Caso de éxito: Enarco

Nuevas tecnologías para vibradores de hormigón electrónicos de altas prestaciones con tensión de seguridad

El desafío principal de este proyecto era generar conocimiento dirigido a la mejora de la seguridad en obra, manejabilidad, duración y fiabilidad de los vibradores electrónicos de hormigón. La generación del conocimiento suficiente entorno a estas tecnologías debía permitir a la empresa el desarrollo de un vibrador de hormigón novedoso a nivel mundial que incorporase una fuente conmutada y un inversor electrónico para el control electrónico del movimiento de un motor de imanes permanentes alimentado con tensión de seguridad (42V). 

Para el desarrollo del proyecto, también se consiguió generar conocimiento y resultados en las siguientes áreas técnicas:

  • Selección del material, diseño geométrico y amarre de los imanes permanentes así como sobre el diseño del circuito magnético de los motores de imanes permanentes para asegurar el correcto funcionamiento del motor sometido a altos niveles de vibración (200 Hz) y de temperatura en el interior del cabezal del vibrador.
  • Maximizar el rendimiento energético de un nuevo inversor de 42V con fuente conmutada para vibrador de hormigón mediante: el refinamiento de nuevas topologías de potencia, el uso de nuevos materiales nanocristalinos para el núcleo del transformador, la selección adecuada de la estrategia de rectificación (controlada ó síncrona), de la frecuencia de conmutación y de la estrategia de control-modulación.
  • Realizar un control de par en lazo cerrado de un nuevo inversor de 42V con fuente conmutada para vibrador de hormigón con objeto de conseguir prestaciones homogéneas en la vibración ante las variaciones de carga del vibrador en funcionamiento normal y además también conseguir prestaciones homogéneas al tener en cuenta las pérdidas de potencia del motor de imanes permanentes debido al envejecimiento del mismo y pérdida de sus propiedades, principalmente de los imanes, consiguiendo con esto unas prestaciones homogéneas a lo largo de la vida de un motor de imanes permanentes.
  • Diseño de soluciones constructivas para carcasas de vibrador de hormigón electrónicos con altas capacidades de disipación de calor mediante el uso de herramientas avanzadas de simulación.

 Con todo ello, como resultante principal del proyecto, se desarrolló un nuevo concepto de vibrador electrónico de hormigón con inversor de 42V alimentado con fuente conmutada que incluya un motor de imanes permanentes, aplicando las metodologías de aseguramiento de la fiabilidad y los conceptos de diseño robusto.

 Además, se realizaron una serie de experimentos con el objetivo de definir un método de ensayo de obtención de valores de vibraciones. Para ello se analizaron una serie de parámetros que causan variabilidad en los resultados obtenidos y se definieron cómo fijar cada uno de dichos parámetros en los ensayos. De esta forma se conseguió una buena reproducibilidad en los mismos. Con estas medidas, se evaluaron, por un lado, las vibraciones transmitidas al sistema mano-brazo del operador que está manejando el vibrador, y por otro, lado la energía vibratoria que la máquina transmite al fluido, que es la función para la que está diseñada.