Este documento resume los tipos y aplicaciones de motores eléctricos, su principio de funcionamiento, el diagrama energético y la relación entre eficiencia y deslizamiento. Explica que los motores de inducción son máquinas eléctricas ampliamente usadas en la industria y hogares. Describe el funcionamiento de un motor trifásico y define la eficiencia en términos del deslizamiento entre la velocidad del campo magnético y la velocidad del rotor.
Este manual introduce los motores eléctricos, clasificándolos de diferentes formas y describiendo sus partes fundamentales como el estator, rotor, carcasa y cojinetes. Explica que los motores eléctricos convierten energía eléctrica en movimiento a través de medios electromagnéticos y que existen tres tipos principales: de corriente directa, alterna y universales.
Este documento describe el funcionamiento y aplicaciones de los motores síncronos. Explica que estos motores operan a una velocidad constante relacionada con la frecuencia de la corriente de alimentación y el número de pares de polos. También describe que estos motores tienen dos devanados, uno en el rotor alimentado con corriente continua y otro en el estator alimentado con corriente alterna, y que cuando los polos del rotor alcanzan la velocidad de sincronismo se produce un acoplamiento magnético que hace que el rotor gire a la
Este documento describe los diferentes tipos de motores eléctricos, incluyendo motores de corriente continua, motores de corriente alterna, motores de colector, y motores síncronos y asíncronos. Explica las definiciones, usos y aplicaciones de cada tipo de motor eléctrico. Concluye que el uso de motores eléctricos debería extenderse al campo automotriz para beneficiar el medio ambiente reduciendo el uso de combustibles fósiles.
Este documento describe los diferentes tipos de motores eléctricos, incluyendo motores de corriente continua, motores de corriente alterna síncronos y asíncronos, y motores monofásicos y trifásicos. Explica las características y aplicaciones principales de cada tipo de motor. El objetivo es que los estudiantes aprendan a reconocer los diferentes tipos de motores eléctricos, describir sus sistemas de arranque y realizar instalaciones de puesta en marcha.
Este documento proporciona 22 recomendaciones para mejorar la eficiencia energética de los motores eléctricos, como seleccionar el tamaño correcto del motor, usar motores trifásicos en lugar de monofásicos, corregir la caída de tensión, y sustituir motores antiguos por motores de alta eficiencia.
1. Las máquinas eléctricas son dispositivos que convierten diferentes formas de energía, como energía mecánica en eléctrica o viceversa. Se clasifican en generadores, motores y transformadores.
2. Las máquinas eléctricas también se clasifican según su uso, tipo de corriente, funcionamiento y nivel de potencia.
3. Los generadores, motores, transformadores y otros tipos de máquinas eléctricas juegan un papel fundamental en la generación, transmisión y uso de la energía eléctrica
Este documento presenta una introducción a las máquinas eléctricas rotatorias. Explica que estas máquinas convierten energía eléctrica en energía mecánica a través de campos magnéticos y están compuestas de un circuito magnético, circuitos eléctricos en el rotor y estator, y materiales activos, aislantes y lubricantes. Además, clasifica las máquinas eléctricas rotatorias en corriente continua y alterna, y motores y generadores, e introduce los principios de inducción electromagnética
Este documento trata sobre el uso de motores eléctricos en una planta asfáltica. Explica el funcionamiento básico de los motores eléctricos, sus partes principales como el estator y el rotor, y clasifica los motores de corriente alterna según su velocidad de giro y tipo de rotor. También describe los sistemas de arranque de motores trifásicos y el mantenimiento preventivo de motores eléctricos. Finalmente, aplica estos conceptos explicando cómo se usan diferentes tipos de motores en una planta
Este manual introduce los motores eléctricos, clasificándolos de diferentes formas y describiendo sus partes fundamentales como el estator, rotor, carcasa y cojinetes. Explica que los motores eléctricos convierten energía eléctrica en movimiento a través de medios electromagnéticos y que existen tres tipos principales: de corriente directa, alterna y universales.
Este documento describe el funcionamiento y aplicaciones de los motores síncronos. Explica que estos motores operan a una velocidad constante relacionada con la frecuencia de la corriente de alimentación y el número de pares de polos. También describe que estos motores tienen dos devanados, uno en el rotor alimentado con corriente continua y otro en el estator alimentado con corriente alterna, y que cuando los polos del rotor alcanzan la velocidad de sincronismo se produce un acoplamiento magnético que hace que el rotor gire a la
Este documento describe los diferentes tipos de motores eléctricos, incluyendo motores de corriente continua, motores de corriente alterna, motores de colector, y motores síncronos y asíncronos. Explica las definiciones, usos y aplicaciones de cada tipo de motor eléctrico. Concluye que el uso de motores eléctricos debería extenderse al campo automotriz para beneficiar el medio ambiente reduciendo el uso de combustibles fósiles.
Este documento describe los diferentes tipos de motores eléctricos, incluyendo motores de corriente continua, motores de corriente alterna síncronos y asíncronos, y motores monofásicos y trifásicos. Explica las características y aplicaciones principales de cada tipo de motor. El objetivo es que los estudiantes aprendan a reconocer los diferentes tipos de motores eléctricos, describir sus sistemas de arranque y realizar instalaciones de puesta en marcha.
Este documento proporciona 22 recomendaciones para mejorar la eficiencia energética de los motores eléctricos, como seleccionar el tamaño correcto del motor, usar motores trifásicos en lugar de monofásicos, corregir la caída de tensión, y sustituir motores antiguos por motores de alta eficiencia.
1. Las máquinas eléctricas son dispositivos que convierten diferentes formas de energía, como energía mecánica en eléctrica o viceversa. Se clasifican en generadores, motores y transformadores.
2. Las máquinas eléctricas también se clasifican según su uso, tipo de corriente, funcionamiento y nivel de potencia.
3. Los generadores, motores, transformadores y otros tipos de máquinas eléctricas juegan un papel fundamental en la generación, transmisión y uso de la energía eléctrica
Este documento presenta una introducción a las máquinas eléctricas rotatorias. Explica que estas máquinas convierten energía eléctrica en energía mecánica a través de campos magnéticos y están compuestas de un circuito magnético, circuitos eléctricos en el rotor y estator, y materiales activos, aislantes y lubricantes. Además, clasifica las máquinas eléctricas rotatorias en corriente continua y alterna, y motores y generadores, e introduce los principios de inducción electromagnética
Este documento trata sobre el uso de motores eléctricos en una planta asfáltica. Explica el funcionamiento básico de los motores eléctricos, sus partes principales como el estator y el rotor, y clasifica los motores de corriente alterna según su velocidad de giro y tipo de rotor. También describe los sistemas de arranque de motores trifásicos y el mantenimiento preventivo de motores eléctricos. Finalmente, aplica estos conceptos explicando cómo se usan diferentes tipos de motores en una planta
El documento describe diferentes métodos de arranque manual y automático para motores de corriente directa. Explica que los arrancadores manuales consisten en resistencias que se incorporan y eliminan del circuito de forma gradual para limitar la corriente inicial. También describe combinadores magnéticos automáticos que cierran interruptores de forma secuencial en intervalos de tiempo definidos o basados en la corriente del motor para controlar su arranque y velocidad de forma automática.
El documento describe los principios fundamentales de las máquinas eléctricas. Define máquina eléctrica como un dispositivo que transforma energía en energía electromagnética o electromecánica. Explica que los generadores transforman energía mecánica en eléctrica, mientras que los motores transforman energía eléctrica en mecánica. Además, clasifica las máquinas eléctricas en rotativas y estáticas, e introduce conceptos como estator, rotor, campo magnético giratorio y deslizamiento para describir el funcionamiento
Este documento describe diferentes métodos de arranque de motores de corriente directa, incluyendo métodos manuales y automáticos. Explica cómo los arrancadores manuales funcionan mediante la incorporación y eliminación gradual de resistencias en el circuito del motor. También describe varios tipos de arrancadores automáticos que usan contactores magnéticos para cortocircuitar resistencias de forma automática. Por último, explica cómo invertir el giro de un motor de corriente directa cambiando la polaridad en sus bornes.
Este documento resume los principales tipos de máquinas eléctricas rotativas, incluyendo motores de inducción, máquinas síncronas, motores de corriente continua y motores monofásicos. Explica el principio de funcionamiento de los motores de inducción trifásicos, describiendo cómo el campo magnético giratorio inducido en el estátor crea un par motor en el rotor. También cubre aspectos constructivos como la jaula de ardilla, el bobinado del rotor y el circuito equivalente, así como el balance de potencias y la característica
El documento describe los diferentes tipos de motores eléctricos, incluyendo motores asíncronos, síncronos y universales. Los motores asíncronos se usan comúnmente en la industria y funcionan mediante la inducción de un campo magnético giratorio en el rotor por parte del estator. Los motores síncronos mantienen una velocidad constante y se usan en máquinas que requieren velocidad fija. Los motores universales pueden funcionar con corriente alterna o continua y se usan comúnmente en herramientas eléct
El documento describe los generadores síncronos. Estos son máquinas eléctricas rotativas que convierten energía mecánica en energía eléctrica. Funcionan mediante la inducción de una tensión en el estator por un campo magnético giratorio producido en el rotor. Juegan un papel importante en la generación de energía eléctrica y la estabilidad de los sistemas de potencia.
Este documento describe los principios básicos de las máquinas eléctricas rotativas. Explica que existen dos tipos principales: generadores, que convierten energía mecánica en eléctrica, y motores, que hacen lo contrario. Además, clasifica las máquinas eléctricas rotativas según el tipo de corriente que utilizan (continua o alterna) y otros factores. Finalmente, detalla los componentes clave de estas máquinas, como el inductor, inducido y escobillas, y los principios de funcionamiento de
Este documento describe las máquinas síncronas, incluyendo sus características constructivas y de operación. Explica que los motores síncronos funcionan a una velocidad fija determinada por la frecuencia de alimentación, y que pueden operar absorbiendo o suministrando potencia reactiva dependiendo de la excitación del rotor. También describe el proceso de arranque y sincronización, así como la capacidad de desarrollar par de torsión bajo carga variable.
Este documento describe la constitución y funcionamiento de los motores eléctricos. Explica que los motores eléctricos transforman energía eléctrica en energía mecánica y se clasifican según el tipo de corriente que utilizan, siendo los más comunes los motores de corriente alterna asíncronos. Detalla que estos motores están formados por un circuito magnético fijo en el estátor y uno móvil en el rotor, unido al eje por rodamientos, y que la velocidad de giro depende de la f
Este documento proporciona información sobre la instalación y cálculo de motores eléctricos. Explica que una instalación incorrecta puede causar accidentes, por lo que debe ser realizada por personal calificado. Luego presenta conceptos como potencia trifásica, tensiones trifásicas y cálculo de sección de conductores. También incluye tablas para calcular la corriente de motores y ecuaciones para determinar la corriente, fusibles y protecciones para motores monofásicos y trifásicos.
