{"id":16285,"date":"2026-10-10T08:30:26","date_gmt":"2026-10-10T08:30:26","guid":{"rendered":"https:\/\/www.hndfcrane.com\/?post_type=posts&#038;p=16285"},"modified":"2026-10-10T08:40:39","modified_gmt":"2026-10-10T08:40:39","slug":"field-weakening-speed-control-in-crane-drive-system","status":"publish","type":"posts","link":"https:\/\/www.hndfcrane.com\/es\/posts\/field-weakening-speed-control-in-crane-drive-system\/","title":{"rendered":"Control de velocidad por debilitamiento de campo en sistemas de accionamiento de gr\u00faas: principios e implementaci\u00f3n"},"content":{"rendered":"<div class=\"wp-block-rank-math-toc-block\" id=\"rank-math-toc\"><p>Tabla de contenido<\/p><nav><ul><li><a href=\"#principle-of-field-weakening-speed-control\">Principio del control de velocidad por debilitamiento de campo<\/a><\/li><li><a href=\"#field-weakening-curve-and-load-weight-detection\">Detecci\u00f3n de la curva de debilitamiento del campo y del peso de la carga<\/a><ul><li><a href=\"#method-1-load-detection-by-weighing-sensor\">M\u00e9todo 1: Detecci\u00f3n de carga mediante sensor de pesaje<\/a><\/li><li><a href=\"#method-2-load-estimation-by-motor-current\">M\u00e9todo 2: Estimaci\u00f3n de carga mediante la corriente del motor.<\/a><\/li><\/ul><\/li><li><a href=\"#siemens-implementation-and-retrofit-notes\">Notas de implementaci\u00f3n y modernizaci\u00f3n de Siemens<\/a><\/li><\/ul><\/nav><\/div>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-full\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1536\" height=\"1024\" src=\"https:\/\/www.hndfcrane.com\/wp-content\/uploads\/2026\/10\/Field-Weakening-Speed-Control-in-Crane.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-16297\"\/><\/figure>\n\n\n\n<p>El control de velocidad por debilitamiento de campo en el accionamiento de gr\u00faas se utiliza frecuentemente en mecanismos de elevaci\u00f3n para mejorar la eficiencia operativa. La idea b\u00e1sica es simple: el motor funciona a la velocidad m\u00e1xima en vac\u00edo, a la velocidad nominal con carga pesada y utiliza una curva de debilitamiento de campo calculada para determinar la velocidad adecuada para cargas intermedias entre carga pesada y vac\u00edo.<\/p>\n\n\n\n<p>En el caso de los sistemas de accionamiento de gr\u00faas puente y gr\u00faas p\u00f3rtico, esto ayuda a aumentar la velocidad de elevaci\u00f3n en condiciones de carga nula o ligera, reducir el tiempo de izamiento, acortar el ciclo de trabajo y mejorar la productividad del equipo.<\/p>\n\n\n\n<p>Algunas aplicaciones especiales deben ajustarse a sus propios datos de dise\u00f1o. Por ejemplo, en una gr\u00faa p\u00f3rtico para la construcci\u00f3n naval, si las velocidades en vac\u00edo, a media carga y a plena carga son de 3, 6 y 9 m\/min respectivamente, y la relaci\u00f3n de debilitamiento del campo del motor no puede alcanzar el triple de la velocidad nominal, la velocidad de funcionamiento a plena carga puede ser inferior a la velocidad nominal.<\/p>\n\n\n\n<p>La siguiente explicaci\u00f3n utiliza como ejemplos las gr\u00faas portuarias para contenedores y los descargadores de buques, dado que ambos requieren alta eficiencia. La carga de un mecanismo de elevaci\u00f3n no alcanza su capacidad nominal en cada ciclo. En el caso de una gr\u00faa portuaria para contenedores, el peso del contenedor suele oscilar entre 3 y 40 toneladas, dependiendo de la mercanc\u00eda que contenga. Cuando la carga es pesada, la velocidad de elevaci\u00f3n disminuye. Cuando la carga es ligera, la velocidad de elevaci\u00f3n puede aumentarse, reduciendo as\u00ed el tiempo de ciclo del equipo.<\/p>\n\n\n\n<p>El funcionamiento de un descargador de buques es relativamente sencillo. Durante la fase de carga completa, la descarga con la cuchara suele realizarse casi a plena carga. Al abrirse la cuchara, el mecanismo est\u00e1 sometido a una carga ligera, por lo que el sistema requiere principalmente rangos de alta y baja velocidad. Durante la fase de limpieza, el peso del material recogido var\u00eda considerablemente en cada ocasi\u00f3n. En estas condiciones, el funcionamiento a alta velocidad con carga ligera puede acortar significativamente el ciclo de trabajo.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"principle-of-field-weakening-speed-control\">Principio del control de velocidad por debilitamiento de campo<\/h2>\n\n\n\n<p>Como se muestra en la figura 1-1, la l\u00ednea continua representa la relaci\u00f3n entre velocidad y potencia, mientras que la l\u00ednea discontinua representa la relaci\u00f3n entre velocidad y par de salida.