Un pórtico grúa recorre más metros que cualquier otra máquina de la planta, y la alimentación tiene que seguirlo. Transformador, cable, enrollador y tierra, medidos sobre la vía y no sobre la placa de características.
El pórtico grúa es la única máquina de una planta donde la alimentación tiene que recorrer la misma distancia que la carga. El polipasto eleva veinte metros. La vía puede tener trescientos. Casi todo lo que falla eléctricamente en estas máquinas falla en algún punto de ese recorrido, y casi nada de ello aparece en la cotización de la grúa.
Las cifras siguientes corresponden a una máquina de 100 toneladas sobre una vía de 300 m, el tamaño que fabricamos con más frecuencia para plantas de prefabricados y parques de acero. Consume 204 A a 400 V. Eso son tres por ciento de tensión perdidos en 200 m de cable de 150 mm², seis por ciento en 400 m, y un enrollador de cuatro capas baja ese mismo cable de 404 A a 227 A antes de que hayamos considerado siquiera una tarde calurosa. El seis por ciento es el punto donde los variadores empiezan a disparar por subtensión durante un arranque del polipasto, así que todo el diseño eléctrico de una vía larga se reduce a mantener esa cifra por debajo de cinco.
Empiece por el único dato que importa y que casi nunca aparece en un folleto: la corriente en el punto donde se conecta el cable de la vía. Las placas de características del motor no la dan, porque son por motor, y un pórtico grúa tiene cuatro o cinco.
Sume el polipasto, el carro y las dos patas de la traslación, y convierta con la relación trifásica habitual. Para una máquina de 400 V con factor de potencia 0,85 y rendimiento del motor 0,90, el divisor es 530, así que los amperios son los kilovatios divididos por 530 y multiplicados por mil. La tabla usa nuestras configuraciones estándar, lo que significa que son cifras de planificación de SIEC y no datos de catálogo: una máquina de servicio más pesado con traslaciones mayores quedará por encima.
| Capacidad | Polipasto | Carro | Traslación | Instalada | Corriente a 400 V |
|---|---|---|---|---|---|
| 5 t | 7,5 kW | 1,5 kW | 2 × 1,5 kW | 12,0 kW | 22,6 A |
| 10 t | 13,0 kW | 2,2 kW | 2 × 2,2 kW | 19,6 kW | 37,0 A |
| 16 t | 18,5 kW | 3,0 kW | 2 × 3,0 kW | 27,5 kW | 51,9 A |
| 20 t | 22,0 kW | 3,7 kW | 2 × 3,7 kW | 33,1 kW | 62,4 A |
| 32 t | 30,0 kW | 5,5 kW | 2 × 5,5 kW | 46,5 kW | 87,7 A |
| 50 t | 45,0 kW | 7,5 kW | 2 × 7,5 kW | 67,5 kW | 127,3 A |
| 100 t | 75,0 kW | 11,0 kW | 2 × 11,0 kW | 108 kW | 203,6 A |
Dos cosas llaman la atención. Cien toneladas de capacidad de elevación solo suponen ocho veces la corriente de doce toneladas, porque la velocidad del polipasto baja a medida que sube la capacidad. Y la mitad de la capacidad de grúa de la planta está en las traslaciones de las máquinas grandes, lo que sorprende a quien supone que el polipasto domina.
Los ingenieros portuarios pasan a 6,6 kV o 11 kV para las máquinas pórtico, y los compradores de pórticos grúa industriales lo leen y preguntan si ellos también lo necesitan. Casi nunca es así, y la razón es aritmética, no política.