El documento presenta información sobre motores eléctricos. Explica los principios básicos de funcionamiento de los motores eléctricos, incluyendo los principios de inducción electromagnética y las fuerzas de atracción y repulsión entre polos magnéticos. También describe los diferentes tipos de motores eléctricos como motores de corriente continua y de corriente alterna, e incluye información sobre clasificación, partes, aplicaciones y sistemas de regulación de velocidad.
Este documento proporciona información sobre los motores eléctricos trifásicos. Explica que estos motores funcionan convirtiendo energía magnética en energía mecánica mediante un campo magnético rotatorio generado por los devanados del estator. También describe los componentes principales del motor trifásico como el estator y el rotor, así como conceptos clave como la velocidad de sincronismo, el par motor y resistente, y las intensidades de corriente. Finalmente, analiza la potencia y el rendimiento del motor trifásico.
Este documento describe el diseño e implementación de un sistema electrónico vehicular con seguridad y GPS utilizando Raspberry Pi y hardware libre. El sistema incluirá una pantalla táctil LCD dentro del vehículo y control remoto a través de una aplicación móvil. Se utilizarán Raspberry Pi, Arduino y comunicaciones inalámbricas para desarrollar el sistema, el cual proveerá funciones de seguridad, posicionamiento y monitoreo del vehículo.
PLC y Electroneumatica: Esquemas prácticos de automatismos eléctricos cableadosSANTIAGO PABLO ALBERTO
Este documento presenta esquemas y montajes prácticos de automatismos eléctricos cableados y programados, incluyendo: 1) arranque y paro de motores mediante pulsadores y temporizadores, 2) arranque estrella-triángulo, 3) control de velocidad con variador de frecuencia, 4) escalera mecánica, portón corredizo y semáforo. También incluye ejercicios de automatismos con PLC, documentos de apoyo y bibliografía.
Presentación de conceptos básicos de Máquinas Sincrónicas. Aspectos constructivos, principio de funcionamiento, El alternador sincrónico, circuito equivalente, la impedancia sincrónica, la regulación de tensión.
Este documento describe los diferentes tipos de motores eléctricos, incluyendo motores de corriente alterna y continua. Explica que los motores eléctricos se impulsan por cargas electrónicas en lugar de combustible fósil. También describe varios tipos específicos de motores, como motores trifásicos, monofásicos, síncronos y de inducción. Concluye destacando la importancia de los motores eléctricos en el mundo moderno.
Este documento presenta un modelo matemático para determinar la potencia y el torque en motores de combustión interna mediante la técnica de la aceleración libre. Describe los métodos directos e indirectos para medir estas variables, incluyendo dinamómetros, sensores de velocidad y aceleración, así como el desarrollo de un sistema de instrumentación y adquisición de datos. Finalmente, detalla los ensayos experimentales realizados tanto en laboratorio como en campo para validar el modelo planteado.
Ahorro de energia en motores.tecnologia wegizafreddy2b
Este documento describe la historia y operaciones de WEG, una compañía brasileña que fabrica motores eléctricos. Explica cómo los motores de inducción con jaula de ardilla son muy populares debido a su eficiencia y bajo costo, pero tenían limitaciones en el arranque y control de velocidad. Sin embargo, los inversores de frecuencia han mejorado estas características, haciendo que los motores de inducción sean una excelente opción cuando se usan con inversores de frecuencia.
El documento proporciona información sobre la conducción racional basada en normas de seguridad. En particular, se enfoca en explicar la cadena cinemática del vehículo, incluyendo el motor, transmisión y otros componentes clave, y cómo entender y optimizar su funcionamiento para mejorar la seguridad y eficiencia.
1. La mecánica automotriz se refiere al estudio y reparación de vehículos motorizados. Un técnico en mecánica automotriz diagnostica, previene y repara autos, y tiene la obligación de reportar el estado de un vehículo.
2. El documento cubre el funcionamiento del motor de combustión interna, incluyendo su clasificación, medidas de seguridad, y los cuatro tiempos del ciclo Otto: admisión, compresión, trabajo y escape.
3. También se describen conceptos como servicios preventivos
Practica de curvas cracteristicas de un motor dieselFredy Toscano
Este documento presenta los resultados de una práctica para determinar las curvas características de un motor de combustión interna, incluyendo potencia, par motor y consumo de combustible a diferentes revoluciones por minuto. Se describe el motor diésel de prueba, el banco de pruebas y sus componentes, así como los procedimientos realizados. Finalmente, se incluyen tablas con los resultados de potencia, par motor y consumo obtenidos a diferentes regímenes.
El documento describe diferentes métodos de arranque manual y automático para motores de corriente directa. Explica que los arrancadores manuales consisten en resistencias que se incorporan y eliminan del circuito de forma gradual para limitar la corriente inicial. También describe combinadores magnéticos automáticos que cierran interruptores de forma secuencial en intervalos de tiempo definidos o basados en la corriente del motor para controlar su arranque y velocidad de forma automática.
El documento describe los principios fundamentales de las máquinas eléctricas. Define máquina eléctrica como un dispositivo que transforma energía en energía electromagnética o electromecánica. Explica que los generadores transforman energía mecánica en eléctrica, mientras que los motores transforman energía eléctrica en mecánica. Además, clasifica las máquinas eléctricas en rotativas y estáticas, e introduce conceptos como estator, rotor, campo magnético giratorio y deslizamiento para describir el funcionamiento
Este documento describe diferentes métodos de arranque de motores de corriente directa, incluyendo métodos manuales y automáticos. Explica cómo los arrancadores manuales funcionan mediante la incorporación y eliminación gradual de resistencias en el circuito del motor. También describe varios tipos de arrancadores automáticos que usan contactores magnéticos para cortocircuitar resistencias de forma automática. Por último, explica cómo invertir el giro de un motor de corriente directa cambiando la polaridad en sus bornes.
Este documento resume los principales tipos de máquinas eléctricas rotativas, incluyendo motores de inducción, máquinas síncronas, motores de corriente continua y motores monofásicos. Explica el principio de funcionamiento de los motores de inducción trifásicos, describiendo cómo el campo magnético giratorio inducido en el estátor crea un par motor en el rotor. También cubre aspectos constructivos como la jaula de ardilla, el bobinado del rotor y el circuito equivalente, así como el balance de potencias y la característica
El documento describe los diferentes tipos de motores eléctricos, incluyendo motores asíncronos, síncronos y universales. Los motores asíncronos se usan comúnmente en la industria y funcionan mediante la inducción de un campo magnético giratorio en el rotor por parte del estator. Los motores síncronos mantienen una velocidad constante y se usan en máquinas que requieren velocidad fija. Los motores universales pueden funcionar con corriente alterna o continua y se usan comúnmente en herramientas eléct
El documento describe los generadores síncronos. Estos son máquinas eléctricas rotativas que convierten energía mecánica en energía eléctrica. Funcionan mediante la inducción de una tensión en el estator por un campo magnético giratorio producido en el rotor. Juegan un papel importante en la generación de energía eléctrica y la estabilidad de los sistemas de potencia.
Este documento describe los principios básicos de las máquinas eléctricas rotativas. Explica que existen dos tipos principales: generadores, que convierten energía mecánica en eléctrica, y motores, que hacen lo contrario. Además, clasifica las máquinas eléctricas rotativas según el tipo de corriente que utilizan (continua o alterna) y otros factores. Finalmente, detalla los componentes clave de estas máquinas, como el inductor, inducido y escobillas, y los principios de funcionamiento de
Este documento describe las máquinas síncronas, incluyendo sus características constructivas y de operación. Explica que los motores síncronos funcionan a una velocidad fija determinada por la frecuencia de alimentación, y que pueden operar absorbiendo o suministrando potencia reactiva dependiendo de la excitación del rotor. También describe el proceso de arranque y sincronización, así como la capacidad de desarrollar par de torsión bajo carga variable.
Este documento describe la constitución y funcionamiento de los motores eléctricos. Explica que los motores eléctricos transforman energía eléctrica en energía mecánica y se clasifican según el tipo de corriente que utilizan, siendo los más comunes los motores de corriente alterna asíncronos. Detalla que estos motores están formados por un circuito magnético fijo en el estátor y uno móvil en el rotor, unido al eje por rodamientos, y que la velocidad de giro depende de la f
Este documento proporciona información sobre la instalación y cálculo de motores eléctricos. Explica que una instalación incorrecta puede causar accidentes, por lo que debe ser realizada por personal calificado. Luego presenta conceptos como potencia trifásica, tensiones trifásicas y cálculo de sección de conductores. También incluye tablas para calcular la corriente de motores y ecuaciones para determinar la corriente, fusibles y protecciones para motores monofásicos y trifásicos.
El documento presenta información sobre motores eléctricos. Explica los principios básicos de funcionamiento de los motores eléctricos, incluyendo los principios de inducción electromagnética y las fuerzas de atracción y repulsión entre polos magnéticos. También describe los diferentes tipos de motores eléctricos como motores de corriente continua y de corriente alterna, e incluye información sobre clasificación, partes, aplicaciones y sistemas de regulación de velocidad.
Este documento proporciona información sobre los motores eléctricos trifásicos. Explica que estos motores funcionan convirtiendo energía magnética en energía mecánica mediante un campo magnético rotatorio generado por los devanados del estator. También describe los componentes principales del motor trifásico como el estator y el rotor, así como conceptos clave como la velocidad de sincronismo, el par motor y resistente, y las intensidades de corriente. Finalmente, analiza la potencia y el rendimiento del motor trifásico.
Este documento describe el diseño e implementación de un sistema electrónico vehicular con seguridad y GPS utilizando Raspberry Pi y hardware libre. El sistema incluirá una pantalla táctil LCD dentro del vehículo y control remoto a través de una aplicación móvil. Se utilizarán Raspberry Pi, Arduino y comunicaciones inalámbricas para desarrollar el sistema, el cual proveerá funciones de seguridad, posicionamiento y monitoreo del vehículo.
PLC y Electroneumatica: Esquemas prácticos de automatismos eléctricos cableadosSANTIAGO PABLO ALBERTO
Este documento presenta esquemas y montajes prácticos de automatismos eléctricos cableados y programados, incluyendo: 1) arranque y paro de motores mediante pulsadores y temporizadores, 2) arranque estrella-triángulo, 3) control de velocidad con variador de frecuencia, 4) escalera mecánica, portón corredizo y semáforo. También incluye ejercicios de automatismos con PLC, documentos de apoyo y bibliografía.
