¿Son sus motores tan eficientes como deberían?

En todo el mundo, la legislación relacionada con la eficiencia del motor eléctrico se está ajustando en un intento de reducir las emisiones de carbono y el daño al medio ambiente. Sin embargo, se presta mucha menos atención a algunos aspectos prácticos. Aquí, Lucie Hodkova de Exico analiza la mejor manera de determinar la eficiencia de un motor instalado.

EXICO Lucie HodkovaLos motores son los mayores consumidores de electricidad en el mundo, con aproximadamente el 70% de toda la energía generada que utilizan. Desde la Cumbre de Río Tierra hace una generación, ha habido un esfuerzo continuo para mejorar la eficiencia del motor, poniendo mucho esfuerzo en redactar estándares de eficiencia y nuevos métodos de prueba para motores recién fabricados, que gradualmente se ajustan con el paso de los años.

Sin embargo, este enfoque pasa por alto el hecho de que hay una gran cantidad de motores que ya están en uso en todo el mundo y su eficiencia no se parece en nada a tanto escrutinio. Por lo tanto, una revisión de los motores en su lugar de trabajo bien puede conducir a la identificación de mejoras significativas en su eficiencia energética, huella de carbono y, quizás lo más importante, ahorrar en su factura de servicios públicos.

Si utiliza máquinas herramientas, sistemas de fabricación automatizados, transportadores u otros equipos "técnicos", es probable que cada uno de estos utilice una cantidad de motores. Si tiene oficinas con aire acondicionado, habrá motores que impulsen bombas y ventiladores. Los equipos médicos, las pantallas, los puestos de prueba, los ascensores, las escaleras mecánicas, los extractores en las cocinas y los laboratorios están impulsados ​​por motores y, por lo general, ¡es posible que nunca se haya verificado su eficacia!

Todos los motores deben verificar su eficiencia y puede ser mejor comenzar con los motores que se usan mucho; si un motor funciona constantemente o durante períodos prolongados, cualquier ineficiencia tendrá un efecto de composición a lo largo del tiempo. Otros motores que valdría la pena investigar temprano incluyen aquellos que tienen más de 7-10 años, que han sido reparados o rebobinados, que fueron originalmente instalados para un propósito pero que desde entonces han sido cambiados a un deber diferente, o aquellos que parecen ser sobredimensionado por su papel.

En esencia, la eficiencia de un motor es la relación entre la entrada de energía eléctrica al motor y la potencia mecánica que produce. Ambos tipos de potencia se miden en kilovatios o caballos de fuerza, por lo que son directamente comparables. Sin embargo, la Directiva sobre productos relacionados con la energía (ErP) cambió el método de prueba de cómo se ha calculado la eficiencia. Esto significa que las eficiencias de IE para un motor en particular pueden declararse inferiores a lo que era bajo el esquema de calificación de eficiencia EFF.

Todos los motores tienen una carga nominal, pero la mayoría están diseñados para que funcionen en un rango de cargas. Típicamente, la carga será de 50% a 110% de carga nominal y, en general, los motores son más eficientes en 70% a 80% de carga. La caída en la eficiencia puede ser muy significativa fuera de esta pequeña ventana óptima, particularmente en motores más pequeños.

Afortunadamente, hay varias maneras rápidas y fáciles de verificar que un motor esté cargado de manera óptima.

Lo más simple es probablemente sentir su temperatura (tenga cuidado, podría estar muy caliente). Si está inusualmente cálido, probablemente esté sobrecargado.

El siguiente paso es verificar los valores de la placa de identificación en el motor y compararlos con la carga calculada. Esto requerirá un poco de conocimiento técnico y algo de interpretación. Es importante tener en cuenta que los valores establecidos para el motor solo son ciertos a la tensión nominal del motor, por lo que también se debe verificar la tensión de alimentación. Además, la carga total en el motor puede ser la suma de varias cargas separadas, incluida la carga accionada y las pérdidas mecánicas en el sistema de transmisión.

En este punto, puede ser necesario considerar el factor de potencia. El factor de potencia es la relación entre la potencia teórica o calculada que se suministra y la potencia real entregada al motor. Usando nuevamente un multímetro, se puede medir la potencia en la red eléctrica cerca del motor. Si está presente una unidad de corrección de factor de potencia, los valores teóricos y reales serán muy similares dando una proporción de factor de potencia pequeña. Las relaciones de factor de potencia más grandes deben incorporarse en los cálculos pertinentes.

El siguiente paso es calcular la potencia de salida. Un método práctico simple para hacer esto es comparar las velocidades de salida nominal y real del motor. La velocidad nominal se calcula a partir de la velocidad teórica de un motor y está relacionada con la frecuencia del suministro y el número de polos en el motor. La velocidad real se puede medir usando un tacómetro, luz estroboscópica, calculada a partir de las tasas de producción, etc.

Bomba Exico

Hay otros métodos para calcular la eficiencia del motor; estos pueden incluir dispositivos especiales, modelos de computadora o procesos analíticos complejos. En términos prácticos, la mejor respuesta puede ser recurrir a un experto, que probablemente podrá comprobar diez motores en el tiempo que le llevaría hacerlo.

No hay una respuesta absoluta a la pregunta '¿Cuál es la eficiencia aceptable para un motor instalado?' En cada caso, debe comparar la eficiencia actual con la eficiencia potencial mejorada y calcular las implicaciones de energía / costo sobre el ciclo de trabajo y la vida restante del motor instalado.

Una vez que haya determinado la eficiencia de cada motor, debe decidir si lo acepta, lo reconstruye o lo reemplaza. Como regla general, los motores más pequeños son mejor reemplazados que reparados; es una opción más barata y asegura automáticamente que se cumplan los últimos estándares de eficiencia. Con motores más grandes, la decisión de reparar / reemplazar es más difícil y única para cada situación.

Sin embargo, podemos definir una estrategia de regla general de la siguiente manera:

  • Los motores que son demasiado grandes o ineficientes deben reemplazarse con los de tamaño adecuado que cumplan con los estándares de eficiencia actuales con bastante urgencia.
  • Los motores moderadamente sobredimensionados o algo ineficaces deben reemplazarse cuando corresponda.
  • Los motores que tienen el tamaño adecuado pero son más antiguos deben reemplazarse con unidades modernas de alta eficiencia cuando corresponda.
  • A veces, instalar un variador de velocidad a un motor existente pagará dividendos de eficiencia significativos.
  • Verifique el ciclo de trabajo de cada motor: si hay mucho tiempo de inactividad, considere usar el control PLC para apagarlo.
  • Algunos motores son deliberadamente sobredimensionados, por lo que tienen un poco de energía adicional en reserva para evitar la obstrucción, obstrucciones, formación de hielo, etc. Un motor de tamaño adecuado y una transmisión de velocidad variable proporcionarán el mismo efecto de manera mucho más eficiente.
  • Y, por último, desarrollar una estrategia de gestión de motores se puede hacer mejor con la ayuda de su experto.

Informador de la industria de procesos

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