Metodos de eficiencia en motores de induccion

8/17/2019 Metodos de eficiencia en motores de induccion

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ASSOCIATION TECSUP N° 2, VOL. 1, NO. 1, NOVEMBER 2015

Resumen — El presente informe contiene datos, gráficos,

tablas de las diversas pruebas realizadas a un motor de

inducción.Entre las pruebas tenemos, pruebas en vacío, en

cortocircuito, pruebas a velocidad sincrónica así como

puesta en marcha del motor bajo carga. Además contiene

especificaciones para la determinación del

comportamiento frente a los diversos métodos de

arranque.

os ensa!os principales se realizaron para condiciones

nominales, lo que permite obtener las pérdidas, producto

del hierro ! del rozamiento para condiciones de

funcionamiento normal en un motor de inducción. A su vez

también se denotan los parámetros del circuito equivalente

obtenidos a partir del ensa!o en vacío. "anto los resultados

como los comportamientos de las variables cotejadas son

analizadas, e#poniendo de manera idónea las e#plicaciones

pertinentes en cada punto de interés. $e agregó la

información necesaria a fin de obtener de parte su!a la

óptica percepción de los parámetros ! métodos

desarrollados durante la práctica

El trabajo recoge información de las e#periencias prácticas

que fueron debidamente tabuladas, analizadas !

e#plicadas a través de gráficos ! cálculos de los parámetros

más trascendentes originados en las pruebas.

Palabras Claves: eficiencia, normas de eficiencia energética,

ensayo.

Abstract: - This report contains data,graphs, tables of various tests on aninduction motor.Among the evidence we have, load test, inshort, synchronous speed testing andcommissioning of the engine under load. Italso contains specications for determiningthe behavior towards dierent startingmethods.The main tests were conducted to nominalconditions, which allows for losses as aresult of iron and friction to normaloperation in an induction motor. In turn, the

equivalent circuit parameters obtained fromload test also denote. oth outcomes andbehaviors of collated variables areanaly!ed, e"posing an appropriate way therelevant e"planations at each point of interest. The necessary information toobtain from you the optical perception of

the parameters and methods developed

during practice Added.

The wor# contains information on practicale"periences which were duly tabulated,analy!ed and e"plained through charts andcalculations of the most signicantparameters originated in testing.Key words: efciency, energy efciencystandards, testing.

I. INTRODUCCIÓN

El des!!"ll" #ele!d" de l ele#$!%&'# de ("$e&#' ) ls$e#&"l"*+s de l '&"!-#'%& ) ls #"-&'##'"&es,

d's-'&)e& el /e& &#'"&-'e&$" e& ls !edes de s-'&'s$!"el#$!'#" '&ds$!'l.El (!"/le- se ele -s #"-(le3" s' (!e#e 3&$" des'#'"&es ) des/l&#es de $e&s'%& 41. L"s -"$"!ess'&#!%&'#"s, de -&e! *e&e!l, #"&s-e& l -)"! (!$e del e&e!*+ el#$!'# e& ls '&ds$!'s. P"! l" $&$", es'-(!es#'&d'/le !el'6! & -"&'$"!e" e&e!*$'#" s's$e-$'#"d!&$e s &#'"&-'e&$", s"/!e $"d", (! el! lse#$#'"&es l e'#'e&#', #&d" se e&#e&$!& $!/3&d",#"& des'#'"&es ) des/l&#es.Ls &"!-s IEEE S$d7112 , e IEC S$d78009:7271 , (es! de"!e#e! l"s !esl$d"s -s (!e#'s"s e& l de$e!-'&#'%& de le'#'e&#' del -"$"!, &" s"& (l'#/les e& #"&d'#'"&es de#-(" . P"! es$ !6%&, se ;& des!!"lld" !'"s -$"d"s<e (e!-'$e& !el'6! & &l's's de e'#'e&#' de l"s -"$"!esde '&d##'%& $!/3&d".L"s -$"d"s de (l#, de l #"!!'e&$e ) del desl'6-'e&$", s"&de l"s -s $'l'6d"s e& #"&d'#'"&es de #-(", de/'d" l /3"#"s$" del e<'(-'e&$" &e#es!'", ) l /3" &'el de '&$!s'%&e& s (l'##'%&. S'& e-/!*", s s" e& (!ese&#' de