Presentación de conceptos básicos de Máquinas Sincrónicas. Aspectos constructivos, principio de funcionamiento, El alternador sincrónico, circuito equivalente, la impedancia sincrónica, la regulación de tensión.
Este documento describe los diferentes tipos de motores eléctricos, incluyendo motores de corriente alterna y continua. Explica que los motores eléctricos se impulsan por cargas electrónicas en lugar de combustible fósil. También describe varios tipos específicos de motores, como motores trifásicos, monofásicos, síncronos y de inducción. Concluye destacando la importancia de los motores eléctricos en el mundo moderno.
Este documento presenta un modelo matemático para determinar la potencia y el torque en motores de combustión interna mediante la técnica de la aceleración libre. Describe los métodos directos e indirectos para medir estas variables, incluyendo dinamómetros, sensores de velocidad y aceleración, así como el desarrollo de un sistema de instrumentación y adquisición de datos. Finalmente, detalla los ensayos experimentales realizados tanto en laboratorio como en campo para validar el modelo planteado.
Ahorro de energia en motores.tecnologia wegizafreddy2b
Este documento describe la historia y operaciones de WEG, una compañía brasileña que fabrica motores eléctricos. Explica cómo los motores de inducción con jaula de ardilla son muy populares debido a su eficiencia y bajo costo, pero tenían limitaciones en el arranque y control de velocidad. Sin embargo, los inversores de frecuencia han mejorado estas características, haciendo que los motores de inducción sean una excelente opción cuando se usan con inversores de frecuencia.
El documento proporciona información sobre la conducción racional basada en normas de seguridad. En particular, se enfoca en explicar la cadena cinemática del vehículo, incluyendo el motor, transmisión y otros componentes clave, y cómo entender y optimizar su funcionamiento para mejorar la seguridad y eficiencia.
1. La mecánica automotriz se refiere al estudio y reparación de vehículos motorizados. Un técnico en mecánica automotriz diagnostica, previene y repara autos, y tiene la obligación de reportar el estado de un vehículo.
2. El documento cubre el funcionamiento del motor de combustión interna, incluyendo su clasificación, medidas de seguridad, y los cuatro tiempos del ciclo Otto: admisión, compresión, trabajo y escape.
3. También se describen conceptos como servicios preventivos
Practica de curvas cracteristicas de un motor dieselFredy Toscano
Este documento presenta los resultados de una práctica para determinar las curvas características de un motor de combustión interna, incluyendo potencia, par motor y consumo de combustible a diferentes revoluciones por minuto. Se describe el motor diésel de prueba, el banco de pruebas y sus componentes, así como los procedimientos realizados. Finalmente, se incluyen tablas con los resultados de potencia, par motor y consumo obtenidos a diferentes regímenes.
Este documento presenta un libro sobre motores de combustión interna escrito por el Ingeniero Jim Palomares Anselmo. El libro describe los diferentes sistemas de un vehículo automotor y tipos de motores, incluyendo una clasificación detallada de motores de combustión interna. También explica los ciclos termodinámicos de los motores y cómo realizar una prueba de compresión para diagnosticar problemas.
Este documento resume la historia de los motores de combustión interna desde sus inicios a principios del siglo XIX hasta su desarrollo en el siglo XX. Explica que los primeros intentos de crear un motor de explosión se remontan a 1800, pero que fue Nikolaus Otto quien desarrolló con éxito el motor de cuatro tiempos en 1876. Más tarde, Gottlieb Daimler sustituyó el gas por gasolina como combustible e hizo que los motores fueran aptos para vehículos. Por otro lado, Rudolf Diesel inventó el motor
Cilindrada y volumen de u motor de combustion internaFermin Mamani Ph
El documento explica los conceptos fundamentales relacionados con el cálculo de la cilindrada en motores diésel, incluyendo el punto muerto superior, punto muerto inferior, diámetro, carrera, volumen de desplazamiento, cilindrada unitaria y cilindrada total. También define la relación de compresión y ofrece ejemplos para calcular la cilindrada y el volumen de la cámara de combustión.
El documento describe los diferentes tipos de motores de combustión interna, incluyendo motores Otto, Diesel, de dos tiempos y Wankel. Explica las clasificaciones, ciclos de trabajo, sistemas y partes de cada motor. También destaca las diferencias entre motores Diesel y Otto, así como las características y ciclos de trabajo de los motores de dos tiempos y Wankel.
Este documento trata sobre la eficiencia energética en motores eléctricos. Explica los tipos de motores asíncronos, su principio de funcionamiento, y la relación entre la eficiencia y el deslizamiento. También proporciona una guía práctica para el cálculo de potencias requeridas para diferentes máquinas y mecanismos accionados por motores eléctricos.
Este documento trata sobre la eficiencia energética en motores eléctricos. Explica los tipos de motores asíncronos, su principio de funcionamiento, y la relación entre la eficiencia y el deslizamiento. También proporciona una guía práctica para calcular la potencia requerida para diferentes aplicaciones de motores como bombas, elevación de agua, maquinaria industrial y mecanismos de elevación.
Motores y generadores de corriente continualuijama
Este documento presenta información sobre motores y generadores de corriente continua. Explica las ecuaciones fundamentales de estas máquinas y describe sus principales componentes como el estator, rotor, devanados de campo y bobinas. También cubre temas como los tipos de motores y generadores de cc, su principio de funcionamiento, aplicaciones y selección, particularidades de arranque y control, posibles fallas y mantenimiento. El objetivo es analizar las diferencias con máquinas de ca e investigar a fondo estas máquinas eléctricas de importancia en la
Este documento describe el control electrónico de motores industriales mediante el uso de un circuito integrado CI 4541B. Se explican conceptos teóricos sobre motores de corriente continua como fuerza electromotriz, torque y potencia. Luego, se detalla la implementación de un motor paso a paso unipolar monofásico utilizando el CI 4541B como temporizador programable para cambiar la dirección del motor en un tiempo determinado. Finalmente, se incluyen diagramas del circuito y tablas para la programación del temporizador.
Los generadores síncronos tambien conocidos como alternadores son máquinas que se utilizan para convertir potencia mecánica en potencia eléctrica de ca. De esta forma, para los sistemas eléctricos de potencia, el generador síncrono es parte fundamental en las plantas de generación de energía eléctrica. Por lo tanto, es necesario tener conocimiento de los principios básicos de su conformación y operación.
Este documento describe un experimento para implementar un freno dinámico y la inversión del sentido de giro en dos motores de inducción utilizando un PLC. Se diseñó un programa en PLC para controlar el freno dinámico y la inversión mediante la aplicación de corriente continua a los motores usando un puente rectificador. El experimento determinó que una tensión de CC de 30 voltios era adecuada para frenar los motores de manera efectiva.
Este documento presenta los ensayos de campo realizados por el IITREE-LAT para verificar el desempeño de motogeneradores que conforman recursos de energía distribuida en Argentina. Se describen dos centrales eléctricas equipadas con motogeneradores y se presentan modelos del generador síncrono, del sistema de control de velocidad-potencia y del sistema de control de tensión para cada una. Los resultados de las simulaciones se comparan con los registros de campo.
Este documento describe los principios básicos detrás del sistema de carga de un automóvil. Explica cómo funciona la inducción electromagnética para generar electricidad en un alternador al moverse una bobina dentro de un campo magnético. También describe los componentes clave como el alternador, regulador y batería, y cómo trabajan juntos para cargar la batería y suministrar energía eléctrica al vehículo.
Este documento describe el funcionamiento y pruebas del sistema de carga de un automóvil. Se divide en tres secciones: la primera explica cómo funcionan el alternador y el regulador de voltaje, la segunda detalla el funcionamiento y mantenimiento de la batería, y la tercera cubre las pruebas a realizar para diagnosticar problemas en el sistema de carga.
Este documento presenta un resumen de los diferentes tipos de máquinas eléctricas, incluyendo generadores, motores y transformadores. Explica conceptos básicos como electromagnetismo e inducción electromagnética. Describe alternadores y motores síncronos y asíncronos. Además, cubre temas como clasificación de motores de corriente alterna, arranques, frenado y variación de velocidad en motores.
Este documento presenta una guía de laboratorio sobre sistemas de arranque y carga. Explica los componentes y funcionamiento de estos sistemas, e incluye actividades de diagnóstico y reparación simulada utilizando un simulador. El objetivo es que los estudiantes aprendan a identificar problemas y encontrar soluciones de forma rápida y precisa.
Este documento presenta un resumen de diferentes técnicas para controlar la velocidad de motores eléctricos. Describe métodos para motores CC como el uso de rectificadores controlados y choppers. Para motores CA asíncronos, explica la regulación mediante control de tensión y frecuencia aplicada al estator, y el control escalar de tensión y frecuencia. También cubre el uso de resistencias adicionales en el rotor y control vectorial. Para motores CA síncronos, analiza la regulación en lazo abierto y cerrado.
Este documento describe el funcionamiento y cálculo de motores de inducción monofásicos y trifásicos. Explica que los motores de inducción son ampliamente utilizados debido a su variedad de usos. Detalla el circuito equivalente de un motor trifásico y las ecuaciones para calcular el torque máximo y deslizamiento óptimo. También analiza las pérdidas en el cobre, por deslizamiento y con el rotor bloqueado. Concluye resaltando la importancia del motor de inducción para la sociedad moderna.
Este documento presenta información sobre diferentes tipos de motores. Brevemente describe los motores eléctricos y de combustión interna, incluyendo motores de corriente continua y de inducción. También cubre conceptos como motores de combustión externa e interna, así como características de motores diesel y híbridos. El documento proporciona una introducción general a los tipos de motores más comunes.
Este documento describe las máquinas eléctricas, incluyendo transformadores, motores de corriente continua y de corriente alterna. Explica el funcionamiento, tipos y aplicaciones de los transformadores y los diferentes tipos de motores de corriente continua como serie, shunt y compound. También cubre conceptos como intensidad nominal, intensidad de arranque y par motor.
Analisis del cortocircuito entre espiras de un motort de induccion tipo jaula...Darío Díaz
Este documento analiza el par electromagnético y la impedancia de secuencia inversa de un motor de inducción de 3HP con una falla de cortocircuito entre espiras en su devanado estatórico, usando el método de elementos finitos. Explica que la impedancia de secuencia inversa puede usarse para diagnosticar fallas entre espiras, ya que es poco sensible a cambios en el deslizamiento a diferencia de la impedancia de secuencia directa. También describe los circuitos equivalentes de secuencia directa e inversa de un motor de inducción.