Un estudio publicado sobre transformadores para terminales de contenedores aplica el mismo cálculo a una grúa de muelle de 1.400 kVA alimentada a lo largo de 400 m. A 400 V consume 2.021 A, necesita cuatro cables de 240 mm² en paralelo por fase, y aun así cae cerca del 9 por ciento a plena carga. A 6,6 kV la misma grúa consume 122 A por un solo cable de 95 mm² y cae 0,27 por ciento.
| Máquina | Instalada | Corriente a 400 V | Cable en 400 m | Caída a plena carga |
|---|---|---|---|---|
| Pórtico industrial de 100 t | 108 kW | 204 A | 1 × 150 mm² (6,0%) | 6,0% |
| El mismo, un paso arriba | 108 kW | 204 A | 1 × 240 mm² (4,3%) | 4,3% |
| Grúa de muelle STS | 1.400 kVA | 2.021 A | 4 × 240 mm² por fase | 9,0% |
| STS, a 6,6 kV | 1.400 kVA | 122 A | 1 × 95 mm² | 0,27% |
Mire el cobre, no la tensión. La grúa portuaria necesita doce conductores de 240 mm² por grupo de fases, unos 26 kg de cobre por cada metro de muelle, y un enrollador o una línea de contacto construidos para soportarlo. Nuestra máquina de 100 toneladas necesita un cable y unos 3 kg. La media tensión no es una virtud en sí misma; es una forma de no arrastrar un cuarto de tonelada de cobre a lo largo de un atraque.
Donde sí cambia el caso industrial es en un astillero o en una nave con varias grúas alimentadas desde una sola barra de vía, y donde el transformador tiene que situarse muy lejos de la grúa porque no hay espacio en el extremo de la vía. Ambas cosas añaden longitud de cable, no capacidad, y ambas merecen un costeo serio antes de aceptar un diseño del 6 por ciento.
No el de los kilovatios instalados. Una grúa pasa parte de cada ciclo esperando, y sus variadores nunca están todos a plena potencia a la vez, así que el transformador se dimensiona por la corriente eficaz a diez minutos y no por la suma de placas de características.
El estudio del terminal de contenedores lo dice sin ambages: los factores de demanda de grúa de 0,40 a 0,50 sobre los kVA instalados son normales en una flota en servicio, y los transformadores se especifican después a 1,15–1,3 veces la eficaz a diez minutos. También señala que el devanado debe mantenerse por debajo de su límite de punto caliente durante todo el turno, 98 °C para una vida cíclica normal según la IEC 60076-7, y no solo durante el pico de veinte segundos del polipasto. Una unidad de resina fundida con una constante térmica de treinta a sesenta minutos apenas nota ese pico.
| Capacidad | Instalada | Factor de marcha | Eficaz 10 min | × 1,25 | Especificar |
|---|---|---|---|---|---|
| 5 t | 12,0 kW | 0,45 | 6,4 kVA | 8,0 kVA | 10 kVA |
| 10 t | 19,6 kW | 0,45 | 10,4 kVA | 13,0 kVA | 15 kVA |
| 16 t | 27,5 kW | 0,48 | 15,5 kVA | 19,4 kVA | 25 kVA |
| 20 t | 33,1 kW | 0,50 | 19,5 kVA | 24,4 kVA | 25 kVA |
| 32 t | 46,5 kW | 0,50 | 27,4 kVA | 34,2 kVA | 40 kVA |
| 50 t | 67,5 kW | 0,55 | 43,7 kVA | 54,6 kVA | 63 kVA |
| 100 t | 108 kW | 0,55 | 69,9 kVA | 87,4 kVA | 100 kVA |
Nuestros factores de marcha son algo más altos que las cifras portuarias, 0,45 a 0,55 en lugar de 0,40 a 0,50, porque un solo pórtico industrial suele hacer el trabajo de toda una nave: descarga, alimenta la sierra, se desplaza a la línea de pintura. Si su máquina tiene una clase de servicio real A6 o superior, tome el valor alto y suba un escalón. Son cifras de planificación, no datos medidos, y la forma honesta de sustituirlas es registrar una semana de corriente en la máquina terminada.
Sobre el precio, un transformador de resina fundida en este rango no es el problema de presupuesto que muchos temen. El precio de fábrica chino para unidades de resina de 100 kVA está en los miles bajos de dólares, y la referencia general para pequeños transformadores de distribución es de 18 a 30 USD por kVA. Lo que cuesta dinero es equivocarse: un transformador comprado un tamaño por debajo, trabajando a 40 °C de ambiente dentro de una envolvente de acero, pasará su vida en el límite de su punto caliente.
