Motores Eléctricos Y Transformadores

Motores eléctricos y transformadores

Aproximadamente el 60% de la energía eléctrica consumida en la industria se debe al funcionamiento de los motores eléctricos, ya que mueven una gran cantidad de dispositivos industriales como bombas, compresores, ventiladores, maquinaria, vehículos, etc. Además, el gasto asociado a este consumo eléctrico es del orden de 60 a 100 veces mayor que la inversión realizada inicialmente.

Adquisición de nuevos equipos

Resulta especialmente interesante tener en cuenta el criterio de eficiencia energética en la adquisición de un nuevo equipo. Los motores con mayor eficiencia, aunque tienen un coste superior inicialmente, compensan la diferencia en un plazo reducido gracias al menor coste de operación.

Nuevos motores de alta eficiencia. Cuentan con un diseño y construcción especiales que favorecen unas menores pérdidas con respecto a los motores estándar. Hay tres tipos estandarizados de motores de alta eficiencia: EFF1, EFF2 o EFF3, en función de las características de la aplicación a la que estén destinados.

Buenas prácticas para la mejora energética

1. Exámenes periódicos de los motores. Se deben realizar exámenes periódicos de los motores principales de cualquier instalación para identificar los que puedan ser reemplazados por otros de mayor eficiencia energética con un periodo de retorno de la inversión corto. Conviene centrarse especialmente en motores que excedan un tamaño mínimo y unas horas de operación al año. Un criterio típico de selección sería:

• Motores trifásicos con más de 10 kW.

• Al menos 2.000 horas de operación al año.

• Carga constante.

• Motores de eficiencia estándar viejos o rebobinados.

2. Arranque de motores. Compruebe que el arranque de los motores se hace de forma secuencial y planificada. Evite el arranque y operación simultánea de motores, sobre todo los de mediana y gran capacidad, porque aumenta el consumo de energía debido a la sobrecarga que se produce.

3. Dimensionado de motores. Es importante que los motores operen con un factor de carga entre el 65% y el 100%. Considere reemplazar los motores que funcionen a menos del 40% de la carga por otros de potencia inferior. En las situaciones que requieran sobredimensionar debido a picos de carga, deberán considerarse estrategias alternativas, como un motor correctamente dimensionado apoyado por un motor de arranque.

4. Factor de potencia. Mantenga el factor de potencia por encima de 0,95. Si es inferior a este valor conviene instalar baterías de condensadores. Un factor de potencia bajo reduce la eficiencia del sistema eléctrico de distribución.

5. Sistema de distribución. Identifique y reduzca las pérdidas en el sistema de distribución y revise periódicamente con el fin de descubrir malas conexiones, defectuosas puestas a tierra, cortocircuitos, etc. Estos problemas son fuentes comunes de pérdidas de energía y reducen la fiabilidad del sistema.

6. Alineación del motor. Verifique periódicamente la alineación del motor con la carga impulsada, ya que una alineación defectuosa puede incrementar las pérdidas por rozamiento y ocasionar daños mayores en el motor y en la carga.

7. Lubricación de los motores. Aplique grasa o aceite de alta calidad de acuerdo a las especificaciones de fábrica para prevenir contaminación por suciedad o por agua e instale equipos de control de la temperatura del aceite de lubricación. Una mala lubricación aumenta las pérdidas por fricción y disminuye la eficiencia.

8. Revisión de la inercia de las cargas. Cada motor tiene especificados unos valores de inercia estándar. Consulte las especificaciones del fabricante. El arranque de cargas con demasiada inercia provoca un calentamiento excesivo del motor, lo que puede afectar a la vida del aislamiento y por tanto a la vida del motor.

9. Cambio de conexión en motores trifásicos de más de 5 kW. Estudie la posibilidad de reconectar los bobinados de los motores a conexiones en estrella. Si un motor funciona continuamente a menos del 60% de su carga total la conexión en estrella resulta más económica.

10. Mejora de la calidad de la energía eléctrica. Los motores eléctricos están diseñados y fabricados para operar en las condiciones especificadas en la placa de características, llamadas condiciones nominales. Sin embargo, los sistemas eléctricos industriales generalmente no presentan las condiciones ideales ni en simetría, forma de onda y magnitud. Estas variaciones pueden perjudicar el rendimiento y el tiempo de vida del motor. A continuación se indican las recomendaciones más habituales para asegurar una mínima calidad del suministro eléctrico:

• Mantener los niveles de tensión cercanos al valor nominal.

• Minimizar el desequilibrio de tensiones.

• Disminuir la distorsión armónica de la red.

11. Optimización de la transmisión. Es importante en la selección del sistema de transmisión conocer las características de cada sistema para realizar una adecuada selección. Se recomienda seguir las siguientes recomendaciones en función del tipo de acoplamiento:

• Acople directo: asegurar un correcto acoplamiento entre el motor y la carga.

• Correas: usar bandas en V y preferentemente dentadas.

• Reductores: seleccionar adecuadamente el tipo de reductor (helicoidal, cónicos, cilíndrico y tornillo sin fin) de acuerdo a la potencia y a la relación de velocidades.

• Cadenas: no tienen deslizamiento y se recomiendan para transmitir elevadas cargas. Su eficiencia puede alcanzar el 98%.

12. Utilización de control electrónico de velocidad. Es importante que el motor y el equipo operen en su punto óptimo de operación, es decir, que el motor accione la carga a la velocidad necesaria con un consumo mínimo de energía. El equipo más utilizado para este fin es el variador electrónico de velocidad o frecuencia.

13. Sustitución en lugar de reparación de un motor usado. Cuando un motor falla se presentan dos alternativas: reparar el motor averiado o comprar un nuevo motor. La alternativa de la reparación parece ser, a priori, la más oportuna cuando su coste es inferior a una nueva compra. Sin embargo, en la mayoría de las ocasiones, el rebobinado de un motor conduce a una pérdida de rendimiento y a una menor fiabilidad de funcionamiento. No obstante, es recomendable atender a los siguientes criterios de elección:

• Relacionarse con talleres de reparación cualificados para la obtención de información fiable.

• Los motores menores de 40 CV y más de 15 años de utilización y los motores menores de 15 CV son candidatos a ser reemplazados.

• Si el coste del rebobinado supera el 50% del coste de un motor

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