Este documento presenta una descripción fenomenológica del funcionamiento de generadores eólicos con máquinas eléctricas de imanes permanentes. Se consideran dos configuraciones de máquinas: una con el eje de rotación anclado a las palas y al rotor interno, y otra con el eje fijo y las palas ancladas al rotor externo. Se describe el flujo de energía desde la rotación de las palas impulsadas por el viento, hasta la generación de electricidad en el estator. Adicionalmente, se recomienda el diseño
Este documento describe el mantenimiento del sistema de arranque de motores de vehículos. Explica el funcionamiento del motor de arranque basado en la interacción de campos magnéticos y la generación de fuerza contraelectromotriz. Describe los componentes principales como el rotor, estátor y colector, y los diferentes tipos de motores de arranque. También cubre el circuito de arranque, la verificación y pruebas del sistema, y el mantenimiento de sus componentes.
Este documento describe el mantenimiento del sistema de arranque del motor de un vehículo. Explica los componentes principales del motor de arranque, incluyendo el rotor, estátor, bobinas y carcasa. También describe el principio de funcionamiento del motor de arranque basado en la interacción de campos magnéticos creados por corrientes eléctricas, y la fuerza contraelectromotriz generada cuando el rotor gira. El documento proporciona información sobre el mantenimiento e inspección de los sistemas de arranque de vehículos
Semana 2 material apoyo Sensores_y_actuadores_en_motores.pdfAbelg9
Este documento describe los diferentes tipos de sensores y actuadores utilizados en motores de automóviles. Explica las clasificaciones de sensores como magnéticos, de efecto Hall, de conductividad eléctrica, termoeléctricos, fotoeléctricos, piezoeléctricos, de ultrasonido y de radiofrecuencia. También describe las clasificaciones de actuadores como electromagnéticos, calefactores, electromotores y pantallas de cristal líquido. Proporciona ejemplos detallados de aplicaciones de est
TIA portal Bloques PLC Siemens______.pdfArmandoSarco
Bloques con Tia Portal, El sistema de automatización proporciona distintos tipos de bloques donde se guardarán tanto el programa como los datos
correspondientes. Dependiendo de la exigencia del proceso el programa estará estructurado en diferentes bloques.
Los puentes son estructuras esenciales en la infraestructura de transporte, permitiendo la conexión entre diferentes
puntos geográficos y facilitando el flujo de bienes y personas.
Presentación Aislante térmico.pdf Transferencia de calorGerardoBracho3
Las aletas de transferencia de calor, también conocidas como superficies extendidas, son prolongaciones metálicas que se adhieren a una superficie sólida para aumentar su área superficial y, en consecuencia, mejorar la tasa de transferencia de calor entre la superficie y el fluido circundante.
ESPERAMOS QUE ESTA INFOGRAFÍA SEA UNA HERRAMIENTA ÚTIL Y EDUCATIVA QUE INSPIRE A MÁS PERSONAS A ADENTRARSE EN EL APASIONANTE CAMPO DE LA INGENIERÍA CIVIŁ. ¡ACOMPAÑANOS EN ESTE VIAJE DE APRENDIZAJE Y DESCUBRIMIENTO
2. ELABORADO POR::
UNIVERSIDAD DEL ATLÁNTICO
GRUPO DE GESTIIÓN EFIICIIENTE DE ENERGÍÍA,, KAII::
DR.. JUAN CARLOS CAMPOS AVELLA,, IINVESTIIGADOR PRIINCIIPAL..
MSC.. EDGAR LORA FIIGUEROA,, COIINVESTIIGADOR..
MSC.. LOURDES MERIIÑO STAND,, COIINVESTIIGADOR..
MSC.. IIVÁN TOVAR OSPIINO,, COIINVESTIIGADOR..
IING.. ALFREDO NAVARRO GÓMEZ,, AUXIILIIAR DE IINVESTIIGACIIÓN..
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE OCCIDENTE
GRUPO DE IINVESTIIGACIIÓN EN ENERGÍÍAS,, GIIEN::
MSC.. ENRIIQUE CIIRO QUIISPE OQUEÑA,, COIINVESTIIGADOR..
MSC.. JUAN RIICARDO VIIDAL MEDIINA,, COIINVESTIIGADOR..
MSC.. YURII LÓPEZ CASTRIILLÓN,, COIINVESTIIGADOR..
ESP.. ROSAURA CASTRIILLÓN MENDOZA,, COIINVESTIIGADOR..
ASESOR
MSC.. OMAR PRIIAS CAIICEDO,, COIINVESTIIGADOR..
UN PROYECTO DE LA UNIIDAD DE PLANEACIIÓN MIINERO
ENERGÉTIICA DE COLOMBIIA ((UPME)) Y EL IINSTIITUTO
COLOMBIIANO PARA EL DESARROLLO DE LA CIIENCIIA Y LA
TECNOLOGÍÍA.. ““FRANCIISCO JOSÉ DE CALDAS”” ((COLCIIENCIIAS))..
3. ______________________________________________________
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN MOTORES ELÉCTRICOS
i
CONTENIIDO
Pág.
1.. TIIPOS Y APLIICACIIONES…………………………………………………………………………………………………….. 1
2.. PRIINCIIPIIO DE FUNCIIONAMIIENTO……………………………………....…………………………………….. 2
3.. DIIAGRAMA ENERGÉTIICO DEL MOTOR ELÉCTRIICO…………........………………...... 4
4.. RELACIIÓN ENTRE EFIICIIENCIIA ( ) Y DESLIIZAMIIENTO (S)
EN MOTORES………………........................................................................................................................................................ 5
5.. SIISTEMAS DE FUERZA………………………………………………………………………………………………………….. 7
6.. CÁLCULO DE POTENCIIAS PARA MÁQUIINAS.......................................................................... 8
7.. CARACTERÍÍSTIICAS QUE DEFIINEN UN MOTOR……………………………………………… 15
8.. RECOMENDACIIONES PARA MEJORAR EL USO DE MOTORES
ELÉCTRIICOS……………………………………………………………………………………………………………………………….... 16
8..1 SELECCIÓN CORRECTA DE LA POTENCIA DEL MOTOR……………………………………………… 16
8..2 MEJORAR LA CALIDAD DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA DE LA IINSTALACIÓN………… 17
8..2..1 Manttener llos Niivelles de Tensiión cercano all Vallor Nomiinall………….......... 17
8..2..2 Miiniimiizar ell Desequiilliibriio de Tensiiones…………………………………………....………….......... 18
8..2..3 Diismiinuiir lla Diisttorsiión Armóniica de lla Red……………………………………..………….......... 19
8..3 REDUCIR LA CARGA MECÁNICA SOBRE EL MOTOR....……………………………………………….... 20
8..3..1 Recomendaciiones para Ahorrar Energíía en Bombas y
Venttiilladores……………………………………………………………………………………………………………………………… 20
8..3..2 Recomendaciiones para Ahorro de Energíía en ell Uso de Siisttemas
de Transmiisiión Mecániica…………………………………………………………………………....………….......... 20
8..4 USAR MOTORES ELÉCTRICOS DE ALTA EFICIENCIA……………………………………………….... 21
8..4..1 Venttajjas de llos Mottores de Alltta Effiiciienciia……………………………………....………….......... 22
8..4..2 Liimiittaciiones de llos Mottores de Alltta Effiiciienciia …………………………………………........ 22
8..4..3 Recomendaciiones para lla Aplliicaciión de Mottores de Alltta
Effiiciienciia…………………………………………………………………………………………………………………………………….. 22
8..4..4 Evalluaciión Económiica para lla Aplliicaciión de Mottores de Alltta
Effiiciienciia…………………………………………………………………………………………………………………………………….. 23
8..5 USAR CONTROLADORES ELECTRÓNICOS DE VELOCIDAD…………………………………….... 24
8..5..1 Usando Troceadores de Tensiión……………………………………………………………………………… 24
8..5..2 Usando Variiadores Ellecttróniicos de Vellociidad …………………………………………........ 24
8..6 USAR MÉTODOS DE MANTENIMIENTO CENTRADOS EN LA EFICIENCIA………….... 25
8..6..1 Evalluar lla Effiiciienciia de llos Mottores Ellécttriicos en Siittiio....……………………........ 25
4. 8..6..2 Reparaciión Effiiciientte de llos Mottores Ellécttriicos....……………………………………........ 26
8..6..3 Rempllazando llos Mottores en Lugar de Rebobiinarllos…………………………........ 26
9.. CONCLUSIIONES………………………………………………………………………………………………………………………… 27
REFERENCIIAS BIIBLIIOGRÁFIICAS....…………………………………………………………………………………… 28
______________________________________________________
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN MOTORES ELÉCTRICOS
Pág.
ii
5. ______________________________________________________
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN MOTORES ELÉCTRICOS
1
1.. TIIPOS Y APLIICACIIONES
Los motores de inducción son máquinas eléctricas, las cuales han tenido mayor
aplicación en la industria y artefactos electrodomésticos. Estas máquinas son los
principales convertidores de energía eléctrica en mecánica (actualmente los
motores de inducción consumen casi la mitad de la energía eléctrica generada).
Su uso es, principalmente, en calidad de mando eléctrico en la mayoría de los
mecanismos, ello se justifica por la sencillez de su fabricación, su alta confiabilidad
y un alto valor de eficiencia.
Hay 2 tipos de motores de inducción; los de rotor de jaula de ardilla y los de rotor
de anillos rozantes.
En la siguiente tabla se muestra los Datos Nominales de los Motores Eléctricos.
Tabla 1. Datos Nominales de los Motores Eléctricos
DATOS UNIIDADES
Potencia kW ó HP
Tensión de Servicio kV ó V
Frecuencia Hz
Corriente Nominal Amp.
Corriente de Arranque Amp.
Factor de Potencia Cos
Eficiencia %
6. f
60
n 1
1
______________________________________________________
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN MOTORES ELÉCTRICOS
2
2.. PRIINCIIPIIO DE FUNCIIONAMIIENTO
El motor de inducción esta formado por dos sistemas de devanados, uno se
coloca en el estator y el otro en el rotor. Entre el estator y rotor se tiene un
entrehierro, cuya longitud se trata de, en lo posible, hacerlo pequeño (0.1 - 0.9
mm), con lo que se logra mejorar el acople magnético entre los devanados.
Figura 1. Motor de Inducción.
A v
R
S
T
V
Bobinas de
Estator
Rotor
Eje del
Rotor
Red
Trifásica
El devanado del estator puede ser monofásico o trifásico (en caso general
polifásico). En lo sucesivo se analiza el motor trifásico, cuyas bobinas se colocan
en las ranuras interiores del estator. Las fases del devanado del estator AX, BY,
CZ se conectan en tipo estrella Y o triángulo , cuyos bornes son conectados a la
red.
