Par de arranque del motor
Calcule el par de arranque (parada) del motor de corriente continua, la corriente de parada, la velocidad sin carga y la potencia máxima al arrancar.
Fórmula
T_s = Kt × V/R, I_s = V/R
Cómo Funciona
El par de arranque es la fuerza de rotación que debe superar un motor para acelerar la carga desde la velocidad de reposo a la de operación. Debe superar el par de fricción estático (par de arranque) más el par necesario para acelerar la inercia combinada del rotor del motor y la carga. El par de aceleración es T_accel = J_total × α, donde J_total es la inercia total reflejada (kg·m²) y α es la aceleración angular requerida (rad/s²). El par de arranque seleccionado por el motor debe superar T_breakaway + T_accel con un margen de seguridad adecuado (normalmente entre 1,5 y 2 veces).
Ejemplo Resuelto
Un transportador debe alcanzar las 200 RPM en 2 segundos. La inercia de carga en el eje del motor (reflejada a través de la caja de engranajes) es de 0,05 kg·m². La inercia del rotor del motor es de 0,005 kg·m². El par de fricción estático es de 1,2 N·m. Paso 1: se requiere aceleración angular: α = ω/t = (200 × π /30)/2 = 20,94/2 = 10,47 rad/s² Paso 2 — Inercia total: J_total = J_load + J_motor = 0.05 + 0.005 = 0.055 kg·m² Paso 3 — Par de aceleración: T_accel = J_Total × α = 0,055 × 10,47 = 0,576 N·m Paso 4 — Par de arranque total requerido: T_start = T_Friction + T_accel = 1.2 + 0.576 = 1.776 N·m Paso 5: Selección del motor con un factor de seguridad 2 veces mayor: T_motor_min = 1.776 × 2 = 3.55 N·m de par de arranque nominal Resultado: seleccione un motor con un par de arranque de al menos 3,55 N·m. Si solo está disponible un par continuo, asegúrese de que la especificación del par de arranque (a menudo de 1,5 a 2,5 veces continuo) cumpla con este requisito.
Consejos Prácticos
- ✓Para cargas de alta inercia (volantes, ventiladores grandes), considere un perfil de arranque suave o de aceleración para limitar la corriente máxima de arranque y los choques mecánicos en los acoplamientos y las cajas de engranajes
- ✓Pruebe el par de arranque de forma experimental: coloque una llave dinamométrica en el eje de transmisión y mida el par necesario para iniciar la rotación desde una posición parada en frío, que siempre es superior a la fricción de funcionamiento en caliente
- ✓Los motores DC de imanes permanentes y los motores BLDC suelen tener un par de arranque igual al par de parada, lo que los hace ideales para arranques de alta inercia en comparación con los motores de inducción cuyo par de arranque es limitado
Errores Comunes
- ✗No prestar atención a la fricción estática de desprendimiento, que puede ser de 3 a 5 veces mayor que la fricción de funcionamiento en aplicaciones con sellos, grasa o períodos prolongados de inactividad
- ✗Utilizar un par nominal continuo en lugar de un rotor bloqueado o un par máximo para los cálculos iniciales; estos pueden diferir entre 2 y 3 veces
- ✗Olvidar reflejar la inercia de la carga a través de la relación de transmisión al cuadrado (J_reflected = J_load/GR²) cuando el codificador o el motor están en el lado de entrada de una caja de cambios
Preguntas Frecuentes
¿Cuál es la diferencia entre el par de arranque y el par de parada?
El par de parada es el par máximo que un motor puede producir a velocidad cero cuando se acciona a la tensión nominal; es una característica del motor. El par de arranque es el par requerido por la aplicación para iniciar la rotación; es una característica de la carga. El par de parada del motor debe superar el par de arranque requerido por la carga para que el sistema arranque.
¿Cómo reduce un motor de arranque star-delta el par de arranque?
En conexión en estrella, cada bobinado del motor recibe 1/√3 de la tensión de línea, lo que reduce el par a 1/3 del par de arranque en línea directa (DOL). Esto también reduce la corriente de entrada a 1/3 del DOL. El motor de arranque cambia de estrella a delta una vez que el motor se acerca a la velocidad máxima. Esto solo es adecuado cuando el par de carga en el arranque es inferior a 1/3 del par a plena carga.
¿Puedo usar un motor de corriente continua en lugar de un motor de inducción de corriente alterna para una aplicación de alto par de arranque?
Los motores DC y BLDC de imanes permanentes producen un par máximo a velocidad cero, lo que los hace intrínsecamente adecuados para aplicaciones de alto par de arranque. Los motores DC bobinados en serie también producen un par de arranque muy alto. Los motores de inducción de corriente alterna requieren equipos tipo delta, autotransformador o arranque suave para aumentar la capacidad de par de arranque por encima de los valores de conexión directa.
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