Aplicaciones de motores eléctricos en excavadoras eléctricas: Soluciones de alto rendimiento para maquinaria de construcción

Con la neutralidad de carbono y la reducción de la dependencia de los combustibles fósiles como objetivo global, las excavadoras eléctricas son una mejor opción que las diésel tradicionales. Las excavadoras eléctricas están hechas con un motor eléctrico, que es el componente principal en términos de idoneidad, eficiencia, fiabilidad y rendimiento general. Se utilizan dos motores eléctricos principales para las excavadoras eléctricas: Motores Síncronos de Imanes Permanentes (PMSM) y Motores de Inducción de Corriente Alterna (ACIM).

1. ¿Cuáles son las principales necesidades de los motores para las excavadoras eléctricas?

Las excavadoras eléctricas trabajan en un entorno exigente y requieren motores que tengan los siguientes factores:

Alto par y sobrecarga: Las excavadoras tienen requisitos de excavación y elevación de servicio pesado. Los motores eléctricos utilizados en las excavadoras de excursión deben producir un par típico a bajas velocidades con una sobrecarga fiable.

Rango de velocidad y eficiencia:Los motores eléctricos deben ser eficientes en una amplia gama de velocidades para adaptarse tanto a los desplazamientos a alta velocidad como al uso a baja velocidad con carga.

Compactos y sellados:Los motores eléctricos deben ser compactos, a prueba de velas, impermeables y optimizados para la gestión térmica para soportar las condiciones del sitio.

Precisión y silencio: Los motores utilizados en las excavadoras deben ser capaces de responder a las entradas del operador de forma rápida y silenciosa para mayor comodidad y productividad.

2. Beneficios de los Motores Síncronos de Imanes Permanentes (PMSM)

Los PMSM se utilizan en excavadoras eléctricas medianas y grandes, debido a sus beneficios de:

Eficiencia energética:Los PMSM tienen bajas pérdidas en el rotor, lo que se traduce en eficiencias superiores al 90%. Muchas excavadoras, en particular las máquinas eléctricas, funcionan de forma intermitente, lo que significa que la eficiencia energética será extremadamente beneficiosa.

Alto par y precisión de velocidad: La mayoría de los PMSM permitirán un movimiento suave y predecible y un control preciso con sofisticados algoritmos de control vectorial o de par directo.

Tamaño compacto y menor generación térmica:Los PMSM tienen naturalmente una huella más pequeña y una baja generación térmica; por lo tanto, pueden ser ventajosos cuando el espacio de diseño y la disipación de calor son limitados.

3. Beneficios de los Motores de Inducción de Corriente Alterna (ACIM)

Si bien los ACIM tienen velocidades ligeramente inferiores a las de los PMSM, existen excelentes beneficios de los ACIM que resultan en su uso en algunos productos:

Fiabilidad probada y bajo coste:La ventaja de una estructura simple y un menor coste de producción los hace útiles en situaciones en las que el coste es primordial.

Buen par de arranque:Debido a su diseño y flexibilidad con variadores de frecuencia vectorial más económicos, los ACIM pueden tener un rendimiento aceptable a baja velocidad y menores salidas de par.

Alta versatilidad: Los ACIM son motores fantásticos para trabajos continuos de servicio pesado en cualquier entorno.

4. Estrategias de despliegue de opciones de motor en excavadoras

Las excavadoras eléctricas a menudo proporcionarán una combinación de tipos de motor para lograr el equilibrio de rendimiento en la producción y los costes del producto final:

PMSM para sistemas de accionamiento primarios: Uso para propulsión, y bombas hidráulicas principales y sistemas rotativos donde el rendimiento es una prioridad.

ACIM donde se utilizan dispositivos auxiliares: Uso para motores de ventilador, sistemas de refrigeración o bombas donde la fiabilidad y un menor coste son una prioridad.

5. Patrones futuros

A medida que la tecnología de baterías y los sistemas de gestión de baterías sigan desarrollándose, estas tecnologías serán más integrales para la construcción T. Tradicionalmente, las excavadoras han utilizado muchas estrategias de diseño DSM, y la tendencia seguirá evolucionando con un mejor diseño, integración y sistemas inteligentes. El diseño del motor también se moverá hacia motores modulares, motores integrados y motores inteligentes. La relación o sinergia entre los sistemas de control inteligentes y los motores será un aspecto fundamental, y una de las principales áreas de diferenciación entre los fabricantes.