MOTORES DE ALTA EFICIENCIA

INTRODUCCION

Los motores en la industria suponen el 70% de la factura elctrica y an tenemos un parque tremendamente obsoleto, los motores de alta eficiencia se amortizan en menos de dos aos, dependiendo de la aplicacin.Los motores elctricos de alta eficiencia, son motores de diseo y construccin especial que presentan menos prdidas que los motores elctricos estndares. Una menor perdida de potencia hace que el motor tenga una mayor eficiencia es decir que consuma menos energa para realizar el mismo trabajo que un motor normal.

Los estudios tcnicos y econmicos muestran que si se analiza a 10 aos, de los costos totales del motor el costo de compra es de 1%, el costo de la energa es de 95 %, costo de mantenimiento 3 %, el costo de ingeniera y logstica 1%. As el costo de compra del motor es poco significativo respecto al costo total de operacin, por eso al seleccionar motores elctricos debemos de considerar adems del costo inicial de compra el anlisis econmico de la operacin. A continuacin presentaremos las ventajas y limitaciones que tienen estos motores, para ser considerados para su correcta aplicacin:

DESCRIPCIN

Un motor eficiente es aquel que transforma prcticamente toda la energa elctrica que consume en energa mecnica til.Durante su vida til un motor elctrico gasta en su funcionamiento cien veces ms de lo que cost su compra. Si se adquieren motores de alta eficiencia se puede pagar mucho menos debido al menor coste de la energa consumida, ahorrando dinero y protegiendo el ambiente.

CONCEPTOS BSICOS

Polticas energticasA nivel mundial existen diferentes tipos de normas aplicables a los motores, que dependen del pas donde se comercialicen.

En Estados Unidos el Departamento de Energa (DOE) promulg la Ley EPact que obliga a partir del 24 de octubre de 1997 a que los motores que se comercialicen en este pas sean segn NEMA o Mtricos y cumplan con un rendimiento mnimo dependiendo de la potencia y polaridad.En estas leyes se establecen unos logotipos que indican qu normas cumple el motor.C: el motor cumple las normas de Canad CSA.URUS: el motor cumple con la UL de EE.UU.ENERGY: se cumple con los rendimientos mnimos indicados en la Energy Efficiency de la Ley EPact.En Europa existe un acuerdo entre los fabricantes y la Direccin General de Energa, que establece a su vez unos logotipos que indican el rendimiento del motor.EFF1: motores de alto rendimiento.EFF2: motores de rendimiento mejorado.EFF3: motores de bajo rendimiento.La distribucin de las tres clases de rendimientos queda de la siguiente manera:

Fundamentos tcnicos de los valores de eficienciaLa clasificacin de la eficiencia proporciona al usuario una herramienta sencilla para optimizar la compra de su motor.Determinacin del rendimientoElrendimiento de un motorse define como la potencia mecnica que se obtiene por unidad de potencia absorbida.

Haciendo una grfica comparativa de los diferentes mtodos para motores de 4 polos de 15kW tenemos:

COMPONENTESLos motores elctricos efectan la transformacin de la energa elctrica recibida de la red en energa mecnica en su eje. Estator fijo: Parte fija del motor. Rotor mvil: Parte mvil del motor. Entrehierro: Es el espacio comprendido entre el rotor y el estator.

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

Diagrama energtico del motor

Las prdidas de un motor pueden dividirse en: Prdidas magnticas (Vfe): Por la histresis producida en los materiales magnticos Prdidas por efecto Joule en el rotor (VCu): por el paso de las corrientes por los devanados Prdidas por ventilacin (Vrventilacin): prdidas mecnicas Prdidas por rozamiento (Vrrozamiento): prdidas mecnicas Prdidas adicionales (Vad): consecuencia de los procesos electromagnticos secundarios de carcter no deseado pero inevitable (corrientes parsitas)

