Mayo 25 de 2014

Materia: Principios electromecnicos

Tema : Motores de induccin

Maestro: Miguel Humberto Moreno Carrillo

Alumnos: Jos Adrian Morales

Leder Crdova J

Jorge Omar Pacheco

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DEFINICIN DEL MOTOR DE INDUCCIN: Mquina elctrica que

convierte energa elctrica en energa mecnica

Wen

Per.

Wsal

Wen = Energa de entrada en forma elctrica

Wsal = Energa de salida en forma mecnica

Wper = Energa perdida durante el proceso en forma de calor

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Componentes de un motor elctrico

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Factores que inciden en la eficiencia del motor

En los motores de induccin tipo jaula de ardilla existen cinco tipos de prdidas:

Tres de ellas son dependientes de la carga.Las otras dos son prdidas constantes e independientes de la carga.

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A continuacin se mencionan cada una de ellas:

Prdidas dependientes de la carga.Prdidas en los devanados del estatorPrdidas en la caja del rotor (prdidas por deslizamiento).Prdidas miscelneas. Prdidas independientes de la carga.Prdidas en el ncleo del estator (prdidas magnticas).Prdidas por friccin.

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El factor de carga juega un papel importante en las prdidas en los motores de induccin.

Nota: las curvas indican unos valores de relacin, en general variarn segn el tipo de motor individual y fabricante

por ciento de carga nominal

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Factores que inciden en el consumo de energa

1. Horario de operacin.

Juega un papel importante en la reduccin del consumo, cuando es posible el reajuste de los tiempos de programacin de la produccin.

2. Estado del mantenimiento.

Existen factores relacionados con el mantenimiento que inciden de manera importante en la eficiencia del motor.

Por ejemplo, al evitar el exceso de polvo y suciedad, tanto en el exterior como en el interior, se evitan calentamientos excesivos que contribuyen al incremento de las prdidas .

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3. Deterioro tecnolgico.

El grado de obsolescencia tecnolgica afecta en gran medida el rendimiento energtico de los motores, siendo este uno de los criterios ms importantes para la seleccin de los motores sujetos a cambio tecnolgico.

4. Grado de control y automatizacin.

El grado de control tiene un impacto importante en el consumo de energa, siempre y cuando exista la posibilidad de ajustar las condiciones de operacin del sistema objeto de estudio.

Se aclara que la automatizacin de los procesos responde a: la homogeneidad de los niveles de produccin y el grado tecnolgico del proceso a automatizar (ao de fabricacin del motor, accionamientos obsoletos, entre otros).

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Mayo 25 de 2014

Ponente

Jorge Omar Pacheco

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Equipos utilizados para mediciones

Los equipos que normalmente se utilizan para cuantificar el comportamiento energtico de los motores son los siguientes:

Analizador de redes Dranetz PX5.

El PowerXplorer integra el ms avanzado equipo disponible en instrumentos de monitoreo de calidad de la energa, con un sistema fcil de manejar en pantalla tctil a color. Con su muestreo de alta velocidad (1 microsegundo/canal), con 8 canales de captura de datos, puede obtener simultneamente miles de caracterizas y parmetros, usando un rango de estndares y modos de operacin configurables. Con capacidad de medicin nicas el PowerXplorer incluye captura debaja, media y alta frecuencia de trascendentes y picos, formas de onda, duracin de RMS y adaptacin de muestreo a alta velocidad, como tambin mediciones de potencia con caracterizacin de seales no sinusoidales y sistemas des balanceados.

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Equipos utilizados para mediciones

Analizador de redes Dranetz 440S.

El PowerGuia 440S de DRANETZ-BMI es un equipo de CLASE A segn la IEC 61000-4-30 que esta diseado para analizar la calidad del suministro en instalaciones elctricas. Permite analizar las caractersticas de la tensin suministrada en redes publicas de distribucin de acuerdo a la norma UNE-EN 50160.

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Equipos utilizados para mediciones

MCEmax

Durante aos los encargados de mantenimiento elctrico han lidiado con los problemas elctricos en sus mquinas elctricas con poco ms que un ampermetro y su experiencia acumulada. Como consecuencia la fiabilidad de los diagnsticos era limitada.

El equipo PRE-MCEMAX es el nico equipo capaz de realizar tanto pruebas estticas como dinmicas en motores de cualquier tipo, tamao o condicin.

En general, se puede utilizar cualquier equipo analizador que pueda almacenar la distorsin armnica de tensin con un perodo de registro de un minuto; y con la capacidad de almacenar simultneamente la distorsin armnica individual desde el orden 1 hasta el 30.