<\/p>\n\n\n\n<p>Cuando el motor acelera desde velocidad cero hasta la velocidad nominal n_N, la potencia de salida del motor es proporcional a la velocidad, mientras que el par de salida se mantiene en su valor nominal. Este rango se denomina rango caracter\u00edstico de par constante.<\/p>\n\n\n\n<p>Cuando el motor funciona desde la velocidad nominal n_N hasta la velocidad m\u00e1xima n_max, la potencia de salida del motor permanece constante en la potencia nominal, mientras que el par de salida es inversamente proporcional a la velocidad. Este rango se denomina rango caracter\u00edstico de potencia constante.<\/p>\n\n\n\n<p>Las curvas S1, S3-60%, S3-40% y S3-25% de la Fig. 1-1 est\u00e1n relacionadas con el rendimiento del motor y se muestran solo como ejemplos.<\/p>\n\n\n\n<p>Cuando la carga alcanza su valor nominal, el motor funciona por debajo de la velocidad nominal y permanece en el rango de par constante. El par de salida puede mantenerse constante, mientras que la potencia de salida depende de la velocidad del motor.<\/p>\n\n\n\n<p>Cuando la carga es inferior a la nominal, el motor puede entrar en el rango de debilitamiento de campo y funcionar por encima de la velocidad nominal. En este rango de potencia constante, la potencia de salida permanece constante y el par de salida disminuye a medida que aumenta la velocidad del motor.<\/p>\n\n\n\n<p>En la fase de dise\u00f1o, se deben considerar cuidadosamente la curva caracter\u00edstica de l\u00edmite de tensi\u00f3n y el l\u00edmite de velocidad mec\u00e1nica. El funcionamiento real debe mantener un margen razonable respecto a estos l\u00edmites.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-full\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"900\" height=\"573\" src=\"https:\/\/www.hndfcrane.com\/wp-content\/uploads\/2026\/10\/Motor-Power-Characteristics-and-Output-Torque-Curves.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-16294\"\/><figcaption class=\"wp-element-caption\">Caracter\u00edsticas de potencia del motor y curvas de par de salida<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"field-weakening-curve-and-load-weight-detection\">Detecci\u00f3n de la curva de debilitamiento del campo y del peso de la carga<\/h2>\n\n\n\n<p>La curva de debilitamiento del campo se puede calcular a partir del rendimiento mec\u00e1nico y, por lo general, la proporciona el fabricante de equipos originales (OEM). Una vez que se dispone de la curva de debilitamiento del campo, se puede configurar en el programa de control con un cierto margen, como por ejemplo 5%.<\/p>\n\n\n\n<p>La premisa del control de velocidad dependiente de la carga es la detecci\u00f3n precisa del peso de la carga. En la pr\u00e1ctica, la detecci\u00f3n de la carga suele ser uno de los puntos m\u00e1s dif\u00edciles.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"method-1-load-detection-by-weighing-sensor\">M\u00e9todo 1: Detecci\u00f3n de carga mediante sensor de pesaje<\/h3>\n\n\n\n<p>Durante la aceleraci\u00f3n de elevaci\u00f3n, el programa PLC calcula el peso de la carga a partir de la salida anal\u00f3gica del sensor de pesaje. A continuaci\u00f3n, calcula la velocidad de referencia del motor a partir del peso de la carga y la curva de debilitamiento del campo, y env\u00eda dicha referencia al inversor para que el motor funcione a la velocidad calculada.<\/p>\n\n\n\n<p>Sin embargo, los datos del sensor de pesaje pueden variar y la precisi\u00f3n de la medici\u00f3n es dif\u00edcil de garantizar. Esto genera un alto riesgo. Si la velocidad de debilitamiento del campo calculada es inexacta, la velocidad real puede ser excesiva, mientras que el par de salida del motor del polipasto puede ser insuficiente. Esto puede provocar una p\u00e9rdida de control, como un exceso de velocidad.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"method-2-load-estimation-by-motor-current\">M\u00e9todo 2: Estimaci\u00f3n de carga mediante la corriente del motor.<\/h3>\n\n\n\n<p>Para solucionar el problema de precisi\u00f3n de los sensores de pesaje, se puede implementar un m\u00e9todo com\u00fan de estimaci\u00f3n de carga en el programa del PLC. La corriente del motor del polipasto se puede utilizar para calcular el peso de la carga. En funcionamiento estable del motor, el par de salida es proporcional al peso de la carga, y la corriente del motor es aproximadamente proporcional al par de salida. Por lo tanto, la corriente del motor se puede utilizar para estimar el peso de la carga.<\/p>\n\n\n\n<p>Como se muestra en la Fig. 1-2, durante la aceleraci\u00f3n, el par de salida del motor incluye cuatro partes, y M_LOAD es proporcional a la carga.