Un motor es la fuerza impulsora de un compresor de aire de tornillo rotativo. Tanto es así que la capacidad del motor se utiliza para describir el compresor. Después de todo, los llamamos compresores de 20 HP o 100 HP.
La potencia nominal del motor indica la capacidad del compresor: a mayor potencia, mayor capacidad.
Se necesita esa potencia para generar toda la energía necesaria para suministrar aire comprimido al caudal y la presión requeridos.
Placa de características del motor
La placa de características del motor del compresor proporciona toda la información necesaria para operar el motor dentro de los parámetros establecidos. Un dato clave es el voltaje al que se puede conectar el motor, especialmente si el motor principal ofrece varias opciones de voltaje.
Todo está en la placa de características
Según la revista Plant Engineering, toda la información crítica se encuentra en la placa de características del motor de su compresor de aire, incluyendo los siguientes datos:
- Tamaño de la carcasa
- Potencia (en HP o kW)
- Voltajes, incluyendo conexión en triángulo (bajo voltaje) y estrella (alto voltaje)
- Velocidad del motor (RPM)
- Estándar de eficiencia, generalmente IEC o NEMA
- Clasificación de protección de entrada (IP): protección contra la entrada de materiales extraños en el motor
- Factor de servicio: potencia nominal del motor
Por lo tanto, es útil conocer bien los motores de los compresores de aire al adquirirlos, operarlos y realizar su mantenimiento. A continuación, se presentan diez datos clave que le serán útiles. Comenzaremos con la revelación de que el motor principal no es el único motor de su compresor.
Hay más de un motor de compresor de aire
Los compresores de aire de tornillo rotativo tienen motores secundarios que impulsan componentes clave, como la refrigeración de los ventiladores utilizados en las unidades refrigeradas por aire. Las máquinas refrigeradas por agua también cuentan con motores muy pequeños que mantienen el aire caliente circulando fuera del encapsulado.
Diferentes tipos de motores utilizados en compresores de aire
Si bien la mayoría de los compresores de aire de tornillo rotativo utilizan actualmente motores de inducción tradicionales, los motores de imanes permanentes se consideran la tendencia del futuro. A continuación, se presenta una breve descripción de cada uno.
Motores de inducción para compresores de aire
Los motores de inducción utilizan corriente alterna para convertir la energía eléctrica en energía mecánica mediante inducción electromagnética. Desde que Nikola Tesla los inventó hace más de un siglo, se han aplicado en una amplia gama de aplicaciones gracias a su eficiencia, fiabilidad y flexibilidad.
Son asíncronos: el rotor gira más lentamente que el campo magnético creado por las bobinas de alambre del estator estacionario, lo que provoca un retraso o deslizamiento.
Los motores de inducción monofásicos y trifásicos son los más utilizados en la industria actual, especialmente en compresores de aire. Sin embargo, muchos fabricantes están considerando los motores de imanes permanentes debido a su eficiencia, tamaño compacto y mayor fiabilidad.
Motores de imanes permanentes para compresores de aire
A diferencia de los motores de inducción o asíncronos, los motores de imanes permanentes giran a la misma velocidad que el campo magnético del estator, por lo que no hay deslizamiento.
Los imanes del motor de imán permanente están hechos de tierras raras y son al menos el doble de potentes que los utilizados en los motores de inducción, lo que les permite superar la eficiencia de densidad de potencia de las unidades de inducción más tradicionales.
Este tipo de motor puede girar a velocidades más altas y más bajas que un motor de inducción, lo que mejora la capacidad de reducción de velocidad. Están diseñados para funcionar con variadores de velocidad.
Los motores de imán permanente (PM) son la única forma en que la industria podrá cumplir con los cambiantes estándares globales de eficiencia.
Se puede medir la eficiencia del motor del compresor de aire con diferentes estándares
Varios grupos o agencias han desarrollado estándares de eficiencia para motores:
La Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos (NEMA)
La Comisión Electrotécnica Internacional (IEC)
Guobiao (GB), el estándar nacional de eficiencia de China.
No es sorprendente que las clasificaciones NEMA se utilicen comúnmente en América, mientras que las normas IEC se siguen en Europa y las GB se aplican con mayor frecuencia en Asia y muchos otros lugares internacionales.
Los motores de compresores de aire están clasificados por clase de protección/aislamiento.
La clase de aislamiento establece la temperatura que puede soportar el motor. La clase F es la clasificación más común en motores de más de 5 HP, mientras que la clase H es menos común y se utiliza para condiciones de trabajo pesado, calor o gran altitud.
Es fundamental recordar que si se excede la clasificación, se corre el riesgo de quemar el motor. Según la revista Machine Design, la regla general es que cada 10 °C que se opera un motor por encima de la clasificación de aislamiento reduce a la mitad su vida útil.
