Guía de diseño y selección de motores salvaescaleras

Guía de diseño y selección de motores salvaescaleras

Salvaescaleras requerir Motores de alto torque, confiables y de funcionamiento suave. para transportar a los usuarios de forma segura subiendo y bajando escaleras. Esta guía cubre tipos de motores, requisitos de energía, sistemas de control y consideraciones de seguridad para un rendimiento óptimo del salvaescaleras.

1. Tipos de motores para salvaescaleras


(1) Motor cepillado CC

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Ventajas:

• Sencillo, rentable y fácil de controlar.

• Proporciona un alto par de arranque para arranques suaves.

• Apto para escaleras rectas con cargas moderadas.

Contras:

• Requiere mantenimiento periódico del cepillo (~2000 a 5000 horas).

• Menor eficiencia (70–80%) en comparación con los motores sin escobillas.

Lo mejor para: Salvaescaleras rectos y económicos.

(2) Motor CC sin escobillas (BLDC)

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Ventajas:

• Sin mantenimiento (sin cepillos), mayor vida útil.

• Mayor eficiencia (85–95%), reduciendo el consumo de batería.

• Funcionamiento más fluido con control orientado al campo (FOC).

Contras:

• Más caro debido a los controladores electrónicos.

Lo mejor para: Salvaescaleras curvas y modelos premium.

(3) Motorreductor de CA (motor de inducción + caja de cambios)

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Ventajas:

• Robusto y alto par para cargas pesadas (hasta 160 kg+).

• No depende de la batería (si está conectado a la red eléctrica).

• Larga vida útil con mínimo mantenimiento.

Contras:

• Requiere una caja de cambios, lo que aumenta la complejidad.

• Menos eficiente que BLDC para ascensores que funcionan con baterías.

Lo mejor para: Salvaescaleras comerciales de servicio pesado.

2. Especificaciones clave del motor


(1) Requisitos de potencia y torsión

Tipo de elevador de escaleras

Carga máxima

Potencia del motor

Par (Nm)

Velocidad (m/s)

Recto (Residencial)

120 kilogramos

250W–400W

15–30

0,07–0,15

Curvo (Residencial)

136 kilogramos

400W–600W

30–50

0,05–0,12

Servicio pesado (comercial)

160 kilos+

600W-1000W

50–80

0,04–0,10


Cálculo de par:

T=(M⋅g⋅senθ+μ⋅M⋅g⋅cosθ)⋅r/G


T: Par requerido (Nm)
M: Carga total (usuario + silla, en kg)
θ: Ángulo de la escalera (normalmente 30°–45°)
μ: Coeficiente de fricción (~0,02 para rieles)
r: Radio de la rueda motriz (m)
G: Relación de transmisión (si corresponde)

(2) Consideraciones de velocidad


Velocidad estándar: 0,07–0,15 m/s (lenta por seguridad).

Control de velocidad ajustable (para comodidad del usuario).

3. Mecanismos de accionamiento


(1) Cremallera y piñón


• El motor acciona un piñón a lo largo de un carril dentado.

• Ventajas: Preciso, alto torque, bueno para escaleras curvas.

• Desventajas: Ligeramente más ruidosas que las transmisiones por cadena.

(2) Transmisión por cadena


• El motor acciona una cadena conectada a la silla.

• Ventajas: Suave, silencioso y de bajo mantenimiento.

• Contras: Ligeramente menos preciso que el de piñón y cremallera.

(3) Tracción por rueda de fricción


• El motor acciona una rueda de goma que se agarra al carril.

• Ventajas: Sencillo, sin engranajes ni cadenas.

• Desventajas: Menos confiable en condiciones húmedas/polvorientas.

Recomendación:

► Escaleras curvas → Cremallera y piñón (se necesita precisión).

► Escaleras rectas → Accionamiento por cadena (funcionamiento silencioso).

4. Funciones de seguridad y control del motor


(1) Métodos de control


♦ PWM (DC con escobillas): Ajuste de velocidad sencillo.

♦ FOC (BLDC): Aceleración/desaceleración más suave.

Unidad de frecuencia variable (Motores de CA): Para sistemas cableados.

(2) Mecanismos de seguridad


✔ Frenos electromagnéticos: bloqueo automático si falla la energía.
✔ Detección de exceso de velocidad: detiene el motor si la velocidad excede el límite.
✔ Sensores de obstrucción: detiene el funcionamiento si se detecta un obstáculo.
✔ Respaldo de batería (para motores DC): Garantiza el funcionamiento durante cortes de energía.

5. Batería y fuente de alimentación


(1) Requisitos de la batería (motores CC)

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Potencia del motor

Voltaje de la batería

Capacidad (Ah)

Tiempo de respaldo

250W–400W

24V

12-20 Ah

8 a 15 viajes

400W–600W

36V

20–30Ah

6 a 12 viajes

600W-1000W

48V

30–40 Ah

5 a 10 viajes


Recomendación:

► Plomo-ácido sellado (SLA): asequible pero pesado.

► LiFePO4: peso ligero y larga vida útil (preferido).

(2) Ascensores alimentados por CA


• No necesita batería, pero requiere energía ininterrumpida.

• Lo mejor para instalaciones comerciales con generadores de respaldo.

6. Factores ambientales y de durabilidad


(1) Clasificación IP (protección de ingreso)


• IP54: Resistencia básica al polvo/humedad (uso en interiores).

• IP65: Protegido contra chorros de agua (apta para exteriores).

(2) Tolerancia de temperatura


• Estándar: 0°C a 40°C (interior).

• Extendido: -20°C a 50°C (modelos de exterior).

7. Soluciones de motor recomendadas

Solicitud

Tipo de motor

poder

Mecanismo de accionamiento

Batería

Escaleras Rectas (Inicio)

BLDC

300W

Transmisión por cadena

24V 20Ah (LiFePO4)

Escaleras Curvas

BLDC

500W

Cremallera y piñón

36V 30Ah (LiFePO4)

Comercial de servicio pesado

Motorreductor de CA

750W

Cremallera y piñón

Cableado (110/220 V)


8. Conclusiones clave


Para un funcionamiento suave y silencioso → Motor BLDC con control FOC.

Cargas pesadas/escaleras curvas → Accionamiento de piñón y cremallera.

La seguridad es crítica → Batería de respaldo, sensores de obstrucción y frenos automáticos.

Elección de batería → LiFePO4 para una vida útil más larga y un peso más ligero.

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