Este documento explica por encima uno de los inventos más útiles que he fabricado con la ayuda de varios compañeros del trabajo.
El carrito eléctrico, un banco de trabajo motorizado, con el que es muy útil para desplazarnos por la fábrica donde trabajamos, al ser muy grande pues los desplazamientos se hacen más deprisa y podemos llevar todas las herramientas necesarias sin tener que llevarlas a mano o con otros medios manuales.
El primer diseño del carrito lo hicimos a finales del 2002, y hasta ahora se ha modificado mucho.
Las imágenes del carrito:
En un princípio el carrito se movía con baterías de coche usadas de desgüaces, el motor que hacía mover el carrito era de un ventilador de radiador de coche, pero daba poca poténcia (de 100 a 300watios según modelo) y el carrito se movia muy lento o se quemaba antes de conseguir acelerarlo.
Luego modifiqué el motor y puse dos motores en paralelo y uno enfrente del otro, unido por una unión de motores y con una polea que hacía mover el reductor y del reductor hacia las ruedas con una cadena.
Con los dos motores la poténcia proximáda era de 700 watios , y una vez lanzado y a velocidad de régimen los motores consumían unos 400 a 500 watios.
La velocidad final del carrito era como una persona corriendo, supongo que unos 10 KM hora o algo más. El carrito pesababa unos 250 kilos sin nadie encima.
Con una batería de coche de 72 amperios, se podían hacer unos 5 kilómetros consumiendo un 80% de la batería, éso hacía que las baterías duraran no más de 1 mes. Luego había que cambiarla por que sus ciclos de carga-descarga habían llegado a su fin.
Las baterías de plomo-ácido no duran más de 200 o 300 cargas-descargas, y si son de automóvil, esas 200 o 300 descargas es a una descarga de no más del 50%, si se supera la descarga de más del 50% entonces se reduce muchísimo la vida de la batería. Lo ideal era usar baterías de tracción, pero el alto costo y otros factores nos hacían imposible conseguirlas.
El problema de los contactores, el carrito funcionaba a 12 voltios, con lo que necesitaba una intensidad de hasta 100 amperios para arrancar, eso hacía que los contactores sufieran mucho y había que cambiarlos cada mes.
Luego el problema de la caida de tensión por los cables, conexiones y escobillas de los motores, al final la tensión en escobillas era de solo 6 voltios para arrancar el motor, eso hacía unas perdidas muy grandes y si la batería estaba un poco gastada entonces le costaba mucho arrancar.
Otro problema era parar el carrito, tenía que invertir el sentido del motor para renarlo, y eso suponía mucho más de 100 amperios , y el par tan grande que sufría tanto el reductor como los motores.
Entre tantas averías, cambio de baterías, cambio de escobillas, cambio de motores por que sufrían mucho, la unión del motor con el eje que los unía sufrían mucho, luego el reductor mecánico sufría mucho y perdía aceite por los retenes, los cambiábamos pero la fuerza del carrito rompía la corona principal del reductor, y otra avería.
A los dos años de tener el primer prototipo en marcha, nos pusimos manos a la obra para fabricar otro mejor y con la experiencia del primero.
El nuevo carrito estaba reforzado desde la estructura y era un poco más estrecho para pasar por las puertas de acceso de personal, a veces es útil para subirse encima de la mesa y cambiar fluorescentes u otras cosas.
Lo mejor del segundo carrito fue que encontré unos convertidores de 12 voltios a 220 voltios con una poténcia de 1000W. Éstos convertidores me permitían dejar los cables gordos y cortos directamente conectados a la batería y luego con 220 voltios conecté un variador de frecuencia y un motor trifásico con freno.
Con este nuevo carrito me dí cuenta de que no se necesitaba tanta poténcia para hacer mover el carrito, con un motor de 0,37Kw en trifásico y sin reductor, el carrito se movía bastante bien. el motor iba diréctamente unido a través de una cadena con las ruedas, un piñón de 8 dientes conectado al motor y un piñón de 28 dientes en las ruedas que eran un poco más grandes de diámetro que el piñón grande. Con esa relación necesitaba a la fuerza un motor de bajas revoluciones, con lo que los motores de 900 rpm fueron los idóneos.
Al finál el motor de 0,75 KW fué mejor y más potente para mover el carrito y ponerle más peso. Al conseguir baterías de tracción el peso fué mayor y la ganancia en poténcia fue "como anillo al dedo".
Otra ventaja de este sistema era los contactores, al no haber contactores, menos averías.
Otra ventaja del variador de velocidad es que el arranque es suave y la frenada también con lo que los piñones, cadenas y todo el conjunto es mucho más fiable. Aunque para frenar usando el variador de frecuencia, es necesário conectar una resistencia de frenado, la mayoría de modelos un poco poténtes ya llevan los dos bornes para la resisténcia, si no se conecta cuando intentas renar el motor, éste hace de alternador y eleva la tensión en el convertidor, al sobrepasar los 350 o 400 voltios de contínua en el convertidor, entonces entra en fallo y deja el carrito "muerto", suerte del freno mecánico en el motor, y lo frenaba antes de que ocurriera algún accidente.
Luego ajustar el convertidor lleva su trabajo, primero necesitas que no arranque muy deprisa sinó sobrepasa la intensidad de trabajo y el variador entra en fallo, o puede sobrepasar la intensidad de entrada y el convertidor de 12 a 220 entra en fallo por sobreintensidad. Luego la frenada, todo y con la resisténcia no se le puede dar demasiada frenada, por que entonces el motor "pierde el paso" y deja de frenar. Igual que al acelerar, si el motor es "pequeño" para el peso del carrito, pasa que el variador aumenta la velocidad pero el motor no lo sigue y pasa que pierde el paso y el motor queda libre , la desviación máxima que soportan estos motores es de no más de 20 herzios.
Una técnica para que no pierda el paso, es bajar la intensidad de arranque, de esta manera si sobrepasa la intensidad crítica donde el motor puede perder el paso, el variador se espera a que el motor baje la intensidad y entonces sigue subiendo la velocidad.
En vista de lo bien que fué el convertidor y el variador de velocidad, el primer carrito lo modificamos y le pusimos igual que el segundo. En éste el motor fue de 1,5 KW, el variador de velocidad de 1,1KW, y el convertidor de 12 a 220 de 1700W. Limité la intensidad de arranque para que el motor de 1,5KW no sobrepasara la permitida del Variador y del Convertidor, y perfécto, el motor al ser más grande, permite frenarlo mucho mejor y pierde menos el paso en arranques o paradas.
En breve grabaré un video y lo colgaré en Youtube.
Los carritos no fueron hechos del todo por mí, me ayudaron varias personas del trabajo, Joan Gutierrez, Eduard Dalmau, Jordi Camacho, Daniel Cornel, y el resto de la plantilla van ayudando en las averías mecánicas que van sucediendo.
Saludos