(!"/le-s de #l'dd de l e&e!*+, #"&lle e!!"!es'&#e($/les. De '*l -&e! s#ede #"& (!"*!-s /sd"se& -$"d"s e-(+!'#"s ) es$d+s$'#"s #"-" el M"$"!-s$e! )O!-el =8. Se (!"("&e& -$"d"s <e (!e#'s& de l !el'6#'%&de (!e/s de #+", Se (!"("&e el &l's's del &#'"&-'e&$"del -"$"! e& #"&d'#'"&es de $!/3" d"&de se ee#$>&-ed'&$e -ed'#'"&es d'!e#$s l"s d's$'&$"s e&s)"s (!

sele##'"&! el -$"d" de#d" de e'#'e&#'. S'& e-/!*",ls (!d'ds -e#&'#s ) de &>#le", se #"&s'de!& #"-" &#"&s$&$e de l ("$e&#' de e&$!d &"-'&l (! $"d" $'(" de-"$"!, l" #l &" s'e-(!e se #"-("!$ de es -&e!? ) ls

(!d'ds d'#'"&les se de$e!-'&& se*>& l &"!- IEEE S$d71127200:. Es$s #"&s'de!#'"&es e#$& l (!e#'s'%& del-$"d". El des!!"ll" de $#&'#s #"-($#'"&les /sds e&l "($'-'6#'%&, ; '-(lsd" el s" del -$"d" del #'!#'$"e<'le&$e, (es se #'l'$ l 'de&$''##'%& de l"s

(!-e$!"s, (e!-'$'e&d" de$e!-'&! l e'#'e&#' ) "$!s

M$"d"s de E'#'e&#' e&M"$"!es de I&d##'%&

1




#!#$e!+s$'#s "(e!#'"&les del -"$"! e& !'"s (&$"s de"(e!#'%&.

II.PANORAMA ACTUAL DE LAS NORMAS DEE@ICIENCIA ACUERDOS DE RECONOCIMIENTO

E& el -&d" *l"/l'6d", ls &"!-s '&$e!&#'"&les (!"("!#'"&& ls &#'"&es & le&*3e #"->& (! #'l'$! el #"-e!#'", -ed'&$e l #ls''##'%&, l es(e#''##'%& ) ele$'<e$d" de l"s (!"d#$"s? es$/le#e& &'eles de #l'dd de

(!"#es"s ) se!'#'"s? !e*l& l"s (!"#ed'-'e&$"s de el#'%&) #e!$''##'%& de (!"d#$"s ) (!"#es"s? (!"("!#'"&& l"s

(+ses l"s -ed'"s (! &'! ese!6"s e& l l#; #"&$! el#-/'" #l'-$'#"? se*!& l '&$e!7#"&'/'l'dd ) l'&$e!"(e!/'l'dd? ) s'!e& de s"("!$e l"s *"/'e!&"s (!le*'sl! s"/!e l sld, l se*!'dd, el -/'e&$e ) l e'#'e&#'e&e!*$'#. De es$ -&e!, ls N"!-s I&$e!&#'"&les #!e&

#"&'&6 *l"/l #;e!e!,2011.

Normas de Eciencia de Motores deInducción en América Latina y El Caribe

La eficiencia de un motor de inducción se define como

la relación entre la potencia mecánica de salida y la

potencia eléctrica de entrada, como se especifica enFIGURA (1):