El devanado del rotor también es trifásico (o polifásico) y se coloca en la superficie
del cilindro. En el caso simple se une en corto circuito.
Cuando el devanado del estator es alimentado por una corriente trifásica, se
induce un campo magnético giratorio, cuya velocidad (síncrona) es:
p
Si el rotor está en reposo o su velocidad n nsinc, entonces el campo magnético
giratorio traspasa los conductores del devanado rotórico e inducen en ellos una
Fem. Por la regla de la mano derecha se puede deducir la dirección de la Fem.,
inducida en los conductores del rotor cuando el flujo magnético gira en sentido
7. contrario. La componente activa de la corriente Irot se encuentra en fase con la
Fem., inducida.
Sobre los conductores con corriente, empleados en el campo magnético, actúan
fuerzas electromagnéticas cuya dirección se determina por la regla de la mano
izquierda; estas fuerzas crean un Momento electromagnético, MElmagn que arrastra
al rotor tras el campo magnético. Si este MElmagn es lo suficientemente grande
entonces el rotor va a girar y su velocidad n2 va a corresponder a la igualdad.
n n
1 2
n
______________________________________________________
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN MOTORES ELÉCTRICOS
3
ElmagnEst. Freno Rot. M M
Este es el funcionamiento de la máquina en régimen de motor y es evidente en
este caso.
0 n2 n1
A la diferencia de velocidades entre el campo magnético y el rotor se le llama
deslizamiento y se representa por el símbolo s.
1
s
De donde se deduce que en el régimen de motor 0 s 1
En generador: s 0
En frenado electromagnético: s 1
La principal característica de los motores de inducción es la presencia del
deslizamiento s, ósea la desigualdad de velocidades entre el campo del estator y
la velocidad del rotor n2 n1.
8. Est Adic Pe P Rot P Fric Adic P P
______________________________________________________
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN MOTORES ELÉCTRICOS
4
3.. DIIAGRAMA ENERGÉTIICO DEL MOTOR ELÉCTRIICO
Cuando el motor está en funcionamiento, el estator se alimenta de la red y
absorbe una potencia:
1 1 1 1 1 P mV I cos
Parte de la P1 se consume (disipa) en la resistencia R del devanado del estator
ocasionando una pérdida eléctrica Pel, así como una pérdida magnética en el
campo del estator PMag, deduciendo dichas componentes, al rotor se le aplica
una potencia electromagnética, que se expresa mediante la siguiente ecuación de
balance energético:
Elmagn Mag P P Pe P 1 1
Parte de esta potencia se disipa en cubrir las pérdidas eléctricas del rotor Pe2 en
su devanado, la potencia resultante es aquella que va a ser convertida en potencia
mecánica, expresado por:
2 P P Pe Mec Elmagn
En las máquinas de anillos rozantes, además se tienen pérdidas en las escobillas
de contacto, las cuales se añade a la pérdida Pe2.
La potencia mecánica obtenida en el árbol del eje del rotor, se obtiene luego de
vencer su inercia y otras pérdidas adicionales, obteniéndose una potencia P2:
Mec Fric Adic P P P P 2
Figura 2. Diagrama Energético en un motor eléctrico.
Eje del
Motor
Red P1
Trifásica
PElmag Pmec
P2
PÉRDIDAS::
9. 4.. RELACIIÓN ENTRE EFIICIIENCIIA ( ) Y DESLIIZAMIIENTO (S) EN MOTORES
Para definir la relación entre la Eficiencia y el Deslizamiento s en los motores, se
analiza la eficiencia mediante la relación:
P
2
P Pe P P
Elmag Fric Adic
Elmagn P
P Pe
1 2 2
Elmagn 1
______________________________________________________
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN MOTORES ELÉCTRICOS
5
1º º 2
2
1 1
Elmagn
Elmagn
P
P
P
P
P
Donde 1 y 2: Eficiencias del estator y del rotor.
Teniendo en cuenta:
Elmagn
P
P2 2
2
Entonces es válida la siguiente relación:
s
P
Pe
P
Elmagn Elmagn
2
Por lo tanto: 2 (1 - s)
Del análisis realizado se puede concluir con lo siguiente:
Para que un motor funcione en su régimen nominal con una alta eficiencia, es
necesario que en este régimen se tenga un deslizamiento s de pequeña magnitud.
Por lo general snom = 0.01 - 0.06, para ello el devanado del rotor lo diseñan de tal
forma que tenga una resistencia óhmica pequeña.
10. ______________________________________________________
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN MOTORES ELÉCTRICOS
6
5.. SIISTEMAS DE FUERZA
En una planta industrial, se denomina sistema de fuerza al conjunto de todos los
equipos e instalaciones que tiene por objeto realizar un trabajo mecánico y/o de
producción. El equipo eléctrico que puede realizar trabajo mecánico es el motor
eléctrico, y por lo tanto son estos equipos los principales dentro del proceso de
producción. El sistema de fuerza a su vez, en una planta es alimentado con
energía desde una subestación de distribución del servicio público de electricidad.
De lo sucintamente descrito se observan la importancia de las máquinas eléctricas
en la industria.
Cabe señalar que los sistemas de refrigeración y calefacción también forman parte
del sistema de fuerza en una instalación eléctrica de tipo industrial.
En el caso de los sistemas de uso residencial - comercial, el sistema de fuerza
está conformado por los circuitos principales de iluminación, aire acondicionado y
sistemas auxiliares (bombas, ascensores, etc.)
11. ______________________________________________________
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN MOTORES ELÉCTRICOS
7
6.. CÁLCULO DE POTENCIIAS PARA MÁQUIINAS
a.. Potencia para el Motor que Acciona una Bomba.
h
P Q.d.
donde:
P: Potencia en kW.
Q: Caudal en m3/s.
d: Peso específico en N/dm3.
h: Altura de la elevación en m.
: Rendimiento mecánico.
b. Potencia para Elevación de Agua.
75
.
h
P Q
donde:
P: Potencia en CV.
Q: Caudal en m3/s.
h: Altura de la elevación en m.
: Rendimiento mecánico.
c. Potencias para Máquinas Diversas (Prientativas).
Máquinas Herramientas para Metales.
EQUIIPO POTENCIIA
Torno Revolver 3 a 20
Torno Paralelo 3 a 45
Torno Automático 1 a 15
Fresadora 1 a 25
Rectificadora 1 a 30
Martillos pilón 10 a 100
Cizallas 1 a 40
Máquinas de cortar y roscar 1 a 20
Taladradoras verticales 1 a 10
Taladradoras radiales 10 a 40
Mandrinadoras 10 a 30
12. ______________________________________________________
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN MOTORES ELÉCTRICOS
8
Industria de la Construcción.
EQUIIPO POTENCIIA
Hormigoneras 3 a 6
Muela, perforadoras, sierras 1 a 3
Cintas transportadoras 2 a 5
Máquinas para trabajar Madera.
EQUIIPO POTENCIIA
Sierra de cinta 0.5 a 6
Sierra circular 2 a 6
Taladradoras 2 a 4
Cepilladoras 20 a 75
Tornos 1 a 15
Máquinas Agrícolas.
EQUIIPO POTENCIIA
Empacadoras de paja 2 a 5
Trilladoras 7 a 15
Centrifugadoras de leche 0.5 a 3
Elevadores de granos 1 a 3
Elevadores de sacos 1 a 3
Limpiadores de grano 1 a 3
d. Potencia de un Motor para Mecanismos de Elevación.
1000
.
v
P F
donde:
P: Potencia mínima del motor en kW.
F: Fuerza resistente a la marcha en N (F= m. g).
v: Velocidad en m/s.
: Rendimiento mecánico.
g: Aceleración, 9.81m/s2.
13. m m
P P m c car
g . 2 1 P
1 v
P F
______________________________________________________
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN MOTORES ELÉCTRICOS
9
e. Potencia de un Motor para un Mecanismo Giratorio.
9,550
.
N
P M
donde:
P: Potencia mínima del motor en kW.
M: Par de giro en Nm.
N: Revoluciones por min-1.
f. Potencia de un Motor para el Accionamiento de Grúas con Accionamiento
Unilateral del Carro.
m
donde:
P: Potencia en kW.
P1: Potencia mínima necesaria en kW.
mg: Masa de la grúa en Kg.
mc: Masa del carro en Kg.
mcar: Masa de la carga en Kg.
g. Potencia de un Motor para Mecánico de Traslación.
2 . 9,550
. .
v
P m w T
donde:
P: Potencia en kW.
mT: Peso total en N.
w: Resistencia de traslación 0.007 cojinetes de rodillo 0.020 de fricción.
v: Velocidad de traslación en m x min-1
.
: Rendimiento mecánico.
h. Potencia de un Motor para un Ascensor.
1,000
.
2
donde:
P: Potencia en kW.
F: Fuerza en N
v: Velocidad en m/s
: Rendimiento mecánico.
En ascensores y montacargas, el peso de la cabina y la mitad de la carga útil
quedan compensados por el contrapeso.
14. 9,81
. ,
3. . .cos 2 P V I ,
______________________________________________________
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN MOTORES ELÉCTRICOS
10
i. Potencia Absorbida por un Ventilador
1,000
P Q.Pr .
donde:
P: Potencia en kW.
Q: Caudal en m3 /s
P: Presión en mm de columna de agua.
: Rendimiento mecánico.
j. Potencias para Motores.
Potencia necesaria en una Máquina.
m
N
P M
9,550
m
v
P F
1,000
.
donde:
P: Potencia en kW.
M: Par de giro de la máquina en Nm.
N: Número de revoluciones por minuto.
m: Rendimiento de la máquina.
F: Fuerza (peso, fricción) en N.
Potencia Absorbida por un Motor Trifásico
3. . .cos 1 P V I ,
735
1,000
3. . .cos 3 P V I
donde:
P1: Potencia en W.
P2: Potencia en CV.
P3: Potencia en kW.
V: Tensión nominal en V.
I: Intensidad nominal en A
Cos : Factor de potencia.
Potencia Desarrollada por un motor Trifásico.
1,000
3. . .cos . 1 P V I
donde:
P: Potencia en kW.
: Rendimiento del motor a la potencia nominal.
15. ______________________________________________________
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN MOTORES ELÉCTRICOS
11
Potencia Absorbida por un Motor de Corriente Continua.
P V. I ,
1,000
. 1
I
P V
donde:
P: Potencia en W.
V: Tensión de inducido en V.
I: Intensidad nominal en A.
