Motores eléctricos de alta eficiencia: características electromecánicas, ventajas y aplicabilidad

Los motores de alta eficiencia empezaron a ser fabricados a mediados de la década de los 70 inicialmente en USA pero su aplicación se hizo masiva al llegar el año 2000 también en otros países industrializados. Sin embargo su aplicación indiscriminada puede ocasionar inconvenientes técnicos en los procesos productivos cuando no es evaluada correctamente. El propósito de este artículo es dar a conocer las características principales de los motores de alta eficiencia, mencionar las ventajas y limitaciones que presentan y mencionar las condiciones más comunes en que su aplicación es aconsejable.Back in the mid 70´s, mainly in USA, started production of high efficiency motors, becoming broadly used in other industrialized countries in the year 2000. However, indiscriminate use may lead to some technical hitch with production when it is not properly evaluated. Chief goal of this paper is to known the main characteristics of energy-efficiency motors, point out advantages and drawbacks involved, and at the same time to make mention of the most popular fields where they are highly recommended

Analysis of harmonic distortion generated by PWM motor drives

This paper evaluates the harmonic distortion generated by PWM motor drives in an electrical industrial system of a wheat flour mill company. For this, a comparative study between two industrial circuits connected at the same point of common coupling with similar characteristics of load and transformers is presented. The difference is that one circuit has PWM motor drives and the other does not have them. In the study, a practical method based on the statistical characterization of the total harmonic distortion of voltage (THDV) and current (THDI), individual voltage distortion (IVD), individual current distortion (ICD) and K-Factor is applied. As result, it was observed that PWM motor drives generated harmonics voltage mainly of fifth and seventh order with values that exceed limits established by standards in both circuits. In the work is also demonstrated that in the analysis of harmonics is necessary to consider various parameters and not only one

Estimating induction motor efficiency under no-controlled conditions in the presences of unbalanced and harmonics voltages

This paper presents the application of a method to determine the output power, losses, and efficiency of induction motors, working in no-controlled conditions, in the presences of unbalanced and harmonics voltages. The method uses the steady state equivalent circuits, with some considerations for the analysis of motor performance, fed with unbalanced and harmonic voltages. The parameters of circuits are determined with low invasiveness, by applying a Bacterial Foraging Algorithm as technique of evolutionary search. With this, the efficiency and other operational parameters can be estimated at any operating point. The method was tested in a 12.6 kW motor working in an industrial network, with harmonics and voltage unbalanced

Estudio del efecto de la distorsión armónica de tensión sobre la operación del motor trifásico de inducción en estado estacionario

Se presenta una metodología para cuantificar el efecto de la distorsión armónica de tensión sobre la eficiencia, el factor de potencia y la potencia del motor trifásico de inducción. La metodología usa un circuito equivalente modificado del motor de inducción que permite calcular su operación ante frecuencias armónicas. Las ecuaciones del modelo se resuelven usando el principio de superposición y son simuladas mediante el software MATLAB. La metodología fue aplicada a un motor de jaula de ardilla de 3 HP. Se observa que el factor de potencia y la eficiencia del motor disminuyen respecto a la magnitud y el orden del contenido armónico del sistema de alimentación, por lo tanto la metodología permite determinar la desclasificación de la potencia del motor

Revisión energética en una empresa de fundición de metales

This study discusses the energy audit on a metal foundry company in the municipality of Yumbo (Valle del Cauca), aiming at estimating the energy-saving potential. Energy management tools are used in this case, which allowed us to proposed different improvements accounting for a saving potential of 3367 kW-h for a period similar to the data period assessed. Additionally, the critical production of the process was defined in the assessment.Este documento presenta el estudio energético realizado a una empresa de fundición de metal ubicada en el municipio de Yumbo (Valle del Cauca), con el fin de estimar el potencial de ahorro de energía. En este trabajo se utilizan técnicas de gestión de energía que permitieron plantear unas propuestas de mejoramiento del desempeño energético y calcular un potencial de ahorro de 3367 KW-h para un periodo similar al analizado. Además, permitió calcular la producción crítica del proceso productiv

Recommendations about the use of soft starters for energy saving in induction motors at partial loads

Los arrancadores suaves se utilizan en la industria para controlar la corriente y el par en el arranque de los motores asincrónicos. Algunos fabricantes sugieren una función de ahorro de energía para motores trabajando con cargas parciales. En este trabajo se demuestra que debido a la distorsión de la onda que producen los arrancadores, se incrementan las pérdidas para cargas superiores al 40%, y por lo tanto, solo deben instalarse para el arranque suave, y no para ahorrar energía.Soft starters are used in industry to control the current and torque at startup of asynchronous motors. Some manufacturers suggest an energy saving function for motors working with partial loads. In this work, it is demonstrated that due to the distortion of the wave produced by the starters, losses increase for loads higher than 40%. Therefore, they must only be installed for soft start, and not to save energy

Modelo de gestión energética para el sector productivo nacional

En este trabajo se propone un modelo de gestión energética para el sector productivo colombiano, denominado Modelo de Gestión Integral de la Energía (MGIE). Este modelo ha sido desarrollado considerando las experiencias de gestión energética nacionales e internacionales en los últimos 15 años y considerando el estado de desarrollo del sector productivo nacional. La aplicación del MGIE, permite instalar en la empresa el Sistema de Gestión Integral de la Energía (SGIE) y lograr reducir el consumo energético y los costos de la energía. El objetivo final del MGIE es que la empresa alcance una cultura energético ambiental que se verifique en el incremento de la productividad o la competitividad y la reducción del impacto ambiental en una visión de desarrollo energético sostenible.Abstract: This paper present a model of energy management for Colombian productive sector, denominated Modelo de Gestión Integral de la Energía (MGIE). This model has been developed considering national and international experiences in energy management in the last 15 years, the state of development of the national productive sector has be considering. The application of the MGIE, allows to install in the company the Sistema de Gestión Integral de la Energía (SGIE) and to reduce the power consumption and the costs of the energy. The final object of the MGIE is that the company to obtaine an environmental energy culture that allow the increase of the productivity or the competitiveness and the reduction of the environmental impact in a vision of sustainable energy development