1

L"s -"$"!es el#$!'#"s de 3l de !d'll (!ese&$& #'&#" $'("sde (!d'ds e& el ;'e!!", e& el #"/!e del es$$"!, e& el #"/!edel !"$"!, ("! !'##'%& ) e&$'l#'%&, ) (!d'ds d'#'"&lesde(e&d'e&$es de l #!*. F's(e G Cs$!'ll"&, 200H? IEC,200=. P"! l" $&$", l e'#'e&#' <ed! de$e!-'&d s' se#"&"#e l*& de ls ("$e&#'s, l de e&$!d " l de sl'd, )ls (!d'ds. El e&"<e s'-(l's$ (! de$e!-'&! l e'#'e&#'d'!e#$-e&$e ("! -ed'#'%& de l ("$e&#' el#$!'# de e&$!d#"& & $+-e$!" ) ("$e&#' -e#&'# #"& & se&s"! de (!,

-s l el"#'dd #"& $#%-e$!", (ede #"&d#'! *!&dese!!"!es, es(e#'l-e&$e (! l"s -"$"!es de l$ e'#'e&#',d"&de -/s ("$e&#'s s"& *!&des e& #"-(!#'%& #"& ls

(!d'ds del -"$"! Al-e'd, et al., 200=.La eficiencia del motor eléctrico implica dos conceptos:

i) un procedimiento de prueba mediante el cual se

puede calcular el rendimiento energético del motor,

validado en un laboratorio de ensayos acreditado y ii)

un límite establecido sobre el consumo de la energía,

aceptado mundialmente como normas de desempeño

energético mínimo (MEPS) (Wiel & McMahon, 2005).

La Fig. 2 muestra un procedimiento resumido para

certificar la eficiencia del motor eléctrico, bajo un

esquema que asegure el cumplimiento de lasnormas

técnicas de procedimiento y de los métodos de ensayoo

la aceptación por medio de Acuerdos de

reconocimiento Mutuo (MRAs) o acuerdos Multilateral

(MLAs), firmados por organismos de acreditación,

previa evaluación de la conformidad de la compe-

tencia técnica del laboratorio que realiza las pruebas y

emite el certificado; en cualquier caso, las pruebas

para determinar la eficiencia del motor se deben

realizar en un laboratorio de ensayos acreditado.

El mundo está cubierto de normas técnicas

internacionales, regionales y nacionales de

clasificación, de procedimientos de prueba y de

etiquetado de la eficiencia energética de motores de

inducción. Algunas de ellas son, internacionales:

IEEE 112, IEC 60034-30, NEMA MG-1, Directiva

Europea 640/2009; regionales: APEC, CEMEP,

CROSQ, COPANT, CEN; y nacionales: AS/NZS

1359.5, NTC 5105, IRAM 62405, JSC4210-4212, CSA

390-10, NBR10=:71, JB 1H819, JBKT 1092, ABNT, NC;90H8, NOM 018 Al-e'd, 200=? EJ, 2011? M!s6#6), e$l., 200=.

@'*. 2 Ce!$''##'%& de l e'#'e&#' de -"$"!es el#$!'#"s.

2






P ROT 338.+4 7

Pcue 03*.)/ 7

3) Prueba de Rotor Bloueado: Us&d" el !e&" de ("l", se#"l"# & #!* '&de$e!-'&d, ) se !e& el -"$"!,lle&d"l" s #"!!'e&$e &"-'&l.

TABLA DE DATOS DE ROTOR BLOFUEADO

"ensión de 9otor :loqueado /40.(

-orriente de 9otor :loqueado 0.958 A5otencia de 9otor :loqueado 12=

@#$"! de P"$e&#' ).0

• I-(ed&#' de R"$"! Bl"<ed"

Z LR=V RB

I N /√ 3• Res's$e&#' de R"$"! Bl"<ed"

R LR=Z LR x cos (∅ )

• Re#$&#' de R"$"! Bl"<ed"

X LR=Z LR x Sen (∅ )

• Res's$e&#' del R"$"!

R2= R LR− R1

• Re#$&#' del Es$$"! 1 Sen (∅ ) x X LR

• Re#$&#' del R"$"!

2 cos (∅ ) x X LR

• Re#$&#' de M*&e$'6#'%&

X m=Z eq × sin (∅0 ) 9esistencia de 1oulcat

R F =Z eq×cos (∅0 )

TABLA DE PARMETROS A ROTOR BLOFUEADO

69 30/.4*

9 9 3(4.)3

;9 3)0.(8

9 8 4/.+

;3 *.)8

;8 0*.4/*

X m 0/.03

R F 3*()./*

@'*.5 C'!#'$" E<'le&$e del M"$"! l de A!d'll.