P1: Potencia en kW.
Potencia Absorbida por un Motor Monofásico de Corriente Alterna.
P V. I.cos ,
1,000
. .cos 1 P V I
donde:
P: Potencia en W.
P1: Potencia en kW.
Equivalencias.
ICV = 736 W (735,4987 W)
IHP = 746 W (745,6999 W), caballo de vapor Ingles
1kW = 1,36 CV
1MW = 106 W =1,000 kW
k. Valores Modificados para un Funcionamiento a 60 Hz.
Los motores bobinados para 50 Hz pueden igualmente ser conectados a redes
de 60 Hz. Las modificaciones de velocidad, potencia y para se indican en el
cuadro siguiente:
BOBIINADO 50 HZ
V
V
VELOCIIDAD
%
POTENCIIA
%
PAR NOMIINAL
%
PAR ARRANQUE
%
220 255 +20 +15 -4 -3
380 440 +20 +15 -4 -3
500 600 +20 +15 -4 -3
220 220 +20 - -17 -17
380 380 +20 - -17 -17
500 500 +20 - -17 -17
Las fluctuaciones de tensión admisibles son del orden de + 5% a la potencia y
frecuencia nominales. Los motores bitensión 220/380 V dan el 100% de
potencia nominal a 220 V y alrededor del 85% a 380 V.
16. Intensidad Absorbida. La intensidad absorbida por un motor trifásico viene
dada por la siguiente fórmula:
P
1000 V
______________________________________________________
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN MOTORES ELÉCTRICOS
12
. . . cos
3
I
donde:
P: Potencia en kW.
V: en voltios.
Como norma general, se puede aplicar un consumo de 3 A tensiones de
220 V y motores pequeños y 2,3 A por CV para motores grandes. Cuando
se trata de motores conectados a tensiones de 380 V (Vf= 380 V), el
consumo es de 1,7 A por CV para motores pequeños y medianos y 1,3 por
CV para motores grandes.
El rendimiento y el factor de potencia varían con la carga. En todos los
casos conviene disponer de las características del motor, entregadas por el
fabricante.
Velocidad (n) La velocidad de los motores depende del número de polos y
de la frecuencia de la red. Seguidamente se señalan las frecuencias de
sincronismo para frecuencia de 50 y 60 Hz, así como el cálculo de la
velocidad sincrónica y asincrónica.
1. Velocidad sincrónica para motores a 50 y 60 Hz.
P
N f
60
donde:
N: Número de revoluciones por minuto.
f: Frecuencia de la red en Hertz.
P: Número de par de polos del motor.
Nº DE POLOS 50 HZ 60 HZ
2 polos 3,000 3,600
4 polos 1,500 1,800
6 polos 1,000 1,200
8 polos 750 900
12 polos 500 600
16 polos 375 450
24 polos 250 300
17. n n
S N
______________________________________________________
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN MOTORES ELÉCTRICOS
13
2. Velocidad Asíncrona.
La velocidad nominal del motor nM con potencia nominal, siempre es menor
que la velocidad síncrona, cuando funciona como motor. La diferencia entre
la velocidad síncrona ns, y la real es el deslizamiento y se define:
x 100%
n
S
S
Si se trata de pequeños accionamientos, por ejemplo y de potencia de
salida de accionamiento 15 kW, el deslizamiento es del 3%
aproximadamente y en los motores de alta eficiencia el deslizamiento es del
orden de 1%, lo que se refleja en sus bajas perdidas.
La relación entre la velocidad del motor y el deslizamiento es:
N S n (1 s ) n
18. ______________________________________________________
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN MOTORES ELÉCTRICOS
14
7.. CARACTERÍÍSTIICAS QUE DEFIINEN UN MOTOR
Tensión (V): Monofásica, trifásica, corriente continua, con diferentes valores
(220V, 380V, 500V).
Potencia (kW): En función a la potencia y tensión vendrá dada la intensidad
(A).
Frecuencia (Hz): En Europa, 50 Hz. En América, 60 Hz.
Velocidad (n): Dependerá de la polaridad del motor y Frecuencia de la red.
Nivel de protección del motor.
Forma constructiva.
Clase de aislamiento (Y...c).
Factor de potencia (cos ).
Tipo de servicio (S1...S7).
Ejecución de la caja de bornas.
Características particulares del motor, además de las generales dadas por el
constructor.
Dimensionado del motor y peso.
Diagramas de par, velocidad, consumos.
Ensayos particulares, cuando se trata de motores especiales, no incluidos en
el catálogo general del fabricante.
A continuación se estudian las principales características de los motores con
carácter general y también particular atendiendo al tipo de motor de que se trate:
1. Tensión (V): Tensiones trifásicas normalizadas a la frecuencia de 50 Hz: 127
V, 220 V, 380 V, 500 V, 1000 V, 3000 V, 15,000 V, 30,000 V, 45,000 V, 66,000
V, etc. De 50 V a 500 V – Tensión usual. De 500 V a 1000 V – Tensión
especial. Las tensiones inferiores a 1,000 V en c.a. se consideran de baja
tensión (B.T). Los motores más usados se alimentan en B.T.
19. En función a la tensión que se dispone en la red, se pedirá el motor,
atendiendo principalmente a su forma de conexión.
Para motores con dos tensiones ( - ). La tensión menor corresponde a la
conexión triángulo ( ) y la tensión mayor a la conexión estrella ( ). Las fases
del motor deben soportar la misma tensión, tanto que se conecte el motor en
estrella, como en triángulo.
Sea por ejemplo un motor en cuya placa de características se lee V=220/380V.
Con red de 220 V conexión triángulo ( ). Vf V V L 220
Con red de 380 V conexión estrella ( ).Vf V V L 3 380 3 220
La mínima tensión, 220 V, corresponde a la tensión a que deben trabajar
las fases del motor
A los motores en general se pide que suministren la potencia señalada en la
placa de características, aunque la tensión difiera en más o menos 5% de su
valor nominal.
Una disminución de tensión lleva consigo un aumento de la intensidad
necesaria para conseguir la potencia nominal a la vez que una mejora del
factor de potencia y un aumento del deslizamiento. El calentamiento también
será mayor.
2. Potencia: La potencia de un motor viene dada en kW o en CV (caballo de
______________________________________________________
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN MOTORES ELÉCTRICOS
15
vapor).
1 kW = 1,000 W 1 HP = 746 W 1 CV = 736 W
3. Frecuencia (F): En los suministros de energía eléctrica las variaciones de
frecuencia están comprendidas en + 1% de variación. Se suele dar el caso de
utilizar motores de 380 V a 50 Hz en redes de 440 V a 60 Hz. La tensión se
debería incrementar en un 20% al pasar de 50 a 60 Hz. Si aplicamos la
tolerancia de + 5% para tensión, 440 V estaría comprendida en dicha tolerancia
(-3.5%). El motor incrementaría su potencia un 20%, como consecuencia del
aumento de velocidad en una 20%, al pasar de 50 a 60 Hz.
20. ______________________________________________________
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN MOTORES ELÉCTRICOS
16
8.. RECOMENDACIIONES PARA MEJORAR EL USO DE MOTORES
ELÉCTRIICOS
Existen varias opciones que permiten lograr el uso eficiente de la energía eléctrica
en la aplicación de motores eléctricos y por lo tanto una reducción de los costos
asociados al consumo de energía. La Figura 3 muestra alguna de estas opciones:
selección correcta de la potencia del motor, mejorar la calidad de la energía
eléctrica, reducir la carga mecánica sobre el motor, usar motores de alta eficiencia,
usar controladores electrónicos de velocidad, aplicar métodos de mantenimiento
centrados en la eficiencia y el usar métodos de reparación que mantengan la
eficiencia del motor.
Figura 3. Oportunidades de Ahorro de Energía en los sistemas de Accionamiento.
8..1 SELECCIÓN CORRECTA DE LA POTENCIA DEL MOTOR..
El primer paso para el ahorro de energía en motores eléctricos es que la potencia
nominal del motor sea debidamente seleccionada. Se recomienda que la potencia
nominal este sobredimensionada en 5 a 15% respecto a la potencia de operación
del motor, con el objetivo de que el motor opere con una eficiencia y un factor de
potencia adecuados. Si el motor seleccionado esta sobredimensionado por encima
del 25% la potencia de operación, resultara que el factor de potencia del motor
disminuirá, lo que incrementara la corriente del motor, aumentando las perdidas en
las líneas y el consumo de la potencia reactiva.
Los procedimientos para el cálculo de la potencia dependen del tipo de carga del
motor, siendo el tipo más común de carga la de servicio continuo. Las tipos de
21. servicio continuo pueden ser de carga constante ó de carga variable. Para las
cargas de servicio continuo con carga constante se recomienda seleccionar una
potencia nominal de aproximadamente 15 % mayor a la carga constante del
motor. Cuando la carga es de servicio continuo con carga intermitente para la
selección de la potencia se pueden usar varios métodos de cálculo [7]: método de
las pérdidas promedio, método de la corriente equivalente, método del momento
equivalente y el método de la potencia equivalente.
______________________________________________________
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN MOTORES ELÉCTRICOS
17
8..2 MEJORAR LA CALIDAD DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA DE LA IINSTALACIÓN..
Los motores eléctricos de inducción están diseñados y fabricados para operar en
las condiciones especificadas en la placa de características, llamadas condiciones
nominales. Asimismo deben ser alimentados con un sistema trifásico simétrico de
tensiones de forma de onda sinusoidal y de magnitud similar a la nominal, es decir
el sistema debe tener una calidad de la potencia eléctrica perfecta. Sin embargo
los sistemas eléctricos industriales generalmente no presentan las condiciones
ideales ni en simetría, forma de onda y magnitud es decir tiene una calidad de
potencia eléctrica disminuida, los fenómenos de calidad de la potencia eléctrica
que se presentan con mayor frecuencia son: tensión simétrica y de magnitud
mayor o menor que la tensión de placa, tensión desequilibrada es decir las tres
fases presentan magnitudes diferentes y forma de onda de la tensión
distorsionada es decir no es una onda sinusoidal pura.
Si la calidad de la potencia eléctrica entregada por la red es baja el motor operara
con mayores perdidas y disminuyendo su tiempo de vida. Por lo tanto es
importante se verifique el grado de calidad de la potencia eléctrica de las
instalaciones eléctricas ó en caso contrario se debe conocer las consideraciones a
tomar en cuenta para la operación segura del motor.
8.2.1 Mantener los Niveles de Tensión cercano al Valor Nominal.
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 tensión
afectan significativamente la eficiencia, el factor de potencia y el tiempo de vida.
