ARTÍCULOS TÉCNICOS DE COWERN

Adjunto a la presente una colección de artículos que escribí sobre diversos temas relacionados con motores. En su mayoría, fueron redactados respondiendo a preguntas respecto a motores formuladas por clientes.

Espero que le resulten útiles y agradeceré sus comentarios o sugerencias sobre otros tópicos, correcciones o mejoras para el futuro.

Si tuviera preguntas sobre motores que no se encuentren ya cubiertas en estos artículos, tenga a bien comunicarse con nosotros y haremos lo posible por responderlas.

Gracias por comprar motores Baldor.

Atentamente,

Edward Cowern, P.E.

Baldor Electric Company5711 R.S. Boreham Jr. StreetFort Smith, AR 72901Phone (479) 646-4711 Fax (479) 648-5792www.baldor.com

“To be the best as determined by our customers”

ACERCA DEL AUTOR

Edward H. Cowern, P.E.

Ed Cowern fue el Gerente de Distrito de Baldor para la zona de Nueva Inglaterra, EE.UU. desde 1977 hasta 1999. Antes de incorporarse a Baldor, estuvo empleado por otra compañía especializada en motores donde adquirió experiencia en diversos tipos de motores y productos afines.

Se graduó en la Universidad de Massachusetts como Bachiller de Ciencias en Ingeniería Eléctrica. Está asimismo registrado como Ingeniero Profesional en el estado de Connecticut, y es miembro del Instituto de Ingenieros Electricistas y Electrónicos (IEEE) y de la Sociedad de Ingeniería del Oeste de Massachusetts.

Ed es un excelente y conocido escritor técnico, con numerosas publicaciones en revistas técnicas como “Machine Design”, “Design News”, “Power Transmission Design”, “Plant Engineering”, “Plant Services” y “Control Engineering”. Ha sido también citado en la revista “Fortune”. Por otra parte, ha escrito muchos y valiosos artículos técnicos para Baldor, cuyo personal de ventas y mercadotecnia los utiliza con frecuencia.

Ed reside con su esposa Irene en la ciudad de North Haven, Connecticut. Se lo puede contactar escribiéndole a la dirección electrónica ehcowern@snet.net.

ÍNDICE DE MATERIASAspectos Básicos del Motor

GlosariodeTerminologíadeMotoresUsadaFrecuentemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

TiposdeMotores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

ElMisteriodelTamañodeCarcasadelMotor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

PrincipiosBásicosdelosMotoresdeDosVelocidades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

ClasificacionesdeTemperaturadelMotor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

MotoresMétricos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

LetrasdeCódigodeRotorBloqueadoyMétodosdeArranqueaVoltajeReducido . . . . . 27

Aplicaciones

ParaEntenderelConceptodePar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

Ventiladores,SopladoresyOtrasCargasExtrañas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

CargadePotenciaEficaz(RMS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

Potencia y Energía

FactoresqueDeterminanlasCuentasdeElectricidadIndustriales . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

MotoresEléctricosySistemasdeEnergía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

MotoresEléctricosyVoltaje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

CorrientesDesequilibradas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

ConservandoEnergíaconMotoresdeEficienciaPremium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

MotoresdeEficienciaPremium(PreguntasyRespuestas) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

Amperios,Watts,FactordePotenciayEficiencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

DatosAproximadosdeCargaBasadosenLecturasdelAmperaje . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

CorreccióndelFactordePotenciaenMotoresdeInducciónIndividuales . . . . . . . . . . . . . 73

FórmulasPrácticasdeMotoresyEnergía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77

CálculosdelaPotenciaparaCambiosdeVelocidadenCargasdeParVariable . . . . . . . . 79

Sitios Peligrosos

CómoSeleccionarMotoresparaSitiosPeligrosos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81

MotoresaPruebadeExplosiónenÁreasdelaDivisión2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87

Misceláneos

FundamentosdelasUnidadesdeAccionamientodeCC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88

AtendiendolosRequisitosde50Hertz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94

UtilizandoMotoresenAmbientesHúmedosoMojados . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96

1

GLOSARIO DE TERMINOLOGÍA DE MOTORES USADA FRECUENTEMENTEAMPERIOS Amperios de Plena Carga

Lacantidaddecorrientequepuedeesperarsequetomeelmotorencondicionesdeplenacarga(par) .Seconocetambiéncomoamperajenominal .

Amperios con Rotor Bloqueado

Lacantidaddecorrientequepuedeesperarsequetomeelmotorduranteelarranquealaplicarplenovoltaje;seconocetambiéncomocorrientedeirrupcióndearranque .

Amperios de Factor de Servicio

Lacantidaddecorrientequetomaelmotoralsometerloaunporcentajedesobrecargaigualasufactordeservicionominalindicadoenlaplacadefábrica .Porejemplo,muchosmotorestienenunfactordeserviciode1 .15,Esdecirquepuedensoportarunasobrecargade15% .Elamperajedefactordeservicioeslacantidaddecorrientequeelmotorconsumebajolascondicionesdecargadefinidasporsufactordeservicio .

CARGAS DE ALTA INERCIASoncargasquetienenunefectodevolanterelativamentealto .Puedenclasificarsecomocargasdealtainercialosgrandesventiladores,sopladores,presaspunzonadoras,unidadescentrífugas,máquinaslavadorascomercialesyotrascargasdetiposimilar .

CLASE DE AISLAMIENTO

Lamayoríadelosmotoresestánclasificadosparaserviciocontinuo,loquesignificaquepuedenfuncionarcontinuamenteconunpardeplenacargasinexperimentarrecalentamiento .Losmotoresqueseutilizanenciertasaplicacionescomoeliminaciónderesiduos,actuadoresdeválvulas,grúasyotrostiposdecargasintermitentes,sonfrecuentementeclasificadosparaserviciodecortaduración,como5minutos,15minutos,30minutos,o1hora .Talcomoenelcasodeunserhumano,unmotorpuederealizartrabajomuydurosiemprequenoseaenformacontinua .

CLASIFICACIÓN DE TIEMPOLamayoríadelosmotoresestánclasificadosparaserviciocontinuo,loquesignificaquepuedenfuncionarcontinuamenteconunpardeplenacargasinexperimentarrecalentamiento .Losmotoresqueseutilizanenciertasaplicacionescomoeliminaciónderesiduos,actuadoresdeválvulas,grúasyotrostiposdecargasintermitentes,sonfrecuentementeclasificadosparaserviciodecortaduración,como5minutos,15minutos,30minutos,o1hora .Talcomoenelcasodeunserhumano,unmotorpuederealizartrabajomuydurosiemprequenoseaenformacontinua .

DESLIZAMIENTO

Estetérminoseusadedosmodosdiferentes .UnodeelloseselRPMdedeslizamiento,queesladiferenciaentrelavelocidadsincrónicaylavelocidaddeplenacarga .CuandoesteRPMdedeslizamientoseexpresacomounporcentajedelavelocidadsincrónica,selodenominaporcentajededeslizamientoosimplemente“deslizamiento” .Lamayorpartedelosmotoresestándarfuncionanconundeslizamientodeplenacargade2%a5% .

DISEÑO Laletradediseñoesunaindicacióndelaformadelacurvadepar-velocidad .LaFigura1muestralasformastípicasparalasletrasdelosdiseñostrifásicosmáscomunes .EllassonA,B,CyD .ElDiseñoBeselmotorparaservicioindustrialnormalqueofreceunrazonablepardearranqueconcorrientedearranquemoderadayunbuendesempeñogeneralenlamayoríadelasaplicacionesindustriales .ElDiseñoCseusaparacargasdedifícilarranqueyestádiseñadoespecíficamenteconaltopardearranque .ElDiseñoDeselllamadomotordealtodeslizamiento,queofreceunmuyaltopardearranqueperotienealtodeslizamientoenRPMconpardeplenacarga .Podríadecirsequeestemotorexhibecaracterísticasde“esponjosidad”cuandocambianlascargas .LosmotoresdeDiseñoDsonparticularmenteadecuadosparaaplicacionesenprensaspunzonadorasdebajavelocidadyengrúasyascensores .Engeneral,laeficienciaaplenacargadelosmotoresdeDiseñoDesmuybaja,porloquenormalmenteselosusaenaplicacionesdondelascaracterísticasdeparsondeimportanciafundamental .LosmotoresdeDiseñoAseespecificanconpocafrecuencia,perolosmotoresespecialesparaaplicacionesenmoldeoporinyeccióntienencaracterísticassimilaresaesteDiseño .LacaracterísticamásimportantedelDiseñoAessualtopardedesenganche .

EFICIENCIA Laeficienciaorendimientoeselporcentajedelapotenciadeentradaqueesefectivamenteconvertidaensalidadetrabajoenelejedelmotor .Elvalordelaeficienciaestáindicadoenlaplacadefábricadelamayoríadelosmotoreseléctricosdeproducciónnacional .

2

FACTOR DE POTENCIAElporcentajedefactordepotenciaesunamedidadelamperajemagnetizanterequeridoporunmotorespecífico .

FACTOR DE SERVICIOEsunmultiplicadorqueindicalacantidadesperadadesobrecargaquepuedemanejarunmotor .Porejemplo,nosepuedeesperarqueunmotorconfactordeserviciode1 .0trabajeenformacontinuaexcediendosupotencia(hp)nominal .Demodosimilar,sepuedeesperarqueunmotorconfactordeserviciode1 .15manejeconseguridadcargasintermitenteshasta15%mayoresquesupotencianominal .

FASE Indicaeltipodefuentedealimentaciónparaelquehasidodiseñadoelmotor .Existendosgrandescategorías:monofásicaytrifásica .Haycasospococomunesenquelaalimentacióndisponibleesbifásica,peroestoesmuyinsignificante .

FRECUENCIA Eslafrecuenciaparalacualelmotorfuediseñado .LafrecuenciamáscomúnenEE .UU .esde60Hz(ciclosporsegundo),peroanivelinternacionalpuedenencontrarseotrasfrecuencias,comoserlasde40y50Hz .

LETRA DE CÓDIGOLaletradecódigoindicalacantidaddecorrienteconrotorbloqueadoocorrientedeirrupciónquedemandaunmotoralarrancar .(Paramayoresdetalles,verelartículo“LetrasdeCódigodeRotorBloqueado”) .

PAR Elparotorqueeslafuerzadetorsiónejercidaporelejedeunmotor .Elparsemideenlibra-pulgadas,libra-pies,yenelcasodemotorespequeños,enonza-pulgadas .(Paramayorinformación,ver“ParaEntenderelConceptodePar”) .

PAR DE ARRANQUELacantidaddeparqueelmotorproducecuandoestáenergizadoaplenovoltajeyconsuejeinmovilizadosedenominapardearranque .Estevalorseexpresatambiénfrecuentementecomo“parconrotorbloqueado” .Eslacantidaddepardisponiblecuandoseaplicapotenciaparaarrancarlacargaysecomienzaaacelerarhastaalcanzarlavelocidadnecesaria .

PAR DE DESENGANCHETambiénconocidocomoparmáximo,eslamáximacantidaddepardisponibledesdeelejedelmotorcuandoelmotorestáoperandoaplenovoltajeymarchaaplenavelocidad .Lacargaseincrementaentonceshastaalcanzarelpuntomáximo .VerlaFigura2 .

PAR DE PLENA CARGAEselparcontinuonominalqueelmotorpuede,dentrodesuclasificacióndetiempo,soportarsinrecalentarse .

PAR DE PUNTA Muchostiposdecargas,comoserloscompresoresalternativos,tienenparesoscilantesocíclicosenquelacantidadrequeridadeparvaríadependiendodelaposicióndelamáquina .Elmáximorequisitoefectivodeparenunpuntodeterminadosedenominapardepuntarequerido .Losparesdepunta(odecresta,opico)estáninvolucradosenprensaspunzonadorasyotrostiposdecargasquerequierenparesoscilantes .

PAR MÍNIMO DE ACELERACIÓNElpuntomásbajoenlacurvadepar-velocidadparaunmotorqueestáacelerandounacargahastaalcanzarplenavelocidadsedenominaparmínimodeaceleración .Algunosdiseñosdemotoresnotienenunvalordeparmínimodeaceleraciónpueselpuntomásbajopuedeestaralniveldelpuntoderotorbloqueado .Enestecaso,elparmínimodeaceleracióneselmismoqueelparconrotorbloqueado .

PORCENTAJE DE LA VELOCIDAD SIN CARGAFigura 1

PAR DE PLENA CARGA

PORC

ENTA

JE D

EL P

AR

DE

PLEN

A C

ARG

A

3

POLOS Serefierealnúmerodepolosmagnéticosqueaparecenenelmotorcuandoseleaplicaenergía .Lospolosvienensiempreengruposdedos(unpolonorteyunpolosur) .Porlotanto,elnúmerodepolosenunmotoressiemprepar:2,4,6,8,10,etc .EnlosmotoresdeCA,lavelocidadsincrónicaestádeterminadaconjuntamenteporelnúmerodepolosylafrecuencia .Parasistemasde50y60Hz,lasdisposicionescomunessonlassiguientes:

Polos Velocidad Sincrónica 60 ciclos (Hz) 50 ciclos (Hz)

2 3600 3000

4 1800 1500 6 1200 1000 8 900 750 10 720 600

TAMAÑO DE CARCASALosmotores,talcomolaropa,loszapatosylossombreros,vienenendiversostamañosdeacuerdoaloquerequierenlasaplicacionesespecíficas .Engeneral,eltamañodecarcasaesmásgrandecuantomayoreslapotencia(hp)omenoreslavelocidaddelmotor .Parapromoverlaestandarizaciónenlaindustriadelmotor,NEMA(NationalElectricalManufacturersAssociation)prescribetamañosestándardecarcasaparadeterminadasdimensionesdelosmotoresnormales .Porejemplo,enlosmotorescontamaño56decarcasa,laalturadelejesobrelabaseessiemprede3-1/2pulgadas .(Paramayoresdetalles,verelartículo“ElMisteriodelTamañodeCarcasadelMotor”) .

TEMPERATURA

Temperatura AmbienteEslamáximatemperaturaseguraentornoalmotorsiseloharáfuncionarcontinuamenteaplenacarga .Enlamayoríadeloscasos,latemperaturaambientenominalestandarizadaesde40°C(104°F)-queesporciertounambientemuycálido .Ciertasaplicaciones,porejemploabordodeunbarcooenunasaladecalderas,puedenrequerirmotoresconmayorcapacidaddetemperaturaambiente,comoser50°Có60°C .

Incremento de TemperaturaEslamagnitudesperadadelcambiodetemperaturaeneldevanadodelmotordesdesucondiciónnooperativa(fría)hastasucondiciónoperativacontinuadeplenacarga .Elincrementodetemperaturaesexpresadonormalmenteengradoscentígrados .(Paramayoresdetalles,verelartículo“ClasificacionesdeTemperaturadelMotor”) .

TIPOS DE CARGA

Potencia ConstanteEltérminopotencia(hp)ocaballajeconstanteseusaparaciertostiposdecargasdondeelparrequeridodecrecealaumentarlavelocidad,yviceversa .Lacargadepotenciaconstanteserelacionageneralmenteconaplicacionesderemocióndemetal,comolasprensastaladradoras,lostornos,lasmáquinasfresadorasyotrasaplicacionesdetiposimilar .

% DE LA VELOCIDAD SINCRÓNICACURVA TÍPICA DE PAR-VELOCIDAD

Figura 2

PAR CON ROTOR BLOQUEADO(PAR DE ARRANQUE)

PAR MÍNIMO DE ACELERACIÓN (ENGANCHE)

PAR MÁXIMO (DESENGANCHE)

PAR DE PLENA CARGA

% D

EL

PAR

DE

PLE

NA

CA

RG

A

4

Par Constante Estetérminoseusaparadefinirlascaracterísticasdeunacargaenqueelparrequeridopara accionarunamáquinapermanececonstantesinimportarlavelocidadalaqueesaccionada .Porejemplo,elparrequeridoporlamayoríadelasmáquinastransportadorasesconstante .

Par Variable Correspondealascargascuyascaracterísticasrequierenparesbajosabajasvelocidades,y mayoresvaloresdeparamedidaquelavelocidadaumenta .Losventiladorescentrífugosy lasbombascentrífugassonejemplostípicosdecargasdeparvariable .

VELOCIDAD DE PLENA CARGAEsunaindicacióndelavelocidadaproximadaalaquefuncionaelmotorcuandoestáproduciendoelparolapotencia(hp)nominalplenadesalida .

VELOCIDADSINCRÓNICAEslavelocidadalaquegiraelcampomagnéticodelmotor .Estambiénlavelocidadaproximadaalaquefuncionaelmotorestandosincarga .Porejemplo,enunmotorde4polostrabajandoa60Hz,lavelocidaddelcampomagnéticoesde1800RPM .Lavelocidadsincargadelejedeestemotorserámuypróximaa1800,probablemente1798ó1799RPM .Lavelocidaddeplenacargadelmismomotorpuedeserde1745RPM .LadiferenciaentrelavelocidadsincrónicaylavelocidaddeplenacargasedenominaRPMdedeslizamientodelmotor .

VOLTAJE Serefierealvoltaje(tensión)nominalparaelqueestádiseñadoelmotor .

5

TIPOS DE MOTORESLapiezadeequipoeléctricomásconfiableenserviciohoyendía,eseltransformador .Lasegundapiezamásconfiableeselmotordeinduccióntrifásico .Siselosaplicaymantieneadecuadamente,losmotorestrifásicosduranmuchosaños .Unelementoclaveenlalongevidaddelmotoressuenfriamientoapropiado .Losmotoresseclasificanporlogeneraldeacuerdoalmétodousadoparadisiparsucalorinterno .

Hayvariostiposestándardisponiblesdecajasdemotoresparautilizarenelrangodeaplicacionesqueincluyedesdelas“limpiasysecas”comolosdistribuidoresdeaireinterior,hastalas“húmedasopeores”comolaslocalizadasentechosytorresderefrigeraciónhúmeda .

LosmotorestipoAbiertoaPruebadeGoteo(ODP)sonadecuadosparaambienteslimpiosysecos .Comosunombrelosugiere,losmotoresapruebadegoteopuedensoportarciertogoteodeaguaentantocaigadesdearribaoconmáximadesviaciónverticalde15grados .Estosmotoresnormalmentetienenaberturasdeventilacióndirigidashaciaabajo .Lascubiertaspuedenporlogeneralrotarseparamantenerlaintegridad“apruebadegoteo”sisemontaelmotorenunaposicióndiferente .Estosmotoressonenfriadosporunflujocontinuodelairecircundanteatravésdesuspartesinternas .

LosmotorestipoTotalmenteCerrado,EnfriadoporVentilador(TEFC)sonenfriadosporunventiladorexternomontadoenelextremoopuestoaleje .Elventiladorsoplaaireambientehacialasuperficieexteriordelmotorparaextraerelcalor .Comonohaymovimientodeaireensuinterior,losmotoresTEFCsonapropiadosparaaplicacionesalairelibreydondehayasuciedadypolvo .ExistendiversostiposespecialesdemotoresTEFC,incluyendolosProtegidoscontralaCorrosióny losLavables .Estosmotorestienencaracterísticasespecialespara trabajarenambientesdifíciles .LosmotoresTEFCgeneralmentetienen“agujerosdedesagüe”ensuspuntosmásbajosparaevitarloscharcosdecondensacióndentrodelmotor .TalcomoenlosmotoresODP(abiertosapruebadegoteo),silosmotoresTEFCsemontanenposiciónnohorizontallascubiertaspuedenporlogeneralreubicarseparamantenerlosagujerosdedesagüeenelpuntomásbajo .