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-full\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1011\" height=\"500\" src=\"https:\/\/www.hndfcrane.com\/wp-content\/uploads\/2026\/10\/Field-Weakening-Speed-Control-\u2013-Motor-Output-Torque-Diagram.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-16295\"\/><figcaption class=\"wp-element-caption\">Control de velocidad por debilitamiento de campo: diagrama de par de salida del motor<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<p>El coeficiente de proporcionalidad K entre la corriente del motor A y la carga T debe determinarse mediante mediciones reales durante la puesta en marcha:<\/p>\n\n\n\n<p>T = K x A<\/p>\n\n\n\n<p>El m\u00e9todo de medici\u00f3n es el siguiente:<\/p>\n\n\n\n<ul>\n<li>Levanta una carga conocida T_LOAD hasta que quede suspendida sobre el suelo, luego acel\u00e9rala desde el reposo hasta la velocidad base o la velocidad nominal.<\/li>\n\n\n\n<li>Obtenga la corriente del motor A. El muestreo de corriente debe realizarse durante la fase de aceleraci\u00f3n, ya que la velocidad de debilitamiento del campo debe calcularse a partir del peso de la carga durante la aceleraci\u00f3n. Para mejorar la precisi\u00f3n de los datos, se recomienda muestrear a mitad de la aceleraci\u00f3n. Por ejemplo, si el tiempo de aceleraci\u00f3n desde cero hasta la velocidad base es de 3 segundos, el muestreo puede comenzar despu\u00e9s de 1,5 segundos de funcionamiento. Muestre una vez cada 100 ms, recopile 5 muestras en total y utilice el promedio de las 5 muestras como corriente del motor A_M.<\/li>\n\n\n\n<li>Calcular K: K = T_LOAD \/ A_M<\/li>\n\n\n\n<li>Durante el funcionamiento, lea el valor actual A utilizando el mismo m\u00e9todo. A continuaci\u00f3n, calcule el peso de la carga mediante T = K x A y combine el resultado con la curva de debilitamiento del campo para calcular la velocidad de debilitamiento del campo del motor.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<p>Puntos importantes:<\/p>\n\n\n\n<ul>\n<li>Por motivos de seguridad, si la toma de muestras actual falla o el resultado de la toma de muestras es incierto, el motor solo debe funcionar a la velocidad nominal.<\/li>\n\n\n\n<li>La velocidad de debilitamiento del campo calculada durante el izado tambi\u00e9n puede utilizarse como referencia para el descenso.<\/li>\n\n\n\n<li>Tras finalizar cada ciclo de trabajo, la velocidad de debilitamiento del campo debe restablecerse a la velocidad nominal. La referencia de velocidad solo debe actualizarse despu\u00e9s de que se haya recalculado una velocidad de debilitamiento del campo v\u00e1lida.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"siemens-implementation-and-retrofit-notes\">Notas de implementaci\u00f3n y modernizaci\u00f3n de Siemens<\/h2>\n\n\n\n<p>Los primeros sistemas Siemens utilizaban tarjetas tecnol\u00f3gicas como la T300, que integraban la funci\u00f3n de control de velocidad por debilitamiento de campo. Los usuarios solo necesitaban un desarrollo de aplicaci\u00f3n sencillo y una puesta en marcha cuidadosa in situ antes de su uso. La T300 se instalaba junto a la tarjeta CUVC en la caja electr\u00f3nica Masterdrive 6SE70, y se insertaba una EPROM en la T300, de modo que el programa se almacenaba en ella.<\/p>\n\n\n\n<p>Con el nuevo sistema de accionamiento SINAMICS, Siemens desarroll\u00f3 el paquete de software de control de gr\u00faas SIMOCRANE sobre la plataforma SIMOTION. Este inclu\u00eda programas de tecnolog\u00eda de gr\u00faas, como el control de velocidad por debilitamiento de campo. Tras la retirada de SIMOTION, SIMOCRANE se migr\u00f3 a la plataforma de hardware CU320 y sigue siendo compatible con el control de velocidad por debilitamiento de campo.<\/p>\n\n\n\n<p>Los proyectos de modernizaci\u00f3n requieren especial atenci\u00f3n. El T300 no se puede utilizar en un sistema SINAMICS, por lo que sus funciones deben migrarse a un PLC, CU320 u otra plataforma. De lo contrario, una gr\u00faa con funci\u00f3n de debilitamiento de campo podr\u00eda modificarse para convertirse en una gr\u00faa con solo dos velocidades: alta y baja.<\/p>\n\n\n\n<p>Una vez comprendidos el principio de funcionamiento y el m\u00e9todo de implementaci\u00f3n, el equipo del proyecto puede decidir si desarrollar la funci\u00f3n de forma independiente o adquirir un paquete de software ya consolidado. Para las aplicaciones de ingenier\u00eda, es importante no solo saber qu\u00e9 hace la funci\u00f3n, sino tambi\u00e9n comprender por qu\u00e9 funciona.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"El control de velocidad por debilitamiento de campo en el accionamiento de gr\u00faas se utiliza frecuentemente en mecanismos de elevaci\u00f3n para mejorar la eficiencia operativa. 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