CABRESTANTE.

Cabrestante para equipos elevadores, particularmente grúas giratorias de torre,

grúas móviles, grúas portuarias o máquinas como excavadoras de cables, con un tambor de cable (2), un motor eléctrico (4) para el accionamiento del tambor de cable (2), que se encuentra alojado en el interior del tambor de cable (2), así como una electrónica de potencia y/o de control (7) para el motor eléctrico (4) que comprende, al menos, un convertidor de frecuencia (8) y/o un inversor de frecuencia, en donde la electrónica de potencia y/o de control (7) para el motor eléctrico (4) se aloja, al menos, parcialmente en el interior del tambor de cable (2), caracterizado porque el convertidor de frecuencia (8) se encuentra alojado completamente en el interior del tambor de cable (2), y un dispositivo de refrigeración de la electrónica (15) en el interior del tambor de cable (2) presenta una refrigeración por líquido para el convertidor de frecuencia (8)

Cabrestante La presente invención hace referencia a un cabrestante para equipos elevadores, particularmente grúas, excavadoras de cables y otras máquinas de construcción similares, con un tambor de cable, un motor eléctrico para el accionamiento del tambor de cable que se encuentra alojado en el interior del tambor de cable, así como una electrónica de potencia y/o de control para el motor eléctrico que se aloja, al menos parcialmente, en el interior del tambor de cable, y que comprende, al menos, un convertidor de frecuencia y/o un inversor de frecuencia.

En general se conocen los cabrestantes de cable accionados mediante motor eléctrico, en los cuales un mecanismo de transmisión y un motor se encuentran dispuestos en el exterior del tambor del cabrestante. De la misma manera, existen cabrestantes de cable en los que se encuentra montado un engranaje planetario en el interior del tambor del cabrestante, mediante el cual el tambor del cabrestante es accionado por medio de un motor montado en el exterior, compárese con la patente DE 19 11 195 U1. Por otra parte, se conocen cabrestantes de cable en los que además del engranaje planetario integrado, el motor eléctrico se encuentra también en el interior del tambor del cabrestante de cable, comp. patente DE 197 52 003 C2, en los que se logra una forma constructiva compacta también para los cabrestantes que se someten a cargas elevadas, mediante la utilización de un motor asíncrono con una refrigeración por líquido controlada, que comprende en serie tanto el estator como el rotor. La electrónica de activación para el motor eléctrico se encuentra alojada en un armario de distribución, que se encuentra integrado en el soporte del cabrestante, y que se ajusta entre dos tambores de cable alojados en el soporte del cabrestante.

Además, la patente DE 197 33 299 A1 muestra una unidad de accionamiento para la elevación del cable que comprende un tambor de cable dentro del cual se encuentra dispuesto un motor de accionamiento eléctrico. Adicionalmente, el tambor de cable aloja un tacogenerador para un control del convertidor de frecuencia.

La activación de los motores de accionamiento descritos realizada de manera centralizada por un armario de distribución requiere, sin embargo, de cables eléctricos prolongados. Además, los costes de cableado resultan considerables, particularmente desde el convertidor hasta el motor. A través de las líneas prolongadas se generan transmisiones interferentes que repercuten negativamente en relación con la compatibilidad electromagnética. De esta manera, las líneas de alimentación del motor pueden conducir a reflexiones y, de esta manera, a sobreelevaciones de tensión, las cuales pueden limitar considerablemente la vida útil del convertidor de frecuencia y del motor.

De manera alternativa, se ha intentado previamente utilizar convertidores integrados en el motor, en el caso de motores eléctricos no montados y dispuestos en el exterior del tambor de cable. Sin embargo, dicho intento se limita a potencias comparativamente reducidas.

A partir de lo mencionado anteriormente, el objeto de la presente invención consiste en crear un cabrestante mejorado de la clase mencionada en la introducción, que evite las desventajas del estado del arte y que perfeccione dicho cabrestante de manera ventajosa. En particular, se crea un accionamiento eléctrico de alta potencia para un cabrestante de cable, que puede variar su velocidad de manera gradual, conformado de manera que economice espacio, que no presenta repercusiones negativas en la compatibilidad electromagnética, y que evita las sobreelevaciones de tensión que reducen la vida útil.

