Este documento presenta un análisis comparativo de diferentes métodos para estimar la eficiencia de motores eléctricos de inducción en el campo. El objetivo es evaluar el grado de incertidumbre de cada método y desarrollar un software para realizar cálculos que permitan determinar los ahorros potenciales de energía y costos. Se describen los métodos de estimación, el diseño de una tarjeta de adquisición de datos, y los procedimientos de medición y cálculo de la incertidumbre. Los resultados muestran que el método

1. Universidad de Carabobo
Facultad de Ingeniería
Escuela de Ingeniería Eléctrica
Departamento de Circuitos y Mediciones
ANÁLISIS COMPARATIVO Y VALIDACIÓN DEL
GRADO DE INCERTIDUMBRE DE LOS DIFERENTES
MÉTODOS DE ESTIMACIÓN EN CAMPO, DE LA
EFICIENCIA DE LOS MOTORES ELÉCTRICOS DE
INDUCCIÓN
Integrantes:
Melvin Padilla
Carlos Lefebre
Tutor: Ing. Octavio Fonseca

2. EL PROBLEMA
Necesidad de disponer de una metodología que permita, en
el lugar de operación del motor, obtener su condición
energética y de esta forma evaluar los potenciales ahorros
en demanda y el costo de mantener el motor viejo en
funcionamiento versus la adquisición de un equipo nuevo
que cumpla con las condiciones de uso eficiente de energía.

3. JUSTIFICACIÓN
Las mejoras en la característica de consumo de los motores
de inducción, representarán un considerable bloque de
energía a largo plazo, debido a la cantidad de motores
existentes y a los períodos que éstos permanecen activos;
por tal razón mejorar la eficiencia de un motor eléctrico
puede contribuir a disminuir el gasto de energía,
reduciendo los costos de operación y aumentando la
productividad de la empresa en donde se tomen estas
acciones.

4. OBJETIVO GENERAL
Evaluar el grado de incertidumbre de los distintos
métodos de estimación en campo, de la eficiencia de los
motores eléctricos de inducción, por medio de un
software que realice el cálculo de los valores por cada
método y permita obtener los potenciales ahorros
energéticos y económicos de cada motor en estudio.

5. Elaboración y Diseño del Software

6. Métodos de Estimación de Eficiencia
Método de la Placa

7. Métodos de Estimación de Eficiencia
Método del Deslizamiento Compensado

8. Métodos de Estimación de Eficiencia
Método de la Corriente Compensado

9. Métodos de Estimación de Eficiencia
Método de Segregación de las pérdidas

10. Tarjeta de adquisición de datos
•Fuente de Alimentación
•Relés de Conmutación
•Unidad de señalización y
accionamiento del relé
•Desplazamiento DC y Seguidor
•Amplificador de Instrumentación
•Microcontrolador PIC16F877A
•Comunicación Serial MAX232

11. Protocolo de Mediciones
•Selección de Motores
•Medición de Rcold
•Mediciones en Vacío
•Medición de Rhot
• Mediciones en condición
operativa
•Medición de Resistencia en
operación

12. Estimación de la incertidumbre en los cálculos
•Normativa
•Cuantificación
•Evaluación Tipo B
•Distribución Rectangular
•Incertidumbre Estándar
•Propagación de la
incertidumbre

13. Factores de ajuste a la Eficiencia
•Desbalance de Tensión
•Diferencia de Tensión
•Rebobinado

14. Cálculos económicos y energéticos
1. Efectuar los ajustes a la eficiencia
estándar.
2. Determinación de la potencia efectiva en
el eje del motor actual.
3. Propuesta para el nuevo motor.
4. Cálculo de la eficiencia del nuevo motor.
5. Ajustes a la eficiencia del nuevo motor.
6. Cálculo de la potencia demandada por el
nuevo motor.
7. Calculo del ahorro en la demanda.
8. Cálculo del ahorro en energía.
9. Cálculo del ahorro económico

15. Cálculos económicos y energéticos
Tarifas eléctricas en base a gaceta oficial 37415 03/04/2002. Servicio General T4

16. Resultados

17. Resultados

18. Resultados

19. Valor promedio de incertidumbre en el
factor de carga por método
Método Incertidumbre Promedio (%)
Deslizamiento 1.45
Deslizamiento Compensado 1.38
Segregación 1.05
Corriente 1.03
Corriente Compensado 0.99
Placa 0.92

20. Resultados
MOTOR ACAR AVAR N nominal N ajustada Npc Seg
1 0.96 2.4 92.4 86.30 79.26
2 0.95 2.2 92.4 85.58 80.65
3 0.97 2.8 71.1 66.17 69.34
4 0.96 3.0 71.1 65.26 69.39
5 0.98 3.0 77.6 73.05 74.91
6 0.99 2.0 86.1 83.24 78.72
7 0.98 4.6 92.3 85.85 86.57
13 0.93 1.8 83.2 75.58 74.38
22 0.97 3.0 91.7 85.95 80.31
24 0.96 0.7 90.6 86.28 82.59
27 0.96 0.4 90.7 86.67 84.82
29 0.93 2.0 87.5 79.38 74.98
31 0.99 2.0 88.5 85.62 81.23
32 0.99 1.0 90.6 88.69 82.84
35 0.99 4.5 90.6 85.19 79.46
38 1.00 4.2 92.2 88.00 84.93
43 0.97 1.8 90.6 86.08 79.04
45 0.99 0.9 90.6 88.79 78.90
Validación de los efectos del voltaje de alimentación

21. Conclusiones
 El método de segregación de las pérdidas, resulta ser el
más conveniente y confiable desde el punto de vista
cualitativo para la estimación de la carga y eficiencia.
 La variación en el voltaje de operación y el factor de
carga son los elementos que tienen mayor incidencia en
la eficiencia de los motores en estudio.
 Los métodos que cuentan con compensación de voltaje
arrojan porcentajes de carga similares a los obtenidos
con el método de segregación.
 En motores sub-cargados se produce un aumento de la
componente reactiva de la corriente, lo cual trae como
consecuencia una disminución en el factor de potencia y
por ende en la eficiencia.

22. Conclusiones
 El método del deslizamiento es el que mayor
incertidumbre genera, y el método de la placa es el que
menor incertidumbre introduce.
 La sustitución de los motores inventariados por otros de
eficiencia Premium no tiene gran incidencia en el ámbito
económico.
 Los mayores ahorros económicos y energéticos se
consiguen en motores que hayan sido rebobinados.
 Los niveles de THD y HVF no tienen efectos en la
eficiencia de los motores bajo estudio.
 Las pérdidas más representativas de los motores en
estudio son en el núcleo y en el cobre del estator.