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¿Por qué los motores de corriente continua son más costosos que los de corriente alterna de la misma capacidad?

Para un motor de gran capacidad de casi 1000Kw, el precio del motor DC es mucho más alto que el del motor AC de la misma capacidad. Sé que se requiere un conmutador y cepillos, pero no creo que sea la única razón detrás del gran aumento del costo.

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alinani10 Puntos 58

El tamaño físico y el coste de fabricación del motor son más proporcionales a la capacidad de par que a la de potencia. Si se comparan dos motores con la misma capacidad de potencia, un motor de mayor velocidad y menor par será más pequeño y costará menos que un motor de menor velocidad y mayor par.

Un motor con una tensión de funcionamiento más alta y una necesidad de corriente más baja tendrá un coste menor que un motor con una tensión de funcionamiento más baja y una corriente más alta.

Lo más probable es que un motor de CA de 1000 kW sea un motor de inducción trifásico de jaula de ardilla. Dado que la corriente es transportada por tres conductores en lugar de dos, esto representa una ligera ventaja sobre el motor de CC.

El rotor bobinado y el conmutador de un motor de CC son bastante más complicados que el rotor de un motor de inducción. Está hecho de cobre y hierro en lugar de aluminio y hierro. El rotor más pesado del motor de CC puede requerir rodamientos más caros. El diseño del rotor es probablemente el factor más importante que encarece el motor de CC.

Si el estator del motor de CC tiene imanes permanentes, eso podría encarecerlo o no dependiendo del material del imán.

Hay muchos más fabricantes de motores de CA y muchos más motores de CA que se utilizan a 1000 kW. A 1.000 kW, los motores de CC rara vez se han utilizado, excepto en aplicaciones que requieren una velocidad ajustable. Esto da a los motores de CA una gran ventaja en el coste de fabricación debido a las economías de escala. Un mayor número de competidores que fabriquen motores de CA tendería a reducir el precio de venta.

Dado que los compradores de motores de corriente continua compran motores para su uso con velocidad ajustable, están comprando un control de velocidad electrónico junto con el motor. Compararán los precios del paquete motor-controlador, no los del motor. También pueden estar más preocupados por la calidad que muchos compradores de motores de CA. El motor de CA más barato del mercado puede ser de menor calidad que los motores de CC de 1000 kW disponibles.

En cuanto a la potencia y el tipo de motor y el uso de VFD

En la industria de fabricación de motores, un motor grande se refiere generalmente a un motor que es físicamente más grande que los tamaños de bastidor con dimensiones especificadas por IEC y NEMA. En términos de potencia, los motores grandes son generalmente aquellos con una potencia nominal de 400 kW o superior. Los motores medianos tienen una potencia nominal de entre 1 y 400 kW. Los motores pequeños son de 1 kW o menos.

Hay motores de inducción con potencias de hasta unos 22 MW, pero hay más fabricantes con potencias inferiores. Los motores de inducción con una potencia de 1 MW no son en absoluto infrecuentes. Los grandes motores de inducción son fabricados por Siemens, TECO-Westinghouse, ABB, General Electric, Toshiba, WEG, Marathon Electric y otros.

Los grandes motores síncronos son fabricados por Siemens, TECO-Westinghouse, ABB, General Electric y Toshiba y probablemente otros con potencias entre 1 y 100 MW.

Para una aplicación de 1 MW podría elegirse un motor síncrono, pero parece más probable un motor de inducción. En cualquiera de los dos casos, la tensión de funcionamiento no suele ser inferior a 2.000 voltios y es más probable que sea de unos 4.000 voltios.

En realidad, no es probable que se considere un motor de corriente continua para cualquier aplicación a un nivel de potencia de 1 MW. Si se considera, no tendría sentido considerar sólo el precio de los motores. Una comparación razonable debería incluir el motor, el controlador (o el arrancador) y los futuros costes de mantenimiento previstos. Incluso incluyendo un VFD con el motor de CA, es probable que el sistema de CC sea más caro, sobre todo si se tiene en cuenta el mantenimiento y la fiabilidad.

Los VFD están disponibles tanto para motores de inducción como para motores síncronos en todos los niveles de potencia en los que se encuentran los motores. La mayoría de los motores de CA grandes no se utilizan con VFD, pero muchos sí y los motores más grandes pueden requerir VFD para el arranque.

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Gregory Kornblum Puntos 1282

Si se trata de motores sin escobillas de corriente continua, una de las razones es un mejor diseño. Si se combina con cantidades menores, hay que pagar por ello. Además hay imanes, que pueden ser muy caros, por lo que los matterials especiales permitirán campos más fuertes en volúmenes más pequeños.

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Danielb Puntos 324

Los motores PMDC contienen imanes permanentes que no son baratos. La cantidad de imanes necesarios es aproximadamente proporcional a la potencia. Además, la densidad de flujo magnético disponible de los imanes es menor que la de los electroimanes, lo que significa que el motor debe ser más grande. Los motores de inducción y los motores de rotor bobinado sólo contienen bobinas de cobre y polos de hierro.

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J. Raefield Puntos 61

En realidad es mucho más sencillo que eso. El volumen. En la mayoría de las aplicaciones que utilizan motores de ese tamaño, la CA va a ser seleccionada 20:1 sobre la CC, tal vez incluso más. Trabajo para un fabricante de motores y, en los últimos 6 años, en mi pequeña oficina del oeste de EE.UU. no hemos vendido ni un solo motor de CC de más de 50 CV, ni siquiera una solicitud de venta. Pero durante ese tiempo hemos vendido probablemente 10-20 motores de CA de más de 600CV. Si alguien quisiera comprar un motor de CC de 1000kW ahora mismo podríamos hacerlo, pero sería un pedido especial y probablemente costaría el doble que un motor de CA que enviáramos de fábrica. Para construirlo, tendríamos que cerrar una producción como la nuestra y reequiparla para fabricar las piezas, lo que supondría una pérdida de producción de los motores que sí vendemos a diario. Se lo haremos pagar...

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