22. Tabla 2. Efectos típicos de los niveles de tensión sobre las características del
______________________________________________________
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN MOTORES ELÉCTRICOS
18
Motor de Inducción
% del Voltaje Nominal 90 95 100 105 110
Eficiencia a carga nominal 0.905 0.915 0.92 0.925 0.92
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 0.9 1.00 1.10
Elevación de temperatura a carga nominal 1.11 1.05 1.0 0.925 1.01
Fuente: Linders J. Effects of Power Supply Variations on AC Motor Characteristics. IEEE
Transactions on Industry Applications, Vol 1A-8, No.4, July-August 1972.
Si el motor opera con una tensión del 90% la tensión nominal, la eficiencia del
motor puede disminuir entre el 2% y 4%. Las tensiones deben medirse en los
terminales del motor porque el voltaje disminuye al aumentar la distancia desde el
transformador.
8.2.2 Minimizar el Desequilibrio de Tensiones.
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.
Figura 4. Efectos del desequilibrio de tensiones sobre la Potencia nominal del
motor.
23. Las normas recomiendan una curva para la desclasificación de la potencia del
motor en función del grado de desequilibrio. El desequilibrio de tensiones no debe
ser mayor a 2% de acuerdo a la Norma NEMA MG1.1993 [8] y la IEC60034-2 [9].
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EFICIENCIA ENERGÉTICA EN MOTORES ELÉCTRICOS
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8.2.3 Disminuir la Distorsión Armónica de la Red
Si la onda de tensión que alimenta el motor está distorsionada, es decir contienen
armónicos de tensión, ocasionará un aumento de pérdidas en el motor con el
consiguiente calentamiento y disminución de la eficiencia en el motor.
Figura 3. Efectos de la distorsión armónica de la red sobre la Potencia nominal del
motor.
Para evitar el calentamiento excesivo del motor las Normas NEMA MG1.1993 [8]
recomiendan disminuir la potencia nominal del motor de acuerdo a una curva en
función del contenido de armónicos. Figura 3. Se considera que el HFV (Harmonic
Factor Voltaje) no debe ser mayor a 0.05.
Es importante por lo tanto realizar estudios de la calidad de energía del sistema
eléctrico de la industria para detectar si la calidad de la potencia eléctrica de la
instalación es inadecuada y tomar acciones para mejorarla. En general algunas
medidas para mejorar la calidad de la potencia son: cambiar los taps del
transformador de distribución, realizar un reacomodo de las cargas monofásicas
en el sistema, instalar filtros pasivos y/o activos para atenuar los armónicos de
tensión.
24. ______________________________________________________
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN MOTORES ELÉCTRICOS
20
8..3 REDUCIR LA CARGA MECÁNICA SOBRE EL MOTOR
Cuando se analiza la eficiencia de un sistema accionado por un motor, una
pregunta fundamental es si la carga que el motor mueve puede ser reducida o
incluso si la operación de la carga aun es necesaria dentro del proceso productivo.
Sirve de muy poco optimizar el motor y sus controles, si la carga accionada y su
proceso son ineficientes [2], [7]. Las recomendaciones para reducir la carga sobre
el motor son:
8.3.1 Recomendaciones para Ahorrar Energía en Bombas y Ventiladores
Las bombas y los ventiladores constituyen más del 55% de las cargas usadas con
motores de inducción, por lo tanto lograr que estas operen con la mayor eficiencia
posible representa una buena opción para el ahorro de la energía. Se recomienda
las siguientes acciones:
Seleccione una bomba eficiente y que opere muy cerca de su presión y flujo
de diseño nominal.
Si la bomba opera muy por debajo de su carga nominal, instale un impulsor
más pequeño o redimensione el que existe.
Minimice el número de codos agudos en la tubería.
Use tuberías de baja fricción y considere cambiar las tuberías viejas.
Realice periódicamente el mantenimiento a las bombas, sin mantenimiento la
eficiencia puede caer en 10% respecto al valor de eficiencia nominal.
Seleccione ventiladores eficientes.
Realice un mantenimiento periódico de los ventiladores, por ejemplo limpie
regularmente las aspas y mantenga los filtros limpios para reducir las caídas
de presión.
Instale un control para activar el ventilador solo cuando sea necesario.
Si es posible reduzca la velocidad variando los diámetros de las poleas
8.3.2 Recomendaciones para Ahorrar Energía en el Uso de Sistemas de
Transmisión Mecánica
Luego de asegurar la operación eficiente de la carga es importante empezar a
analizar los sistemas de transmisión. Los sistemas de transmisión permiten
transmitir el torque del motor a las cargas ó equipos (bombas, compresores, etc.)
ya sea cambiando o no la velocidad que entrega el motor, lo que se logra
25. mediante acoplamientos al eje de engranajes, poleas. Es importante en la
selección del sistema de transmisión conocer las características de cada sistema
para realizar una adecuada selección. Se recomienda seguir las siguientes
recomendaciones:
Acople directo. Asegure un correcto acoplamiento entre el motor y la carga,
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EFICIENCIA ENERGÉTICA EN MOTORES ELÉCTRICOS
21
es recomendable usar la tecnología láser.
Correas o Bandas. Se recomienda usar bandas en V y de preferencia
bandas en V dentadas; de ser posible usar bandas sincrónicas. También se
recomienda hacer el alineamiento usando tecnología láser.
Reductores. Es importante seleccionar adecuadamente el tipo de reductor
(helicoidal, cónicos, cilíndrico y tornillo sin fin) de acuerdo a la potencia y a la
relación de velocidades. Por ejemplo los reductores tipo sin fin permiten
reducciones elevadas pero con una eficiencia menor que los otros tipos de
reductores. Es importante considerar que la eficiencia del reductor cae
bruscamente cuando estas transmisiones trabajan con una carga menor al
50% de la carga nominal.
Cadenas. No tienen deslizamiento y se recomiendan para transmitir elevadas
cargas que pueden llegar hasta los miles de HP, la eficiencia puede alcanzar
a 98%, pero el desgaste le hace perder un par de puntos porcentuales.
8..4 USAR MOTORES ELÉCTRICOS DE ALTA EFICIENCIA
Los motores eléctricos de alta eficiencia, son motores de diseño y construcción
especial que presentan menos pérdidas que los motores eléctricos estándares [2],
[10], [11]. Una menor perdida de potencia hace que el motor tenga una mayor
eficiencia es decir que consuma menos energía para realizar el mismo trabajo que
un motor normal.
Los estudios técnicos y económicos [2], [10], [12] muestran que si se analiza a 10
años, de los costos totales del motor el costo de compra es de 1%, el costo de la
energía es de 95 %, costo de mantenimiento 3 %, el costo de ingeniería y logística
1%. Así el costo de compra del motor es poco significativo respecto al costo total
de operación, por eso al seleccionar motores eléctricos debemos de considerar
además del costo inicial de compra el análisis económico de la operación.
A continuación presentaremos las ventajas y limitaciones que tienen estos
motores, para ser considerados para su correcta aplicación:
26. ______________________________________________________
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN MOTORES ELÉCTRICOS
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8.4.1 Ventajas de los Motores de Alta Eficiencia.
Son normalmente más robustos y mejor construidos que los motores
estándar, lo que traduce en menores gastos en mantenimiento y mayor
tiempo de vida.
Al tener una eficiencia mayor, se disminuye los costos de operación del motor
y se puede recuperar la inversión adicional en un tiempo razonable, sobre
todo si se opera a una carga cercana a la potencia nominal.
8.4.2 Limitaciones de los Motores de Alta Eficiencia.
Como operan a una velocidad mayor que los motores estándares, puede
ocasionar un incremento en la carga, sobre todo cuando se accionan
ventiladores o bombas centrífugas, este hecho debe valorarse en cada
situación.
El momento de arranque puede ser menores que los motores estándares,
cuestión que resulte necesario analizar detalladamente en cada aplicación.
La corriente de arranque suele ser mayor. Esto puede provocar que se
sobrepasen los límites máximos de caída de voltaje en la red en el momento
de arranque.
La corriente transitoria en el arranque se incrementa debido a un mayor valor
de la relación X/R. Esta corriente puede afectar el disparo instantáneo del
interruptor del motor, por lo que hay que buscar un compromiso entre la
coordinación del interruptor y los disparos del arranque.
El factor de potencia del motor puede ser menor que un motor estándar en el
intervalo de de 15 a 40 HP [11].
8.4.3 Recomendaciones para la Aplicación de Motores de Alta Eficiencia.
Cuando se considera la posibilidad de compra de un motor nuevo se debe evaluar
económicamente la rentabilidad de pagar un costo adicional por adquirir un motor
de alta eficiencia frente al ahorro obtenido por un menor consumo energético.
Generalmente se considera que 2 a 3 años es un periodo aceptable de retorno de
la inversión adicional. Luego de realizar un análisis económico se recomienda la
compra de motores de alta eficiencia en los siguientes casos:
En los motores entre 10 y 75 HP cuando operan 2500 horas anuales o mas.
En los motores de potencia menor a 10 HP ó mayor a 75 HP cuando operan
4500 horas o mas.
27. int %
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EFICIENCIA ENERGÉTICA EN MOTORES ELÉCTRICOS
23
Cuando se usan para reemplazar a motores sobredimensionados.
Cuando se aplican conjuntamente con Variadores electrónicos de frecuencia
(Variable Frequency Drives) para accionar bombas y ventiladores.
8.4.4 Evaluación Económica para la Aplicación de Motores de Alta
Eficiencia.
Cuando se comparan económicamente dos motores de la misma potencia pero de
diferente eficiencia nominal, entonces resulta necesario determinar los ahorros
anuales generados por el uso del motor de mayor eficiencia. La idea es determinar
en que tiempo el ahorro obtenido por un menor consumo energético compensa el
costo adicional del motor de alta eficiencia. Generalmente se considera que 2 a 3
años es un periodo aceptable de retorno de la inversión adicional.
El ahorro anual de dinero al aplicar un motor de alta eficiencia se puede calcular
usando la siguiente ecuación:
A B EF EF
S HP L C T
100 100
0.746
Donde:
S: Ahorro en pesos por año.
HP: Potencia de placa en HP.
L: Porcentaje de carga del motor respecto a la potencia nominal.
C: Costo de la Energía en pesos por KWh.
T: Tiempo de funcionamiento del motor en horas por año.
EA: Eficiencia del motor estándar.
EB: Eficiencia del motor de alta eficiencia.