Sí, y aquí es donde una grúa se diferencia de cualquier otra carga de la planta. Los variadores son la fuente de armónicos que decide el diseño del transformador, y las cifras no son sutiles. Un puente de tiristores o de diodos de seis pulsos produce una THD de corriente del 25 al 35 por ciento. Doce pulsos la reduce a la mitad. Un front-end activo la lleva al 4–8 por ciento.
| Front-end | THD de corriente a plena carga | Efecto sobre un transformador estándar |
|---|---|---|
| 6 pulsos, sin reactancia | 25–35% | Se pierde un 10–20% de la capacidad útil por calentamiento de corrientes parásitas; especifique factor K o la reducción de la IEEE C57.110 |
| 6 pulsos con reactancia de línea del 4% | aproximadamente la mitad | Una unidad K-13 lo soporta sin reducción; la solución más barata en la máquina |
| 12 pulsos | la mitad que 6 pulsos | Requiere un transformador desfasador o dos variadores; rara vez merece la pena por debajo de 100 kW |
| Front-end activo | 4–8% | Un transformador estándar es suficiente; añade regeneración, lo que importa en el polipasto |
Dos consecuencias prácticas. Si la grúa comparte transformador con algo sensible, una nave de soldadura o una línea gobernada por PLC, la cuestión de los armónicos deja de ser sobre la grúa y pasa a ser sobre el vecino. Y si la planta ya tiene un generador de respaldo, recuerde que la distorsión armónica de tensión es inversamente proporcional a la potencia de cortocircuito de la fuente, así que un grupo de emergencia hace que la misma grúa parezca mucho peor sobre el papel que con la red.
Nosotros dimensionamos los variadores en la máquina y el transformador con un factor K en la orden de pedido. Si quiere el tratamiento completo de armónicos y no solo la visión del transformador, la ficha técnica de nuestro pórtico grúa recoge las opciones estándar de variador por capacidad.
El error de especificación más común en un pórtico largo es un sistema de festón, porque es el metro de hardware más barato del catálogo y el comprador lo ha visto en todas las grúas de taller. También es el sistema que deja de funcionar alrededor de los 80 metros.
| Característica | Festón | Carril conductor | Enrollador de cable |
|---|---|---|---|
| Recorrido práctico | 50–80 m, 150 m con apoyos intermedios | 500 m y más | 100 m por muelle, 400 m y más motorizado |
| Velocidad de traslación | hasta 100 m/min | hasta 300 m/min | 60 m/min por muelle, 120 m/min motorizado |
| Corriente | 20–630 A | 50–2.000 A | 20–630 A por muelle, 500–2.000 A motorizado |
| Coste del hardware | EUR 25–60 por metro; USD 60–180 instalado | EUR 60–200 por metro; USD 80–400 instalado | EUR 40–150 por metro |
| Vida útil | Cable 3–8 años | Carril 15–20 años, patines anuales | Enrollador 10–15 años, cable 3–6 años |
| Mantenimiento | 6 meses, rodamientos y abrazaderas del carro | Anual, colectores y juntas | 6–12 meses, tambor y anillo colector |
| Polvo y calor | Deficiente con polvo, la vida del cable cae por encima de 60 °C | Buena; perfil cerrado hasta 120 °C | Buena, tambor estanco |
El punto de cruce no es cuestión de gusto. Por debajo de 70 m las tres opciones sirven y conviene elegir por otros criterios. Entre 70 y 100 m un festón necesita apoyos intermedios, lo que normalmente anula su ventaja de coste. Por encima de 100 m solo son prácticas una línea de contacto o un enrollador motorizado, y por encima de 100 m/min de velocidad de traslación el carril es prácticamente obligatorio porque los cables del festón empiezan a latiguear y la guía del carro se lleva los golpes.
En una vía de 200 m de una planta de prefabricados, un carril cuesta más por adelantado y aproximadamente una quinta parte del trabajo de sustitución de cable a lo largo de veinte años. Un enrollador motorizado cuesta menos de instalar, sobre todo donde no hay sitio para soportes de carril a lo largo de los pasillos de acopio, y es la mejor respuesta cuando la vía se va a ampliar o a rehacer en pocos años. Ambas son defendibles. Lo que no es defendible son 200 m de festón y un presupuesto de mantenimiento.
