2. Motores
EFICIENCIA ENERGÉTICA
2011

3. DEFINICIÓN DEL MOTOR DE INDUCCIÓN: Máquina eléctrica que
convierte energía eléctrica en energía mecánica
W en
Per.
W sal
W en = Energía de entrada en forma eléctrica
W sal = Energía de salida en forma mecánica
W per = Energía perdida durante el proceso en forma de calor

4. Componentes de un motor eléctrico

5. Factores que inciden en la eficiencia del motor
En los motores de inducción tipo
existen cinco tipos de pérdidas:
jaula
de
ardilla
Tres de ellas son dependientes de la carga.
Las
otras
dos
son
pérdidas
independientes de la carga.
constantes
e

6. A continuación se mencionan cada una de ellas:
 Pérdidas dependientes de la carga.
Pérdidas en los devanados del estator
Pérdidas en la caja del rotor (pérdidas
deslizamiento).
Pérdidas misceláneas.
por
 Pérdidas independientes de la carga.
Pérdidas en el núcleo
magnéticas).
Pérdidas por fricción.
del
estator
(pérdidas

7. El factor de carga juega un papel importante en las
pérdidas en los motores de inducción.

8. Factores que inciden en el consumo de
energía
1. Horario de operación.
Juega un papel importante en la reducción del
consumo, cuando es posible el reajuste de los
tiempos de programación de la producción.
2. Estado del mantenimiento.
Existen factores relacionados con el mantenimiento que inciden de manera
importante en la eficiencia del motor.
Por ejemplo, al evitar el exceso de polvo y suciedad, tanto en el exterior como
en el interior, se evitan calentamientos excesivos que contribuyen al
incremento de las pérdidas por I2R.

9. 3.
Deterioro tecnológico.
El grado de obsolescencia tecnológica afecta en gran
medida el rendimiento energético de los motores,
siendo este uno de los criterios más importantes para
la selección de los motores sujetos a cambio
tecnológico.
4.
Grado de control y automatización.
El grado de control tiene un impacto importante en el
consumo de energía, siempre y cuando exista la
posibilidad de ajustar las condiciones de operación
del sistema objeto de estudio.
Se aclara que la automatización de los procesos
responde a: la homogeneidad de los niveles de
producción y el grado tecnológico del proceso a

10. Equipos utilizados para mediciones
Los
equipos
que
normalmente
se
utilizan
para
cuantificar el comportamiento energético de los motores
son los siguientes:
Analizador de redes Dranetz PX5.
Analizador de redes Dranetz 440S.
MCEmax
En
general,
se
puede
utilizar
cualquier
equipo
analizador que pueda almacenar la distorsión armónica
de tensión con un período de registro de un minuto; y
con la capacidad de almacenar simultáneamente la
distorsión armónica individual desde el orden 1 hasta
el 30.

11. Identificación de ineficiencias
Para la identificación de ineficiencias en los motores
se
recomienda
la
realización
de
medidas
tanto
eléctricas como térmicas.
Las
medidas
eléctricas
se
pueden
realizar
con
analizador de red que permita el registro de potencias,
tensiones y corrientes, entre otras.
De igual forma, se deben hacer medidas térmicas con
registradores de temperatura FLUKE 54 II y con cámaras
termográficas,
que
comprendan
la
medición
de
temperaturas en el armazón del motor.

12. Medición de temperaturas en motores eléctricos:
Medición de temperatura
caperuza del motor.
:
Medición de temperatura
: termograma
.
Medición de temperatura
parte superior del
:
armazón del motor
Medición de temperatura: termograma

13. Niveles de
nominales:
tensión
alejados
de
los
Cuando el motor opera a potencia nominal es
recomendable que la tensión del motor sea muy cercana
al valor de la tensión nominal con una desviación
máxima del 5%. A pesar que los motores con Normas
NEMA están diseñados para operar con una desviación
máxima de 10% el voltaje nominal, las variaciones de
% del Voltaje Nominal
90
95
tensión afectan significativamente la 100 105 110 el
eficiencia,
Eficiencia a potencia
0,905
factor de Carga Nominal y el tiempo de 0,915 0,920 0,925 0,920
vida.
Factor de Potencia a Carga Nominal
0,90
0,89
0,88
0,87
0,86
Deslizamiento a Carga Nominal
1,23
1,11
1,00
0,91
0,83
Corriente a Carga Nominal
1,1
1,04
1,00
0,956
0,935
Carga Para Eficiencia Máxima
0,73
0,81
0,90
1,00
1,10
Elevación de Temperatura a Carga Nominal
1,11
1,050
1,000
0,925
1,010