Modelo matemático para el análisis y simulación transitoria del generador asíncrono autoexcitado en operación autónoma

En el presente trabajo se aplica la teoría de máquinas saturadas de entrehierro constante y el método del vector espacial para construir el modelo matemático del generador de inducción autoexcitado (GIAE). Las ecuaciones del modelo incluyen el efecto de la saturación del flujo magnético principal. Para cuantificar el efecto de la saturación la característica de magnetización es modelada por una función spline cúbico natural y es introducida en las ecuaciones de la máquina. Luego, el modelo matemático desarrollado es transformado a la forma de variables de estado con el objetivo de que posteriormente le puedan ser aplicadas las técnicas computacionales más conocidas. También se desarrolla una metodología que permite calcular a partir de ensayos los parámetros del modelo; finalmente este método es aplicado al cálculo de los parámetros de una máquina de inducción de 3.5 KWTrabajo de grado (Magister en sistemas de generación de energía eléctrica)-- Universidad del Valle, 199

Efectos del desequilibrio de tensiones sobre la operación del motor de inducción trifásico : énfasis en la caracterización del desequilibrio de tensiones y el efecto sobre la potencia nominal.

El problema energético actual hace urgente realizar acciones encaminadas a reducir las pérdidas de energía en los consumidores eléctricos de uso final y en particular en los sistemas accionados con motores trifásicos de inducción cuyo consumo y demanda son de gran impacto en la industria y los servicios. Esta tesis doctoral presenta un estudio integral de la caracterización del desequilibrio de tensiones y de los efectos del desequilibrio sobre la potencia nominal del motor de inducción trifásico, usando como metodología de análisis se usa el método de componentes simetricas y el concepto matemático de simetría. Respecto a la caracterización, se realiza un análisis crítico de los índices de desequilibrio de tensiones actualmente usados, y se propone un índice de caracterización más preciso que los actuales en su relación con los efectos sobre el motor trifásico de inducción. En cuanto a la desclasificación se presenta una metodología más adecuada que la actualmente recomendada por las normas internacionales NEMA e IEC para la desclasificación de la potencia del motor de inducción. La metodología propuesta evita que se realicen desclasificaciones excesivas en las que se desperdicia potencia utilizable ó que se sobrecargue el motor reduciendo su vida útil, los resultados experimentales muestra la validez de la metodología propuesta. La tesis esta presentada en cinco capítulos en el siguiente orden: En el capitulo uno se presenta el estado del arte del tema de la investigación, el planteamiento del problema y los objetivos del trabajo, que se centran en la caracterización del desequilibrio de tensiones y en proponer curvas de desclasificación de la potencia más adecuadas que las actualmente propone la norma NEMA MG1. El segundo capitulo presenta una deducción del circuito equivalente en estado estacionario del motor de inducción en condiciones de desequilibrio, mediante el análisis matricial de máquinas eléctricas. Se muestra que la transformación de componentes simétricas es una transformación de similitud que permite desacoplar totalmente la ecuación de tensión de la máquina. El tercer capitulo se realiza un análisis crítico de los actuales índices de desequilibrio de tensiones definidos por la normas internacionales NEMA e IEC, y del factor complejo de desequilibrio de tensiones (Complex Voltage Unbalance Factor). Finalmente se propone una caracterización mas precisa del desequilibrio de tensiones relacionado con los efectos sobre el motor trifásico de inducción. Asimismo se presenta un método práctico para caracterizar el desequilibrio de tensiones a partir de mediciones en condiciones de campo. En el cuarto capitulo se presenta un análisis cuantitativo y cualitativo del efecto del desequilibrio de tensiones sobre las corrientes, las pérdidas, la eficiencia, la potencia y el factor de potencia. El capitulo cinco se muestran tres criterios para la desclasificación, estudiándose el efecto de la tensión de secuencía positiva, el factor de desequilibrio de tensiones y el ángulo entre las componentes de tensión sobre la potencia del motor. Asimismo se presentan los resultados experimentales que verifican la importancia del efecto de la secuencia positiva sobre la esclasificación de la potencia del motor, para evitar que se realicen desclasificaciones excesivas ó que se sobrecargue el motor. También se presentan recomendaciones prácticas para proteger el motor a partir de mediciones en condiciones de campo. Finalmente en el capitulo seis se presentan las conclusiones del trabajo y las recomendaciones para el desarrollo de futuros trabajos. El autor espera que los resultados de esta investigación contribuyan a un mayor entendimiento del funcionamiento del motor en condiciones de desequilibrio y permitan una operación más eficiente y confiable de los sistemas accionados con motores de inducción

Una mirada a tres proyectos de investigación del periodo

FotografíasEn el periodo 2021-2022 se reseñan algunas investigaciones de la comunidad UAO. Una tiene que ver con el transporte como reflejo de las interacciones sociales y simbólicas en la ciudad, otra es el diseño y validación de un modelo para la implementación de un Sistema de Gestión de la Energía como elemento de sostenibilidad de las edificaciones de educación superior y el último busca establecer patrones de diseño de software que faciliten la incorporación de analítica de aprendizaje en el proceso de desarrollo de experiencias interactivas multimedia en educación básica oficia