Porque el calor no puede escapar. Un cable tendido en el suelo disipa calor al aire por tres lados. Cuarenta vueltas del mismo cable enrolladas en un tambor disipan calor unas hacia otras, y las capas interiores se calientan lo suficiente como para envejecer el aislamiento décadas antes de tiempo.
El tratamiento normativo es poco amable con el optimismo. Según la DIN VDE 0298-4, un cable de enrollador dimensionado para 352 A en el suelo y 370 A suspendido da 282 A con una capa en el tambor, 172 A con tres capas y 147 A con cinco. Las tablas ICEA usadas en minería son aún más duras: 85, 65, 45 y 35 por ciento para una, dos, tres y cuatro capas.
| Capas en el tambor | 1 | 2 | 3 | 4 |
|---|---|---|---|---|
| Factor DIN VDE 0298-4 | 0,80 | 0,61 | 0,49 | 0,42 |
| Factor ICEA | 0,85 | 0,65 | 0,45 | 0,35 |
| Grúa de 50 t, 127 A, necesita una capacidad en suelo de | 159 A | 209 A | 260 A | 303 A |
| Grúa de 100 t, 204 A, necesita una capacidad en suelo de | 255 A | 334 A | 416 A | 486 A |
Aplique también el factor de ambiente de 40 °C, que es 0,89, porque un patio exterior en verano no es una cámara de ensayo a 30 °C, y la máquina de 100 toneladas sobre cuatro capas necesita un cable dimensionado para 546 A en el suelo. Eso es un tripolar de 300 mm², que pesa unos 11 kg por metro con su cubierta. Cuatrocientos metros son 4,7 toneladas en un solo tambor, y ahora el enrollador es un proyecto estructural y no un accesorio.
Este es el punto donde el ingeniero eléctrico y el mecánico se ven obligados a hablar. El cable que resuelve la caída de tensión suele ser el cable que el enrollador no puede llevar, y la respuesta es un carril, un tambor más corto o aceptar una caída mayor.
Haga el cálculo estándar con el término de reactancia incluido, porque a partir de 150 mm² la parte reactiva deja de ser despreciable. Con los valores del anexo G de la IEC 60364-5-52, resistividad de 0,0225 ohmios mm² por metro para el cobre en servicio y 0,08 miliohmios por metro de reactancia, factor de potencia 0,85:
| Grúa | Corriente | Cable | 100 m | 200 m | 400 m |
|---|---|---|---|---|---|
| 5 t | 22,6 A | 16 mm² | 1,2% | 2,4% | 4,8% |
| 20 t | 62,4 A | 50 mm² | 1,2% | 2,3% | 4,6% |
| 50 t | 127,3 A | 95 mm² | 1,3% | 2,7% | 5,4% |
| 100 t | 203,6 A | 150 mm² | 1,5% | 3,0% | 6,0% |
El límite de diseño es del 5 por ciento para una alimentación de motor desde una red pública de baja tensión, con un 3 por ciento reservado para alumbrado, y del 8 por ciento cuando la instalación se alimenta desde un transformador privado. El anexo G de la IEC 60364-5-52 permite un 0,005 por ciento adicional por metro más allá de 100 m, con un tope del 0,5 por ciento, lo que suena generoso hasta que se hace la aritmética: el tope se alcanza a los 200 m y no rescata un diseño del 6 por ciento.
Así que la columna de 400 m es la que decide el cable. Una máquina de 100 toneladas en una vía de 400 m necesita 240 mm² para llegar al 4,3 por ciento, y a ese tamaño las empalmes, el radio de curvatura y el peso del enrollador se convierten todos en el proyecto. Este es el momento de pensar dónde va el transformador en lugar de cuánto cobre hace falta.
