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Cálculo del rendimiento y la potencia de un ascensor

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gark
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Cálculo del rendimiento y la potencia de un ascensor

Mensaje por gark »

Buenos días,

Soy nuevo en este foro. Estoy realizando un proyecto estudiantil sobre eficiencia energética para terminar mi máster y tengo dos dudas existenciales.

Estoy comparando la potencia consumida por un motor gearless y otro geared. Mi ascensor recorre 12 plantas (60 m en total) su velocidad es de 2,5 m/s y transporta máximo 11 pasajeros (Q=825 kg). El contrapeso es de 50%. Mi primera cuestión está relacionado con el rendimiento del motor, ¿este rendimiento solo depende de la velocidad, osea los dos tipos de motores tienen el mismo rendimiento, o debo tener en cuenta otros factores? En el caso de que tenga que tener en cuenta otros factores, ¿cómo obtendría el rendimiento?
Mi segunda cuestión tiene que ver con la potencia que consume. Tomando por ejemplo un rendimiento de 0,9 me sale una potencia nominal de 11,45 kW. He encontrado un catálogo de fabricantes para cada tipo de motor y, según los parámetros de velocidad y carga, para el caso gearless usaría un motor de potencia 23,1 kW, y para el caso geared un motor de potencia 37 kW. ¿Qué potencia tendré en cuenta para los cálculos energéticos, la nominal (osea la misma para los dos motores), o la potencia máxima de cada motor?

Muchas gracias por su ayuda.

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liftcan
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Cálculo del rendimiento y la potencia de un ascensor

Mensaje por liftcan »

Buenas tardes, Gark:

Creo que no estás teniendo en cuenta lo que significa gearless. Como sabrás, el rendimiento de la máquina viene a ser la energía mecánica que entrega a las cintas/cables, entre la energía eléctrica que consume.
Esa diferencia son las pérdidas que podemos englobarlas en eléctricas y mecánicas. Los motores gearless actuales suelen ser síncronos con una alta eficiencia (imanes permanentes) y las máquinas con reductora suelen
ser asíncronos con un alto deslizamiento (eléctrico) y fuerte ventilación. En cuanto a pérdidas mecánicas, y despreciando la de los rodamientos, las gearless no tienen ninguna otra pérdida significativa, en cambio los equipos con reductora suelen tener un mecanismo sinfín-corona que produce grandes pérdidas. Además de todo esto, fuera de lo que es la máquina, hay otras pérdidas: deslizamiento de los cables/cintas, movimiento de múltiples poleas, rozaderas de cabina y contrapeso, limitador, aerodinámicas del movimiento de la cabina, variadores de frecuencia (no entregan el 100% de la energía), etc. , pero que son iguales para los dos tipos.

Las máquinas que emplean tornillo-sinfín, su rendimiento es muy variable y depende del ánqulo de la hélice, el número de entradas del sinfín, materiales, relación de reducción, lubricante, etc. El rendimiento de la reductora suele estar entre el 0.65 y el 0.85. Las gearless no tiene estas pérdidas en la reductora (gran ventaja energética)

Existen libros que nos indican que para ascensores con máquina asíncrona y rozaderas, el rendimiento final está entre 0.45-0.6 (tomaría 0.6 en los ascensores actuales). Si lo extrapolamos a una máquina gearless, tu rendimiento podría ser del 0.85 aproximadamente.

En cuanto a la potencia a tener en cuenta, no emplees la nominal, emplea la consumida en el perfil del viaje. Puedes tener un motor mayor o menor (sobrecarga), pero solo se consumirá en función de tu velocidad y tu carga. Por ello calcula (solo te oriento) la situación que estás estudiando (ascensor con carga), P=Q*9.8*V/rendimiento W (Q carga menos equilibrado, V velocidad) y te dará la potencia requerida para un equipo y para otro. Para el estudio energético, si no tienes equipos reales donde medirlo, haz una simulación de un tiempo, con diferentes cargas y recorridos (no tiene que ir a los pisos extremos siempre y dependiendo del edificio no siempre va cargado) . Ten en cuenta, que vacío y bajando, consume lo mismo que cargado subiendo, que en el arranque consume más por la necesidad de acelerar, etc... bueno, tienes bastante trabajo e investigación. Espero al menos haberte orientado.

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gark
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Cálculo del rendimiento y la potencia de un ascensor

Mensaje por gark »

Muchas gracias Liftcan, me ha sido de gran ayuda tu respuesta. El estudio lo estoy haciendo siguiendo la norma UNE-EN ISO 27545, donde se toma un ciclo de referencia (subida y bajada completa con cabina vacía y 2 ciclos de puertas), por lo que en subida apenas consumirá y en bajada consumirá según la fórmula que me indicas.
En cuanto al rendimiento, si lo conoces, me sería de gran utilidad saber los libros donde puedo encontrar los rendimientos que me indicas, con el fin de referenciarlos.
Un cordial saludo.

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liftcan
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Cálculo del rendimiento y la potencia de un ascensor

Mensaje por liftcan »

Buenas Gark:

El libro es "Elevadores: principios e innovaciones" de Antonio Miravete. Es antiguo, pero las reductoras siguen siendo lo mismo. Mira el apartado de cálculo de potencia del motor y cálculo del reductor, de ahí salen los datos. Dependerá de tu reductora, pero la eficiencia es del orden 0.45-0.6 con reductora y teniendo en cuenta todas las pérdidas de funcionamiento. Sin reductora (estimando unas pérdidas de 0.7 por el tornillo sinfín que te viene en el libro como calcularlo para una máquina y que suelen estar entre 0.65-0.85): rend=rend_reduc*rend_ele*rend_variad*....*rend_otros si sustituyes y despejas, a igualdad de los otros rendimientos, te da un rendimiento para el gearless de 0.85 (puede ser mejor al ser motores eléctricos más eficientes, pero lo que te importa es la diferencia producida por la reductora).

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