LosmotorestipoTotalmenteCerrado,paraMovimientodeAire(TEAO)seinstalanenlacorrientedeaireenmáquinascomolosventiladoresdepaletasaxiales,dondeelaireimpulsadoporunventiladorenconexióndirectapasasobreelmotoryloenfría .LosmotoresTEAOfrecuentementeofrecendoblecaballajedependiendodelavelocidadytemperaturadelairerefrigerante .Losvalorestípicosdeunmotorpuedenser:10HPcon750piesporminuto(FPM)deairea104°F,10HPcon400FPMdeairea70°F,o12 .5HPcon3000FPMdeairea70°F .LosmotoresTEAOestánnormalmentelimitadosaaplicacionestipoOEM(componentedeequipo

original)porquelosflujosytemperaturasdelairedebenpredeterminarse .

LosmotorestipoTotalmenteCerrado,sinVentilaciónExterna(TENV)selimitanporlogeneralatamañospequeños(normalmenteamenosde5HP),coneláreasuperficialsuficientementegrandeparalairradiaciónyconveccióndelcalorhaciaafuerasinnecesidaddeunflujodeaireoventiladorexterno .Sonpopularesenaplicacionestextilesporquelaspelusasnopuedenobstruirelprocesodeenfriamiento .

LosMotoresparaSitiosPeligrosossonuntipoespecialdemotortotalmentecerrado .Seclasificanendistintascategoríassegúnlaaplicaciónyelambiente,comolodefineelArtículo500delCódigoEléctricoNacional .

Losdosmotoresmáscomunesparasitiospeligrosos[áreaspeligrosas]sonlosdeClaseI,aPruebadeExplosión,ylosdeClaseII,ResistentesalaIgnicióndelPolvo .Eltérmino“apruebadeexplosión”seusa

enformacomúnperoerróneapara todaslascategoríasdemotoresparasitiospeligrosos .“Apruebadeexplosión”debeaplicarsetansóloalosambientesClaseI,queinvolucranlíquidos,vaporesy gasespotencialmenteexplosivos .LosdeClaseIIsedenominanResistentesalaIgnición[oInflamación]delPolvo .Estosmotoresseutilizanenambientesquecontienenpolvoscombustiblescomocarbón,granos,harina,etc .

MotoresMonofásicosLosmotorestrifásicosarrancanygiranenunadirecciónquesebasaenla“rotacióndefase”delapotenciadeentrada .Losmotoresmonofásicossondiferentesyrequierenunmedioauxiliardearranque .Unavezquearrancanenunadireccióndeterminada,continúangirandoenesadirección .Losmotoresmonofásicossecategorizansegúnelmétodoqueseusaparasuarranqueyparaestablecersudirecciónderotación .

Categoría RangodeHPAproximado

EficienciaRelativa

PoloSombreado 1/100-1/6HP Baja

FaseDividida 1/25-1/2HP Media

Condensador 1/25-15HP MediaaAlta

Lastrescategorías,queseencuentrangeneralmenteenaplicacionesdeHVAC(calefacción,ventilaciónyaireacondicionado),son:

Polosombreadoeselmétodomássimpledearranquedemotoresmonofásicos .Estosmotoresseusansóloenaplicacionespequeñasysencillas,comolosventiladoresdeextraccióndeaireenlosbaños .Enelmotordepolosombreado,lospolosdelcampodelmotortienenmuescasyanilloscortocircuitadoresdecobrequerodeanunapequeñaseccióndelosmismos,comomuestralaFiguraA-1 .

Laconfiguraciónalteradadelospolosdemoralaformacióndelcampomagnéticoenlapartedelospolosrodeadaporlosanilloscortocircuitadoresdecobre .Estohacequeelcampomagnéticoentornoalrotorparezcagirardesdeelpoloprincipalhaciaelpolosombreado .Estarotaciónaparentedelcampoiniciaelmovimientodelrotor .Unavezquehaarrancado,elmotoracelerahastaalcanzarsuplenavelocidad .

Elmotordefasedivididatienedosdiferentesdevanadosenelestator(partefijadelmotor) .VerlaFiguraA-2 .Eldevanadoquesemuestraennegroesparaarranqueúnicamente:usaalambredemenorcalibreysuresistenciaeléctricaesmayorqueladel

devanadoprincipal .Ladiferenciaenlaubicacióndeldevanadodearranqueysuscaracterísticaseléctricasalteradasdemoranelflujodecorrienteentrelosdosdevanados .Esteretardodetiempoylaubicaciónfísicadeldevanadodearranquehacenqueelcampoquerodeaalrotorsedesplaceyhagaarrancarelmotor .Unconmutadorcentrífugo(uotrodispositivo)desconectaeldevanadodearranque

cuandoelmotoralcanzaun75%desuvelocidadnominal,aproximadamente .Elmotorcontinúafuncionandocomounmotordeinducciónnormal .

Losmotoresdefasedivididavienengeneralmenteencapacidadesde1/25a1/2HP .Suventajaprincipaleselbajocosto .Susdesventajasson:bajopardearranqueyaltacorrientedearranque .Estas

desventajasporlogenerallimitanlosmotoresdefasedivididaaaquellasaplicacionesdondelacargarequieresólounbajopardearranqueylosarranquessoninfrecuentes .

Losmotoresdecondensador[capacitor]sonlosmotoresmonofásicosmáspopulares .Selosutilizaenmuchasaplicacionesagrícolas,comercialeseindustrialesquenodisponendeenergíatrifásica .Losmotoresdecondensadorestándisponiblesdesdepotenciassubfraccionariashasta15HP .

Categoría RangoUsualenHPArranqueporcondensador-marchaporinducción

1/8-3HP

6

ANILLOS CORTOCIRCUITADORES DE COBRE(DEMORAN LA FORMACIÓN DEL CAMPO)

MUESCA

MUESCA

ROTACIÓN APARENTE DEL CAMPO (CH)

Motor de Inducción de Polo Sombreado

Figura A-1: El método más simple de arranque monofásico es el de polo sombreado.

Figura A-1: El método más simple de arranque monofásico es el de polo sombreado.

CONMUTADOR CENTRÍFUGO (ABIERTO)

Figure A-2: The split-phase motor has two separate windings in the stator.

7

CondensadordevalorúnicocondensadordivididopermanenteoPSC)

1/50-1HP

Condensadordedosvalores(tambiénllamadoarranqueporcondensador-marchaporcondensador)

2-15HP

Losmotoresdecondensadorsedividenentrescategorías:LosMotoresdeArranqueporCondensador-MarchaporInducciónconstituyenelmayorgrupodemotoresmonofásicosdeusogeneral .Ladisposicióndeldevanadoyelconmutadorcentrífugoessimilaraladeunmotordefasedividida,perounmotordearranqueporcondensadortieneuncondensadorenserieconeldevanadodearranque .

Elcondensadordearranquecreaunretardodetiempoentrelamagnetizacióndelospolosdearranqueylospolosdemarcha,dandolaaparienciadeuncamporotativo .Elrotorcomienzaagirarenlamismadirección .Cuandoelrotorestáalcanzandolavelocidaddemarcha,elconmutadordearranqueseabreyelmotorpasaafuncionarenelmododeinducciónnormal .Estemotordepreciomódicoproduceunpardearranquerelativamentealto(225a400%delpardeplenacarga)conmoderadacorrientedeirrupción .Losmotoresdearranqueporcondensadorsonidealesparacargasdifícilesdearrancar,comoloscompresoresderefrigeración .Porsusotrascaracterísticasventajosas,seutilizanasimismoenaplicacionesquepuedennorequerirunaltopardearranque .Elmotordearranqueporcondensadorpuedeusualmentereconocerseporlasalientebulbosaenlacarcasa,quealojaelcondensadordearranque .

Enalgunasaplicaciones,noconvieneinstalarunconmutadorcentrífugodentrodelmotor .Estos

motorestienenunreléoperadoporlacorrientedeirrupcióndelmotor .Elreléconmutaelcondensadordearranqueenelcircuitoduranteelperíododearranque .Cuandoelmotorestáalcanzandoplenavelocidad,lacorrientedeirrupcióndisminuyeyelreléseabreparadesconectarelcondensadordearranque .

LosMotoresdeCondensadordeValorÚnico,tambiénllamadosmotoresdeCondensadorDivididoPermanente(PSC),utilizanuncondensadorconectadoenserieconunodelosdosdevanados .Estetipodemotorseusageneralmenteparacapacidadesbajas(menosde1HP) .Esidealparapequeñosventiladores,sopladoresybombas .Elpardearranqueenestetipodemotoresporlogeneraldeun100%delpardeplenacarga,omenos .LosMotoresdeCondensadordeDosValoresseutilizanenmotoresmonofásicosdealtapotencia(5-15HP) .LaFiguraA-4muestraestetipodemotor .Eldevanadodemarcha,quesemuestraenblanco,estáenergizadodirectamentedesdelalínea .Unsegundodevanado,quesemuestraennegro,sirvecomodevanadocombinadodearranqueymarcha,yestáenergizadomediantedoscondensadoresenparalelo .Unavezqueelmotorarranca,unconmutadordesconectaunodeloscondensadoresdejandoqueelmotorfuncioneconelcondensadorrestanteenserieconestedevanadodelmotor .ElmotordecondensadordedosvaloresarrancacomounmotordearranqueporcondensadorperofuncionacomounaespeciedemotorbifásicootipoPSC .Enbaseaestacombinación,esposiblefabricarapreciorazonablemotoresmonofásicos

grandesquetienenunaltopardearranqueymoderadacorrientedearranque .Enlosmotoresdecondensadordedosvaloresseutilizafrecuentementeunacajadeconexionesextragrandeparaalojarloscondensadoresdearranqueydemarcha .

MotoresqueoperanconControlesdeFrecuenciaAjustable(AFDs) .Enlainfanciadeloscontrolesde

CONMUTADOR CENTRÍFUGO

CONDENSADOR

Figura A-3: Un motor de arranque por condensador tiene un condensador en serie con el devanado de arranque.

CONMUTADOR CENTRÍFUGO

CONDENSADOR DE ARRANQUE

CONDENSADOR DE MARCHA

Figura A-4: El condensador de dos valores se utiliza en motores monofásicos de alta potencia.

8

frecuenciaajustableoAFDssedecíaqueunadesusventajaseraquepodíanregularlavelocidaddelosmotoresdeinduccióntrifásicos“estándar” .Estaafirmacióneramuyciertacuandoloscontrolesdefrecuenciaajustableerandiseños“de6pasos” .Ellotienetodavíaciertavalidez,sibienlosAFDstipoPWM(modulacióndeimpulsosenanchuraoduración)hancambiadounpocolasreglas .LoscontrolestipoPWM-especialmentelosde460y 575voltios-soneléctricamentemásrigurosossobrelosdevanadosdelmotor .

Losmotores“estándar”puedenaúnusarseconAFDsenmuchasaplicaciones-especialmentebombas,sopladoresyventiladoresparacalefacción,ventilaciónyaireacondicionado-sisetratademotoresdediseñoconservadoryaltacalidadqueutilicenalambreparadevanadosresistenteapuntasdevoltaje(InverterSpikeResistantoISR) .Enestascargasdeparvariable,unareducciónrelativamentepequeñaenlavelocidadresultaenunagranreducciónenelparqueserequieredelmotor .Porejemplo,unadisminucióndel15%enlavelocidadreduceelparrequeridoenmásdeun25%,asíquenoseloesfuerzatérmicamentealmotor .Asimismo,lascargasdeparvariablerarasvecesexigenunampliorangodevelocidad .Comoalreducirselavelocidadhayunacaídasubstancialeneldesempeñodelasbombas,lossopladoresylosventiladores,raramenteserequierehacerunareducciónamenosdeun40%delavelocidadbase .

Eslógicopreguntarse:“¿Quésignificadiseñoconservadorydealtacalidad?” .Básicamente,quieredecirqueelmotordebecontarconaislamientodefases,debeoperarconunincrementodetemperaturarelativamentebajo(comoeselcasoenlamayoríadelosmotoresdeeficienciapremium),ydebeutilizarunaaltaclasedeaislamiento(yaseaFoH) .

Porotraparte,generalmenteconvieneteneruntermostatoeneldevanadodelmotorparadetectarposiblescondicionesderecalentamiento .Elrecalentamientopuederesultardesobrecargas,dealtatemperaturaambienteodepérdidadeventilación .

Los“Motores-Inversores”(“InverterDutyMotors”)disponiblesactualmenteenelmercadotienendiseños“deeficienciapremium”asícomocarcasasextragrandesosopladoresexternosparaenfriarelmotorsinimportarcualseasuvelocidad .Estosmotoresestándiseñadosprimordialmenteparacargasdeparconstante,nosujetasalasleyesdeafinidad .Los“Motores-Inversores”porlocomúntienentermostatoseneldevanadoqueapaganelmotormedianteelcircuitodecontroldelAFDsilatemperaturadentrodelmotoreselevada .Dichosmotorestienenasimismomaterialesaislantesparaaltatemperaturaqueoperanabajastemperaturas,loquereduceelesfuerzoenelsistemadeaislamiento .Sibienalgunasdelascaracterísticasdediseñodelosmotores-inversoressonútilesenaplicacionesdecalefacción,ventilaciónyaireacondicionado,éstasaplicacionesporlogeneralnorequieren“motores-inversores” .

Deberántomarseciertasprecauciones .Engeneral,

laenergíaprovenientedeunAFDesalgomásduraparaelmotorquelaqueprovienedeunafuentepurade60ciclos .PoresonoconvienehacertrabajarlosmotoresconAFDsalniveldesufactordeservicio .Asimismo,siunmotorviejo(quehaestadoenservicioporlargotiempo)vaaserrealimentadodesdeuncontroldefrecuenciaajustable,quizásconvengainstalarunreactordecargaentreelAFDyelmotor .Elreactorreduceelesfuerzoenlosdevanadossuavizandolasvariacionesdecorriente,loqueprolongalavidaútildelmotor .

Losreactoressonsimilaresalostransformadoresconbobinadosdecobrearrolladosentornoaunnúcleomagnético .LosreactoresdecargasondeespecialimportanciacuandolosAFDsvanaoperarenmodo“silencioso” .Enestemodo,lafrecuenciaportadoramuyaltapuedecrearondasestacionariasquepotencialmenteduplicanlospicosdelvoltajeaplicadoalmotor .Estemayorvoltajepuedesometeraesfuerzoelaislamientodelmotoryocasionarsufallaprematura .

FactordeServicioAlgunosmotorestienenunfactordeserviciomayorde1 .0,oseaquepuedenmanejarcargassuperioresasuHPnominal .Unmotorconfactordeserviciode1 .15puedesoportarunasobrecargadel15%,asíqueunmotorde10HPconfactordeserviciode1 .15puedemanejarcargasde11 .5HP .Losmotoresabiertosapruebadegoteotienennormalmenteunfactordeserviciode1 .15 .LosmotoresTEFCestándartienenunfactordeserviciode1 .0,perolamayoríadelosgrandesfabricantesofrecenahoramotoresTEFCconfactordeserviciode1 .15 .

Amenudo,surgelapreguntadesidebeusarseelfactordeservicioalcalcularlacargadelmotor .Lamejorrespuestaengeneralesqueparalograrunabuenalongevidaddelmotor,elfactordeservicionodeberáutilizarseenloscálculosdecargabásica .Alnocargarlohastasufactordeservicio,elmotorpuedesoportarmejorcondicionesadversascomolastemperaturasambientesuperioresalanormal,elaltooelbajovoltaje,losdesequilibriosdevoltajeylasobrecargaocasional .Esmenosprobablequeestascondicionesdañenelmotororeduzcansuvidaútilsinoselocargahastasufactordeserviciobajooperaciónnormal .CódigodeRotorBloqueadoNEMA

La“LetradeCódigoNEMA”seincluyecomoinformaciónenlaplacadelmotor .Estasletrasindicanunrangodecorrientesdeirrupción(dearranqueo“conrotorbloqueado”)queseproducenalhacerarrancarelmotordirectamente(enlínea)conunarrancadormanualomagnéticodetipoestándar .

Lamayoríadelosmotoresconsume5a7veceselamperajedeplenacarga(nominal)eneltiempoquevadesdequeestánparadoshastaalcanzaralrededordeun80%desuvelocidaddeplenacarga .Laduracióndelacorrientedeirrupcióndependedelacantidaddeinercia(efectodevolante)enlacarga .Enbombascentrífugasconmuybajainercia,lacorrientedeirrupcióndurasólounospocossegundos .Ensopladoresgrandestipojauladeardilla,lacorrientedeirrupciónpuededurarbastantemás .

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Laletradelcódigoderotorbloqueadorepresentaelvalordelacorrientedeirrupciónparaunmotorespecífico .Cuantomás“baja”eslaletradelcódigo,menoreslacorrientedeirrupción .Lasletrasmás“altas”indicanmayorescorrientesdeirrupción .

EstatablapresentaunalistadelasletrasdecódigoderotorbloqueadoNEMAysusparámetros:

LetradeCódigoNEMA

KVA/HPconRotorBloqueado

LetradeCódigoNEMA

KVA/HPconRotorBloqueado

A 0-3 .15 L 9 .0-10 .0

B 3 .15-3 .55 M 10 .0-11 .2

C 3 .55-4 .0 N 11 .2-12 .5

D 4 .0-4 .5 O noseusa

E 4 .5-5 .0 P 12 .5-14 .0

F 5 .0-5 .6 Q noseusa

G 5 .6-6 .3 R 14 .0-16 .0

H 6 .3-7 .1 S 16 .0-18 .0

I noseusa T 18 .0-20 .0

J 7 .1-8 .0 U 20 .0-22 .4

K 8 .0-9 .0 V 22 .4ymás

*Paralasfórmulasymásdetalles,favordeconsultarlapágina27 .Lasletrasdecódigoqueseaplicanusualmentealosmotorescomunesson:

F G H J K L

HPtrifásico

15ymás

10-7 .1/2

5 3 2-1 .1/2

1

HPMonofásico

5 3 2-1 .1/2 1,3/4 1/2

EnlosmotoresdeDiseñoEpropuestos,quetendráneficienciasmuyaltas,lascorrientesdeirrupciónseránmáselevadasquelasdelosmotoresahoraexistentes .Cuandoestosmotoressalganalmercado,vanarequerirconsideracionesespecialesparadimensionarsusrespectivosinterruptoresyarrancadores .ElCódigoEléctricoNacionalde1998haincorporadoalgunasdisposicionesespecialesparaestosmotoresdeDiseñoEpropuestos .

ClasesdeAislamientoLasparteseléctricasdelosmotoresdebenestaraisladascontraelcontactoconotrosconductoresyconlasecciónmagnéticadelmotor .Elsistemadeaislamientoincluyeelbarnizquerecubreelalambreenlosdevanados,asícomolosforrosderanuraqueaíslanalalambredeloslaminadosdeacero .Elsistemadeaislamientoincluyetambiéncintas,

revestimientos,amarres,elbañofinaldebarnizyloscablesquevandeloscircuitoseléctricosalacajadeconexiones .