VENTAJAS E INCONVENIENTES

Motor EFF1Como media, un motor EFF1 reduce las prdidas de energa por encima del 40%. Esto significa que en el caso de muchas horas de utilizacin, por ejemplo 6000h/ao, en un motor de 15kW, se podrn ahorrar ms de 4MWh al ao o ms de 400 de la factura de electricidad (considerando 0.10/kWh).La mejor calidad de los materiales incrementa normalmente la vida til del motor.El mayor precio de compra de un motor EFF1 se recupera en un corto plazo de tiempo, comparado con la vida til del motor elctrico.Motor EFF2Un motor EFF2 reduce las prdidas de energa hasta un 20%, lo que significa que en el caso de utilizacin de 2000h/ao, un motor de 15kW, puede ahorrar 0,6MWh al ao con un coste adicional mnimo.La clase EFF2 garantiza una eficiencia satisfactoria con un sobrecoste mnimo.Motor EFF3En general, los motores de la clase EFF3 presentan una muy baja eficiencia y representan una inversin antieconmica en la mayora de las situaciones, por lo que no es recomendable.

APLICACIONES

AHORRO ENERGETICO

Existen varias opciones que permiten lograr el uso eficiente de la energa elctrica en la aplicacin de motores elctricos y por lo tanto una reduccin de los costos asociados al consumo de energa. La Figura 3 muestra alguna de estas opciones: seleccin correcta de la potencia del motor, mejorar la calidad de la energa elctrica, reducir la carga mecnica sobre el motor, usar motores de alta eficiencia, usar controladores electrnicos de velocidad, aplicar mtodos de mantenimiento centrados en la eficiencia y el usar mtodos de reparacin que mantengan la eficiencia del motor.

Oportunidades de Ahorro de Energa en los sistemas de Accionamiento.

EJEMPLOS

Un motor grande de 200hp, 180 rpm, 460 volt, que opera casi continuamente, en un ambiente industrial a carga completa. Ciclo de funcionamiento 8000 hora por ao

El ahorro es permanente. Una vez recuperada la inversin, el ahorro contina durante toda la vida til del motor

CONCLUSIONES

Las ventajas econmicas obtenidas a partir del empleo de motores de alta eficiencia han quedado en evidencia a partir de los ejemplos de clculo presentados en la seccin anterior. Los tiempos de recuperacin de la inversin original resultan dependientes de las condiciones de empleo de los motores y presentan variaciones en funcin de la potencia del motor y del costo de la energa elctrica en el pas en el que se instalen. En todos los casos, dichos tiempos resultan significativamente menores a la vida til esperada para este tipo de mquina.

No debe dejarse de lado el beneficio que la instalacin de los nuevos motores de alta eficiencia tiene sobre la red elctrica. Un avance paulatino hacia el empleo de estas nuevas lneas de motores permitira atenuar el incremento de energa elctrica asociado al crecimiento industrial. En el caso de Argentina, resulta apremiante la necesidad de aplicar restricciones al empleo de motores de rendimientos bajos, tal como se ha realizado ya en Europa, Estados Unidos y varios pases de Latinoamrica.Algunos autores proponen, como una instancia intermedia, emplear el rebobinado de los motores para introducir mejoras de diseo que tiendan hacia mejores eficiencias.

No puede dejarse de resaltar que adems de proporcionar beneficios econmicos, el empleo de motores de alto rendimiento incrementa la vida til de las unidades, esto se debe a que dichos motores presentan temperaturas de trabajo menores a las de los motores convencionales.

Uno de los primeros pasos en la implementacin del ahorro de energa en motores elctricos 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 energa elctrica.

Es importante considerar que tanto el costo del motor representa un porcentaje muy pequeo respecto al costo de la energa elctrica en el ciclo de vida del motor, por lo se recomienda desechar las prcticas tradicionales de comprar motores considerando solo el costo inicial.

Es errneo pensar que la nica alternativa para ahorrar energa es aplicar, sin motores de alta eficiencia para cualquier caso. Si bien es cierto que stos son una alternativa importante, ellos representan solo una alternativa tcnica no siempre viable.

REFERENCIAS

Eficiencia energtica en motores elctrico - http://www.sapiensman.com/electrotecnia/motor_electrico2.htm

Motores elctricos de alta eficiencia catalogo Fenosa - http://www.empresaeficiente.com/es/catalogo-de-tecnologias/motores-electricos-motores-de-alta-eficiencia#ancla