La posición de la alimentación es diseño gratis y rinde más que un escalón de cable. La caída de tensión es proporcional a la longitud que la corriente recorre realmente, así que alimentar por el centro la reduce a la mitad, y dos puntos de alimentación la bajan a un tercio.
| Disposición de la alimentación | Longitud efectiva | 100 t, vía de 400 m | Qué cuesta |
|---|---|---|---|
| Alimentación en extremo | 100% | 6,0% con 150 mm² | Trazado de cable más barato, cable más grande |
| Alimentación central | 50% | 3,0% con 150 mm² | Un trazado hasta el centro de la vía, o un carril alimentado en el centro del vano |
| Dos puntos de alimentación a tercios | 33% | 2,0% con 150 mm² | Dos seccionadores enclavados; aquí un carril es más fácil que un enrollador |
| Tres puntos de alimentación | 25% | 1,5% con 150 mm² | Barra seccionada, juntas protegidas, más que inspeccionar |
Una alimentación central en una vía de 400 m vale dos escalones de cable, y cuesta una zanja y un tramo de cable armado. La trampa es el seccionamiento: cada punto de alimentación necesita un seccionador bloqueable, y el interruptor de alimentación de la grúa debe ser accesible para quien trabaje en la máquina. En un sistema de carril los puntos de alimentación son también juntas, y en las juntas se concentran tanto la caída de tensión como la corrosión.
No, y esta es la segunda suposición más cara en un pedido de exportación. La IEC 60038 fija los valores nominales preferentes y, de forma útil para los compradores, también registra lo que sigue existiendo en campo.
| Sistema | Frecuencia | Situación | Dónde se encuentra |
|---|---|---|---|
| 230/400 V | 50 Hz | Preferente | Casi toda Europa, China, Oriente Medio, la mayor parte de Asia y África |
| 220/380 V | 50 Hz | Sustituido, aún existe | Plantas antiguas en Asia, partes de América Latina |
| 240/415 V | 50 Hz | Sustituido, aún existe | Reino Unido heredado, Australia, partes de África y del Golfo |
| 277/480 V | 60 Hz | Preferente | Industria de Norteamérica |
| 347/600 V | 60 Hz | Preferente | Canadá, parte de la industria pesada estadounidense |
| 400/690 V | 50 Hz | Preferente | Plantas grandes, minas, algunos puertos |
La migración de 220/380 a 230/400 fue necesaria para quedar dentro de más seis menos diez por ciento, y de 240/415 dentro de más diez menos seis por ciento, con un plazo que venció en 2003. Veintitrés años después, muchas plantas siguen con los valores antiguos, y por eso la primera pregunta de cualquier consulta debería ser una tensión entre fases medida en el punto de alimentación de la grúa, y no una nominal.
En el extremo de utilización, la IEC 60038 fija la tensión de utilización mínima aceptable para un sistema 230/400 V en 196/340 V. Ese es el suelo de la norma, no un objetivo de diseño. Los contactores de grúa son menos tolerantes que la norma: una caída del 15 al 20 por ciento basta para hacerlos vibrar, y un contactor de traslación vibrando en un pórtico cargado es la forma de acabar con un movimiento descontrolado.
Lo decide el motor. El par es aproximadamente proporcional al cuadrado de los voltios por hercio, así que la tensión y la frecuencia de placa hay que leerlas como un par, y aquí es donde fallan los pedidos de exportación incluso cuando la tensión parece lo bastante cercana.
| Suministro | Voltios por hercio | Par frente a un motor de 400 V / 50 Hz |
|---|---|---|
| 400 V, 50 Hz (referencia) | 8,00 | 100% |
| 380 V, 50 Hz | 7,60 | 90% |
| 415 V, 50 Hz | 8,30 | 108%, pero el núcleo se satura y trabaja más caliente |
| 480 V, 60 Hz | 8,00 | 100% de par, 20% más de velocidad y potencia |
| 440 V, 60 Hz | 7,33 | 84% |
| 400 V, 60 Hz | 6,67 | 69%, y el polipasto no elevará su carga nominal |
El caso inverso es igual de incómodo y está mejor documentado. US Motors publica factores de reducción para hacer funcionar un motor de 60 Hz a 50 Hz: a 380 V un motor TEFC entrega 0,80 de su potencia nominal, a 400 V 0,75 y a 415 V 0,70. Su ejemplo resuelto es un requisito de 10 hp, 4 polos, 50 Hz, 380 V, que necesita un motor de 15 hp y 60 Hz. La velocidad cae a cinco sextos, algo que el comprador nota en un pórtico porque la velocidad de traslación es el tiempo de ciclo.
