sábado, 27 de septiembre de 2014

Eficiencia del motor eléctrico

La eficiencia de un motor eléctrico es la medida de la capacidad de convertir la potencia eléctrica en potencia mecánica útil 
Eficiencia de un motor eléctrico

Como toda máquina el motor eléctrico tiene perdidas mecánicas,  además de pérdidas eléctricas, y pérdidas magnéticas.

Distribución de pérdidas en un motor eléctrico

  • Resistencia del rotor: pérdidas de corriente en barras del rotor y anillos extremos.
  • Resistencia del estator: Pérdidas de corriente en los bobinados
  • Núcleo de hierro: perdidas magnéticas en laminaciones, inductancia y pérdidas por corriente de Foucault.
  • El efecto del viento y fricción: Fricción mecánica en rodamientos y ventiladores de refrigeración
  • Carga dispersa: la pérdida de transferencia magnética en el entrehierro entre el estator y el rotor.

Un motor eficiente (también llamado de alto rendimiento) proporciona la misma potencia que un motor convencional pero con menos consumo de energía eléctrica.

Los motores de alto rendimiento son más caros que los convencionales pero su costo se recupera con el ahorro de energía, la clave esta en utilizarlo una vez comprado. Los cálculos estimados es que en menos de un año se recupera su inversión.

El 70% del consumo energético de la industria recae en los motores eléctricos  su consumo representa el 40% del consumo de  energía eléctrica a nivel mundial.

Los costos de energía y la conciencia del calentamiento global han impulsado a nuevas  normas internacionales de eficiencia de motores , NORMA IE (IE = International Efficiency) orientado a los fabricantes de motores a construir motores de alta eficiencia con rendimientos hasta de 96%.

Las normas EFF1 y EFF2 fueron establecidas por el CEMEP (is the European Committee of Manufacturers of Electrical Machines and Power Electronics) dejan de ser utilizadas  como marca desde el 2011
Las normas EI,  corresponden a la norma IEC 60034-30
Se estima que el programa de motor de eficiencia NEMA Premium ® ahorraría 5.800 gigavatios de electricidad. Esto se traduce en la prevención de casi 80 millones de toneladas métricas de dióxido de carbono a la atmósfera durante los próximos 10 años - equivalente a mantener 16 millones de automóviles de las calles.
http://www.nema.org/Policy/Energy/Efficiency/Pages/NEMA-Premium-Motors.aspx

Con  mejores diseños y mayor calidad de materiales tenemos  Ahorro en costo del consumo energía, mayor vida del motor y menos mantenimiento.
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domingo, 21 de septiembre de 2014

Arranque Estrella Delta

El arranque Estrella- Delta un método para poner en marcha un motor trifásico en dos tiempos, en el inicio se conecta en Estrella (con tensión para conexión Delta)  entre el 75 y 80% de su velocidad nominal se desconecta la conexión Estrella y  se conecta a Delta continuando así su marcha.

La finalidad es tener un arranque suave y de disminuir la corriente de arranque.
Pasos del arranque Estrella-Delta

Si conectamos un motor en Estrella en una red donde se debe conectar en Triángulo, los devanados del estator  (en estrella) están a una tensión menor,  (raíz cuadrada de tres) 1.73    veces inferior a la nominal.

Con esto se consigue que la corriente en el arranque sea una tercera parte de la intensidad que se requeriría en un arranque directo (conectado en triángulo).

Intensidad de corriente en el arranque Estrella Triángulo


Este método reduce la intensidad de corriente en el arranque en  3 veces la corriente nominal del arranque directo.
Lo que provoca que también que el “Par motor” en el  arranque se reduzca   1/3
Par Motor en el arranque Estrella-Delta

El tiempo total de Arranque Estrella-Delta es tres veces mayor que en un arranque directo situación a tomar en cuenta para las especificaciones de las protecciones del motor

El arrancador estrella triángulo es ideal para máquinas que arranquen en vacío  (Tornos, Fresadoras) o que tengan bajo  Par  resistivo, (ventiladores, bombas centrífugas de pequeña potencia).



Diagrama eléctrico de arrancador Estrella Delta

El arranque Estrella- Delta es un método para poner en marcha un motor trifásico en dos tiempos, en el inicio se conecta en Estrella (con tensión para conexión Delta)  entre el 75 y 80% de su velocidad nominal se desconecta la conexión Estrella y  se conecta a Delta continuando así su marcha.

Es necesario el uso de tres contactores uno para alimentarlo (KM3 ),
Y otros dos para realizar las conexiones,
1º conectarlo en Estrella (KM1)

2 º conectarlo en Delta (KM2)

Diagrama del circuito de potencia de un motor eléctrico 
con arranque Estrella Delta

·        Ambos contactores KM1 y KM2 no deben estar al mismo tiempo, de ser asi tendría un corto circuito en el diagrama de potencia se tiene un enclavamiento mecánico y en el de circuito de control deberá contar con   un enclavamiento por contactos auxiliares.
·        También es necesario un relevador de tiempo  KA1 para marcarnos los tiempos de cuando hacer el cambio de conexiones.

