14 diciembre 2011

Buscando la siguiente generación de motores de alta eficiencia energética



De acuerdo con la IEC (International electrotechnical Commission), la industria supone aproximadamente el 42  % de la energía eléctrica consumida en el mundo; y alrededor de dos tercios de esa energía es consumida por motores eléctricos. Dada la necesidad actual de reducir el consumo energético, los diseñadores están comenzando a considerar el desarrollo de motores que son incluso más eficientes que las unidades construidas para cumplir con la legislación vigente.

La eficiencia de un motor eléctrico se define como el ratio de energía útil en el eje respecto a la entrada de energía eléctrica. IEC 60034-30, Rotating electrical machines – Part 30: Efficiency clases of single-speed, three-phase, cage-induction motors (IE-code), lista tres clases de eficiencia en los motores: IEI es el estándar base, IE2 es el motor de alta eficiencia e IE3 es la eficiencia Premium. La norma también menciona un nivel futuro por encima de IE3 que es la eficiencia super premimun IE4. Incluso aunque la norma no proporciona todas las especificaciones, unos pocos fabricantes están introduciendo los motores IE4.

En la Unión Europea tan solo se aceptan motores cuya eficiencia sea superior a IE2, y a partir de enero de 2015 todos los motores deberán tener un nivel de eficiencia IE3 (podrán usarse motores IE2 si se controlan con variadores de velocidad). El esquema EU Meps (Minimum Energy Performance Standard) cubre la mayoría de los motores de dos, cuatro y seis polos clasificados desde 0,375 a 375 kW con alimentación a 50 y 60 Hz.

Según las predicciones, los 30 millones de motores industriales existentes en Europa se reemplazarán gradualmente según el esquema Meps, lo cual da como resultado un ahorro energético de 5.500 millones de kwh de electricidad.

Diseño de motores eficientes

Los motores IE2 e IE3 usan grados de acero bajos en pérdidas para las laminaciones y materiales más activos –  tales como las laminaciones de acero, cobre y aluminio – para reducir las pérdidas totales. Estas pérdidas más bajas incrementan la eficiencia energética y reducen la elevación de la temperatura en el motor, lo cual también extiende su vida de operación.

Otra de las características de los nuevos diseños de motores es que los IE3 combinados con variadores de velocidad funcionan mejor que los IE2.

Los motores IE3 son normalmente más pesados y físicamente más grandes que los IE1, pero los motores de magnetismo permanente IE4 (excepto los de tipo de arranque en línea) serán más pequeños y ligeros que los motores IE3.

Bibliografía: Looking ahead to the next generation of energy-efficient motors. EngineerLive November 2011
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