Conforme a la presente invención, dicho objeto se resuelve mediante un cabrestante de acuerdo con la reivindicación 1. Los acondicionamientos preferidos de la presente invención son objeto de las reivindicaciones relacionadas.

Por consiguiente, se recomienda integrar en el tambor de cable además del motor eléctrico también, al menos, los componentes esenciales de la electrónica de potencia y/o de control para el motor eléctrico, para evitar recorridos de cableado prolongados. Conforme a la presente invención, la electrónica de potencia y/o de control para el motor eléctrico se aloja, al menos parcialmente, en el interior del tambor de cable. De esta manera, no sólo se logran recorridos reducidos de cableado, se evitan transmisiones interferentes con repercusiones negativas en la compatibilidad electromagnética, y se reducen las sobreelevaciones de tensión que reducen la vida útil del convertido y del motor, sino que también se logra una forma constructiva particularmente compacta del cabrestante. En un perfeccionamiento de la presente invención, para evitar los problemas térmicos en la disposición de la electrónica de potencia y/o de control en el interior del tambor, la electrónica de potencia y/o de control se refrigera mediante un dispositivo de refrigeración de la electrónica. La refrigeración de los componentes electrónicos alojados en el interior del tambor de cable, se realiza particularmente mediante una refrigeración por líquido que puede evacuar, de una manera altamente eficiente, las pérdidas térmicas que se producen en los componentes electrónicos. Simultáneamente, mediante una refrigeración por líquido de la electrónica, se logra una forma constructiva compacta de dicha electrónica, que en primer lugar simplifica la integración de la electrónica en el tambor de cable.

Conforme a la presente invención, el convertidor de frecuencia, o bien el inversor de frecuencia o el convertidor de pulsos, se encuentran dispuestos en el interior del tambor de cable, y se refrigeran mediante un fluido. Además, el convertidor de frecuencia se encuentra alojado completamente en el interior del tambor de cable, en donde eventualmente puede sobresalir del tambor una placa de bornes, o una caja de bornes, del convertidor de frecuencia, con el fin de lograr una conexión simple del cableado. A excepción de la placa de bornes, o bien de la caja de bornes, que de acuerdo con una ejecución ventajosa de la presente invención también se puede encontrar dispuesta en el interior del tambor de cable, en el perfeccionamiento de la presente invención particularmente los condensadores de circuito intermedio, el elemento de control, así como los módulos de potencia, se encuentran dispuestos en el interior del tambor de cable como el centro del convertidor. En particular, en este caso los transistores de potencia se refrigeran mediante fluido a través del circuito de refrigeración de líquido del dispositivo de refrigeración de la electrónica, para evacuar eficientemente las pérdidas térmicas generadas. De manera ventajosa, el líquido refrigerante se hace circular de manera forzada para lograr una evacuación del calor suficiente.

En este caso, el circuito de refrigeración de líquido para el convertidor de frecuencia puede comprender una camisa de refrigeración y/o serpentines de refrigeración que se encuentran dispuestos en el convertidor y/o que se encuentran en contacto de manera plana con sus componentes electrónicos.

La refrigeración por líquido se puede realizar esencialmente con diferentes líquidos refrigerantes, por ejemplo, se puede proporcionar una refrigeración por aceite. Sin embargo, en un perfeccionamiento preferido de la presente invención, el circuito de refrigeración de líquido para la refrigeración del convertidor de frecuencia, comprende un líquido refrigerante a base de agua, particularmente una mezcla de agua y glicol, o eventualmente también agua pura. Una refrigeración por agua de esta clase presenta una capacidad térmica muy elevada, por lo cual se puede lograr una capacidad de enfriamiento efectiva para el caso de un caudal moderado. Además, mediante la capacidad térmica elevada se obtienen diferencias de temperatura reducidas entre el avance y el retorno. Esto tiene como consecuencia que en una conexión en serie, el último componente enfriado encuentra un nivel de temperatura aún admisible.

