Entre las aplicaciones habituales para los motores HDP de ABB se incluyen sistemas de extrusión de plástico y caucho, máquinas de moldeo por inyección, bobinadoras, grúas y dispositivos de elevación, sistemas de transportadoras y bancos de pruebas. También se encuentran en máquinas herramienta y máquinas de automatización, e incluso en montañas rusas y remontes en estaciones de esquí.
Estos motores, utilizados siempre en compañía de un convertidor de frecuencia, están disponibles con calificaciones de protección IP23 e IP55 y tamaños de bastidor de entre 80 y 400, así como para tensiones de suministro de 400-690 V. Los motores HDP son especialmente adecuados para aquellas aplicaciones que requieren la conversión de tecnología de CC a CA.
Las principales características de los motores HDP son su carcasa rectangular, su construcción ligera y sólida, su gran rendimiento dinámico y su excelente relación de potencia y tamaño. El diseño de estos motores es extremadamente compacto y brinda un momento de inercia considerablemente inferior al de motores similares de tipo estándar.
Actualización a un homogeneizador de CC a CA
Su reducido tamaño fue el factor decisivo que hizo que el grupo de cosméticos Straub lo escogiese para sus instalaciones en Alemania. Ubicada en Wertheim, a unos 70 kilómetros al sudeste de Fráncfort, Straub fabrica productos cosméticos de gran calidad que incluyen champús, cremas y otros productos de belleza.
El elemento fundamental de este proceso de producción es el homogeneizador. Este combina diversos componentes tales como sustancias portadoras, sólidos y líquidos que a menudo es difícil mezclar. Los productos se fabrican en lote y se introducen a continuación en tarros, tubos o botellas.
La responsable de suministrar el motor ha sido Lamb, empresa distribuidora socia de ABB. Lamb, con sede en Wurzburgo, aporta asesoramiento técnico y apoyo para la actualización de procesos de producción. Lamb presta servicio a una amplia gama de industrias que incluyen los sectores farmacéutico, cosmético y alimentario.
Lamb había suministrado a Straub convertidores de CA de ABB como medida de mantenimiento preventiva. Andreas Dürr, ingeniero eléctrico de Lamb, se encargó de la sustitución de los convertidores existentes por nuevos productos de ABB, así como de la supervisión de su puesta en marcha.
Cómo sustituir un motor de CC proclive al desgaste
Durante la homogeneización, las diversas sustancias se amasan, bombean y prensan para prepararlas así para su procesamiento posterior. El homogeneizador se alimentaba previamente mediante un motor de CC provisto de un eje especial. De esta forma se aportaba el par de arranque necesario para garantizar que el agitador pudiera arrancar de manera segura, independientemente de la calidad y consistencia del material para mezcla. La velocidad de motor se regula en la gama de 500 a 3.000 rpm.
"Una desventaja del motor de CC era que sus escobillas de carbono eran propensas al desgaste", manifiesta Andreas Dürr. "Esto se convirtió en un problema cuando el fabricante dejó de producir tales motores y de prestar asistencia técnica para los mismos. Cualquier avería de este sistema fundamental podía repercutir de manera seria en la producción, motivo por el cual se nos solicitó la preparación de un plan de actualización del sistema".
Andreas Dürr se planteó la tarea de diseñar un nuevo sistema de convertidores que cumpliera con los requisitos reales del proceso. Creó un perfil operativo para los equipos, registrando para ello los datos de velocidad y par. Se estableció para el convertidor un valor de consigna de velocidad fijo y se midió mediante un estroboscopio la velocidad de motor asociada. Se puso en funcionamiento una herramienta de registro de datos para dar cuenta del valor de consigna junto con un contador de energía que medía la corriente y la potencia. A continuación se seleccionaron el motor y el variador adecuados mediante la herramienta de software DriveSize de ABB.
La solución óptima resultó ser un motor HDP provisto de eje especial y variador ACS880. Tal como explica Dürr: "Un motor HDP ofrece múltiples ventajas. Disipa bien el calor y es una alternativa rentable a un motor de CC. Su compacto tamaño lo hace perfecto para instalaciones de espacio limitado, además de poder alcanzarelevadas velocidades máximas".
Aunque el alto rendimiento dinámico del motor no es necesario para el homogeneizador, no era posible instalar un motor estándar debido al poco espacio disponible.
El variador de frecuencia de CC existente se encontraba en un armario de control sobre una pasarela elevada. En verano se exponía a altas temperaturas ambientales, ya que el sol calienta el techado de metal de las instalaciones. Se seleccionó un variador ACS880 con protección IP55 para su instalación fuera del armario de control, lo que contribuye a mantener más bajas las temperaturas en el interior del armario. La elevada precisión de control la garantizan el codificador rotatorio y la característica DTC (control directo del par) del convertidor.
Agilidad de respuesta ante tiempos de inactividad
Poco antes de la entrega del motor, la planta sufrió una parada imprevista del homogeneizador. Lamb reaccionó con rapidez, poniéndose en contacto con ABB y solicitando la entrega exprés de los equipos. Los artículos de los que había disponibilidad inmediata, como los convertidores y cables, se entregaron con antelación para adelantar todo el trabajo posible.
De un día para otro, el nuevo motor ya estaba instalado. A la mañana siguiente, Andreas Dürr visitaba las instalaciones para comprobar que todo se había instalado y conectado correctamente, introducir los parámetros necesarios y optimizar el convertidor. En previsión de otra avería, Straub pidió un segundo motor HDP de repuesto. El motor HDP trifásico, en compañía del convertidor, presenta evidentes ventajas con respecto a los motores CC en lo que se refiere a plazos de mantenimiento y fiabilidad. Ha funcionado sin problemas desde su puesta en marcha y el cliente final ha quedado satisfecho con su rendimiento.
Frank Wesseler es responsable de Marketing de Producto para la división Motores BT IEC del negocio ABB Motion en Alemania.