Lossistemasdeaislamientoestánclasificadosporsuresistenciaaladegradacióntérmica .LoscuatrosistemasbásicosdeaislamientoqueseencuentrannormalmentesonlosdelasClasesA,B,F,yH .LaClaseAtieneunaclasificacióndetemperaturade105°C(221°F)ycadapasodeAaB,BaF,yFaHinvolucraunsaltode25°C(77°F) .Laclasedeaislamientoenunmotordeberápoderresistirporlomenoslamáximatemperaturaambientemáselincrementodetemperaturaresultantedelaoperacióncontinuaaplenacarga .Seleccionandounaclasedeaislamientomásaltaquelanecesariaparacumplirconestemínimocontribuyeaprolongarlavidadelmotorohacerlomástolerantealassobrecargas,lasaltastemperaturasambienteyotrosproblemasquetiendenareducirlavidaútildelmotor .

Unareglaprácticamuyusadaindicaquecada10°C(50°F)deaumentoenlatemperaturadeoperaciónreducelavidadelaislamientoalamitad .Inversamente,unadisminuciónde10°Cduplicalavidadelaislamiento .Seleccionandounpasomásaltoenlaclasedeaislamientoquelorequeridoparacumplirconlasespecificacionesbásicasdedesempeñodeunmotor,leda25°Cdecapacidadadicionaldetemperatura .Lareglaprácticapredicequeestemejorsistemadeaislamientoaumentalavidatérmicaesperadadelmotoraproximadamenteenun500% .Enlapágina17haymayorinformaciónsobrelatemperaturadelmotor .

LetrasdeDiseñodelMotorLaAsociaciónNacionaldeFabricantesdeProductosEléctricos(NEMA)hadefinidocuatrodiseñosestándardemotoresutilizandolasletrasA,B,CyD .Estasletrasserefierenalaformadelascurvasdeparycorrientedeirrupciónenrelaciónalavelocidaddelmotor .ElmotormáspopulareseldeDiseñoB .Tieneunpardearranquerelativamentealtoconcorrientesdearranquemoderadas .Losrestantesdiseñosseutilizansóloenaplicacionesalgomásespecializadas .ElmotordeDiseñoAseusafrecuentementeenmáquinasdemoldeoporinyecciónquerequierenaltosparesdedesenganche .ElDiseñoCcorrespondeaunmotorconaltopardearranquequeestáusualmentelimitadoacargasdifícilesdearrancar,comolastransportadorasquetrabajanencondicionesadversas .EldeDiseñoDseconocecomomotordealtodeslizamientoyestálimitadonormalmenteaaplicacionescomogrúas,montacargasyprensaspunzonadorasdebajavelocidad,dondeconvienetenerunaltopardearranqueconbajacorrientedearranque .LosmotoresdeDiseñoBfuncionanmuybienenlamayoríadelasaplicacionesdecalefacción,ventilaciónyaireacondicionado .

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EL MISTERIO DEL TAMAÑO DE CARCASA DEL MOTORINTRODUCCIÓNLosmotoreseléctricosindustrialesexistendesdehacecasiunsiglo .Duranteesetiempo,seprodujeronmuchoscambios .Unodelosmásobvioshasidolaposibilidaddeincorporarmayorpotenciaenuntamañofísicomáspequeño .OtrologroimportantehasidolaestandarizacióndelosmotoresrealizadaporNEMA(AsociaciónNacionaldeFabricantesdeProductosEléctricos) .Unaspectoclaveenlaintercambiabilidaddelosmotoreshasidolaestandarizacióndelostamañosdecarcasa .Estosignificaquemotoresdeigualpotencia(hp),velocidadycajatienennormalmenteelmismotamañodecarcasa,peseaserproducidospordiferentesfabricantes .Entonces,unmotordedeterminadofabricantepuedeserreemplazadoporunmotorsimilardeotrofabricanteentantoambostenganelmismotamañoestándardecarcasa .

TRES GENERACIONESLaestandarizaciónrealizadaenlosúltimoscuarentaañosharesultadoenungrupoinicialdetamañosdecarcasallamado“original” .En1952seasignaronnuevascarcasas,denominadas“carcasasU” .Las“carcasasT”actualesfueronintroducidasen1964 .Lascarcasas“T”sonlanormacorrienteymuyposiblementeseguiránsiéndoloporunbuentiempo .Sibienlascarcasas“T”seadoptaronen1964,todavíaseencuentranenservicionumerososmotoresdecarcasa“U”,quedeberánreemplazarseenelfuturo .Asimismo,existenmuchosmotoresdetamaño“original”decarcasa(anterioresa1952)queestánalcanzandoelfinaldesuvidaútilydeberánserreemplazados .Porlotanto,esimportantecontarconmaterialdereferenciasobretamañosdecarcasaysaberalgodeloscambiosrealizadoscomopartedelosllamadosprogramasdereclasificación .

TABLAS DE REFERENCIA DEL TAMAÑO DE CARCASALasTablas1y2muestranlostamañosestándardecarcasaasignadosenlastresdiferenteserasdelosmotores .Comopuedeverse,lastablasestándivididasportipodemotor:abiertoapruebadegoteo(tabla1)ytotalmentecerrado(tabla2) .Asimismo,paracadaclasedepotencia(hp)yvelocidad,haytresdiferentestamañosdecarcasa .Elprimertamañoeseloriginal,elsegundoeselde“carcasaU”yelterceroeselde“carcasaT” .Estastablasdeconsultasonmuyútilesydaninformacióngeneralportamañodecarcasaycapacidaddepotenciaintegralparalastresgeneracionesdelosmotorestrifásicos .Esimportanterecordarqueelespaciamientodelosagujerosdemontajeenlabase(dimensiones“E”y“F”)ylaalturadeleje(dimensión“D”)entodaslascarcasasconlosmismostresdígitosserániguales,sinimportarlageneracióndelmotor .

RECLASIFICACIÓN Y TEMPERATURASLacapacidaddereclasificarlascarcasasdelosmotoresparapoderincorporarmayorpotenciaencadacarcasasurgióprincipalmentedelasmejorasrealizadasenlosmaterialesaislantes .Comoresultadodeestemejoraislamiento,esposiblehacerfuncionarlosmotoresamuchamayortemperatura .Estopermiteincorporarmáscaballajeenunacarcasacompacta .Porejemplo,lostamañosoriginalesdecarcasaNEMAfuncionabanatemperaturasmuybajas .Losmotoresdecarcasa“U”fuerondiseñadosparausarseconaislamientoClaseA,cuyacapacidadtérmicaesde105°C .Losdiseñosdelosmotoresestablecíanlacapacidadenelpuntomáscalientedentrodelmotor .Losdiseñosdemotoresdecarcasa“T”sebasanenutilizaraislamientoClaseBconcapacidadtérmicade130°C .Esteincrementoenlacapacidadtérmicahizoposibleincorporarmayorcaballajeenelmismotamañodecarcasa .Paraacomodarlamayorcapacidaddepotenciamecánica,fuenecesarioaumentareltamañodelosejesyloscojinetes .Así,puedeversequelacarcasaoriginal254(5HPa1800RPM)tieneunejede1-1/8” .Enlacarcasa254U(7-1/2HPa1800RPM)elejeesde1-3/8”,yenlacarcasaactual254T(15HPa1800RPM)elejeesde1-5/8” .Seaumentótambiéneldiámetrodeloscojinetesparaacomodarelmayortamañodelosejesylascargasmáspesadasasociadasconlosmayorescaballajes .

BASES DEL TAMAÑO DE CARCASAEnlapágina14hayunatabladetamañosdecarcasadeBaldorqueesunaexcelentereferenciaparalosmotoresdecarcasa“T”,carcasa“U”ycarcasaoriginal .Lamayoríadelasdimensionessondimensionesestándarcomunesalosmotoresdetodoslosfabricantes .Unaexcepciónaelloesladimensión“C”(longitudtotaldelmotor),quevaríaentrelosdiversosfabricantes .

MOTORES DE POTENCIA FRACCIONARIAEltérmino“potenciafraccionaria”(ocaballajefraccionario)seusaparaaquellostamañosdecarcasacondesignacionesdedosdígitosenlugardelasdesignacionesdetresdígitosqueseencuentranenlasTablas1y2 .Lostamañosdecarcasanormalmenteasociadosconlosmotoresindustrialesdepotenciafraccionariason42,48y56 .Enestoscasos,cadatamañodecarcasaindicaespecíficamenteunaalturadeleje,diámetrodelejeydisposicióndelosagujerosdemontajedebaseobrida .Enestosmotoresnosehanasignadocarcasasespecíficassegúnlapotenciaylavelocidad,asíqueesposibleencontrarunadeterminadacombinaciónde

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potenciayvelocidadentresdiferentestamañosdecarcasa .Porlotanto,parareemplazarestosmotoresesnecesarioconocereltamañodecarcasaasícomolapotencia,lavelocidadylacajadelmotor .Elnúmerodedosdígitosdelacarcasasebasaenlaalturadeleje,endieciseisavosdepulgada .Porejemplo,unmotordecarcasa48tieneunaalturadelejede48divididopor16,osea3pulgadas .Demodosimilar,unmotordecarcasa56tieneunaalturadelejede3-1/2pulgadas .Lamayordelascarcasasdepotenciafraccionariaactualeseslacarcasa56,disponibleenpotenciasmayoresalasnormalmenteasociadasconlasdevaloresfraccionarios .Porejemplo,losmotoresdecarcasa56vienenenpotenciasdehasta3HP,yaveceshasta5HP .Esporellounpocoengañosollamar“fraccionarios”alosmotorescontamañosdecarcasade2dígitos .

MOTORES DE POTENCIA INTEGRALEltérminoMotoresdePotenciaIntegralserefieregeneralmentealosmotorescontamañosdecarcasadetresdígitos,como143Tomayores .Hayunareglaprácticaparaestostamañosdecarcasa:laalturaenlalíneacentraldeleje(dimensión“D”)sobreelfondodelabaseesigualalosprimerosdosdígitosdeltamañodecarcasadivididoporcuatro .Porejemplo,unacarcasa254Ttieneunaalturadelejede25/4=6 .25pulgadas .Sibienelúltimodígitonoestárelacionadodirectamenteconunadimensión“enpulgadas”,númerosmásgrandesindicanquelosagujerosdelospernosposterioresestánmásalejadosdelosagujerosdelospernosdelextremodeleje(ladimensión“F”esmayor) .

VARIACIONESEnadiciónalsistemaestándardenumeracióndelascarcasas,aparecentambiénalgunasvariaciones .Estassedetallanabajo,conunaexplicacióndeloquerepresentanlasdiferentesletras .

C— Indicaunmotormontadoconbrida(cara)“C” .Eseltipomáspopulardemotormontadoconbriday tieneunaconfiguraciónespecíficadelospernosenelextremodelejeparapermitirelmontaje .Loselementosprincipalesenlosmotoresconbrida“C”sonel“círculodepernos”(dimensiónAJ),eldiámetrodelregistro(tambiénllamadorebajo)(dimensiónAK)yeltamañodeleje(dimensiónU) .Losmotoresconbrida“C”siempretienenagujerosdemontajeroscadosenlacaradelmotor .

D— Elmotorconbrida“D”tieneinstaladountipoespecialdebridademontajeenelextremodeleje .Enelcasodelabrida“D”,eldiámetrodelabridaesmayorqueelcuerpodelmotorytieneagujerosdepasopara quelospernosdemontajepasendesdelaparteposteriordelmotorhastalosagujerosroscadosenlacontraparte .Losmotoresconbrida“D”sonmenoscomunesquelosmotoresconbrida“C” .

H— Seusaenalgunosmotoresconcarcasa56 .La“H”indicaquelabaseesapropiadaparalasdimensionesdemontajedelascarcasas56,143To145T .

J— Estadesignaciónseusaconlosmotoresconcarcasa56indicandoqueelmotorestáconstruidoparaservicioen“bombasdechorro”conejeroscadodeaceroinoxidableycarcasaestándarconbrida56C .

JM— Lasletras“JM”designanunejeespecialparabombadiseñadooriginalmenteparaun“sellomecánico” .EstemotortambiéntienebridaC .

JP— SimilaralestiloJMdemotorconejeespecial,elmotorJPfueoriginalmentediseñadoparaunsellotipo“empaque” .EstemotortambiéntienebridaC .

S— Elusodelaletra“S”enlacarcasadeunmotorindicaqueéstetieneun“ejecorto”[shortshaft] .Enlosmotoresdeejecorto,lasdimensionesdelejesonmáspequeñasquelasdelosejescorrespondientesaltamañonormaldecarcasa .Losmotoresdeejecortoestándiseñadosparaconectarsedirectamentealacargamedianteunacoplamientoflexible .Nodebenutilizarseenaplicacionesdondelacargaesaccionadamediantecorrea .

T— Una“T”alfinaldeltamañodecarcasaindicaqueelmotortienecarcasa“T”delaerade1964enadelante .

U— Una“U”alfinaldeltamañodecarcasaindicaqueelmotortienecarcasa“U”delaera1952-1964 .Y— Una“Y”eneltamañodecarcasaindicaqueelmotortieneunaconfiguraciónespecialdemontaje .Es

imposiblesaberexactamentecuálesdichaconfiguración,perola“Y”indicaunmontajenoestándarespecial .

Z— Indicalaexistenciadeunejeespecialquepuedesermáslargo,másgrande,oquetienecaracterísticasespecialescomoroscado,agujeros,etc .La“Z”sóloindicaqueelejeesespecialdealgúnmodonoidentificado .

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TABLA 1 — MOTORES ABIERTOS A PRUEBA DE GOTEO

TAMAÑOSDECARCASATRIFÁSICOS—USOGENERA

RPMPrograma

NEMAHP

Orig .3600

Reclas .1952

Reclas .1964 Orig .

1800Reclas .1952

Reclas .1964 Orig .

1200Reclas .1952

Reclas .1964 Orig .

900Reclas .1952

Reclas .1964

1 - - - 203 182 143T 204 184 145T 225 213 182T

1 .5 203 182 143T 204 184 145T 224 184 182T 254 213 184T

2 204 184 145T 224 184 145T 225 213 184T 254 215 213T

3 224 184 145T 225 213 182T 254 215 213T 284 254U 215T

5 225 213 182T 254 215 184T 284 254U 215T 324 256U 254T

7 .5 254 215 184T 284 254U 213T 324 256U 254T 326 284U 256T

10 284 254U 213T 324 256U 215T 326 284U 256T 364 286U 284T

15 324 256U 215T 326 284U 254T 364 324U 284T 365 326U 286T

20 326 284U 254T 364 286U 256T 365 326U 286T 404 364U 324T

25 364S 286U 256T 364 324U 284T 404 364U 324T 405 365U 326T

30 364S 324US 284TS 365 326U 286T 405 365U 326T 444 404U 364T

40 365S 326US 286TS 404 364U 324T 444 404U 364T 445 405U 365T

50 404S 364US 324TS 405S 365US 326T 445 405U 365T 504 444U 404T

60 405S 365US 326TS 444S 404US 364T 504 444U 404T 505 445U 405T

75 444S 404US 364TS 445S 405US 365T 505 445U 405T — — 444T

100 445S 405US 365TS 504S 444US 404T — — 444T — — 445T

125 504S 444US 404TS 505S 445US 405T — — 445T — — —

150 505S 445US 405TS — — 444T — — — — — —

200 — — 444TS — — 445T — — — — — —

250 — — 445TS — — — — — — — — —

TABLA 2 — MOTORES TOTALMENTE CERRADOS ENFRIADOS POR VENTILADOR

TAMAÑOSDECARCASATRIFÁSICOS—USOGENERA

RPMPrograma

NEMAHP

Orig .3600

Reclas .1952

Reclas .1964 Orig .

1800Reclas .1952

Reclas .1964 Orig .

1200Reclas .1952

Reclas .1964 Orig .

900Reclas .1952

Reclas .1964

1 - - - 203 182 143T 204 184 145T 225 213 182T

1 .5 203 182 143T 204 184 145T 224 184 182T 254 213 184T

2 204 184 145T 224 184 145T 225 213 184T 254 215 213T

3 224 184 182T 225 213 182T 254 215 213T 284 254U 215T

5 225 213 184T 254 215 184T 284 254U 215T 324 256U 254T

7 .5 254 215 213T 284 254U 213T 324 256U 254T 326 284U 256T

10 284 254U 215T 324 256U 215T 326 284U 256T 364 286U 284T

15 324 256U 254T 326 284U 254T 364 324U 284T 365 326U 286T

20 326 286U 256T 364 286U 256T 365 326U 286T 404 364U 324T

25 365S 324U 284TS 365 324U 284T 404 364U 324T 405 365U 326T

30 404S 326US 286TS 404 326U 286T 405 365U 326T 444 404U 364T

40 405S 364US 324TS 405 364U 324T 444 404U 364T 445 405U 365T

50 444S 365US 326TS 444S 365US 326T 445 405U 365T 504 444U 404T

60 445S 405US 364TS 445S 405US 364T 504 444U 404T 505 445U 405T

75 504S 444US 365TS 504S 444US 365T 505 445U 405T — — 444T

100 505S 445US 405TS 505S 445US 405T — — 444T — — 445T

125 — — 444TS — — 444T — — 445T — — —

150 — — 445TS — — 445T — — — — — —

C*N

V

U

2FH = Hole

P

O

AA

D

Los dibujos representan motores TEFC estándar de uso general

*Las dimensiones son para referencia únicamente.

Líder en controles y motores eléctricos industriales de alta eficiencia energéticaLíder en controles y motores eléctricos

industriales de alta eficiencia energética

*Para las dimensiones “C”, contacte a su oficina local Baldor. Dimensiones - N, O, P, AB y XO son específicas de Baldor.

BALDOR ELECTRIC COMPANYP.O. BOX 2400

FORT SMITH, ARKANSAS72902-2400 U.S.A.

Eje Dimens. Eje Dimens. NEMA chavetero NEMA chavetero

(U) (R) (S) (U) (R) (S) 3/8 21/64 FLAT 1-7/8 1-19/32 1/2 1/2 29/64 FLAT 2-1/8 1-27/32 1/2 5/8 33/64 3/16 2-3/8 2-1/64 5/8 7/8 49/64 3/16 2-1/2 2-3/16 5/8 1-1/8 63/64 1/4 2-7/8 2-29/64 3/4 1-3/8 1-13/64 5/16 3-3/8 2-7/8 7/8 1-5/8 1-13/32 3/8 3-7/8 3-5/16 1

V

C*

AH (56-184)AH (213-449)

AK BD

U

2F BAH = Hole

NAMEPLATE

O

D

P

AB

45˚ 45˚XO

TAP4 HOLES

THERMAL(WHEN REQ'D)

AA = CONDUIT SIZEE E

SINGLE PHASEONLY

REMOVABLEDRIP COVER(OPTIONAL)

BB

AJ

Este catálogo muestra productos Baldor y Reliance. Hay pequeñas diferencias entre los diseños de los dos productos, particularmente en las dimensiones O y P. La tabla de arriba muestra las dimensiones de Baldor. Para datos dimensionales más exactos, ver el plano específi co del número de catálogo que corresponde.