Diagrama del circuito de control de un motor eléctrico
con arranque Estrella Delta
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sábado, 20 de septiembre de 2014

Motores eléctricos trifásicos de 6 terminales

Los motores de 6 terminales son diseñados para trabajar en 2 tensiones, conexión “Triángulo” (Delta) para un voltaje bajo y conexión “Y”  (Estrella) para un voltaje alto. La relación entre  tensiones es 1,732 (raíz cuadrada de 3) a 1, ejemplo  220/380 voltios. El voltaje más alto es siempre una conexión en estrella.
Son fabricados con normas de La Comisión Eléctrica Internacional  “Motores IEC"

Conexiones de motor de 6 terminales



  Cuentan con una placa bornera  alojada dentro de la caja de conexiones.

La bornera trae normalizada su disposición y la identificación de las terminales de los bobinados del estator  como en el esquema de la figura siguiente.
Motor de 6 terminales

Las distancia entre los bornes tanto vertical como horizontal son iguales, y normalmente cuenta con tres chapas de cobre, con dos agujeros separados por dicha distancia, de forma tal de poder unir eléctricamente con ellas dos bornes entre si, los bobinado pueden conectarse  en estrella o en triangulo.

Sistema de conexión de bornes simétricos

Recordemos que estamos hablando de motores con normas " IEC", donde los valores de los  parámetros de su diseño son  diferentes a los nuestros, la frecuencia nominal utilizada es de 50 en lugar de 60 Hertz.
Si conectamos un motor de 220 volts trifásicos y 50 hz. En un sistema de de 220 volts trifásicos  y 60 hz. La velocidad del motor  aumentara un 20%, en la practica si se lleva a cabo estas conexiones  tomarse en cuenta los cambios en  los parámetros mecánicos  y eléctricos. 





jueves, 18 de septiembre de 2014

Motores eléctricos trifásicos de 9 terminales

Los motores eléctricos trifásicos asíncronos,  fabricados bajo las norma Estadunidenses de la Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos NEMA ( National Electrical Manufacturers Association),  mas comunes tienen 9 terminales. 

Se diseñan  para dos tensiones,  con una relación de 2 a 1. Ejemplo 230/ 460 voltios. 
·        Y dos tipos de conexiones;  “Conexiones Tipo Delta “ o “Conexiones  Tipo ESTRELLA”,

·        cada tipo puede ser conectado en bajo voltaje (en paralelo) y o en alto voltaje (serie)
Diagrama de terminales de motor de 9 terminales


Si comprobamos continuidad  identificamos el tipo de conexión, en Delta tendremos 3 grupos de 3 terminales, en Estrella tendríamos  1 grupo de 3 terminales y  3 grupos de 2 terminales

En potencias bajas (hasta 40 HP) las conexiones mas utilizadas  son Estrella  Serie para alto voltaje y Doble Estrella (estrellas en paralelo) en bajo voltaje.

Diagrama de conexiones en estrella para motor 9 terminales

En potencias más altas las  conexiones utilizadas son Delta Serie para alto voltaje  y Doble Delta (Deltas en paralelo) en bajo voltaje.


Diagrama de conexiones en Delta  para motor de 9 terminales

Algunos  diagramas  de conexiones cuentan con tablas, que nos guían indicándonos que terminales se unen.

Diagrama de conexiones con tabla

EL diagrama de conexiones  tiene esa función, guiarnos a conectar el motor, en cambio los diagramas de interpretación su función es facilitar la lectura y comprender la relación que guardan los elementos en  un circuito.

Diagrama de conexión vs. Diagrama de interpretación


   




miércoles, 17 de septiembre de 2014

Motores eléctricos trifásicos de 12 terminales

Los motores eléctricos trifásicos asíncronos,  fabricados bajo las norma Estadunidenses de la Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos NEMA ( National Electrical Manufacturers Association), pueden  tener en algunos casos 12 terminales.  

Motor trifásico de 12 terminales 

En los EE.UU., se diseñan  para dos tensiones  con una relación de 2 a 1. Ejemplo 230/ 460 voltios.  Y dos tipos de conexiones;  “Conexiones Tipo Delta “ o “Conexiones  Tipo ESTRELLA”, cada tipo puede ser conectado en paralelo (para bajo voltaje) y  en serie (para  voltaje alto).

En potencias bajas (hasta 40 HP) las conexiones mas utilizadas  son Estrella, en potencias más altas las  conexiones utilizadas son Delta 

Se puede recurrir a un sistema de identificación de terminales para realizar los diagramas de conexiones cuando no tengamos a la mano los diagramas.
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  • Identificación de terminales


El sistema utilizado como medio para determinar la secuencia de los números de las terminales de  un motor trifásico, consiste en dibujar una conexión “Y” invertida con 12 terminales, después numerar dichas terminales  comenzando  en exterior con la terminal T1 en la parte superior  y siguiendo una espiral hacia la derecha, terminando  en el interior.

Sistema para identificar  terminales en conexión estrella

A partir de aquí se  complementa el dibujo, para alto voltaje se hace la conexión estrella serie y para bajo voltaje una conexión doble estrella. 

Conexiones de motor eléctrico en Estrella

Esta conexión suele venir en la placa de datos o bien  en la tapa de la caja de conexiones.


Diagrama de conexiones en estrella para motor 12 terminales

Diagrama de conexiones en delta para motor 12 terminales



Conexiones en doble delta  y delta serie para motor 12 terminales