Calculadora de par motor
En un mundo perfecto, los ejes de posicionamiento llevarían la carga al lugar deseado con rapidez y precisión. Por desgracia, la realidad no es tan amable. Los motores crean par como resultado de la interacción de campos magnéticos. Estos campos son anisótropos, lo que significa que el par que generan varía. Que esto cree o no un problema depende de la aplicación. En este artículo, discutiremos los tres términos que rodean la variación de par, aclarando los mecanismos implicados y lo que significan para su diseño.
Aunque los detalles de los motores varían mucho, los componentes básicos son un rotor y un estator (véase el tutorial: Motores de CC con escobillas). Lo más habitual es que el rotor esté unido a la carga y gire como resultado de la repulsión entre el campo magnético del rotor y el campo magnético del estator (véase la figura 1). Para que el motor siga girando, la orientación magnética del rotor debe cambiar de dirección periódicamente. La frecuencia con la que esto ocurre depende del número de polos magnéticos del rotor/estator, que puede variar de dos a N.
Par de rotura
Tengo un kart que es de 2,5hp y es de 50cc y su alrededor de 1ft x 2ft x 1ft en el tamaño. También he visto en Internet que hay motores de gasolina de 21 pulgadas cúbicas para coches R/C que también tienen 2,5 CV, con la diferencia de que el motor R/C gira a 32k rpm mientras que el motor del kart gira a 12k rpm. Si pusiera un reductor en el motor R/C, ¿tendría más o menos el mismo rendimiento que el motor de kart? ¿Por qué hay una diferencia de tamaño?
Lo mismo ocurre con los motores eléctricos. Puedo comprar un motor eléctrico de coche RC de 10 CV y del tamaño de una lata de refresco. La máquina CNC en el trabajo tiene un motor de 10hp del tamaño de un cubo de 5 galones. De nuevo, la única diferencia son las RPM.
Cuanta más potencia puede producir un motor, más par puede obtener de él, a la misma velocidad de rotación. Sin embargo, puedes cambiar la relación entre el par y la velocidad utilizando engranajes, por lo que puedes tener un motor de alta potencia que dará menos par que un motor más débil con los engranajes adecuados.
Los motores con engranajes integrados serán más grandes que los que no los tienen, pero producirán la misma potencia, pero un par diferente y una velocidad diferente. Los motores destinados a funcionar durante años en el entorno industrial serán más grandes que sus homólogos para aficionados: el mayor tamaño les permite estar menos estresados y mejor refrigerados.
Cálculo del par motor
Un motor eléctrico es una máquina eléctrica que convierte la energía eléctrica en energía mecánica. La mayoría de los motores eléctricos funcionan a través de la interacción entre el campo magnético del motor y la corriente eléctrica en un bobinado de alambre para generar fuerza en forma de par aplicado en el eje del motor. Un generador eléctrico es mecánicamente idéntico a un motor eléctrico, pero funciona con un flujo de potencia inverso, convirtiendo la energía mecánica en energía eléctrica.
Los motores eléctricos pueden ser alimentados por fuentes de corriente continua (CC), como las baterías o los rectificadores, o por fuentes de corriente alterna (CA), como una red eléctrica, inversores o generadores eléctricos.
Los motores eléctricos pueden clasificarse por consideraciones como el tipo de fuente de energía, la construcción, la aplicación y el tipo de salida de movimiento. Pueden alimentarse con CA o CC, ser de escobillas o sin escobillas, monofásicos, bifásicos o trifásicos, de flujo axial o radial, y pueden estar refrigerados por aire o por líquido.
Los motores normalizados proporcionan una potencia mecánica conveniente para el uso industrial. Los más grandes se utilizan para la propulsión de barcos, la compresión de tuberías y las aplicaciones de almacenamiento por bombeo, con una potencia superior a los 100 megavatios.
Par eléctrico
El dimensionamiento adecuado de un motor requiere que se cumplan 3 criterios: par, inercia de la carga y velocidad. En la primera parte de esta serie de fundamentos sobre el dimensionamiento de motores, explicaré qué es el par de carga, cómo calcularlo para ejemplos de aplicaciones específicas y cómo encaja en el requisito de par para la aplicación.
El par se define como la fuerza de rotación a una distancia del eje de rotación. Se mide en unidades como lb-in (libras-pulgada) en imperial o Nm (newton-metro) en métrico. El par es tan importante, si no más, que los caballos de un motor. La potencia es la velocidad a la que se puede realizar el trabajo y se calcula multiplicando el par por la velocidad. En otras palabras, el par es la capacidad de realizar el trabajo, y la potencia es la velocidad a la que se puede realizar el trabajo.
El par tiene dos componentes principales: el par de carga y el par de aceleración. El par de carga es la cantidad de par que se requiere constantemente para la aplicación e incluye la carga de fricción y la carga gravitacional. El par de aceleración es el par requerido sólo para la tasa máxima de aceleración y desaceleración de la carga. Cuanto más rápido tenga que acelerar la carga, mayor será el par de aceleración. A veces el par de la carga es mayor; otras veces el par de aceleración puede ser mayor. Es importante calcular ambos; especialmente para los perfiles de movimiento rápido.