5000FRAME

D E 2F H O P U V AA AB BA

5007S5007L

12-1/212-1/2

1010

2222

15/1615/16

26-27/3226-27/32

3030

2-1/23-7/8

6-1/211-1/8

4-NPT4-NPT

26-7/826-7/8

8-1/28-1/2

5009S5009L

12-1/212-1/2

1010

2828

15/1615/16

26-27/3226-27/32

3030

2-1/23-7/8

6-1/211-1/8

4-NPT4-NPT

26-7/826-7/8

8-1/28-1/2

5011S5011L

12-1/212-1/2

1010

3636

15/1615/16

26-27/3226-27/32

3030

2-1/23-7/8

6-1/211-1/8

4-NPT4-NPT

26-7/826-7/8

8-1/28-1/2

NEMA C-Face BA Dimensions

143-5TC 2-3/4

182-4TC 3-1/2

213-5TC 4-1/4

254-6TC 4-3/4

Frame NEMA FRAMES PRIOR TO 1953D E F N U V BA

66 4-1/8 2-15/16 2-1/2 2-1/4 3/4 2-1/4 3-1/8203

5 42-3/4

2-7/16 3/4 2 3-1/8204 3-1/4224

5-1/2 4-1/23-3/8

3-1/4 1 3 3-1/2225 3-3/4254 6-1/4 5 4-1/8 3-7/16 1-1/8 3-3/8 4-1/4284 7 5-1/2 4-3/4 4-1/4 1-1/4 3-3/4 4-3/4324

8 6-1/45-1/4

5-3/8 1-5/8 4-7/8 5-1/4326 6364

9 75-5/8

5-5/8 1-78/8 5-3/8 5-7/8365 6-1/8404

10 86-1/8

6-3/8 2-1/8 6-1/8 6-5/8405 6-7/8444

11 97-1/4

7-1/8 2-3/8 6-7/8 7-1/2445 8-1/4504

12-1/2 108

8-5/8 2-7/8 8-3/8 8-1/2505 9

NEMA QUICK REFERENCE CHARTNEMAFRAME D E 2F H N O P U V AA AB AH AJ AK BA BB BD XO TAP

42 2-5/8 1-3/4 1-11/169/32SLOT

1-1/2 5 4-11/16 3/8 1-1/8 3/8 4-1/32 1-5/16 3-3/4 3 2-1/16 1/8 4-5/8 1-9/16 1/4-20

48 3 2-1/8 2-3/411/32SLOT

1-7/8 5-7/8 5-11/16 1/2 1-1/2 1/2 4-3/8 1-11/16 3-3/4 3 2-1/2 1/8 5-5/8 2-1/4 1/4-20

5656H

3-1/2 2-7/1635

11/32SLOT

2-7/162-1/8

6-7/8 6-5/8 5/8 1-7/8 1/2 5 2-1/16 5-7/8 4-1/2 2-3/4 1/8 6-1/2 2-1/4 3/8-16

143T145T

3-1/2 2-3/445

11/32 2-1/2 6-7/8 6-5/8 7/8 2-1/4 3/4 5-1/4 2-1/8 5-7/8 4-1/2 2-1/4 1/8 6-1/2 2-1/4 3/8-16

182184

182T184T

4-1/2 3-3/4

4-1/25-1/24-1/25-1/2

13/32

2-11/162-11/163-9/163-9/16

8-11/16 7-7/8

7/87/8

1-1/81-1/8

2-1/42-1/42-3/42-3/4

3/4 5-7/8

2-1/82-1/82-5/82-5/8

5-7/85-7/87-1/47-1/4

4-1/24-1/28-1/28-1/2

2-3/4

1/81/81/41/4

6-1/26-1/2

99

2-3/8

3/8-163/8-161/2-131/2-13

213215

213T215T

5-1/4 4-1/4

5-1/27

5-1/27

13/32

3-1/23-1/23-7/83-7/8

10-1/4 9-9/16

1-1/81-1/81-3/81-3/8

33

3-3/83-3/8

3/4 7-3/8

2-3/42-3/43-1/83-1/8

7-1/4 8-1/2 3-1/2 1/4 9 2-3/4 1/2-13

254U256U254T256T

6-1/4 5

8-1/410

8-1/410

17/32

4-1/164-1/164-5/164-5/16

12-7/8 12-15/16

1-3/81-3/81-5/81-5/8

3-3/43-3/4

44

1 9-5/8

3-1/23-1/23-3/43-3/4

7-1/4 8-1/2 4-1/4 1/4 10 — 1/2-13

284U286U284T286T

284TS286TS

7 5-1/2

9-1/211

9-1/211

9-1/211

17/32

5-1/85-1/84-7/84-7/83-3/83-3/8

14-5/8 14-5/8

1-5/81-5/81-7/81-7/81-5/81-5/8

4-7/84-7/84-5/84-5/83-1/43-1/4

1-1/2 13-1/8

4-5/84-5/84-3/84-3/8

33

9 10-1/2 4-3/4 1/4 11-1/4 — 1/2-13

324U326U324T326T

324TS326TS

8 6-1/4

10-1/212

10-1/212

10-1/212

21/32

5-7/85-7/85-1/25-1/2

3-15/163-15/16

16-1/2 16-1/2

1-7/81-7/82-1/82-1/81-7/81-7/8

5-5/85-5/85-1/45-1/43-3/43-3/4

2 14-1/8

5-3/85-3/8

55

3-1/23-1/2

11 12-1/2 5-1/4 1/4 13-3/8 — 5/8-11

364U365U364T365T

364TS365TS

9 7

11-1/412-1/411-1/412-1/411-1/412-1/4

21/32

6-3/46-3/46-1/46-1/4

44

18-1/2 18-1/4

2-1/82-1/82-3/82-3/81-7/81-7/8

6-3/86-3/85-7/85-7/83-3/43-3/4

2-1/2 15-1/16

6-1/86-1/85-5/85-5/83-1/23-1/2

11 12-1/2 5-7/8 1/4 13-3/8 — 5/8-11

404U405U404T405T

404TS405TS

10 8

12-1/413-3/412-1/413-3/412-1/413-3/4

13/16

7-3/167-3/167-5/167-5/164-1/24-1/2

20-5/16 20-1/8

2-3/82-3/82-7/82-7/82-1/82-1/8

7-1/87-1/87-1/47-1/44-1/44-1/4

3 18

6-7/86-7/8

7744

11 12-1/2 6-5/8 1/4 13-7/8 — 5/8-11

444U445U444T445T447T449T

444TS445TS447TS449TS

11 9

14-1/216-1/214-1/216-1/2

2025

14-1/216-1/2

2025

13/16

8-5/88-5/88-1/28-1/2

8-15/168-15/165-3/165-3/16

4-15/164-15/16

22-7/822-7/822-7/822-7/8

22-15/1622-15/1622-7/822-7/8

22-15/1622-15/16

22-3/822-3/822-3/822-3/823-3/423-3/422-3/822-3/823-3/423-3/4

2-7/82-7/83-3/83-3/83-3/83-3/82-3/82-3/82-3/82-3/8

8-5/88-5/88-1/28-1/28-1/28-1/24-3/44-3/44-3/44-3/4

3

4NPT4NPT

19-9/1619-9/1619-9/1619-9/16

21-11/1621-11/1619-9/1619-9/16

21-11/1621-11/16

8-3/88-3/88-1/48-1/48-1/48-1/44-1/24-1/24-1/24-1/2

14 16 7-1/2 1/4 16-3/4 — 5/8-11

14

15

PRINCIPIOS BÁSICOS DE LOS MOTORES DE DOS VELOCIDADESParecierahaberungranmisteriosobrelosmotoresdedosvelocidades,peroenrealidadsonequiposmuysimples .Segúnelnúmerodedevanados,selospuededividirprimeroendostipos:

DOS VELOCIDADES, DOS DEVANADOSElmotordedosdevanadosestáconstruidodetalmaneraqueenrealidadsetratadedosmotoresbobinadosenunmismoestator .Unodelosdevanados,alestarenergizado,produceunadelasvelocidades .Cuandoseenergizaelotrodevanado,elmotorfuncionaalavelocidaddeterminadaporestesegundodevanado .Elmotordedosvelocidadesydosdevanadospuedeusarseparaobtenervirtualmentecualquiercombinacióndevelocidadesnormalesdemotor,ynoesprecisoquelasdosdiferentesvelocidadesesténrelacionadasentresíporunfactorproporcionalde2:1 .Así,unmotordedosvelocidadesquerequiera1750RPMy1140RPMdeberánecesariamenteserunmotordedosdevanados .

DOS VELOCIDADES, UN DEVANADOElsegundotipodemotoreseldedosvelocidadesydevanadosencillo[devanadoúnico] .Enestetipodemotordeberáexistirunarelaciónde2:1entrelasvelocidadesbajayalta .Losmotoresdedosvelocidadesydevanadosencillotieneneldiseñollamado“depolosconsecuentes” .Estosmotoresestánbobinadosparaunasolavelocidadperoalreconectarseeldevanado,seduplicaelnúmerodepolosmagnéticosenelestatorylavelocidaddelmotorsereducealamitaddelavelocidadoriginal .Elmotordedosvelocidadesydevanadosencilloes,porsunaturaleza,máseconómicoparafabricarqueelmotordedosvelocidadesydosdevanados .Estoesasíporqueseutilizaelmismodevanadoparaambasvelocidades,ylasranurasdondelosconductoresestáncolocadosenelmotornotienenquesertangrandescomoloseríanparapoderacomodardosdiferentesdevanadosquetrabajanindependientemente .Porlotanto,eltamañodelacarcasadeunmotordedosvelocidadesydevanadosencillopuedeusualmentesermenorqueelnecesarioparaunmotorequivalentededosdevanados .

CLASIFICACIÓN DE LA CARGAUnsegundoelementoquegenerabastanteconfusiónalseleccionarmotoresdedosvelocidades,eslaclasificacióndelacargaconlaqueseutilizarándichosmotores .Esnecesarioenestecasodefinireltipodecargaaimpulsar,yelmotorqueseseleccionedeberásercompatibleconlorequeridopordichacarga .Lostrestiposdecargadisponiblesson:ParConstante,ParVariable,yPotencia(hp)Constante .Paramayoresdetallessobrelostiposdecarga,verelartículo“ParaEntenderelConceptodePar”enestapublicación .

PAR CONSTANTELascargasdeparconstantesonaquellasdondeelparrequeridoesindependientedelavelocidad .Estetipodecargaseencuentranormalmenteentransportadoras,bombasdedesplazamientopositivo,extrusores,bombashidráulicas,máquinasempaquetadoras,yotrasdenaturalezasimilar .

PAR VARIABLEUnsegundotipodecargaparaelmotorqueesmuydiferentealasdeParConstanteconsisteenlossopladoresylasbombascentrífugas .Enestecaso,elparrequeridoporlacargacambiadesdeunvalorbajoabajavelocidadhastaunvalormuyaltoaaltavelocidad .Enunacargadeparvariabletípica,aumentandolavelocidadaldobleseincrementaráen4veceselparrequeridoyen8veceslapotencia(hp)requerida .Asíqueenestetipodecargadebesuministrarse“fuerzabruta”aaltasvelocidades,requiriéndosenivelesmuyreducidosdepotenciaydeparabajasvelocidades .Unmotortípicodedosvelocidadesyparvariablepuedetenerunacapacidadnominalde1HPa1725RPMyde0 .25HPa850RPM .Lascaracterísticasdemuchasbombas,ventiladoresysopladoressontalesqueunareduccióndelavelocidadalamitadproduceunrendimientoosalidaaesabajavelocidadquepodríaserinaceptable .Porello,haymotoresdedosvelocidadesyparvariablequeofrecenunacombinacióndevelocidadesde1725/1140RPM .Estacombinaciónresultaenunasalidadeaproximadamentelamitadenlabombaoelventiladorcuandoseutilizalabajavelocidad .

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POTENCIA CONSTANTEElterceryúltimotipodemotordedosvelocidadesqueseutilizaeseldepotencia(hp)constante .Enestecaso,elmotorestádiseñadoparaquelapotenciapermanezcaconstantecuandolavelocidadsereduceasuvalorbajo .Paralograrlo,esnecesarioqueelpardelmotoraumentealdoblecuandoestáoperandoenelmododebajavelocidad .Estetipodemotoresseaplicanormalmenteenprocesosdetrabajoenmetal,porejemplo:prensastaladradoras,tornosmecánicos,fresadoras,yotrasmáquinassimilaresderemocióndemetales .Elrequisitodepotenciaconstantepuedequizásvisualizarsemejoralconsiderarlaoperacióndeunamáquinasimplecomounaprensataladradora .Enestecaso,paraperforarunagujerograndeconuntaladrogrande,lavelocidaddebeserbajaperoelparrequeridoesmuyalto .Porelcontrario,alperforarunagujeropequeñolavelocidaddeltaladrodebeseraltaperoelparrequeridoesbajo .Esdecirqueserequierequeelparseaaltocuandolavelocidadesbajayqueelparseabajocuandolavelocidadesalta .EstaeslasituacióndePotenciaConstante .Elmotordepotenciaconstanteeseltipodemotormáscaroentrelosdedosvelocidades .Losmotorestrifásicosdedosvelocidadestantodeparconstantecomodeparvariableestánampliamentedisponiblesenelmercado .Losmotoresdedosvelocidadesdepotenciaconstanteusualmentepuedenconseguirsesólobajopedidoespecial .

MOTORES MONOFÁSICOS DE DOS VELOCIDADESLosmotoresmonofásicosdedosvelocidadesyparconstantesonmásdifícilesdeproducirporqueexisteelproblemadesuministrarunconmutadordearranquequefuncioneenelmomentoprecisoenambasvelocidades .Porlotanto,elmotormonofásiconormaldedosvelocidadesseofrececomomotordeparvariableenunaconfiguracióndecondensadordivididopermanente .Elmotordecondensadordivididopermanentetieneunpardearranquemuybajoperoesadecuadoparautilizarseenventiladoresybombascentrífugaspequeñas .

RESUMENElusofuturodemotoresdedosvelocidadesvaadesarrollarsemuyrápidoamedidaquelosusuariosdemotoresindustrialesreconozcanlaconvenienciadeutilizarestetipodemotoresenventiladoresdeextraccióndeaireybombasdecirculaciónparaoptimizarelflujodeaireydeaguaenbasealascondicionesexistentesenunaplantaounproceso .Utilizandoestesistemademotoresdedosvelocidadessepuedenlograrconsiderablesahorrosenenergía .

CLASIFICACIONES DE TEMPERATURA DEL MOTORUnaspectofrecuentementepococomprendidodelosmotoreseléctricoseseldelaclasedeaislamientoylasclasificacionesdetemperaturaomárgenesnominalesdetemperatura .Esteartículotratadedescribir,entérminosbásicos,lasimportantesrelacionesdelatemperaturaenlosmotoresCAdeinducciónnormales .PartedelamismainformaciónpuedeaplicarsetambiénalosmotoresCC,sibienéstossonmásespecializadosyalgunasclasificacionessonunpocodiferentes .Quizáslamejormaneradeempezarserádefiniendolostérminosdeusomáscomún .

DEFINICIONES

TEMPERATURA AMBIENTE

Latemperaturaambienteeslatemperaturadelairequerodeaalmotor,olatemperaturadelasalaenlasproximidadesdelmotor .Esteesel“puntodeumbral”olatemperaturaquetomaelmotorcompletocuandoestáapagadoytotalmenteenfriado .

INCREMENTO DE TEMPERATURA

Elincrementodetemperaturaeselcambioenlatemperaturadeloscomponenteseléctricoscríticosenelmotor,cuandoésteseencuentraoperandoaplenacarga .Porejemplo,siunmotorestáinstaladoenunasalaconunatemperaturade78°Fyselohacearrancaryfuncionarenformacontinuaaplenacarga,latemperaturadeldevanadoaumentarádesde78°Fhastaunvalormásalto .Ladiferenciaentresutemperaturainicialylatemperaturaelevadafinal,eselincrementodetemperaturadelmotor .

MARGEN PARA PUNTO CALIENTE

Comoenelmétodomáscomúndemedirel“incrementodetemperatura”deunmotorsetomaladiferenciaentrelaresistenciaóhmicaenfríoyencalientedeldevanadodelmotor*,esteprocedimientodaelcambiomediodetemperaturaeneldevanadocompleto,incluyendolosconductoresdelmotorylasespirasterminalesasícomolosalambresubicadosbienadentrodelasranurasdelestator .Dadoquealgunosdeestospuntosvanaestarmáscalientesqueotros,seconsideraunmargensobrelatemperaturamediaparaestimaraproximadamentelatemperaturaenelpuntomáscaliente .Estemargendeajustesedenomina“margenparapuntocaliente” .

*Lafórmulaparadeterminarelincrementodetemperaturamediantelaresistenciaseencuentraenlapágina21 .

CLASE DE AISLAMIENTO

Losaislamientoshansidoestandarizadosyclasificadossegúnsuresistenciaalafallayalenvejecimientotérmico .Haycuatroclasesdeaislamientoqueseusanhabitualmente .Parasimplificar,selashadesignadoconlasletrasA,B,FyH .Lascapacidadesdetemperaturadeestasclasesestánseparadasentresíporincrementosde25°C .Lacapacidaddetemperaturadecadaclasedeaislamientosedefinecomolamáximatemperaturadeoperacióndelaislamientoqueresultaráenunavidamediade20 .000horas .Abajosemuestralaclasificaciónparaunavidamediade20 .000horascorrespondienteacadaunadelasclasesdeaislamiento .

Clase de Aislamiento Clasificación de Temperatura

A 105° C B 130° C F 155° C H 180° C

SISTEMA DE AISLAMIENTO

Enelprocesodefabricacióndelosmotoresseutilizandiversoscomponentesaislantes .Losmásobviossonlacapadeesmalteenelalambredeldevanadoyelaislamientoenlosconductoresquevanalacajadeconexiones .Algunoscomponentesmenosconocidosdel“sistema”sonelrevestimientoqueseaplicasobrelasjuntasdondelosconductoresestánconectadosalalambredeldevanado,yloscordonesconqueseatanlosextremosdelasespirasdelmotor .Otroscomponentessonlosforrosdelasranurasqueseutilizanenloslaminadosdelestatorparaprotegerlosalambrescontraelrozamiento .Asimismo,seusanvarillasqueretienenelalambredentrodelasranurasdelestator .

Otroimportantecomponentedelsistema,eselbarnizenquesebañaelensamblecompletoantesdehornearlo .Elbañodebarnizsirveparasellarlasmelladurasorayadurasquepodríanproducirseduranteelprocesodebobinado .Elbarnizasimismoaglutinaeldevanadocompletoenunamasasólidapara evitarlavibraciónyelrozamientocuandoessometidoalasaltasfuerzasmagnéticasqueexistenenelmotor .

Talcomounacadenaqueessólotanfuertecomosueslabónmásdébil,laclasificacióndeunsistemadeaislamientosebasaenlacapacidadtérmicadelcomponentedeclasemásbajausadoenelsistema .Porejemplo,siseusauncomponenteClaseBjuntoconcomponentesClaseFyH,elsistemacompletodeberáconsiderarsecomodeClaseB .

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COMPLETANDO EL PANORAMA

Ahoraquehemosidentificadolostérminosbásicos,podemosavanzarparacomprenderelpanoramageneralyvercómolosdiversosfactoresdetemperaturaseintegranenlaclasificacióntérmicadelmotor .