En el perfeccionamiento ventajoso de la presente invención, no sólo se refrigera mediante líquido la electrónica de potencia y/o de control dispuesta en el tambor de cable, sino que también el motor eléctrico. Un dispositivo de refrigeración del motor puede presentar, al menos, un circuito de refrigeración de líquido para la refrigeración del motor eléctrico, que puede comprender una camisa de refrigeración y/o serpentines de refrigeración, en donde en el perfeccionamiento preferido de la presente invención para el motor eléctrico también se puede proporcionar una combinación... [Seguir leyendo]

1. Cabrestante para equipos elevadores, particularmente grúas giratorias de torre, grúas móviles, grúas portuarias o máquinas como excavadoras de cables, con un tambor de cable (2) , un motor eléctrico (4) para el accionamiento del tambor de cable (2) , que se encuentra alojado en el interior del tambor de cable (2) , así como una electrónica de potencia y/o de control (7) para el motor eléctrico (4) que comprende, al menos, un convertidor de frecuencia (8) y/o un inversor de frecuencia, en donde la electrónica de potencia y/o de control (7) para el motor eléctrico (4) se aloja, al menos, parcialmente en el interior del tambor de cable (2) , caracterizado porque el convertidor de frecuencia (8) se encuentra alojado completamente en el interior del tambor de cable (2) , y un dispositivo de refrigeración de la electrónica (15) en el interior del tambor de cable (2) presenta una refrigeración por líquido para el convertidor de frecuencia (8) .

2. Cabrestante de acuerdo con la reivindicación precedente, en donde el dispositivo de refrigeración de la electrónica

(15) presenta un circuito de refrigeración de líquido para la refrigeración del convertidor de frecuencia, que presenta una camisa de refrigeración y/o serpentines de refrigeración contra o en el convertidor de frecuencia (8) .

3. Cabrestante de acuerdo con una de ambas reivindicaciones precedentes, en donde la refrigeración por líquido del dispositivo de refrigeración de la electrónica (15) comprende un líquido refrigerante a base de agua, preferentemente agua o una mezcla de agua y glicol.

4. Cabrestante de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, en donde se proporciona un dispositivo de refrigeración del motor (12) que comprende, al menos, un circuito de refrigeración de líquido (14) para la refrigeración del motor eléctrico (4) .

5. Cabrestante de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, en donde el circuito de refrigeración de líquido (14) del dispositivo de refrigeración del motor (12) se conforma separadamente del circuito de refrigeración de líquido (16) del dispositivo de refrigeración de la electrónica (15) .

6. Cabrestante de acuerdo con la reivindicación precedente, en donde el circuito de refrigeración del dispositivo de refrigeración del motor (12) y del dispositivo de refrigeración de la electrónica (15) comprenden por separado medios de transporte del fluido refrigerante (18) .

7. Cabrestante de acuerdo con la reivindicación 5, en donde el circuito de refrigeración de líquido (16) del dispositivo de refrigeración de la electrónica (15) se conecta en serie o paralelo al circuito de refrigeración de líquido (14) del dispositivo de refrigeración del motor (12) .

8. Cabrestante de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, en donde se proporciona un dispositivo de refrigeración del mecanismo de transmisión (9) que comprende, al menos, un circuito de refrigeración de líquido (11) para la refrigeración de un mecanismo de transmisión (5) dispuesto en el interior del tambor de cable (2) .

9. Cabrestante de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, en donde el circuito de refrigeración de líquido del dispositivo de refrigeración del mecanismo de transmisión (9) se conforma separadamente del circuito de refrigeración del dispositivo de refrigeración de la electrónica (15) , y/o se encuentra combinado, particularmente conectado en serie o paralelamente, con el circuito de refrigeración de líquido del dispositivo de refrigeración del motor (12) .

10. Cabrestante de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, en donde el tambor de cable (2) presenta un orificio de acceso del lado frontal, a través del cual se puede acceder al convertidor de frecuencia (8) y preferentemente también se puede reemplazar cuando el cabrestante se encuentra montado.

11. Cabrestante de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, en donde el convertidor de frecuencia (8) se encuentra distanciado del motor eléctrico (4) , dispuesto en el extremo frontal del espacio interior del tambor de cable (2) , en donde un tacogenerador y/o un transductor angular (30) se encuentran alojados en el tambor de cable

(2) entre el convertidor de frecuencia (8) y el motor eléctrico (4) .

12. Cabrestante de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 10, en donde el convertidor de frecuencia (8) se encuentra montando del lado frontal en el motor eléctrico (4) .

13. Cabrestante de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, en donde el convertidor de frecuencia (8) se conforma de forma modular, y comprende una pluralidad de convertidores parciales que se encuentran asignados respectivamente a una parte del devanado del motor eléctrico (4) .