Con un variador de frecuencia el motor se alimenta desde el variador y no desde la red, así que la frecuencia se fija en un parámetro y el desajuste casi desaparece. No desaparece del todo: la bobina de freno, los ventiladores del cuadro, el transformador de mando y las levas de los finales de carrera siguen siendo equipos de red. Si está comprando a China para un país de 60 Hz, dígalo en la consulta y diga para qué frecuencia debe construirse el circuito de mando.
Necesita un camino de tierra, y los carriles no lo son. Es el mismo argumento que la cuestión de la huella de ruedas en una grúa pluma, solo que más difícil de corregir después, porque en un pórtico la junta de carril es una unión atornillada o abrazada a la intemperie, con polvo y lluvia.
La práctica china es la más específica y merece conocerse incluso fuera de China. La GB 50057-2010 exige una resistencia de puesta a tierra de 4 ohmios o mejor para una estructura de categoría 2, con 10 ohmios permitidos para puesta a tierra repetida. Los carriles conductores deben ponerse a tierra en ambos extremos y conectarse a la malla de tierra cada 30 m a lo largo del recorrido. Las juntas de carril deben puentearse con al menos 16 mm² de cobre, con cada puente por debajo de 0,03 ohmios, y se espera un punto de conexión de tierra a intervalos no mayores de 25 m. La resistencia de transición entre cualquier componente de la grúa y tierra debe ser de 4 ohmios o menos.
| Elemento | Requisito | Fuente |
|---|---|---|
| Resistencia de tierra, estructura de categoría 2 | 4 ohmios o menos; 10 ohmios para tierra repetida | GB 50057-2010 |
| Puentado de juntas de carril | ≥ 16 mm² de cobre, puente por debajo de 0,03 ohmios | GB 50057-2010 |
| Intervalo de conexión a tierra | Carril puesto a tierra en ambos extremos, cada 25–30 m a lo largo | GB 50057-2010 |
| Continuidad de tierra de pararrayos | Por debajo de 10 ohmios; si no, unir a la red de tierra con ≥ 70 mm² | UK CPA TIN 036, BS EN 62305-1 y -3 |
| Electrodo de cimentación | Acero redondo ≥ 10 mm, o pletina galvanizada ≥ 30 × 3,5 mm | Práctica DEHN de toma de tierra de cimentación, EN 62305-3 |
| Malla de tierra en anillo cuando hay LPS | ≤ 10 × 10 m en terreno, malla de unión ≤ 20 × 20 m en losa | EN 62305-3 (VDE 0185-305-3) |
Si añadir un pararrayos es una cuestión aparte. La GB 50057 no lo exige en una grúa exterior, pero sí exige que la puesta a tierra sea buena y que los carriles estén puestos a tierra de forma fiable. Si la grúa es lo más alto de un patio abierto, un pararrayos en el carro extremo protege los cuadros y variadores de la propia máquina, y es barato comparado con sustituir un variador. En lo que las normas coinciden sin excepción es en esto: la estructura de la grúa y los carriles pueden formar parte del camino de tierra, pero no puede confiarse solo en ellos como conductor de protección.
Tres cosas muerden más en un pórtico que en una grúa de interior, y todas tienen que ver con el agua y con la corriente residual.
Primero, el grado de la envolvente. IP54 es la cifra habitual en grúas de fábrica de interior, IP55 es el mínimo práctico a la intemperie, donde llegan lluvia y condensación, y los patios costeros piden IP65 y herrajes de acero inoxidable. La IEC 61439-1 hace del IP declarado una característica verificada del conjunto, lo que significa que hay que demostrarlo en el cuadro terminado y no deducirlo de los componentes que lleva dentro.
Segundo, el dispositivo diferencial residual. Una grúa con variador de frecuencia puede producir corriente residual continua y suave ante un defecto, y un dispositivo de tipo AC o tipo A no la ve. El tipo B es la única elección correcta, y el consejo habitual en grúas es una variante superinmunizada, porque los dispositivos de tipo B corrientes disparan por las fugas del variador. El dispositivo instantáneo de 30 mA corresponde a los circuitos finales que alimentan equipos portátiles, no a la alimentación de la grúa: una grúa no es un aparato portátil, y disparar su alimentación puede provocar un movimiento incontrolado.