Laclasificaciónbásicadetemperaturaambientedecasitodoslosmotoreseléctricosesde40°C .Estosignificaqueunmotorclasificadoparaunambientede40°Cpuedeinstalarseenaplicacionesdondelatemperaturanormaldelairequerodeaalmotornoexcedede40°C,queesaproximadamente104°F .Estaeslatemperaturadeunasalamuycaliente,yrepresentaelpuntoinicial .

Cuandoelmotorfuncionaaplenacarga,tieneunciertomargendeincrementodetemperatura .Elvalordelincrementodetemperaturaessiempresumadoalatemperaturaambiente .Porejemplo,losmotoresdecarcasaUhansidodiseñadosparaaislamientoClaseAyunmáximoincrementodetemperaturapor resistenciade55°C .Alhacerlosfuncionarenunatemperaturaambientede40°C,seobtieneunatemperaturamediatotaldeldevanadode40°(ambiente)+55°(incremento),osea95°C .Ladiferenciadediezgradosentre95°Cylaclasificaciónde105°CdelaislamientoClaseAseasignaparael“margenparapuntocaliente” .Ahorabien,siseusaelmismodiseñodemotorperosecambiaelsistemadeaislamientoaClaseB,sedisponedeunacapacidadtérmicaextrade25°C .Estacapacidadtérmicaadicionalpuedeusarsepara:

a- temperaturasambientesuperioresalanormal;

b- incrementosdetemperaturamayoresalnormaldebidosasobrecarga;o,

c- lacapacidadextrapuedeusarseparaprolongarlavidaútildelmotoryhacerlomástolerantealrecalentamientocausadoporaltosobajosvoltajes,desequilibriosdevoltaje,ventilaciónbloqueada,cargasdealtainercia,arranquefrecuente,yotrosfactoresquepodríanproducirtemperaturasdeoperaciónsuperioresalanormal .

Porejemplo:siunmotorcon“diseño”ClaseA(55°C)deincrementodetemperaturasefabricausandoaislamientoClaseB,puedeesperarsequeelaislamientoalcanceunaduraciónnormalaúnsiestáexpuestoatemperaturasambientede65°C .

LamayoríadelosmotoresconcarcasaTestándiseñadosparausarseconaislamientoClaseB .EnunmotordecarcasaTconaislamientoClaseB,los25°extradecapacidadtérmica(comparandolaClaseBconlaClaseA)seutilizanparasoportarelmayorincrementodetemperaturaasociadoconlosmotoresdecarcasaT,físicamentemáspequeños .

Porejemplo,unmotorestándarabiertoapruebadegoteoconcarcasaTpuedetenerlasiguienteclasificación:40°Cdetemperaturaambiente,80°Cdeincrementodetemperatura,yunmargenparapuntocalientede10°C .Sumandoestostrescomponentes,comprobamosquesehautilizadolacapacidadtérmicatotaldelaislamientoClaseB(130°C) .

CAMBIO DE CLASES DE AISLAMIENTO

SiaunmotorconcarcasaT,totalmentecerradoenfriadoporventilador,deClaseB,selofabricausandoaislamientoClaseF,esposiblegeneralmenteincrementarsufactordeserviciode1 .0a1 .15 .Comoseindicóanteriormente,estemismocambiodeclasedeaislamientopuedeusarseparasoportarunatemperaturaambientemásaltaoparaaumentarlaexpectativadevidadelmotor .Elmismocambiopuedetambiénhaceralmotormásaptoparaoperarenelevacionesaltasdondelamenordensidaddelairereducesucapacidaddeenfriamiento .

MÉTODOS EFECTIVOS DE AISLAMIENTO

Atravésdelosañossehicierongrandesmejorasenlosmaterialesaislantes .Estasmejorasresultaronasuvezenreduccionesenloscostos .Comoconsecuenciadeestoscambios,lamayoríadelosfabricantesdemotoresusanunamezclademateriales,muchosdeloscualestienenclasificacionesdetemperaturamayoresquelasrequeridas .Porejemplo,BaldornousamaterialesClaseA .EstoimplicaquesibienmuchosmotoresdepotenciafraccionariaestándiseñadosparaunincrementodetemperaturaClaseA,elaislamientoesrealmentedeClaseBomejor .Demodosimilar,muchosmotoresdiseñadosparaunincrementodetemperaturaClaseBtienenenefectosistemasdeaislamientoqueutilizanmaterialesClaseFyH .

Estemargenadicionalrepresentaun“dividendodevida”paraelmotor .BaldorhaestandarizadoahoraelusodealambreISR(InverterSpikeResistant,oresistenteapuntasdevoltaje)paradevanadosentodossusmotorestrifásicosde1HPymayores .EstetipodealambretieneunaclasificacióndetemperaturaClaseHyofreceexcelenteresistenciaalaspuntasdealtovoltaje .

Unareglaprácticaestablecequeladuracióndelaislamientoseduplicaporcada10gradosdecapacidad

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térmicanousadadelaislamiento .Porejemplo:siunmotor estádiseñadoparaunatemperaturatotalde110°C(incluyendotemperaturaambiente,incrementodetemperaturaymargenparapuntocaliente)y hasidofabricadoconunsistemaClaseB(130°C),cuentaconunacapacidadnousadade20°C .Estemargenadicionalaumentalavidaesperadadelaislamientodelmotordesde20 .000horashasta80 .000horas .Demodosimilar,siunmotornoescargadohastasuplenacapacidad,elincrementodetemperaturaesmenor .Estoreduceautomáticamentelatemperaturatotalyprolongalavidaútildelmotor .Porotraparte,laoperacióndelmotorenunatemperaturaambienteinferiora40°Cprolongasuvidaútil .

Estamismaregladelosdiezgradospuedetambiénaplicarseamotoresqueoperanatemperaturassuperioresalanominal .Enestecaso,laduracióndelaislamientosereduciráalamitadporcada10°Cdesobretemperatura .

TEMPERATURA SUPERFICIAL DEL MOTOR

Latemperaturasuperficialdelmotorconstituyeunfrecuentemotivodepreocupación .Dichatemperaturasuperficialnuncaesmayorquelatemperaturainternadelmotor .Sinembargo,dependiendodeldiseñoydelarefrigeracióndelmotor,latemperaturasuperficialenlosmotoresmodernospuedeserlosuficientementealtaparahacermuyincómodoeltocarlos .EnlosmotoresdecarcasaT,lastemperaturassuperficialespuedenalcanzar75°a95°C .Estastemperaturasnoindicannecesariamenteunasobrecarganilafallainminentedelmotor .

OTROS FACTORES

Laduracióndelaislamientoseveafectadapordiversosfactoresademásdelatemperatura .Lahumedad,lassubstanciasquímicas,elaceite,lavibración,elcrecimientodehongos,laspartículasabrasivasy laabrasiónmecánicaproducidaporelarranquefrecuentesonfactoresquereducenladuracióndelaislamiento .Enalgunasaplicaciones,sisedefinencorrectamenteelambienteoperativoylascondicionesdecargadelmotor,puedentomarsemedidasadecuadasparaprotegereldevanadoquepermitiránalcanzarunaduraciónrazonabledelmotorpesealasperturbacionescausadasporfactoresexternos .

NORMAS ANTIGUAS Y CORRIENTES

LosmotoresdecarcasaU(184a445U)fuerondiseñadosenbasealusodeaislamientoClaseA .Nosedefiníaconprecisiónelincrementodetemperaturausandoelmétododeresistencia .ElincrementodetemperaturamedidoportermómetrodelosmotoresabiertosapruebadegoteoClaseAerade40°C .Estoseconsiderabaengeneralcomoequivalenteaunos50°Cporresistencia .LosmotoresdecarcasaUfueronlanormadelaindustriadesde1954a1965,ytodavíasonpreferidosenalgunasfábricaseindustrias .LosmotoresdecarcasaT(143Ta449T)porlogeneralestándiseñadosenbasealusodeaislamientoClaseBconincrementosdetemperaturaporresistenciadeaproximadamente80°C .LosmotoresdecarcasaTcomenzaronaproducirseamediadosdelossesentaysiguensiendohastaahoralanormadelaindustria .

RESUMEN

Uningredienteclaveparaladuracióndelmotoressusistemadeaislamiento .Ademásdelavibración,lahumedad,lassubstanciasquímicasyotroselementosnorelacionadosconlatemperaturaquereducenlavidaútildelmotor,elfactorfundamentalen laduracióndelaislamientoydelmotoreslatemperaturamáximaqueexperimentaelsistemadeaislamiento,asícomolacapacidadtérmicadeloscomponentesdelsistema .

LaTabla1muestralasclasificacionesdetemperatura,elincrementodetemperaturayelmargenparapuntocalientecorrespondienteadiversostiposdecajayfactoresdeserviciodelosmotoresestándar .

LaTabla2presentaunalistadefactoresrelacionadosconlatemperaturaquereducenlavidaútildelmotor,asícomosus respectivossíntomasysoluciones .Estatablapuederesultarmuypráctica .

19

20

TABLA 1

Clase del Sistema de Aislamiento A B F H

Clasificación de Temperatura en Grados Centígrados 105° 130° 155° 180°

Margen para Incremento de Temperatura por Resistencia (Basado en Temperatura Ambiente de 40° C)

Todos los Motores con Factor de Servicio de 1.15 70 90 115 — (Margen para Punto Caliente) * * *

Motores Totalmente Cerrados Enfriados por Ventilador 60 80 105 125 (Margen para Punto Caliente) (5) (10) (10) (15)

Motores Totalmente Cerrados Sin Ventilación Externa 65 85 110 135 (Margen para Punto Caliente) (0) (5) (5) (5)

Motores diferentes a los listados arriba 60 80 105 125 (Margen para Punto Caliente) (5) (10) (10) (15)

* Cuando se opera con la carga al nivel del factor de servicio, las temperaturas en el punto caliente pueden realmente exceder la capacidad térmica del aislamiento, reduciendo la vida útil del motor.

TABLA 2Factores Relacionados con la Temperatura que Reducen la Vida Útil del Motor

PROBLEMAS SÍNTOMAS SOLUCIONES

BajoVoltaje DisparoporsobrecargaAltacorrienteCortavidaútildelmotor

Modificarlafuentedealimentaciónoadaptarelmotoralverdaderovoltajenominaldelafuentedealimentación .

AltoVoltaje DisparoporsobrecargaAltacorrienteCortavidaútildelmotor

Modificarlafuentedealimentaciónoadaptarelmotoralverdaderovoltajenominaldelafuentedealimentación .

VoltajeDesequilibrado CorrientesdefasedesequilibradasDisparoporsobrecarga

Determinarlacausadeldesequilibriodevoltajeycorregirlo .

Sobrecarga DisparoporsobrecargaAltacorrienteCortavidaútildelmotor

Determinarlacausadelasobrecarga .Aumentareltamañodelmotorodisminuirlavelocidaddelacarga .

AltaTemperaturaAmbiente Cortavidaútildelmotor *Rebobinarelmotorparaunaclasedeaislamientomásalta .Sobredimensionarelmotorparareducirelincrementodetemperatura .Ventilareláreaparareducirlatemperaturaambiente .

VentilaciónBloqueada CortavidaútildelmotorElmotorserecalientaperoelamperajeescorrecto

Quitarlaspelusasylasuciedaddelospasajesdeaireousarunacajademotormásapropiadaparalaaplicaciónespecífica .

ArranquesFrecuentes Cortavidaútildelmotor **Utilizarunmétododearranqueavoltajereducido .Mejorarlaclasedeaislamiento .

CargasdeAltaInercia CortavidaútildelmotorDisparoporsobrecargaduranteelarranque

Sobredimensionarlacarcasadelmotor .Usarunaclasedeaislamientomásalta .**Utilizarunmétododearranqueavoltajereducido .

* La lubricación de los cojinetes deberá también adecuarse para altas temperaturas de operación.** El método de arranque a voltaje reducido y las características del motor deberán adaptarse a lo que requiera la carga.

21

APÉNDICE

IncrementodeTemperaturaporelMétododeResistencia

IncrementoenGradosC =(Rh-Rc)/Rc(234 .5+T)

Donde:Rc =ResistenciaenFríodelDevanado,enOhms

Rh =ResistenciaenCalientedelDevanado,enOhms

T =TemperaturaenFrío(ambiente),enGradosCentígrados

Nota:Estafórmulapresuponequelatemperaturaambientenocambiadurantelaprueba .

Ejemplo: Unmotorpequeñotieneunaresistenciaenfríode3 .2ohmsa25°C(77°F)detemperaturaambiente .Luegodeoperaraplenacargadurantevariashoras,laresistenciamide4 .1ohmsylatemperaturaambientehasubidoa28°C .

Calcularelincrementodetemperatura:

Incrementoaparente=(4 .1-3 .2)/3 .2(234 .5+25)=73°C

Corrigiendoporelaumentode3°Cenlatemperaturaambiente:

Incrementoefectivo=73°-3°=70°C

Conversión entre Grados Centígrados y Fahrenheit

Temperatura Real

ParacambiardeFahrenheitaCentígrados:

C°=(F°-32)x5/9

ParacambiardeCentígradosaFahrenheit:

F°=(C°x9/5)+32

Valores de Incremento Únicamente

IncrementoenGrados“C”=°F(Incremento)x .56

IncrementoenGrados“F”=°C(Incremento)x1 .8

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MOTORES MÉTRICOSDadalaentradadeequiposfabricadosenelextranjero,enlasplantasestadounidenseshayungrannúmero

demotoresmétricos .Comoconsecuenciadeelloydelaantigüedaddedichosmotores,seestánrecibiendosolicitudesdemotoresdereemplazoqueseancompatiblesconlasnormasdeIEC(ComisiónEléctricaInternacional) .

Lasiguienteinformaciónpuederesultarútilparaayudaraidentificarestosmotoresyrealizarsustitucionesadecuadas .

SISTEMA DE CLASIFICACIÓN

Lacapacidaddeestosmotoresporlogeneralseindicaenkilowatts(kW)enlugardecaballosdefuerza(hp) .Enprimerlugar,esnecesarioconvertirdekilowattsa caballosdefuerza .EsimportantedestacarquesibienkWesuntérminoeléctrico,enestecasoestáasociadoconlapotenciamecánica(talcomoloscaballosdefuerza,enlosEE .UU .) .Alosefectosderealizardichaconversión,seutilizaunfactormuysencillo:paradeterminarelcaballajedelmotor,debemultiplicarsesucapacidadenkWpor1 .34 .Porejemplo,unmotorde2kWtieneunacapacidadaproximadade2 .7HPyelequivalenteNEMAmáscercanoseríade3HP .

Elsiguienteelementoaconsiderareslavelocidaddelmotor .Generalmente,laplacadefábricadelmotorextranjeroindicalavelocidadentérminosdeRPM .EnEuropaparecieraqueloconvencionalesmostrarlavelocidadsincargadelmotor,indicandoocasionalmentelavelocidada50Hzenlugardelavelocidada60Hz .Lasiguientetablacontienelaequivalenciaentrelasvelocidadesa50Hzy a60Hz .Avecesseindicanambasvelocidades,a50ya60Hz,separadasporunabarra;porejemplo,1500/1800RPM .Esteesunmotorde4polosparaelquelarespectivaplacadefábricaestadounidenseindicarálavelocidadaplenacarga,queenestecasoseríade1725a1760RPM,dependiendodeltamañodelmotor .

EFFICIENCYFRECUENCIA

VELOCIDADES A 50 HZ (RPM) VELOCIDADES A 60 HZ (RPM)

POLOS SINCRÓNICO A PLENA CARGA (Típico) SINCRÓNICO A PLENA CARGA (Típico)

2 3000 2850 3600 3450

4 1500 1425 1800 1725

6 1000 950 1200 1150

8 750 700 900 850

LanormaIEC60034-30especificalosnivelesdeeficienciaparalosmotoresmétricosde50Hz .ElequivalentealnivelEPAct(estadounidense)demotoresenergéticamenteeficientes(NEMAMG1,tabla12-11)esIE2;yparalosmotoresdeeficienciapremium(NEMAMG1,tabla12-12)esIE3 .Baldorfabricamotoresmétricosparaambosniveles .UnnuevométododepruebaIEC60034-2-1mideahoratodaslaspérdidasyesequivalenteaIEEE112byCSA390 .

REEMPLAZO POR FALLA

CuandounmotorIEC(métrico)fallaenservicio,lomásprácticoestratardeconseguirelmotorexactodereemplazoconcarcasamétrica .Baldoryalgunosotrosfabricantesofrecenunaselecciónlimitadademotoresparareemplazodirectoenlascapacidadesmáspopulares .

Paraaquelloscasosenquenosedisponedereemplazosdirectos,lasiguienteinformaciónpuederesultarútilparaadaptarmotoresconcarcasaNEMAalaaplicaciónmétrica .

TAMAÑO DE CARCASA

Lostamañosdecarcasaeuropeossemanejandemaneradiferentealostamañosdecarcasaestadounidenses .Estánbasadosenlaalturadeleje(equivalenteanuestradimensión“D”)enmilímetros .Porejemplo,unacarcasa112tieneunaalturadelejede112milímetros .Paraobtenerlaequivalentealturadelejeenelsistemaestadounidense,debedividirse112por25 .4 .Laalturadelejeenunmotorconcarcasa112esunpocomayorde4 .4pulgadas,yelmotorNEMAmáscercanotendráunacarcasaserie180(182,184,182To184T)cuyaalturadelejeesde4 .5pulgadas .EstoesasíparalosmotoresIECconmontajedebase .Enelcasoespecíficodeestemotor,seránecesariohaceralgunosajustesenelequipoquepermitanyaseausarunmotorestadounidenseconcarcasaserie180alineandoladiferenciaenlaalturadeleje,oseleccionarunmotorconcarcasa145Tó56(alturadelejede3 .5”)yelevarloconcalzashastalograrelalineamientocorrecto .LadisposicióndelospernosenlabasedelosmotoresIECcorrespondeadimensionesmétricasyesimposiblelograrunaintercambiabilidadcompletaconlostamañosdecarcasaNEMA .Sinembargo,losmotoresdemontajeenpiepuedenporlogeneralseradaptadosalostamañosestadounidensesdecarcasataladrandonuevosagujerosohaciendootrosajustesquepermitanadmitirlaconfiguracióndiferentedelmotordecarcasaNEMA .Enlapágina25semuestranlostamañosdecarcasadeIECparamotoresdebaserígidaysusrespectivasdimensiones

23

24

métricas .(Lasdimensionesestánenmilímetros:dividirpor25 .4paraobtenerlaequivalenciaenpulgadas) .

MOTORES DE MONTAJE CON BRIDA

Laconversióndelosmotoresdemontajeconbridaesbastantecomplicada .HaydosconfiguracionespopularesdemontajeconbridaqueseusanenlosmotoresIEC .Lamáscomúneslaconfiguración“B5”,queeslamásaproximadaalosmotoresNEMAconbrida“D” .Esimportantenotarque,enelcasodelabridaB5,losagujerosdepasoestánenlabridaylosagujerosroscadosestánenlapiezacomplementariaubicadaenlabomba,elreductordeengranajesuotroequipo .LaotrabridapopularenmotoresIECeslabridaB14 .Enestecaso,losagujerosroscadosestánenlabridadelmotor,talcomoenlosmotorestipobrida“C”deNEMA .