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Identificacin de ineficiencias

Para la identificacin de ineficiencias en los motores se recomienda la realizacin de medidas tanto elctricas como trmicas.Las medidas elctricas se pueden realizar con analizador de red que permita el registro de potencias, tensiones y corrientes, entre otras.De igual forma, se deben hacer medidas trmicas con registradores de temperatura FLUKE 54 II y con cmaras termogrficas, que comprendan la medicin de temperaturas en el armazn del motor.

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Medicin de temperaturas en motores elctricos:

:

:

:

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Medicin de temperatura

caperuza del motor.

Medicin de temperatura

parte superior del

armazn del motor

Medicin de temperatura

termograma

Medicin de temperatura: termograma

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Niveles de tensin alejados de los nominales:

Cuando el motor opera a potencia nominal es recomendable que la tensin del motor sea muy cercana al valor de la tensin nominal con una desviacin mxima del 5%. A pesar que los motores con Normas NEMA estn diseados para operar con una desviacin mxima de 10% el voltaje nominal, las variaciones de tensin afectan significativamente la eficiencia, el factor de potencia y el tiempo de vida.

% del Voltaje Nominal 9095100105110Eficiencia a Carga Nominal0,9050,9150,9200,9250,920Factor de Potencia a Carga Nominal0,900,890,880,870,86Deslizamiento a Carga Nominal1,231,111,000,910,83Corriente a Carga Nominal1,11,041,000,9560,935Carga Para Eficiencia Mxima0,730,810,901,001,10Elevacin de Temperatura a Carga Nominal1,111,0501,0000,9251,010

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Suministros con desequilibrios de tensiones:

Los factores que crean el desequilibrio de tensin son: cargas monofsicas, cables de diferente calibre, fallas de circuitos, etc.

Los sistemas desequilibrados incrementan las prdidas en el sistema elctrico 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.

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Anlisis de las tensiones con distorsin armnica:

Un alto contenido armnico en las tensiones de alimentacin de un motor, tiene impacto sobre su potencia nominal.

Cuando un motor elctrico es alimentado con una tensin con gran contenido armnico se originan corrientes de altas frecuencias en el rotor, contribuyendo al incremento de las prdidas por calentamiento y a la disminucin de la potencia nominal disponible.

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Mayo 25 de 2014

Ponente

Jos Adrian Morales

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Opciones tecnolgicas de ahorro de energa

Desde el concepto de eficiencia energtica es posible considerar las siguientes opciones como estrategias para el ahorro de energa:

Uso de motores de eficiencia premium.Uso de variadores de velocidad para el control de motores.Correccin de cadas de tensin en la red de alimentacin.Balanceo de la tensin en la red de alimentacin.Compensacin de energa reactiva.Uso de filtros (pasivos, activos o hbridos) para la mitigacin de armnicos en la redes elctricas de alimentacin.

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Cuando usar motores de alta eficiencia?

Tiempos de operacin prolongados.Potencias media a altas.Motor opera a plena carga la mayor parte de su vida til.Los costos de la energa son altos.Aunque los motores de mayor potencia son ms eficientes , sus prdidas son significativas y no deberan ser ignoradas.

De hecho, los motores de alta potencia ofrecen mayor ahorro de energa y justifican el costo de la inversin, ya que un solo motor puede ahorrar ms energa que varios motores de baja potencia juntos.

Beneficios de un motor de alta eficiencia

Operacin fra, segura, larga vida til del aislamiento, mayor capacidad de aceptar las tolerancias de: sobrecarga, desbalances de fases, subtensin y sobretensin.Menos necesidad de aire enfriamiento.Operacin suave.Disponible para mayor altitud de operacin.Apto para operar con variador de frecuencia y aplicaciones de control.Menos ruido.

MOTORES DE ALTA EFICIENCIA

El estator tiene una coraza ms grande para disminuir las prdidas en las lminas de hierro que lo componen.

Mayor cantidad de cobre en el devanado del estator para disminuir prdidas resistivas.

Rodamientos ms eficientes para disminuir las prdidas por friccin.

La distancia entre el estator y el rotor es ms pequea para reducir prdidas magnticas.

Barras del rotor fabricadas con aluminio de alta calidad para disminuir prdidas resistivas.

Motor acoplado a un ventilador para el transporte neumtico de residuos.

El motor operaba durante perodos no productivos de la empresa, se realiz un programa de control de encendido y apagado. El ahorro mensual encontrado fue de 1..136 kWh/mes

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Motor acoplado a un equipo de centrifugado de partculas.

El motor se encontraba bastante deteriorado y en mal estado de mantenimiento.

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Motor acoplado a un tambor para curtido de cuero.

El motor se encontraba bastante deteriorado, se realiz un estudio para la sustitucin del motor por uno de alta eficiencia y para el uso de variador de velocidad.

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