Tercero, el interruptor de alimentación de la grúa y la disposición de seccionamiento, que la IEC 60204-32:2023 trata con detalle. La norma arranca en el interruptor de alimentación de la grúa e incluye explícitamente las barras conductoras y los sistemas de festón situados fuera de la máquina, de modo que el método de electrificación está dentro del alcance de la seguridad eléctrica y no es un tema civil aparte. También exige protección del transformador contra sobrecorriente y contra un aumento excesivo de temperatura si el secundario se cortocircuita, con solo tres excepciones estrechas a la protección de sobrecorriente en los conductores secundarios del transformador: capacidad de conductor adecuada, longitud no superior a 3 m y protección mecánica.
Abajo está la distribución de fallos eléctricos en los pórticos grúa que hemos puesto en marcha y mantenido, agrupada por causa primera. Son nuestros propios registros de servicio, no una estadística publicada, y la muestra es lo bastante pequeña como para leerla como un ranking y no como una tasa.
| Causa primera | Proporción | Cómo se ve en obra |
|---|---|---|
| Tensión de suministro desajustada o toma de transformador incorrecta | 21% | Los variadores disparan por subtensión bajo carga; tensión medida un 5–8% por debajo de la de placa |
| Carril conductor infradimensionado o patines desgastados | 18% | La traslación se ralentiza en el extremo lejano; arco y ennegrecimiento del patín en las juntas |
| Sobrecalentamiento de capas en el enrollador | 17% | Cubierta blanda o agrietada en las capas interiores; olor a goma caliente tras una traslación larga |
| Falta de puenteado en las juntas de carril | 14% | Impedancia del bucle de tierra alta; el diferencial dispara cuando la máquina está mojada |
| Tipo de diferencial incorrecto en grúa alimentada por variador | 12% | Disparos intempestivos aleatorios, peores con tiempo húmedo |
| Condensación en el cuadro y grado IP bajo | 10% | Corrosión en bornes, resistencia de caldeo averiada, marcas de agua dentro de la puerta |
| Secuencia de fases y cableado de mando | 8% | La traslación va al revés; el final de carrera actúa en el lado equivocado en la puesta en marcha |
Fíjese en lo que no está en la lista: fallo del transformador, fallo del cable y fallo del variador, las tres cosas que preocupan a los compradores. Casi todo lo anterior es un error de puesta en marcha o de especificación, lo que significa que es evitable con un multímetro y una lista de comprobación de una página, y casi nada de ello lo cubre una garantía, porque la máquina funcionaba en la entrega.
El orden siguiente es por rendimiento del esfuerzo, desde lo que no cuesta nada hasta lo que cuesta un transformador. La última fila es un contraejemplo deliberado.
| Acción | Coste | Efecto |
|---|---|---|
| Medir la tensión real de suministro y ajustar la toma del transformador | Solo tiempo de ingeniería | ±5% de tensión recuperado, elimina el mayor fallo de primer año |
| Puentear cada junta de carril y añadir puesta a tierra repetida | USD 300–1.500 | Corrige el camino de tierra y detiene los disparos del diferencial con tiempo húmedo |
| Mover la alimentación al centro de la vía | USD 2.000–8.000 | Reduce la caída a la mitad, equivale a dos escalones de cable |
| Subir un escalón el cable de la vía | USD 1.500–6.000 | 1,5 a 1,7 puntos porcentuales menos de caída; revise antes la capacidad del enrollador |
| Instalar una reactancia de línea del 4% en cada alimentación de variador | USD 200–600 | Reduce la THD de corriente a la mitad aproximadamente y recupera capacidad del transformador |
| Sustituir el festón por carril conductor en vías de más de 150 m | USD 4.000–20.000 | Elimina una sustitución de cable cada 3–8 años y el problema del latigueo a alta velocidad |
| Comprar un transformador más grande | USD 3.000–15.000 | No corrige una caída que ocurre aguas abajo; no arregla nada medible salvo que el transformador esté realmente sobrecargado |
Esa última fila engaña a más compradores que cualquier otro punto de esta página. Una caída del 6 por ciento en el extremo lejano de una vía de 400 m la causa los 400 m, no el transformador, y ningún kVA adicional en el extremo cercano cambiará la tensión en el extremo lejano. Pida el transformador por corriente eficaz, el cable por caída y reducción, y la posición de la alimentación por aritmética.