LosmotoresIECdemontajeconbridatienendiámetrosdeejemétricos(noenpulgadas),ysihayagujerosroscado,losmismostienenroscasmétricas,noenpulgadas .Parareemplazarmotoresdemontajeconbridamétricaseránecesariaunabridademontajeexactamenteequivalente,amenosquesepuedanhacer bridasadaptadorasparaconvertirlosmotoresNEMAconbrida“C”alasdimensionesmétricasrequeridas .Comoéstoesmuypococomún,losmotoresdemontajeconbridamétricadeberángeneralmentereemplazarseconmotoresmétricos .Enlapágina26semuestranlasdimensionesmétricastípicasdelosmotoresmétricosB5yB14 .Nótesequelasdimensionessedanenmilímetros .

Baldorofreceahoraunaseleccióndemotoresmétricostrifásicoshasta200kW .Asimismo,mantieneeninventarioalgunosmagnetomotoresdeCCquepuedenutilizarsecomounidadesdereemplazo .Puedetambiénfabricarbajopedidoespecial,dependiendodelacantidadordenada,unagranvariedaddemotoresmétricosequivalentes .

RESUMEN

Lainformaciónpresentadaenesteartículopuedeserdegranutilidadaltrabajarenelreemplazodemotoresmétricos .

DIMENSIONES MÉTRICAS TÍPICAS DE MOTORES DE MONTAJE EN PIE

F

G

D

KK

ACAD

HD

H+0

–0.5

HAAA

A CRSAB

AA

HolesK Dia.

AE

L

ED

E C B CRSBB

25

Tamaño de

Carcasa

Sujeción Eje General

A B C H K D E F G ED AA AB BBTípico

LHA AC AD HD

D63 100 80 40 63 7 11 23 3 8.5 10 19 119 100 207 2 126 — 169

D71 112 90 45 71 7 14 30 5 11 14 19 131 110 251 2 126 — 177

D80 125 100 50 80 10 19 40 6 15.5 25 27 157 127 295 4 158 132 212

D90S 140 100 56 90 10 24 50 8 20 32 28 174 127 314 4 178 140 230

D90L 140 125 56 90 10 24 50 8 20 32 28 174 152 339 4 178 140 230

D100L 160 140 63 100 12 28 60 8 24 40 28 184 170 371 4 208 138 251

D112M 190 140 70 112 12 28 60 8 24 40 37 214 170 384 4 243 192 233

D132S 216 140 89 132 12 38 80 10 33 56 38 243 208 463 5 243 234 371

D132M 216 178 89 132 12 38 80 10 33 56 38 243 208 463 5 243 234 271

D160M 254 210 108 160 15 42 110 12 37 80 49 304 304 598 5 329 278 328

D160L 254 254 108 160 15 42 110 12 37 80 49 304 304 598 5 329 278 328

D180M 279 241 121 180 15 48 110 14 42.5 80 51 329 329 698 8 388 317 375

D180L 279 279 121 180 15 48 110 14 42.5 80 51 329 329 698 8 388 317 375

D200L 318 305 133 200 19 55 110 16 49 80 60 380 379 745 10 453 357 410

Holes= Aguj .

DIMENSIONES MÉTRICAS TÍPICAS DE MOTORES DE MONTAJE CON BRIDA

B5

TAMAÑO DEL 2 POLOS 4 POLOS 6 POLOS D E N M P S V X YMOTOR HP KW HP KW HP KW

56 A 0.12 0.09 0.08 0.06 — — 9 20 80 100 120 2.5 7 167 10256 B 0.16 0.12 0.12 0.09 — —

63 A 0.25 0.18 0.16 0.12 — — 11 23 95 115 140 3 9 185 12263 B 0.33 0.25 0.25 0.18 — —

71 A 0.5 0.37 0.33 0.25 0.25 0.18 14 30 110 130 160 3.5 9 211 14071 B 0.75 0.55 0.5 0.37 0.33 0.25

80 A 1 0.75 0.75 0.55 0.5 0.37 19 40 130 165 200 3.5 11 231 16480 B 1.5 1.1 1 0.75 0.75 0.55

90 S 2 1.5 1.5 1.1 1 0.75 245 90 L 3 2.2 2 1.5 1.5 1.1 24 50 130 165 200 3.5 11 270 181

90 LL — — 2.5 1.8 — — 292

100 LA 4 3 3 2.2 2 1.5 304 100 LB — — 4 3 — — 28 60 180 215 250 4 14 304 207112 M 5.5 4 5.5 4 3 2.2 343

132 S 7.5-10 5.5-7.5 7.5 5.5 4 3 364 132 M 12.5 9 10 7.5 5.5-7.5 4-5.5 38 80 230 265 300 4 14 402 259

132 L — — 12.5 9 — — 402

160 M 15-20 11-15 15 11 10 7.5 42 110 250 300 350 5 18 540 335160 L 25 18.5 20 15 15 11

180 M 30 22 25 18.5 — — 48 110 250 300 350 5 18 600 374180 L 35 26 30 22 20 15

200 L 40-50 30-37 40 30 25-30 18.5-22 55 110 300 350 400 5 18 656 416

225 S — — 50 37 — — * 60 140 350 400 450 5 18 680 416225 M 60 45 60 45 40 30

250 M 75 55 75 55 50 37 * 65 140 450 500 550 5 18 742 490

100 75 100 75 60 45 280 S * 75 140 450 500 550 5 18 892 490 125 90 125 90 75 55

* En motores de 2 polos: Gr. 225 D = 55; E = 110 Gr. 250 D = 60; E = 140 Gr. 280 D = 65; E = 140

B14

TAMAÑO DEL 2 POLOS 4 POLOS 6 POLOS D E N M P S V X YMOTOR HP KW HP KW HP KW

63 A 0.25 0.18 0.16 0.12 — — 11 23 60 75 90 2.5 M5 185 12263 B 0.33 0.25 0.25 0.18 — —

71 A 0.5 0.37 0.33 0.25 0.25 0.18 14 30 70 85 105 2.5 M6 211 14071 B 0.75 0.55 0.5 0.37 0.33 0.25

80 A 1 0.75 0.75 0.55 0.5 0.37 19 40 80 100 120 3 M6 231 16480 B 1.5 1.1 1 0.75 0.75 0.55

90 S 2 1.5 1.5 1.1 1 0.75 24590 L 3 2.2 2 1.5 1.5 1.1 24 50 95 115 140 3 M8 270 181

90 LL — — 2.5 1.8 — — 292

100 LA 4 3 3 2.2 2 1.5 28 60 110 130 160 3.5 M8 304 207100 LB — — 4 3 — —

112 M 5.5 4 5.5 4 3 2.2 28 60 110 130 160 3.5 M8 343 207

26

TÍPICO

TÍPICO

27

LETRAS DE CÓDIGO DE ROTOR BLOQUEADO

Y

MÉTODOS DE ARRANQUE A VOLTAJE REDUCIDO

CuandosehacearrancarunmotordeCAconplenovoltaje(arranquedirectooatravésdelalínea),elmotorconsumeunamperajedelínea300%a600%mayorquesucorrientedefuncionamientoaplenacarga .Lamagnituddela“corrientedeirrupción”(queseconocetambiéncomoamperiosconelrotorbloqueadooenclavado,oLRA)estádeterminadaporlapotencia(hp)ylascaracterísticasdediseñodelmotor .Paradefinirlascaracterísticasdeirrupciónypresentarlasdemanerasimplificada,seusanletrasdecódigo .EstasletrasdecódigoagrupanalosmotoresdependiendodelrangodevaloresdeirrupciónyexpresanlairrupciónentérminosdeKVA(kilovoltamperios) .Utilizandolabasedekilovoltamperios,sepuedeusarunasolaletraparadefinirlosvaloresdeirrupcióndebajoydealtovoltajeenlosmotoresdedoblevoltaje .

LaTabla1muestralasdesignacionesdelasletrasdecódigoysusrespectivosvalores .

LETRADECÓDIGO

RANGOENKVA/HP

VALORAPROXIMADODEMITADDE

RANGO

LETRADECÓDIGO

RANGOENKVA/HP

VALORAPROXIMADODEMITADDE

RANGO

A 0.00 - 3.15 1.6 L 9.0 - 10.0 9.5B 3.15 - 3.55 3.3 M 10.0 - 11.2 10.6C 3.55 - 4.0 3.8 N 11.2 - 12.5 11.8D 4.0 - 4.5 4.3 P 12.5 - 14.0 13.2E 4.5 - 5.0 4.7 R 14.0 - 16.0 15.0F 5.0 - 5.6 5.3 S 16.0 - 18.0 17.0G 5.6 - 6.3 5.9 T 18.0 - 20.0 19.0H 6.3 - 7.1 6.7 U 20.0 - 22.4 21.2J 7.1 - 8.0 7.5 V 22.4 - and upK 8.0 - 9.0 8.5

Tabla 1Paradeterminarlosamperiosdeirrupciónenelarranqueapartirdelaletradecódigo,debenintroducirseen

laecuacióncorrespondiente:elvalordelaletradecódigo(elvalordemitadderangoesporlogeneraladecuado),loscaballosdefuerzayelvoltajenominaldeoperación .Laecuaciónausarsedeterminateniendoencuentasielmotoresmonofásicootrifásico .

AMPERIOSDEIRRUPCIÓN = (VALORDELALETRADECÓDIGO)XHPX1000(MOTORESMONOFÁSICOS) VOLTAJENOMINAL

AMPERIOSDEIRRUPCIÓN = (VALORDELALETRADECÓDIGO)XHPX577

(MOTORESTRIFÁSICOS) VOLTAJENOMINAL

Lassiguientesecuacionesparamotorestrifásicossimplificadasdanresultadosaproximadosparamotoresde3fasesclasificadospara200,230,460ó575voltios:

200voltiosLRA=ValordelaLetradeCódigoxHPx2 .9

230voltiosLRA=ValordelaLetradeCódigoxHPx2 .5

460voltiosLRA=ValordelaLetradeCódigoxHPx1 .25

575voltiosLRA=ValordelaLetradeCódigoxHPx1 .0

28

MÉTODOS DE ARRANQUE

Elarranquedirecto[atravésdelalínea]seutilizaenunaltoporcentaje,probablementemásdel95%,delasaplicacionesnormalesdemotores .Otrosmétodosdearranque(avoltajereducido)seutilizanespecialmenteparacontrolarlacorrientedeirrupciónylimitarlaamagnitudesque puedanmanejarseconseguridadsinexcesivascaídasdevoltajeysuresultanteparpadeodeluces .Avecesseusanarrancadoresdevoltajereducidoparadisminuirelpardearranqueysuavizarlaaceleracióndelascargas .Sehandesarrolladodiversosmétodosdearranqueavoltajereducido .LaTabla2indicalostiposcomunesdearrancadoresdevoltajereducidoylosresultadosquepuedenesperarseentérminosdevoltajedelmotor,corrientedelíneaypardesalidadelmotor .Debetenersesumocuidadoalaplicararrancadoresdevoltajereducidoenciertostiposdecarga .Porejemplo,enunabombacentrífuga-queesmuyfácildearrancar-puedeutilizarsearranqueestrella-deltaoarranquecondevanadoparcial .Estos métodosdearranqueproducen33%y50%respectivamentedelparnominaldearranquedelmotorypuedenusarseparaarrancarbombascentrífugasconfacilidad .Ambosmétodospermitentambiénarrancaruncompresorentantoestésincarga,peropodríantenerdificultadenarrancarunatransportadorainclinadaconcargaounabombadedesplazamientopositivodadoelaltopardearranquequerequierenestostiposdecargas .Elmejormétododearranqueeselquelograelresultadodeseadoencuantoareduccióndelacorrientedeirrupciónyproduceunparadecuadoparaarrancarlacargaconseguridad .

MOTORES DE INDUCCIÓN EN JAULA DE ARDILLA

% DEL VALOR DE PLENO VOLTAJE*

MÉTODO DE ARRANQUE VOLTAJE

EN EL MOTOR

CORRIENTE

DE LÍNEA

PAR DE SALIDA

DEL MOTOR

PLENO VOLTAJE 00 100 100

AUTOTRANSFORMADOR TOMA DE 80% 80 64** 64

TOMA DE 65% 65 42** 42

TOMA DE 50% 50 25** 25

REACTOR PRIMARIO TOMA DE 80% 80 80 64

TOMA DE 65% 65 65 42

TOMA DE 50% 50 50 25

RESISTOR PRIMARIO, VALOR TÍPICO 80 80 64

MOTORES DE ALTA VELOCIDAD, DEVANADO PARCIAL (1/2 - 1/2) 100 70 50

ARRANQUE EN ESTRELLA - MARCHA EN DELTA 100 33 33

*Porcentajedel“ValorconArranqueDirectooaTravésdelaLínea” .

**Lacorrientemagnetizantedelautotransformadornoestáincluida .Lacorrientemagnetizanteesusualmenteinferioral25porcientodelacorrientedeplenacargadelmotor .

Tabla 2Losarrancadoresdevoltajereducidocuestansiemprebastantemásquelosarrancadoresdeplenovoltaje

(directos) .Losmotoresestándarpuedenusarseconarrancadorestipoautotransformador,reactorprimarioyresistorprimario .Asimismo,losmotoresdedoblevoltajepuedenusualmenteutilizarseconarrancadoresdedevanadoparcial,perosóloenelbajovoltaje .Generalmente,losmotoresestrella-deltay losdedevanadoparcialparaaltosvoltajes(porejemplo,460ó575voltios)debenfabricarsebajopedidoespecial .Porello,sucostoesmayorqueeldelosmotoresdedisponibilidadnormalaptosparautilizarseconotrostiposdearranqueavoltajereducido .

ARRANCADORES DE ESTADO SÓLIDO

Hastaaquíhemosdiscutidolostipostradicionalesdearrancadoresdevoltajereducido .Elequipomásrecienteeselcontroldearranquesuavedeestadosólido .Conestetipodedispositivo,elvoltajeseelevaelectrónicamenteenformagradualdesdeunvalorbajoalqueelmotorcomienzaaimpulsarlacarga,hastaelvalorfinaldevoltajeoperativoatravésdelalínea .Estetipodearrancadortienelaventajadeofrecerunaaceleraciónsuavecontroladayunareducciónsubstancialenlacorrientedeirrupción .

RESUMEN

Engeneral,esimportantedestacarqueunodelosobjetivosprincipalesdelarranqueavoltajereducidoeslimitarlacorrientedeirrupciónaunvaloraceptableparaelsistemaenergéticoolaempresalocaldeelectricidad .Hayasimismobeneficiosadicionalesderivadosdetodoslostiposdearranqueavoltajereducido .Lareducciónenlosvaloresdeparqueresultadelmenorvoltajeaplicadoreducetambiéneldesgastedelosacoplamientos,lascorreas,losengranajesydemásequiposaccionadosporelmotor .Losarrancadoresdeestadosólidoofrecenunatransiciónsuavedesdeelestadodereposodelmotorhastasuplenavelocidad,concorrientedelíneareducidaycontroldelparyaceleracióndelmotor .

Con

fere

ncia

Nac

iona

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re T

rans

mis

ión

de E

nerg

ía

29

PARA ENTENDER EL CONCEPTO DE PAR

EDWARD H. COWERN, P.E.

30

ÍNDICE

Página

Introducción .......................................................................................................................... 31

Elementos Básicos del Par .............................................................................................................. 31

Caballos de Fuerza .......................................................................................................................... 32

Unidades de Velocidad Ajustable..................................................................................................... 32

Cargas de Par Constante ................................................................................................................ 32

Cargas de Potencia Constante ........................................................................................................ 33

Tabla de Caballos de Fuerza/Par .................................................................................................... 33

Cargas de Par Variable .................................................................................................................... 34

Cargas de Alta Inercia ..................................................................................................................... 34

Inercias Reflejadas .......................................................................................................................... 37

Movimiento Lineal .......................................................................................................................... 38

Resumen .......................................................................................................................... 38

31

PARA ENTENDER EL CONCEPTO DE PAREdward H. Cowern, P.E.

Enelprocesodeaplicacióndeequiposdeaccionamientoindustrial,avecessecreeincorrectamentequeloqueseaplicaespotencia,oseacaballosdefuerza .Laverdaderafuerzadeaccionamientonoeslapotencia,eselPAR .Esteartículofueescritoparadarunconocimientomásprofundodelconceptodepar,surelaciónconlapotencia,ylostiposdecargaqueseencuentranconmayorfrecuencia .

INTRODUCCIÓN

Elpareslafuerzadetorsiónqueunaccionamientoproporcionaalacarga .Enlamayoríadelasaplicaciones,sedebeaplicarunacantidadsubstancialdeparalejeaccionadoantesqueéstepuedasiquieracomenzaragirar .EnelSistemaInglés,lasunidadesestándardeparqueseutilizanenlaindustriadelatransmisióndepotenciasonlaslibra-pulgadas(lb .in .)olaslibra-pies(lb .ft .)yenalgunoscasos,paranivelesmuybajosdepar,seusanlasonza-pulgadas(oz .in .) .

ELEMENTOS BÁSICOS DEL PAR

Enalgunaocasión,atodosnoshasidodifícilsacarlatapadeunfrasco .Tenemosesteproblemaporlasimplerazónqueavecesnopodemosaplicarunparadecuadoalatapaparapodersoltarla .Lasoluciónanuestrodilemapuedeser:1)apretarlosdientesyesforzarsemás;2)utilizarunaagarraderadegoma,ountrapo,paratransmitirmejorelparevitandoelresbalamiento;ó3)emplearundispositivomecánicoquemultipliquenuestracapacidaddeproducirpar .Sinadadeellofunciona,podemosdarleelfrascoaalguienmásfuertequepuedaproducirmáspar .

Siatamosunacuerdaalrededordelatapayaplicamosunafuerzaenelextremodelacuerdaatravésdeunabalanza,comomuestralaFigura1,podríamosmedirexactamenteelparnecesarioparaaflojarlatapa .

Elparrequeridoseríalafuerzaqueindicalaescala,multiplicadaporelradiodelatapa .

Figura 1Porejemplo,silafuerzaindicadaenlabalanzaenelmomentodel“arranque”esde25lbs .yelradiodelatapaesde1 .5pulgadas,elparrequeridosería:

T=25lbs .x1 .5pulg .=37 .5libra-pulgadas

Sibienesteejemploilustrarazonablementebienelconceptode“par”,noconstituyeunejemplocomúndelorequeridoporlosequiposindustriales .

Esosí,hayunpuntoadicionalimportantequepuedederivarsedelejemplodelfrascoysutapa:elde“adherencia” .Eltérmino“adherencia”indicalacantidaddeparrequeridapara“soltar”unacargahaciasuprimerarevolución .

Entérminosgenerales,elparinicialdearranquerequeridoporunamáquinaserásubstancialmentemayorqueelnecesarioparamantenerlafuncionandounavezquehayaarrancado .Lacantidadde“adherencia”enunamáquinadependedelascaracterísticasdedichamáquinaydeltipodecojinetesqueseutilizanenlaspartesmóviles .

LaTabla1indicalosvalorestípicosdelparinicialdearranqueparadiversasclasificacionesgeneralesdemaquinaria .