: Cur!as de Car"a en Cone#ión $rian"ulo: U$'l'6&d" el

!e&" de ("l" e& el -"d" T"!<e C"&$!"l, se le dde$e!-'&d #!* l #'!#'$" ) se el>& (!-e$!"s desl'd.

TABLA DE DATOS DE CARJAS

<A"=$

A>="A

<=$

9H0 V"l$'"s

?@>m

).3 ).8 ).(3 ).*3 ).08 3.)

B @A ).(

80

).(8 )./ ).*/

4

).4 ).0

n

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/8 /(+8 /(

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53

@Catts

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3.4

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4

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4/.08 3(+.+

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88).

4*

8+8.* /0

-os ϕ ).

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).4( ).*3( ).*0

).48/ ).4

$ @ 3.0 8.)0 / ( ./* *.

1c B

@

(4.

).88 +.(( 4).4

4

0/.00 +0.

E& l $/l &$e!'"!, se -es$!& l"s d'e!e&$es (!-e$!"s,eld"s #"& #!*s d's$'&$s. L"s l"!es #l#ld"s, & de#e!d" ls s'*'e&$es e##'"&es.

5otencia aparente @$F S=√ 3×V ×I

5otencia de salida @58F P2=

τ ×N ×π

30

<eslizamiento @$F S= N S− N R

N S

8

H

=

10

11

12

19

1

1

1

:




1actor de carga @1-F FC = I C

I N ×100

C.Determinación de perdidas

Ls (!d'ds $"$les e& el -"$"! s"& de '&$e!s <+, ) <e l />s<ed de l e'##' es e<'le&$e l />s<ed de ls (!d'ds $"$les. IEEE S$d7112 (!$e 5 de'&e #'&#" $'("s de (!d'ds e& l"s -"$"!es de '&d##'%&? d"&de PI&($ ) P"$($s"& ls ("$e&#'s de e&$!d ) de sl'd del -"$"!,!es(e#$'-e&$e, ) L"sses es l (!d'd $"$l e& el -"$"!.

TABLA DE DATOS DE CORRIENTES

I&$e&s'dd (le& #!*

I&$e&s'dd -ed' #!*

I&$e&s'dd e&#+"

0.=A )./* A )./* A

%) Calculo de perdidas

5érdidas Eléctricas en el devanado del estator

PCu=3× I 02

× R1

5érdidas eléctricas en el rotor

PCu=3× I 02

×R2

5otencia rotacional

P Rot = PTota− PCu

5érdidas mecánicas

Ls (e!d'ds -e#&'#s, se "/$'e&e& !el'6&d" &'&$e!("l#'%& l *!'# P"$e&#' s. Vota!e

2 , l $/l #"&$'&#'%& -es$! el /!!'d" de $e&s'%& ) ss d'e!e&$esl"!es de ("$e&#'.

TABLA DE DATOS, BARRIDO DE TENSIÓN

5orcentaje

@

5otencia

@7

-orriente

@A

oltaje@ oltaje @

V 2

8) :=.8 0.9H 8.: 5H98.=88 :=.H 0.H=2 =9.= =0H2.0=/) 52.5 0.51= 11:.2 190:1.8:/ 59. 0.98: 199. 1H5.8=() 5:.8 0.901 152.1 2919:.:1( 5:.= 0.25: 12.1 2=81H.:1) 55.H 0.2:8 1=1.= 98H25.81 5.: 0.2:1 20=.H ::018.0:*) 82.9 0.2:: 290.H 5928H.8:* 8.H 0.259 2:H.H 81=01.::4) 5.8 0.25= 28H.2 1=91.2:

4 =. 0.288 2H8.H H225:.2:0) H8.= 0.2H0 90:. =2H:2.0=0 =:.8 0.2=8 925.1 1058=0.01

+) =H.9 0.912 9::.01 11H9:2.HH+ 110. 0.922 982.H 191829.H:

3)) 11.H 0.99= 9H1.H 1:51.2:

@'*. :. J!'#" V"l$3e V2 s. P"$e&#'

Pmec=38.953"

5érdidas magnéticas

Rot −¿ Pmec Pma#= P¿

TABLA DE VALORES DE PRDIDAS CALCULADOS

P!d'ds A (le&#!*

A-ed'#!*

E&#+"

P!d'dsEl#$!'#s e&el de&d"del es$$"!