Diez líneas. Todas cambian el precio, y ninguna es una especificación que un proveedor pueda adivinar.
La línea uno es la que ahorra más dinero, y la que más a menudo se responde con la palabra «estándar». No existe una tensión estándar. Existe la tensión de su cuadro general, medida, el día en que se pone en marcha la máquina.
Unos 63 kVA para una máquina de 400 V con 67,5 kW instalados y un factor de marcha de 0,55, lo que da 43,7 kVA de corriente eficaz a diez minutos y 54,6 kVA tras el multiplicador de 1,25. Redondee hacia arriba hasta el tamaño normalizado siguiente. Es mucho menos de lo que esperan la mayoría de los compradores, y la razón es que una grúa no es una carga continua: pasa parte de cada ciclo esperando y nunca hace funcionar todos sus variadores a plena potencia a la vez. La hoja de pedido de nuestro pórtico grúa pide la clase de servicio precisamente para que esta cifra se calcule en lugar de estimarse, y el cálculo debe figurar en la ficha de datos junto al transformador.
Sí, con una advertencia. El par sube alrededor de un 8 por ciento porque los voltios por hercio pasan de 8,00 a 8,30, y el motor trabaja más caliente porque el núcleo está más cerca de la saturación. Normalmente es aceptable, ya que la IEC 60038 permite que un sistema 230/400 V esté a 440 V en los bornes de suministro. Ajuste la toma del transformador a la tensión medida en lugar de dejarla en el valor de fábrica, y compruebe que el transformador de mando y las bobinas de freno están dimensionados para el valor superior.
Una de las dos cosas, y un festón no es una opción a esa longitud. Por encima de 100 m las opciones prácticas son un carril conductor, dimensionado hasta 500 m y más, o un enrollador de cable motorizado, dimensionado hasta 400 m y más. Elija el carril cuando la velocidad de traslación supere 100 m/min, cuando el patio tenga polvo o cuando varias grúas compartan la vía. Elija el enrollador cuando no haya sitio para soportes de carril, cuando la vía pueda rehacerse o cuando una conexión enchufable en los extremos de la manzana sea útil en operación.
Casi siempre porque el dispositivo es del tipo equivocado. Un variador puede producir corriente residual continua y suave durante un defecto, que los dispositivos de tipo AC y tipo A no pueden detectar, y los dispositivos de tipo B corrientes disparan por la fuga normal de un variador con cable de motor largo. Instale un dispositivo de tipo B superinmunizado, compruebe la selectividad con el dispositivo aguas arriba y traslade cualquier protección instantánea de 30 mA a los circuitos finales que alimentan herramientas manuales, no a la alimentación de la grúa.
No siempre, pero siempre necesita un camino de tierra definido. La GB 50057-2010 no exige pararrayos en una grúa exterior, aunque sí exige una puesta a tierra de 4 ohmios o mejor y una puesta a tierra fiable de los carriles con juntas puenteadas de 16 mm² o más. Si la grúa es la estructura más alta de un patio abierto, un pararrayos en el carro extremo es un seguro barato para los cuadros y los variadores, y la continuidad de tierra debe medirse por debajo de 10 ohmios, con una unión de al menos 70 mm² a la red de tierra de la planta si no se cumple.
Solo con reducción de prestaciones, y la reducción es importante. US Motors publica 0,80 para un motor TEFC a 380 V, 0,75 a 400 V y 0,70 a 415 V, lo que significa que un requisito de 10 hp necesita un motor de 15 hp. La velocidad cae a cinco sextos, así que la traslación de un pórtico se vuelve más lenta y el tiempo de ciclo cambia. Si la grúa lleva variadores de frecuencia, el lado del motor lo resuelve el variador, pero las bobinas de freno, los ventiladores del cuadro y el transformador de mando siguen siendo equipos de red y deben pedirse para la frecuencia correcta.
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