CARACTERÍSTICAS DEL PAR DE ARRANQUE Y DE FUNCIONAMIENTO DE DIVERSOS TIPOS DE CARGA

Par % del Par de Funcionamiento

Tipos de Máquina

Par Inicial de Arranque 120% a 130% Máquinas en general con ojinetes de bolas o de rodillos

Par Inicial de Arranque 130% a 160% Máquinas en general con cojinetes de manguito

Par Inicial de Arranque 160% a 250% Transportadoras y máquinas con excesiva fricción de deslizamiento

Par Inicial de Arranque 250% a 600% Máquinas que tienen “altos” puntos de carga en su ciclo, como algunas prensas punzonadoras y de imprimir, y máquinas con mecanismos operados por “leva” o “manivela”.

Tabla 1Suponiendoquesehasuperadola“adherencia”oelparinicialdearranque,yquelacargahaarrancado,sedeberáproporcionarunacantidadcontinuadeparpara cubrirelpardefuncionamientorequeridoporlamáquina .

Enunaltoporcentajedeaplicacionesindustriales,elparrequeridopor lacargaesindependientede lavelocidadalaqueseaccionalamáquina .Estetipodecargaesgeneralmentedenominado“cargadeparconstante” .

Lascargasdeparconstanteseusaránaquíparaintroducirelconceptobásicodecaballosdefuerza .Luegodediscutiresteconcepto,presentaremosotrostiposdecarga .

Radio

Fuerza

Par=FuerzaxRadio

32

CABALLOS DE FUERZA

Hacemuchosaños,lainvencióndelamáquinadevaporhizonecesarioestablecerunaunidaddemedidaparausarcomobasedecomparaciónsobrecuántotrabajopodríaefectuarunamáquina .Launidadescogidaestabarelacionadaconelanimalquelamáquinahabríadereemplazarcomofuentedepotencia-elcaballo .

Luegodemuchaspruebas,sedeterminóqueelcaballodefuerzapromediopodíarealizartrabajoaunatasaiguala33,000libra-piesenunminuto .Estoequivalealevantar1tonelada(2,000libras)a16 .5piesó1,000librasa33pies,enunminuto .

Figura 2Estaunidadsehaestablecido,enelHemisferioOccidental,comolanormaparamedirlatasaalacuállosmotoresyotrosequiposdeaccionamientoproducentrabajo .Porejemplo,unmotorde1HPpuedeproducir33,000libra-piesdetrabajoenunminuto .

Elparylapotencia(encaballosdefuerza)serelacionanentresíporestafórmulabásica:

CaballosdeFuerza=(ParxVelocidad)/Constante

Elvalordelaconstantecambiasegúnlasunidadesqueseusanparaelpar .Lascombinacionesusadasmásfrecuentementeson:

HP= (TxS) T=PARENLIBRA-PIES 5252 S=VELOCIDADENRPMO:

HP= (TxS) T=PARENLIBRA-PULGADAS 63,025 S=VELOCIDADENRPMO:

HP= (TxS) T=PARENONZA-PULGADAS 1,000,000 S=VELOCIDADENRPM

Reordenandoestasfórmulasparaobtenerelpar,tenemoslassiguientesecuaciones:

T=(HPx5252) T=PARENLIBRA-PIES S S=VELOCIDADENRPMO:T=(HPx63,025) T=PARENLIBRA-PULGADAS S S=VELOCIDADENRPMO:T=(HPx1,000,000)T=PARENONZA-PULGADAS S S=VELOCIDADENRPM

Paraganartiempo,amenudoseutilizangráficosytablasquemuestranlosvaloresdepar,velocidadycaballosdefuerza .

Loindicadopreviamenteseaplicaalcálculodetodaslascargasdevelocidadúnicadondeseconocenelparylavelocidadrequeridosparaunadeterminadacondiciónoperativa .

UNIDADES DE VELOCIDAD AJUSTABLE

Cuandoseutilizanequiposdevelocidadajustable[regulable]comolasunidadesdeCCtipoSCR,losacoplamientosmagnéticosolasunidadesdefrecuenciavariable,esprecisodeterminareltipodecarga .

Comomencionamosarriba,eltipomáscomúneslacargade“parconstante” .LaFigura3muestralasrelacionesentreelparylapotencia(encaballosdefuerza)conlavelocidadenlascargasdepar“constante” .

% D

E PA

R

% D

E PO

TEN

CIA

% DE VELOCIDAD % DE VELOCIDAD

RelaciónVelocidad-Parcon“ParConstante”

Figura 3

Enelcasodelascargasde“parconstante”,elequipodeberádimensionarseparamanejar:

1) Elparrequeridoparaelarranqueinicialdelacarga .

2) Elparrequeridoparaaccionarlacarga .

3) Lavelocidaddesalidanecesariaparaoperarlamáquinaalavelocidadmáximarequerida .

Debenotarsequelavelocidadpasaaserunfactorrelevantesólodespuésque1)lacargahayaarrancado,y2)sedispongadeparadecuadoparaaccionarlacarga .

Unavezqueestostreselementoshansidodeterminados,reciénsepuedecalcularlapotenciaencaballosdefuerzarequeridaparalaaplicación .

Lasunidadesdevelocidadajustableson,ensumayoría,inherentementeequiposde“parconstante”;por lotantonohayconsideracionesespecialessobreelmanejodecargasde“parconstante” .

33

POTENCIA CONSTANTEUntipodecargaqueseencuentramásfrecuentementeenlasaplicacionesdetrabajoconmetales,eseldePotencia(oCaballaje)Constante .Enlasaplicacionesquerequierenpotenciaconstante,elparrequeridosemaximizaalavelocidadmásbajaydisminuyealaumentarlavelocidad .PodemosveréstoenlaFigura4,queilustraelparrequeridoporunaprensataladradora .

TS = TS

HP = _______ _______ 5250 5250

Figura 4

Paraperforarunagujerogrande,lamáquinafuncionaabajavelocidad,peroserequiereunparmuyaltoparahacergirareltaladrograndesobreelmaterial .Paraperforarunagujeropequeño,lamáquinafuncionaaaltavelocidad,peroserequiereunparmuybajoparahacergirareltaladropequeñosobreelmaterial .Unenfoquematemáticoenestecasoindicaríaquelapotenciarequeridaesaproximadamenteconstantenoimportacualsealavelocidaddelamáquina .LaFigura5muestralarelaciónentreelparylapotencia(encaballosdefuerza)conlavelocidadencargasdepotenciaconstante .Comoindicáramos,estetipodecargaesmásfrecuenteenaplicacionesdetrabajoenmetalcomo:taladradooperforación,roscado,torneado(tornosmecánicos),cepillado,fresado,amolado,estiramientodealambre,etc .Lasbobinadorasquearrollanmaterialatensiónconstantetambiénrequierenpotenciaconstante .Algunostiposdemezcladoraspuedenasimismorequerirpotenciaconstante .

% D

E PA

R

% D

E PO

TEN

CIA

% DE VELOCIDAD % DE VELOCIDAD

Relación Velocidad-Par con “Potencia (HP) Constante”

Figura 5Otroejemplodeéstoseríaunamezcladoradealimentosqueseutilizaparamezclarunavariedaddepastasymasa .Lamasavaarequerirbajavelocidadyparalto,mientrasquelaspastasfinasvanarequeriraltavelocidadyparbajo .Estoes,entonces,“PotenciaConstante” .Lasenrolladorasderesortes,lasmáquinasformadorastipo“fourslide”,lasprensaspunzonadorasylasprensasremachadorastienenfrecuentementerequisitosdeparconcaracterísticasintermediasentrepotenciaconstanteyparconstante .Unapruebageneralparadecidirsiunamáquinavaarequerir“PotenciaConstante”esanalizarsuproducción .Cuandounamáquinahasidodiseñadaparaproducirunacantidadfijadelibras(okilos)porhorasinimportarsifabricapiezaspequeñasaaltavelocidadopiezasgrandesabajavelocidad,lomásprobableesquerequieraunequipodeaccionamientode“PotenciaConstante” .Sibienesteartículonocubreendetallelaseleccióndeunidadesparaaccionarcargasdepotenciaconstante,algunasposibilidadessonlassiguientes .

Lascargasde“PotenciaConstante”puedenmanejarsesobredimensionandolosequiposdeaccionamientocomolasunidadestipoSCRestándar,odeacoplamientosdeslizantes .Ellosehaceigualandoelpardesalidadelmotorconelrequeridoporlamáquinaabajavelocidad .Dependiendodelrangodevelocidadqueserequiere,estopodríaresultarenunsobredimensionamientoexageradoparalasaltasvelocidades .Unenfoquemásprácticoconsistiríaenutilizarpoleasescalonadas,transmisionesconcambiosyaccionamientosdepoleadepasoajustableconcorreasmetálicasodecaucho .OtroenfoquemássofisticadoeseldeutilizarunidadesdeCC(SCR)operandoconunacombinacióndecontroldelinducidoacampoplenohastalavelocidadbaseydebilitamientodecamposobrelavelocidadbase .Algunasunidadesdefrecuenciavariablepuedentambiénusarseafrecuenciassuperioresa60Hz,manteniendoelvoltajeconstanteparalograrunrangomoderadode

PARALTOBAJAVELOCIDAD

PARBAJOALTAVELOCIDAD

34

velocidadapotenciaconstante .

PAR VARIABLEElúltimotipodecargaqueseencuentrafrecuentementeeselde“ParVariable” .Engeneral,lascargasdeparvariablecorrespondensóloalasbombascentrífugas,losventiladoresylossopladores .LaFigura6muestraunaseccióntransversaldebombacentrífuga .Elparrequeridoporestetipodecargapuedeconsiderarsecasiopuestoaldelacargade“PotenciaConstante” .Enunacargadeparvariable, elparrequeridoabajavelocidadesmuybajo,peroelparrequeridoaaltavelocidadesmuyalto .Matemáticamente,elparrequeridoesunafuncióndelavelocidadalcuadradoylapotenciaesunafuncióndelavelocidadalcubo .

Bomba Centrífuga — Carga de Par Variable

Figura 6

Lasrelacionesdelparylapotenciaconlavelocidadenlascargasde“ParVariable”semuestranenlaFigura7 .

% D

E PA

R

% D

E PO

TEN

CIA

% DE VELOCIDAD % DE VELOCIDAD

VariableTorque—Speed-TorqueRelationships

Figure 7Laclaveparadimensionarlasunidadesdeaccionamientoencargasde“ParVariable”consisteestrictamenteenproporcionarelparylapotenciaadecuadosalavelocidadMÁXIMAquesevaarequerir .DebeenfatizarselodeMÁXIMAyaqueunincrementodel9%enlavelocidadsobrelamáximanormalproduciráunincrementodel30%enlapotenciarequerida .

Esimposibleestimarelnúmerodemotoresquesehanquemadocuandolosusuarios,porerror,cambiaronlarelacióndepoleasparalograrun“mayorrendimiento”ensusbombascentrífugasosopladores .LaTabla2ilustralosgrandescambiosenlapotenciarequeridafrenteacambiosrelativamentepequeñosenlavelocidadqueseproducenenlascargasde“ParVariable” .

%deCambioenla

Velocidad

%deCambioenelPar

%delHPOriginal

%deCambioenHP

–20 –36 51 –49

–15 –28 61 –39

–10 –19 73 –27

–5 –10 86 –14

0 0 100 0

+5 +10 116 +16

+10 +21 133 +33

+15 +32 152 +52

+20 +44 173 +73

TABLA 2

Lamayoríadelasunidadesdevelocidadvariablesonesencialmentecapacesdemanejarcargasde“ParVariable”siselasdimensionaadecuadamentepara proporcionarlapotenciarequeridaavelocidadMÁXIMA .

CARGAS DE ALTA INERCIA*Unadiscusióndelostiposdecargaestaríaincompletasinoincluyeinformaciónsobrelas“CargasdeAltaInercia” .Lainerciaeslatendenciadeunobjetoqueestáenreposoapermanecerenreposo,oladeunobjetoqueestámoviéndoseamantenerseenmovimiento .Eneláreadelaccionamientoindustrial,tendemosapensardeinmediatoenquelosvolantestienenaltainercia;perohaymuchosotrostiposdeequiposaccionadospormotores-porejemplo,grandesventiladores,centrífugas,extractores,trituradorasdemartilloyciertostiposdemáquinasherramienta-cuyasinerciasdebenidentificarseyanalizarseparapoderseraplicadossatisfactoriamente .*Engeneral,unacargaesconsideradacomo“deAltaInercia”cuandolainerciareflejadaenelejedelmotoresmásdecincovecesmayorquelainerciadelrotordelmotor .

35

EL PROBLEMA DE LA ALTA INERCIAElfactordelaaltainerciadeunacarganormalmentedebeconsiderarsesólodurantelaaceleraciónyladesaceleración .Porejemplo,siseutilizaunmotorestándarenunsopladorconaltainercia,esposiblequeelmotorsedañeofallecompletamenteensuprimerintentodearranque .Estopuedeocurririnclusosielmotortienecapacidadmásqueadecuadadeparydepotenciaparaimpulsarlacargaluegodealcanzarlavelocidaddefuncionamientonecesaria .Unbuenejemplodealtainercia,quenosresultafamiliar,eseldespeguedeunavióndereacción .Enestecaso,serequierelamáximasalidadelosmotoresparaacelerarelpesodelaviónysucontenido .Reciéncuandoelaviónalcanzavelocidaddedespegueyestácasilistoparalevantarvuelo,losmotorescomienzanahacereltrabajonecesarioparallevarloadestino .Demodosimilar,duranteelaterrizaje,elempujenegativodelosmotoresylosfrenossonutilizadosparadesacelerarydetenerlainerciadelavión .Enlaindustriadelmotorydelosequiposdeaccionamiento,lainerciadeuncuerpogiratorioserepresentaconWR2oWK2 .EnelSistemaInglés,“W”eselpesoenlibrasy“R”o“K”eselRadiodeGiroenpies .Porlogeneralesfácilobtenerelpesodeuncuerpo,perodeterminarsuradiodegiropuedeserunpocomásdifícil .LaFigura8presentalasfórmulasparadeterminarelradiodegiroyelWR2dedoscuerposcilíndricosqueseencuentranfrecuentemente .

Enlamayoríadeloscasos,elWR2delosvolantespuededeterminarseusandounodeestoscuerposnormales,oambos .Enelcasodevolantesconrayos,lacontribucióndelosrayospuedegeneralmenteignorarseybasarelcálculodelainerciasóloenlafórmuladelCilindroCircularHueco,comomuestralaFigura8 .Sedeberáincluirelpesodelosrayos .Siesnecesariouncálculoexacto,existenfórmulasparacalcularlosvaloresdeWR2decasitodosloscuerposgeométricos .

PARTE RADIODEGIRO(ENPIES)

TAMAÑODELACARGAWR2=LIBRASXPIES2

CILINDROCIRCULAR .71R 1 .58WLR4

(R4=RxRxRxR)

W=pesoenlibrasdeunpiecúbicodelmaterial

CILINDROCIRCULARHUECO 1 .58WL(R2

4+R14)

W=pesoenlibrasdeunpiecúbicodelmaterial

W: Acero = 490 Hierro Fundido = 450 Aluminio = 165Figura 8

Porlogeneral,losfabricantesdeequipospuedenproporcionarlosvaloresexactosdelainerciaparadeterminadasaplicaciones .ParaloslímitesmáximosdeWR2enunaaplicaciónespecífica,consultaralfabricantedelosmotores .(NótesequeWK2yWR2seusandemaneraintercambiableysonequivalentes) .LosvaloresquemuestralaTabla3,enlapáginasiguiente,estánpublicadosenlasnormasMG1deNEMA(AsociaciónNacionaldeFabricantesdeEquiposEléctricos) .EstatabladaunalistadelosvaloresmáximosnormalesdeWK2quelosmotoresestándarpuedenmanejarconseguridad .Dichatablapuedeusarsecomounaguía .SielWK2requeridoexcedeestosvalores,sedeberáconsultaralfabricantedelmotor .Estambiénimportantenotarlosdetallesdelospárrafos1,2y3relacionadosconestatabla .Sielnúmerodearranquesrequeridoesdiferenteoelmétododearranquenoeseldirecto(“atravésdelalínea”),sedeberáconsultaralfabricantedelmotor .LaFigura9(a)esungráficotípicodelpardisponibleenunmotorestándarrespectoasuvelocidad .LaFigura9(a)incluyeasimismolacurvatípicadevelocidad-parparaunacargadeParVariable .LosvaloresdeA1,A2,A3yA4sonlosparesdisponiblesparasuperarelefectodelainerciayacelerarlacargaadiferentesvelocidadesdelmotoramedidaquedichavelocidadvaaumentando .EnlaFigura9(b)puedeobservarsequeduranteelperíododeaceleraciónestemotorconsumecorrientedelíneacomenzandoaun550%delacorrientenominalydecreciendogradualmenteamedidaqueelmotorseacercaasuvelocidadnominal .Duranteesteintervalodealtacorrientesegeneramuchocalordentrodelmotor .Estaacumulacióndecalorespotencialmenteperjudicialparaelmotorsielintervalodeaceleraciónesdemasiadoprolongado .

36

¿POR QUÉ ES UN PROBLEMA LA ALTA INERCIA?

Antesdelmomentoenquealcanzasuvelocidaddefuncionamiento,unmotordeinducciónnormalconsumecorrientedelíneaenunamagnitudvariasvecesmayorquesurespectivovalornominal .Estaaltacorrientenocausaningúnproblemasisetratadeunperíodocorto;perocuandolasaltascorrientespersistenduranteunperíodoprolongadodetiempo,latemperaturaenelmotorpuedesubiranivelesquepodríandañarlo .

HP

Velocidad, RPM

3600 1800 1200 900 720 600 514

WK2 de la Carga (Excluyendo el WK2 del Motor), Lb-Ft2

1 — 5.8 15 31 53 82 118

11/2 1.8 8.6 23 45 77 120 174

2 2.4 11 30 60 102 158 228

3 3.5 17 44 87 149 231 335

5 5.7 27 71 142 242 375 544

71/2 8.3 39 104 208 355 551 799

10 11 51 137 273 467 723 1050

15 16 75 200 400 684 1060 1540

20 21 99 262 525 898 1390 2020

25 26 122 324 647 1110 1720 2490

30 31 144 384 769 1320 2040 2960

40 40 189 503 1010 1720 2680 3890

50 49 232 620 1240 2130 3300 4790

60 58 275 735 1470 2520 3820 5690

75 71 338 904 1810 3110 4830 7020

100 92 441 1180 2370 4070 6320 9190

125 113 542 1450 2920 5010 7790 11300

150 133 640 1720 3460 5940 9230 —

200 172 831 2240 4510 7750 — —

250 210 1020 2740 5540 — — —

300 246 1200 3240 — — — —

350 281 1370 3720 — — — —

400 315 1550 — — — — —

450 349 1710 — — — — —

500 381 1880 — — — — —

CopyrightNEMAMG1ValordeWK2delaCargaenMotoresdeInducciónPolifásicostipoJauladeArdilla,dePotenciaIntegral .LatabladearribapresentaunalistadelosvaloresdeWK2delacargaaloscualeslosmotoresdeinducciónpolifásicostipojauladeardilladepotenciaintegralquetengancaracterísticasdedesempeñoenconformidadconlaParte12*,puedenacelerarsinexperimentarunrecalentamientoperjudicial,bajolassiguientescondiciones:1 . Voltajeyfrecuenciaaplicadosenconformidadcon12 .44 .