3)8. /*./ 3*.)/

P!d'dsel#$!'# e& el!"$"!

44.(/ 4*./8 4*.83

P"$e&#'!"$#'"&l

(+.* (+.* (+.*

P!d'ds-e#&'#s

/0.+ /0.+ /0.+

P!d'ds-*&$'#s

3).* 3).* 3).*

1H

1=

20

21

5






n1

8.6!%

n2

2.3+

n3

-.2*+

n4

*3.+

n5

-0.*+

n6

-*.%+

& 1(todo de desliamiento de 6imite 7uperior

C"-" el -$"d" de l e'#'e&#' e& l es$'-#'%& -s s'-(le,el M$"d" de L+-'$e s(e!'"! "!'*'&l s-e s se #e!".

% , (1−&e'()am(ento )(1− 3 I

2

RS

Pent$a&a )

TABLA VALORES DE E@ICIENCIA POR MTODO DE

DESLIAMIENTO DE LQMITE SUPERIOR

n1

".8"%

n2

-*.-3+

n3

-.%%+

n4

-%.-0+

n5

-8.0+

n6

*-.03+

9 1(todo estándar de corriente

L e'#'e&#' del -"$"! se (!"'- s&d", s("&'e&d" <eel ("!#e&$3e de #!* es es$!e#;-e&$e (!"("!#'"&l l!el#'%& de l #"!!'e&$e -ed'd l #"!!'e&$e (le& #!*.

%= I

I +aca x P 'a(&anom(na

Pent$a&a

TABLA VALORES DE E@ICIENCIA POR MTODO ESTNDAR DE

CORRIENTE

n1

58."%

n2

,.2%+

n3

*2.,+

n4

*.,3+

n5

**.2+

n6

*.%+

1(todo de $orue

L e'#'e&#' del -"$"! (ede se! de'&'d e& $!-'&"s de l$"!s'%& e& el e3e.

%=T'-a.t ∗/$

Pent$a&a

TABLA VALORES DE E@ICIENCIA POR EL MTODO DE TORFUE

n1

8.2%

n2

*.%*+

n3

*3.3+

n4

*-.3+

n5

*,.%+

n6

-%.22+

II.CONCLUSIONES

Med'&$e es$e (!")e#$" se (d" "/se!! l d'e!e&#' e&$!el"s -$"d"s -s '&$!s'"s ) -e&"s '&$!s'"s, s+ #"-" le'##' e&$!e #d &" de l"s -$"d"s $'l'6d"s. T-/'& sel"*!% !e#"&"#e! #d & de ls &"!-s <e !'*e l el#'%&de e'#'e&#', #"& #d $'(" de -$"d".T"d"s l"s -$"d"s $'e&e& d'e!e&$es #!#$e!+s$'#s, <e l"s

;#e -s se&#'ll"s, (e!" l e6 -e&"s e'##es, " $-/'&-$"d"s de *!& l#&#e, (e!" #"& & el#'%& -sdel'#d.Se e'de&#' l *!& '-("!$&#' <e $'e&e e& el s" del -"$"! el#$!'#" e& l $'l'6#'%& '&l de l e&e!*+ el#$!'# de#e!d" l e'#'e&#' <e es$"s ("see&.Rel'6! (!e/s de e'#'e&#' es -) '-("!$&$e e& #d &"de l"s (!'&#'(les (!"#es"s '&ds$!'les, ) el -$"d" <e"!e#e & !esl$d" -s e#$" ) !el, $!/3&d" #"& -e&"s;"!s de (!d, es el <e se #"&s'de! el -s '-("!$&$e.



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