Para un cálculo a largo plazo de la inversión, es indispensable considerar el valor
del dinero, es decir se debe de considerar la taza de interés bancario. Para
calcular el tiempo en que se recupera la inversión adicional se usa por lo general
el método del valor presente, donde la comparación económica se lleva a cabo al
comienzo del período de inversión. De esta forma, el valor real de dinero ahorrado
al finalizar cada año será:
Valor Presente = Ahorro anual x Factor de descuento
Donde:
año que transcurre
tasa de erés en
FACTOR DESCUENTO
100
1
1
Como el análisis se hace para un periodo de varios años, generalmente 10 años,
el Valor Presente Neto en cada año se obtiene al multiplicar el valor del ahorro
28. anual por el factor de descuento y después restarle el costo de la inversión
realizada. El costo de la inversión es el costo adicional pagado por el motor de
alta eficiencia, esto es:
Valor Presente Neto = ahorro anual x factor de descuento – costo de la inversión
Evidentemente es importante considerar la elevación del costo de la energía año a
año, el impuesto gravado a las utilidades generadas por el ahorro energético y la
depreciación del motor. Estos aspectos deben usarse para calcular el valor
presente neto año a año. La inversión se recupera cuando el valor presente sea
igual a cero y se considera que un tiempo aceptable es de 2 a 3 años. Todos estos
aspectos han sido considerados en el Software EEMOTOR desarrollado por el
GIEN de la Universidad Autónoma de Occidente [12].
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EFICIENCIA ENERGÉTICA EN MOTORES ELÉCTRICOS
24
8..5 USAR CONTROLADORES ELECTRÓNICOS DE VELOCIDAD
Es importante que el motor y el equipo operen en su punto óptimo de operación,
es decir que el motor consuma la energía necesaria para mover la carga y la
velocidad de operación de la carga sea la que corresponda a su eficiencia
máxima. Existen dos equipos electrónicos que pueden usarse para este fin: los
troceadores de tensión y los variadores electrónicos de velocidad.
8.5.1 Usando Troceadores de Tensión
Estos equipos electrónicos al trocear la onda de tensión disminuyen el voltaje
eficaz aplicado al motor cuando este disminuye su carga; es decir la tensión
aplicada al motor depende de la carga del motor de tal forma que el motor opere
con un factor de potencia constante, esto a su vez aumenta la eficiencia del motor.
Generalmente el rango de tensión que estos equipos pueden varia entre el 60%
al 100% la tensión nominal.
El uso de estos equipos es recomendable cuando la carga del motor varia desde
vació ó desde una carga leve hasta plena carga. Por ejemplo bandas
transportadoras, centrifugas, aserraderos, molinos de piedra. El ahorro de energía
que se logra es considerable si el motor opera en vació ó con carga leve por un
tiempo del 75% el tiempo de operación [1]. Otro punto importante del troceador de
Tensión es que mejora el factor de potencia del motor.
8.5.2 Usando Variadores Electrónicos de Velocidad
El punto óptimo de operación de los motores eléctricos generalmente no ocurre a
la velocidad nominal del motor ni a la tensión nominal del motor, mas bien este
punto se encuentra a una velocidad diferente a la de placa y a una tensión menor
a la nominal. Actualmente los variadores electrónicos de velocidad (VFD Variable
Frecuency Drives) permiten que el motor trabaje muy cerca del punto óptimo de
operación.
29. Los variadores electrónicos de velocidad permiten regular el torque que entrega un
equipo sin necesidad de recurrir a opciones antieconómicas, que demandan más
energía de la requerida o que son impracticables en muchos casos; como es el
caso de: la recirculación del fluido, la estrangulación del caudal mediante válvulas
(throttle) y la detención del equipo (On-off). Estos dispositivos permiten lograr
considerables ahorros de energía en la operación de los motores eléctricos y otros
beneficios adicionales, tales como prolongación de la vida útil de los equipos
accionados por los motores, menor ruido, menos desgaste, mejor control y
posibilidades de regeneración, en relación a los motores que no disponen de este
dispositivo.
Recientes estudios, [2], [13], muestran que las bombas requieren 31% de la
energía usada, los compresores 18%, los ventiladores y secadores 18% y las
bandas transportadoras cerca del 14%. Las cargas que tienen momento variable
son las mejores candidatas a adicionar un VFD para ahorrar energía. Los
ventiladores y bombas centrifugas son cargas de torque variable donde la potencia
requerida varia con el cubo de la velocidad, de esta manera al disminuir la
velocidad de operación disminuirá la potencia requerida por el motor y el ahorro de
energía viene de reducir la velocidad del motor. Este hecho hace que en bombas y
ventiladores los ASD permitan tener un ahorro del 50% o más [13].
Para ilustrar consideremos una bomba centrifuga que requiere 100 HP al flujo de
diseño. Asumiremos que el costo de energía es de 0.07$/Kwh, que el costo del
ASD mas su instalación vale 8800$, que el flujo requerido varia de 40% a 90% la
capacidad de diseño. Con estos datos Malinowsky [13] muestra los siguientes
resultados:
Si el motor opera a velocidad fija tiene un consumo anual de 544,923 Kwh lo
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EFICIENCIA ENERGÉTICA EN MOTORES ELÉCTRICOS
25
que da un costo anual de operación de 38,145$.
Si utilizamos el motor con el ASD el consumo anual del equipo será de
228,450 Kwh, lo que da un costo de 15,991 $, como el VFD más su
instalación costaron 8800$. Se tendrá un ahorro anual de 22,153 $ y la taza
de retorno ocurre en 4,8 meses.
8..6 USAR MÉTODOS DE MANTENIMIENTO CENTRADOS EN LA EFICIENCIA
8.6.1 Evaluar la Eficiencia de los Motores Eléctricos en Sitio.
Una práctica importante en el ahorro de energía es evaluar la potencia y la
eficiencia de operación de los motores eléctricos. El conocimiento de la potencia
entregada y la eficiencia de operación permitirán luego poder tomar acciones
correctivas para aumentar la eficiencia de operación. Estas mediciones deben
realizarse sin perturbar el proceso productivo, entre los métodos mas usados para
determinar la eficiencia de operación en sito, ver [14], están: el método de la placa,
30. el método de la corriente, el método del deslizamiento y el método de evaluación
de pérdidas.
Si el motor esta operando con una carga menor al 80% la potencia nominal tendrá
un factor de potencia bajo por lo que será preciso evaluar el cambio por un motor
nuevo ó por otro motor de menor potencia nominal. Si se encuentra que la
eficiencia del motor es muy baja se recomienda evaluar económicamente la
posibilidad de cambiarlo por un motor de alta eficiencia ó de eficiencia estándar.
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EFICIENCIA ENERGÉTICA EN MOTORES ELÉCTRICOS
26
8.6.2 Reparación Eficiente de los Motores Eléctricos.
Los estudios muestran que el rebobinado del motor mediante técnicas
inadecuadas reduce la eficiencia del motor entre 2 % a 4% [4], [15]. Es preciso
exigir que los motores sean rebobinados usando técnicas que permitan mantener
o mejorar la eficiencia del motor reparado.
Entre las técnicas usadas para conservar la eficiencia del motor es usar un Horno
de Pirólisis, el que permite someter al bobinado a una temperatura controlada de
350 y así poder retirar el bobinado del núcleo sin dañar las láminas del núcleo
magnético [4]. También es importante es que el número de vueltas y el calibre no
cambie y que la longitud de las bobinas no aumente, para esto es importante que
se mida la longitud de las cabezas de bobina y esta se mantenga luego del
rebobinado. Con esto se asegura que la resistencia del bobinado no varíe y las
pérdidas en los conductores del estator se mantengas inalterables. Si es posible
se recomienda aumentar el calibre y disminuir la longitud de las bobinas esto
ayudará a disminuir las pérdidas en los conductores del estator.
8.6.3 Remplazando los Motores en Lugar de Rebobinarlos
Cuando un motor falla y debe ser reparado es importante determinar si es
conveniente repararlo o remplazarlo por un motor de alta eficiencia. Es importante
considerar que la eficiencia del motor cae en cada reparación, si esta es
inadecuada, por lo que es importante conocer la eficiencia del motor fallado. Para
analizar si el motor se reemplaza se recomiendan los siguientes criterios [15]:
La condición y la edad del motor.
Historia de la operación del motor y los rebobinados.
El tipo del motor y de la aplicación.
El potencial ahorro de energía que puede lograrse.
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EFICIENCIA ENERGÉTICA EN MOTORES ELÉCTRICOS
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9.. CONCLUSIIONES
Uno de los primeros pasos en la implementación del ahorro de energía en motores
eléctricos es calcular adecuadamente la potencia del motor, pues cuando un motor
opera cerca de sus condiciones nominales tanto la eficiencia como el factor de
potencia ayudan al buen uso de la energía eléctrica.
Es importante considerar que tanto el costo del motor representa un porcentaje
muy pequeño respecto al costo de la energía eléctrica en el ciclo de vida del
motor, por lo se recomienda desechar las prácticas tradicionales de comprar
motores considerando solo el costo inicial.
Es erróneo pensar que la única alternativa para ahorrar energía es aplicar, sin
motores de alta eficiencia para cualquier caso. Si bien es cierto que éstos son una
alternativa importante, ellos representan solo una alternativa técnica no siempre
viable.
Evaluar la calidad de potencia eléctrica de la planta industrial es otro elemento
importante para una operación eficiente de los motores eléctricos. Algunos
parámetros a tomar en cuenta son: la tensión no debe tener variaciones mayores
al 5%, el desequilibrio de tensiones no debe ser mayor de 2% y HVF (Harmonic
Voltaje Factor) no debe ser mayor a 0.05.
Debe de tenerse en cuenta que es muy poco lo que se puede hacer optimizando
el motor y sus controles, si el equipo accionado y su proceso son ineficientes.
Muchas de las técnicas para reducir las cargas (cargas y sistemas de transmisión)
sobre el motor son económicas y dan un excelente punto de partida para mejorar
la eficiencia del sistema y reducir el consumo de energía.
Las cargas que tienen torque variable (bombas, ventiladores) son las mejores
candidatas a adicionar un VFD para ahorrar energía. Los ventiladores y bombas
centrifugas son cargas donde la potencia requerida varia con el cubo de la
velocidad, de esta manera al disminuir la velocidad de operación disminuirá la
potencia requerida por el motor y el ahorro de energía viene de reducir la
velocidad del motor, por lo que en bombas y ventiladores los VFD permitan tener
un ahorro del 50% o más.
El mantenimiento debe de asegurar una operación confiable y eficiente del motor,
tal que elimine paradas imprevistas y asegure la operación eficiente del motor.
Asimismo el proceso de reparación debe asegurar que la eficiencia del motor se
mantenga o mejore y que el equipo no falle en la puesta en servicio.
32. ______________________________________________________
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