14. Suministros
tensiones:
con
desequilibrios
de
Los factores que crean el desequilibrio de tensión
son: cargas monofásicas, cables de diferente calibre,
fallas de circuitos, etc.
Los sistemas desequilibrados incrementan las pérdidas
en el sistema eléctrico industrial y en el motor,
aumentan el calentamiento y reducen la eficiencia del
motor.
Por
lo
tanto
para
evitar
fallas
por
calentamiento las Normas recomiendan operar el motor
con una potencia menor a la potencia nominal.

15. Análisis
de
las
distorsión armónica:
tensiones
con
Un alto contenido armónico en las tensiones
alimentación de un motor, tiene impacto sobre
potencia nominal.
de
su
Cuando un motor eléctrico es alimentado con una
tensión con gran contenido armónico se originan
corrientes
de
altas
frecuencias
en
el
rotor,
contribuyendo al incremento de las pérdidas por
calentamiento y a la disminución de la potencia
nominal disponible.

17. Opciones tecnológicas de ahorro de
energía
Desde el concepto de eficiencia energética es posible
considerar las siguientes opciones como estrategias
para el ahorro de energía:
Uso de motores de eficiencia premium.
Uso de variadores de velocidad para el control de
motores.
Corrección de
alimentación.
caídas
de
tensión
en
la
red
Balanceo de la tensión en la red de alimentación.
de

18. ¿Cuando
usar
eficiencia?
motores
de
alta
Tiempos de operación prolongados.
Potencias media a
altas.
Motor opera a plena carga la mayor parte de su
vida útil.
Los costos de la energía son altos.
Aunque los motores de mayor potencia son más
eficientes , sus pérdidas son significativas y no
deberían ser ignoradas.
De hecho, los motores de alta potencia ofrecen mayor

19. Beneficios de un motor de alta
eficiencia
Operación
fría,
segura,
larga
vida
útil
del
aislamiento,
mayor
capacidad
de
aceptar
las
tolerancias de: sobrecarga, desbalances de fases,
subtensión y sobretensión.
Menos necesidad de aire enfriamiento.
Operación suave.
Disponible para mayor altitud de operación.
Apto para operar con
aplicaciones de control.
variador
de
frecuencia
y

20. MOTORES DE ALTA EFICIENCIA
El
estator
tiene
una
coraza más grande para
disminuir las pérdidas
en las láminas de hierro
que lo componen.
Mayor cantidad de cobre
en
el
devanado
del
estator para disminuir
pérdidas resistivas.
La distancia entre el
estator y el rotor es
más pequeña para reducir
pérdidas magnéticas.
Barras
del
rotor
fabricadas con aluminio
de
alta
calidad
para
disminuir
pérdidas
resistivas.
Rodamientos
eficientes
disminuir las
por fricción.
más
para
pérdidas

21. Motor
acoplado
a
ventilador
para
transporte neumático
residuos.
un
el
de
El motor operaba durante
períodos no productivos
de
la
empresa,
se
realizó un programa de
control de encendido y
apagado.
El
ahorro
mensual encontrado fue
de 1..136 kWh/mes

22. Motor
acoplado
a
un
equipo de centrifugado
de partículas.
El motor se encontraba
bastante deteriorado y
en
mal
estado
de
mantenimiento.

23. Motor
tambor
cuero.
acoplado
a
para curtido
un
de
El motor se encontraba
bastante deteriorado, se
realizó un estudio para
la sustitución del motor
por
uno
de
alta
eficiencia y para el uso
de
variador
de
velocidad.

24. Presentación Motores
EFICIENCIA ENERGÉTICA
Fijo: +57 (5) 3582700 Ext. 91808
Barranquilla: Carrera 58 No. 74-111.
APPLUS NORCONTROL COLOMBIA LTDA