Banco de Pruebas para Alternadores y Motores de Tracción

- Gonzalo Arroyo, Komatsu Reman Center Chile S.A

"Utilizar la plataforma de NI nos permitió lograr la automatización completa de las pruebas en un menor tiempo y con menos complicaciones en el desarrollo."

- Gonzalo Arroyo, Komatsu Reman Center Chile S.A

El Reto:

Desarrollar un banco de pruebas para componentes de camiones tolva que permita automatizar todo el proceso, incluyendo registro y reporte, así como reducir errores humanos.

La Solución:

Usar el software LabVIEW y la plataforma DAQ de NI para crear un sistema de pruebas automatizado potente y flexible que logró reducir el tiempo de prueba, minimizar errores y operar de forma robusta y segura para los operadores.

Autor(es):

-Gonzalo Arroyo - Komatsu Reman Center Chile S.A
Álvaro Orellana - Komatsu Reman Center Chile S.A
Darwin Cardemil - Komatsu Reman Center Chile S.A
Álvaro Rivera - Komatsu Reman Center Chile S.A

 

Introducción:

Komatsu Reman Center Chile (KRCC), empresa del Holding Komatsu Cummins, realiza el mantenimiento y reparación de componentes mineros, entre ellos componentes de gran escala, como los que se encuentran en camiones tolva.

 

Estos camiones se componen de un motor diésel, un alternador que convierte la energía mecánica en energía eléctrica, y 2 motores de tracción eléctricos, con transmisión fija, en cada una de las ruedas traseras. Dependiendo del modelo, la potencia del camión está en el rango de 2.000 a 3.500 hp.

 

Los alternadores y motores de tracción son una parte importante de los componentes que se mantienen y reparan en KRCC. Estos deben ser probados antes de ser despachados al cliente. Junto con las pruebas estáticas, tales como aislación o resistencia del cobre, se realizan pruebas dinámicas, es decir, con el componente girando a velocidad nominal. Durante estas pruebas se miden vibraciones, temperatura de rodamiento, señales de encoder, y en el caso de alternadores, la tensión generada y la presión, entre otras mediciones.

 

Para estas pruebas se requiere utilizar múltiples equipos para generar la rotación, aplicar estímulos eléctricos y obtener mediciones de señales. Antes de la implementación de los bancos de pruebas, las pruebas dinámicas se realizaban de forma completamente manual, teniendo el técnico que ajustar velocidades y manejar múltiples equipos para la adquisición. Además, los registros también se realizaban de forma manual. Este proceso era complejo para el operador y daba espacio a errores de operación o registro, requería una cantidad considerable de tiempo y entregaba una cantidad limitada de información.

 

 

Descripción de la Aplicación:

Con el objetivo de mejorar sustancialmente la evaluación de los componentes eléctricos del tren de potencia del camión tolva eléctrico, se desarrolló el banco de pruebas. Los principales focos definidos fueron:

  • Generar un proceso de pruebas automatizado, en el cual los resultados sean independientes del operador
  • Permitir trazabilidad de los resultados de las pruebas.
  • Reducir el tiempo de pruebas y la complejidad de uso de los equipos
  • Adquisición precisa de variables del medio y procesamiento adecuado
  • Seguridad de uso
  • Robustez del equipo

 

Se diseñó un banco de pruebas que involucra estructuras mecánicas, hardware eléctrico de potencia y la plataforma de hardware y software para adquisición de datos de National Instruments.

 

La adquisición y el control de todo el equipamiento se realiza desde una aplicación de LabVIEW.  Esto nos permitió monitorear y controlar todo el hardware de forma sencilla y flexible, logrando que las pruebas se realicen de forma completamente automatizada. Algunas de las características logradas son:

  • Interfaz de usuario maximiza usabilidad y reduce las intervenciones del operador al ingreso de datos básicos, como la orden de servicio
  • Equipos actuadores se controlan de forma coordinada con equipos de adquisición de variables
  • Integración de hardware de potencia y sensores de múltiples marcas, junto con hardware NI
  • Algoritmos potentes para procesamiento de mediciones y generación de reporte
  • Escritura de resultados de la prueba completamente automatizados y reportes en bases de datos
  • Manejo de errores o de condiciones anormales

 

 

Conclusión:

Para el técnico, contar con una aplicación que se encarga de hacer la prueba, resulta en un importante ahorro de tiempo y prácticamente elimina los errores en el análisis de datos. Esto apoya tanto la calidad del proceso como el plazo de entrega del componente, siendo ambos puntos de gran importancia para los clientes.

 

El diseño mecánico también se ha mejorado para apoyar los objetivos definidos, en especial la seguridad, facilidad de uso y repetibilidad de mediciones.

 

Utilizar la plataforma de NI nos permitió lograr la automatización completa de las pruebas en un menor tiempo y con menos complicaciones en el desarrollo. También nos permitió integrar transparentemente en un solo sistema componentes de potencia de terceros, hardware de adquisición de NI, y todos los procesos, desde el arranque del motor, hasta el reporte de la prueba a través de una aplicación de LabVIEW.

 

Actualmente el banco de pruebas se encuentra operativo en todos los talleres nacionales de Komatsu Reman Center Chile, además de talleres internacionales que reparan componentes Komatsu en México y China. Próximamente se exportarán unidades a Perú y Australia.

 

 

Información del Autor:

-Gonzalo Arroyo
Komatsu Reman Center Chile S.A
Chile

Imagen 1. Representación de camión tolva y principales componentes eléctricos
Imagen 2. Imagen de camión tolva en operación
Imagen 3. Chasis de banco de pruebas de alternadores (versión 1), junto con gabinete eléctrico (versión 2.5)
Imagen 4. Ventana de inicio del software
Imagen 5. Ejemplo de instrucciones de conexión, dadas por el software. Estas instrucciones son específicas para el tipo de pruebas y modelo seleccionado.
Imagen 6. Ejemplo de advertencias de seguridad
Imagen 7. Vista del banco de pruebas completo, para motores de tracción (derecha) y alternadores (izquierda), más los accesorios y gabinetes de adquisición y potencia. Corresponde a la versión 3 del banco de pruebas
Imagen 8. Esquema de reporte a base de datos y despliegue en cualquier de los resultados en cualquier computador de la compañía