Las carcasas de los motores de los compresores de aire protegen su equipo.
Los motores de los compresores Kaishan y otras marcas de calidad, están equipados con motores totalmente cerrados y refrigerados por ventilador (TEFC), lo que evita la entrada de residuos y contaminantes. Además de refrigerar la unidad, el ventilador aumenta la eficiencia y la vida útil de los motores TEFC en comparación con los motores abiertos a prueba de goteo (ODP).
El factor de servicio mide la resiliencia de los motores de su compresor de aire
El factor de servicio es la potencia nominal que un motor puede soportar durante períodos cortos. Le ayuda a saber cuánto más allá de la capacidad nominal puede esperar que funcione el motor. Una lectura típica de 1,15, por ejemplo, indica que puede operar el motor al 115 % de su capacidad durante períodos cortos.
Los motores de su compresor de aire deben estar conectados a tierra
En la mayoría de las aplicaciones de variadores de velocidad, los motores deben estar conectados a tierra, generalmente con una escobilla de tierra, un consumible que a menudo debe reemplazarse.
Los motores suplementarios del compresor de aire desempeñan un papel crucial en la refrigeración
La refrigeración es fundamental en un compresor de aire de tornillo rotativo. El calor es el enemigo acérrimo de un compresor de aire. Acortará la vida útil del aceite y del propio compresor. Aumentará todos sus costos, incluyendo las facturas de electricidad y los gastos de mantenimiento. Incluso puede resultar en una mala calidad del aire, incluyendo el paso de aceite y agua.
Hay dos tipos de motores auxiliares en su compresor que ayudan a enfriar:
Enfriamiento por aire: Los ventiladores impulsan el aire a través de un compresor de aire de aletas y tubos para eliminar el calor y la humedad. El compresor suele diseñarse con las puertas cerradas, por lo que es fundamental no retirarlas ni las carcasas. El motor del enfriador de aceite suele ser el más grande de estos motores auxiliares.
Enfriamiento líquido: Si bien una bomba realiza la mayor parte del trabajo en el enfriamiento líquido, un pequeño motor de potencia fraccionada impulsa un ventilador que extrae el aire del compresor para garantizar que la acumulación de calor no dañe el motor principal ni los componentes electrónicos. Nuestra nueva unidad portátil cuenta con enfriamiento líquido en su variador de velocidad y motor eléctrico. El objetivo es proporcionar enfriamiento adicional para aumentar la eficiencia y prolongar la vida útil.
Los rodamientos garantizan el rendimiento y la longevidad de los motores de los compresores de aire
Los compresores Kaishan utilizan rodamientos SKF de primera calidad, mecanizados con tolerancias estrictas. Absorben las cargas radiales y axiales de los rotores, garantizando el rendimiento y la vida útil de la unidad compresora.
Los motores de los compresores de aire se conectan a la unidad compresora de varias maneras.
Los compresores de aire de tornillo rotativo tienen un motor principal que impulsa los rotores. La mayoría tiene motores eléctricos:
Los motores de accionamiento directo se acoplan directamente a la unidad compresora. Un acoplamiento suele conectar el motor principal a la unidad compresora (aunque algunas empresas utilizan una caja de engranajes u otro dispositivo entre el motor y la unidad compresora para eliminar la necesidad de acoplamientos).
Las unidades con transmisión por correa, como los compresores de aire de tornillo rotativo KAISHAN KRSB, se accionan mediante un sistema de correa y polea.
Variadores de velocidad
Un aspecto relacionado es la función de accionamiento que desempeñan los variadores de velocidad. Muchas empresas han ahorrado cantidades significativas de energía utilizando compresores de aire de tornillo rotativo equipados con tecnología VSD. Y el ahorro de energía no es el único beneficio. Los compresores VSD pueden generar descuentos, permiten arranques suaves y ofrecen un mejor control del sistema de aire comprimido. Además, son una forma eficiente de abordar los ciclos rápidos.
Sin embargo, no son una buena opción en casos extremos. Recomendamos a los clientes no usar un compresor VSD cuando la máquina funciona al 20 % de su capacidad total la mayor parte del tiempo o a más del 80 %. En rangos más altos, no son rentables debido a las pérdidas de energía asociadas con el propio variador, y el ahorro será mínimo. Con tasas de uso inferiores al 20 %, el compresor no se calentará lo suficiente como para evaporar la humedad del aire, lo que podría generar óxido y corrosión.
Como con la mayoría de los problemas relacionados con los motores, es recomendable consultar con un asesor experto en aire comprimido para determinar si un VSD es adecuado para su operación.