por polvo, esta información se comparte antes del pedido.

Información que debe enviar con el pedido

• Foto de la placa del motor antiguo (potencia, velocidad, tensión, tamaño de carcasa; también los datos del freno, si los hay)
• Altura y capacidad del elevador y material transportado
• Ubicación del antirretorno (reductor, eje de cabeza o motor)
• Tipo de unión y forma de montaje (brida B5, B3 con patas, B35, correa)
• Método de arranque, longitud del cable entre cuadro y motor y tensión de red
• Entorno: intemperie, nivel de polvo, clasificación de zonas si la hay

Consulte los modelos adecuados y los precios actuales en la página comprar motores eléctricos. Para preguntar por el modelo adecuado con los datos de placa del motor de su elevador, envíe la foto de la placa; si se trata de un accionamiento especial, comparta los datos técnicos a través de nuestra página de contacto.