2 . Duranteelperíododeaceleración,elpardelacargaconectadaesigualomenorqueunparquevaríasegúnelcuadradodelavelocidadyesigualal100porcientodelpardelacarganominalalavelocidadnominal .

3 . Dosarranquesensucesión(parandoporinerciahastareposarentrearranques)conelmotorinicialmenteatemperaturaambiente,ounsóloarranqueconelmotorinicialmenteaunatemperaturaquenoexcedasutemperaturadeoperaciónbajocarganominal .

* Parconrotorbloqueadoenconformidadcon12 .38 .1,parmáximoenconformidadcon12 .39 .1,sistemadeaislamientoClaseAoBconincrementodetemperaturaenconformidadcon12 .43,yfactordeservicioenconformidadcon12 .51 .2 .

Tabla 3

37

FIGURA 9(A) FIGURA 9(B)

LaFigura9(a)esungráficotípicodelpardisponibleenunmotorestándarrespectoasuvelocidad .LaFigura9(a)incluyeasimismolacurvatípicadevelocidad-parparaunacargadeParVariable .LosvaloresdeA1,A2,A3yA4sonlosparesdisponiblesparasuperarelefectodelainerciayacelerarlacargaadiferentesvelocidadesdelmotoramedidaquedichavelocidadvaaumentando .EnlaFigura9(b)puedeobservarsequeduranteelperíododeaceleraciónestemotorconsumecorrientedelíneacomenzandoaun550%delacorrientenominalydecreciendogradualmenteamedidaqueelmotorseacercaasuvelocidadnominal .Duranteesteintervalodealtacorrientesegeneramuchocalordentrodelmotor .Estaacumulacióndecalorespotencialmenteperjudicialparaelmotorsielintervalodeaceleraciónesdemasiadoprolongado .

¿CUÁL ES EL TIEMPO DE ACELERACIÓN?Eltiempoparaacelerarunacargaacopladadirectamentepuedecalcularseconfacilidadutilizandolasiguientefórmula:

t=(WR2xN) 308T

T=PARACELERADORPROMEDIOENLB .FT .(LIBRA-PIES)

N=CAMBIOREQUERIDOENLAVELOCIDAD

WR2=INERCIAENLB .FT .2

t=TIEMPOENSEGUNDOS

Estamismafórmulapuedereordenarseparadeterminarelparaceleradorpromediorequeridoparaproducirplenavelocidadenundeterminadoperíododetiempo .

T=(WR2xN) 308t

VolviendoalaFigura9(a),elparaceleradorseríaelvalorpromediodeláreasombreada .Enlamayoríadeloscasos,paralosmotoresestándardehasta100HP,esrazonablesuponerqueelparaceleradorpromediodisponibleserádeun150%delparde

funcionamientoaplenacargadelmotoryqueuntiempodeaceleraciónde8-10segundosomenosnoseráperjudicialentantoqueelarranquenoserepitafrecuentemente .SilasinerciasdecargasonmayoresquelasindicadasenlaTabla3,serecomiendasolicitaralfabricantedelmotorunanálisiscompletodelaaplicación .

INERCIAS REFLEJADASHastaestepunto,lasúnicasinerciasdecargaquesehanconsideradohansidolasinerciasderotacióndecargasconectadasdirectamentealejedelmotor .Enmuchasaplicaciones,lacargaestáconectadaalmotormediantecorreasoengranajesreductores .Enestoscasos,esimportanteconsiderarla“InerciaEquivalente”o“InerciaReflejada”quesedetectaenelejedelmotor .

Enelcasodecargasconectadasconcorreaoengranajereductor,la“InerciaEquivalente”secalculamediantelasiguientefórmula:

WR2 EQUIVALENTE = WR2CARGA [N/NM]2 x 1.1*

WR2CARGA=INERCIADELAPIEZAGIRATORIA

N= VELOCIDADDELAPIEZAGIRATORIANM= VELOCIDADDELMOTORIMPULSOR

*Favordeobservar:elfactorx1 .1hasidoañadidocomofactordeseguridadparatomarencuentalainerciaylaeficienciadelaspoleas(roldanas)oengranajesqueseutilizanparaelcambiodevelocidades .Estafórmulaesaplicablesinimportarsilavelocidaddelacargaesmayoromenorquelavelocidaddelmotor .Unavezquesehacalculadolainerciaequivalente,sepuededeterminareltiempodeaceleraciónoelparrequeridosubstituyendoWR2Equivalenteenlarespectivaecuacióndetiempoodepar .

QUÉ PUEDE HACERSECuandohayquetrabajarconcargasdealtainercia,sepuedenutilizardiversosenfoques .Algunasdelasposibilidadessonlassiguientes:1 . Sobredimensionarelmotor .

2 . Usararranqueavoltajereducido .

3 . Emplearundiseñoespecialdedevanadoenelmotor .

4 . Utilizaracoplamientosdeslizantesespecialesentreelmotorylacarga .

5 . Sobredimensionarlacarcasa .

6 . Usarunaunidaddevelocidadajustable .

% D

E PA

R N

OM

INA

L

% D

E A

MPE

RIO

S D

E PL

ENA

CA

RGA

% DE VELOCIDAD SINCRÓNICA

% DE VELOCIDAD SINCRÓNICA

38

MOVIMIENTO LINEALAlgunasvecesseencuentranaplicacionesdondelacargaaacelerarsemueveenlínearectaenlugardegirar .Enestecaso,esnecesariocalcularunWR2equivalenteparaelcuerpoquesedesplazalinealmente .Laecuaciónpararealizarestaconversióneslasiguiente:WR2EQUIVALENTE=W(V)2/39 .5(SM)2W= PESODELACARGAENLIBRASV= VELOCIDADDELACARGAENPIESPORMINUTOSM= VELOCIDADDELMOTORENRPMCUANDOLACARGASEDESPLAZAALAVELOCIDADV

UnavezquesehacalculadoelvalordeWR2equivalente,eltiempodeaceleraciónoelparaceleradorrequeridosedeterminanusandolasmismasecuacionesqueparalascargasgiratorias .

RESUMENLafuerzaderotacióndelasmáquinaseselpar,nolapotenciaocaballaje .Lapotenciacombinaelparconlavelocidadparadeterminarlacantidadtotaldetrabajoquedebelograrseenunperíodoespecíficodetiempo .Entodosloscasos,lapotenciarequeridaenunaaplicacióndevelocidadúnicapuedecalcularseenbasealparrequeridoalavelocidadnominal,conjuntamenteconlavelocidadrequerida .Cuandoseutilizanunidadesdevelocidadvariable,esnecesariotambiéndeterminareltipodecarga .LamayorpartedelasaplicacionesrequierenyaseaParConstanteoParVariable .LasaplicacionesdecortedemetalesydeformacióndepiezasmetálicasfrecuentementerequierenPotenciaConstante .Lascargasdealtainerciadebenmanejarseconcuidadodebidoalasaltascorrientesqueabsorbenlosmotoresduranteelperíododearranque .Siexistealgunadudaconrespectoalacapacidaddeaceleraciónsegura,sedeberáconsultaralfabricantedelmotorsobrelaaplicacióncorrespondiente .Parapoderseleccionarcorrectamenteunequipodeaccionamiento,esesencialentenderbienelconceptodepar .

GLOSARIO DE TÉRMINOS

Par Fuerzadetorsiónmedidaenlibra-pulgadas,enlibra-piesoenonza-pulgadas .

Caballosdefuerza Unamedidadeltrabajoefectuadoporunidaddetiempo .33,000libra-piesporminuto=1HP

Adherencia Términoutilizadoparadescribirelparrequeridoparaelarranqueinicialdeunacarga .

CargadeParConstante Unacargadondeelpardeaccionamientorequeridoesindependientedelavelocidad .

UnidaddeVelocidadVariable Unequipodeaccionamientocuyavelocidadesajustableparatomarencuentacambiosenelflujoorégimendelavelocidad .

TipodeCarga Clasificacióndelascargassegúnelparypotenciaquerequierendeacuerdoalavelocidad .

PotenciaConstante Untipodecargadondeelparrequeridoesmayorabajasvelocidadesysereducealaumentarlavelocidad .

ParVariable Untipodecargadondeelpardeaccionamientorequeridoaumentaconlavelocidad .Estetipodecargaestáusualmenterelacionadoconbombascentrífugasysopladores .

Inercia Latendenciadeunacargaaresistiraumentosodisminucionesenlavelocidad .

CargasdeAltaInercia Cargasquepresentancaracterísticasdevolante .

WR2oWK2 Unamedidadeinerciavinculadaconelpesoyelradiodegirodeuncuerpogiratorio .

RadiodeGiro Unradioalcualsepuedesuponerlaexistenciadelpesototaldeuncuerpoafindecalcularlainercia .

NEMA AsociaciónNacionaldeFabricantesdeEquiposEléctricos .Esunaorganizaciónquetienelaresponsabilidaddeestablecernumerosasnormasindustrialesparaequiposeléctricos .

CargaAcopladaDirectamente Unacargaqueestáacopladadirectamentealejedelmotor,dondelavelocidaddelacargaesigualalavelocidaddelmotor .

InerciaReflejada Términousadopararelacionarlainerciadelacargaalejedelmotorencargasimpulsadasporcorreasoengranajesqueaumentanodisminuyenlavelocidad .Seladenominatambién“InerciaEquivalente” .

MovimientoLineal Movimientoenlínearecta,comoelqueseencuentraenlosautomóvilesydiversostiposdetransportadoras .

39

VENTILADORES, SOPLADORES Y OTRAS CARGAS EXTRAÑAS

Unafamiliadeaplicacionesdemotoresquetiendeaconfundiraquienesnotrabajanregularmenteconlasmismas,esladelasCargasdeParVariable .Estascargasrepresentanunaltoporcentajedelosrequisitosmotrices,asíqueconvieneteneralgúnconocimientoextrasobrelos“aspectosmisteriosos”delasmismas .Primero,lasCargasdeParVariablesonlosventiladores,lossopladoresylasbombascentrífugas .Engeneral,losventiladoresylossopladoresdesplazanaire,perolasbombascentrífugaspuedendesplazardiversostiposdelíquidos,comoseragua,productospetrolíferos,refrigerantes,etc .Estascargastienendoscaracterísticas“misteriosas” .Laprimera,eslaformaenqueactúancuandocambialavelocidad .Lasreglassobredichascaracterísticassedenominan“leyesdeafinidad” .Parasimplificar,discutiremossolamenteeldesempeñodeestascargasenloquerespectaasistemasdondelacarganoestácambiando .Porejemplo,podemosdiscutirunainstalacióndebombeocomoelquemuestralaFigura1 .Setratadeunabombaquehacecircularaguaenfriadaocalienteatravésdeunsistemacerrado .Enestecaso,elparrequeridoparaaccionarlabombaaumentacomofuncióndelcuadradodelavelocidad(Velocidad2) .Oseaqueunaumentodelavelocidadhacequeelparrequeridoporlabombaseincremente,nodirectamenteconlavelocidad,sinoenproporciónalcambiodelavelocidadalcuadrado .Porejemplo,sicambiamoslavelocidadde1160a1760RPM,elparrequeridoaumentaráenlaproporción(1760÷1160)2 .Estosignificaqueelparrequeridovaaaumentar2 .3veces,hastaun230%delvalororiginal .Asimismo,comolapotencia(HP)sebasaenlavelocidadmultiplicadaporelparylavelocidadhaaumentadoenun52%,elnuevovalordeHPseráde2 .30x1 .52,oseacasiun350%delapotenciarequeridaalavelocidadoriginal .

Tanque de Expansión

Válvula

Bomba Centrífuga Enfriadora o Caldera

Radiadores

Sistema de Circulación de Agua

Elnotableincrementoenlapotencia(caballaje)queserequiereparaaccionarestascargascuandoaumentalavelocidadesunpocodifícildecomprender,peroesmuyimportante .Esasimismoimportanteporquepequeñasdisminucionesenlavelocidadpuedenresultarengrandesahorrosdeenergía .Porejemplo,reduciendolavelocidaddeunacargadeparvariableentansóloun20%seobtendráunareduccióndecasiun50%enlaenergíaimpulsora .Obviamente,éstotienemuchaimportanciadesdeelpuntodevistadelaconservación .Asimismo,justificaelexcelentemercadoquetienenlasunidadesdefrecuenciavariablequeoperansistemasdeVolumenVariabledeAire(VAV)utilizadosencalefacción,ventilaciónyaireacondicionado,ylasbombasdevelocidadvariablequeseusanensistemassimilares .

40

Lasegundacaracterísticasorprendentedelascargasdeparvariableesquelacargadelmotorefectivamentedisminuyecuandolasalidaoentradaalsopladorolabombaesbloqueadaorestringida .EstaseríalasituaciónenlaFigura1cuandosecierralaválvula .Inversamente,lacargadelmotoraumentaenformasustancialalquitarselasrestricciones .Porejemplo,ciertavezmellamóunclientealqueunmotorselehabíaquemadooperandounsopladorenunsistemadecalefacción;elmotorimpulsabaunsopladorqueextraíaaireatravésdeunfiltroyloalimentabaaunsistemadedistribuciónporconductos .Lepreguntésisehabíanhechootroscambiosenelsistemaymedijo:“Bueno,extendimoslosconductosaotrasalaycortamosunextremoparadejarquecirculeelaire,peroéstodeberíahaberhechomásfácileltrabajodelmotor,nomásdifícil” .Cuandoledijequeenrealidaderatodolocontrario,nolopodíacreer .Pareceilógicoqueagregarunarestricciónalasalidadelsopladordisminuyalacargadelmotor .Sinolocree,hagaestapruebasencilla .Tomeunaaspiradorayescucheatentamentemientrasabreycierraalternativamenteelmecanismodesucción .Alprincipiolepareceráqueelruido“másfuerte”vienedelmotoresforzándosecuandolasucciónesmayor,perosiescuchaconmásatenciónnotaráqueeltonodesonidodelmotoraumentacuandosecierralasucción .Loqueestosignificaesqueseestáreduciendolacargaenelmotor,yésteacelera .Sitodavíaloduda,hagalamismapruebaperocolocandounamperímetroenelmotor .Notaráqueelamperajecaealaumentarelniveldelasucción .Lomismosucedeenlasbombascentrífugas:alcerrarorestringirlasalida,labombaconsumemenospotenciamecánica .Sepuedetambiénobservaréstocuandosecierralasalidadeunabombacentrífugaodeunsopladortipojauladeardilla,yelaireoelfluidoquequedaenlacajaactúacomoun“volantelíquido”,girandoconlaspaletasdelabombaodelsoplador .Comonoestáentrandomásfluidoparaseracelerado,sóloserequiereenergíaparacompensarlaspérdidasporfricciónenlacajadelabombaodelsoplador .¡Estoparecieranotenersentido,peroescierto!

Otroejemploseríaeldelosventiladoresenunequiporecolectordepolvo,cuyacargamáximaseproducecuandoeláreadondeseloaplicaestábienlimpia .Alrecubrirsedepolvolasbolsasdefiltrado,lacontrapresiónaumentaysereducelacargaenelsopladoryelmotor .

Lacantidaddesobrecargaodecargamínimaqueresultadecambiosenla“contrapresión”delabombaoelsoplador,dependedeldiseñoespecíficodelimpulsorutilizado .Algunostiposdebombasysopladoresestándiseñadosparanoexperimentarsobrecargas .Peroenlamayoríadeloscasos,lapeorsobrecargaseproducebajocondicionesdedescargaabierta .

RESUMEN

Al trabajar con Cargas de Par Variable, las cosas no son siempre lo que aparentan ser. Si existiera alguna duda sobre el desempeño de este tipo de equipo, se recomienda consultar al fabricante.

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CARGA DE POTENCIA EFICAZ (RMS)

Haynumerosasaplicaciones,especialmenteenhidráulicayenmáquinasconaccionamientohidráulico,cuyosrequisitosdecargafluctúangrandemente .Enalgunoscasos,lascargasmáximassemantienenporperíodosrelativamentecortosduranteelciclonormaldelamáquina .Aprimeravista,pareceríaquealmotorhabríaquedimensionarloparaquepuedamanejarlapeorpartedelciclodecarga .Porejemplo,siuncicloincluyeunperíododetiempoenelqueserequieren18HP,lonaturalseríautilizarunmotorde20HP .Unenfoquemásprácticoparaestetipode“cargasdeciclodetrabajo”aprovechalacapacidaddelmotoreléctricoparasoportarcondicionesdeconsiderablesobrecarga,entantoelperíododesobrecargasearelativamentebreveenrelaciónaltiempototaldelciclo .

Elprocedimientodecalcularsiunmotorseráonoapropiadoparaunadeterminadaaplicacióncíclica,seconocecomométododecargadepotenciaeficazoRMS(raízcuadradadelamediadeloscuadrados) .Loscálculosnecesariosparadimensionaradecuadamenteunmotorparaestetipodeaplicaciónsonrelativamentesencillosysepresentanenesteartículo .

LoscálculosdelvalorRMStomanencuentaelhechodequelaacumulacióndecalordentrodelmotoresmuchomayorconunasobrecargadel50%quebajocondicionesnormalesdeoperación .Porlotanto,loimportanteeselpromedioponderadodelapotenciaencaballosdefuerza .LoscálculosdeRMSdeterminanelcaballajemedioponderado .

Ademásdereducireltamañoyelcostodeunmotorparaunaaplicaciónespecífica,elmétododecargaeficazofrecelaventajademejorarlaeficienciaglobalyelfactordepotenciaencargasdetipo“ciclodetrabajo” .Porejemplo,cuandounmotorsobredimensionadooperaconunacargalivianasueficienciaesrelativamentebaja,asíquehaciendoqueelmotortrabajemásfuerte(conmayorcaballajemedio)resultarágeneralmenteenunamejoreficienciaglobalyunareducciónenelcostodeoperación .ParapoderusarelmétodoRMSdedeterminacióndelapotencia,elciclodetrabajodeberáindicarseendetalle,comosemuestraenelejemplosiguiente .

Paso CaballosdeFuerza Duración(segundos)

1 3 3

2 7 .5 10

3 2 .5 12

4 12 .5 3

Serepitecontinuamente .

1 Ciclo(28 Seg.)

CARG

A EN

CAB

ALLO

S

10 Seg.

3Seg.

12 Seg.3Seg.

TIEMPO DEL CICLO EN SEGUNDOS

EL CICLO SE REPITE CONTINUAMENTE

42

Paradeterminarlacargaeficaz(RMS)paraelcicloprevio,podemosusarestafórmula:

Laformamásfácilderealizarestetipodecálculoeshacervariascolumnas,comosemuestraabajo,llenándolasconlosdetallescorrespondientes .

Paso CaballosdeFuerza

HP2 Duración(Segundos)

HP2xTiempo

1 3 .0 9 .0 3 27 .0

2 7 .5 56 .3 10 563 .0

3 2 .5 6 .3 12 75 .6

4 12 .5 156 .3 3 468 .8

28 1134 .4

Enestecaso,eltiempototaldelcicloesde28segundosylasumadelcaballajealcuadradomultiplicadoporeltiempoencadapasodelcicloesiguala1134 .4 .Introduciendoestosvaloresenlaecuación,elvalordelapotenciaeficazes:

Aprimeravista,pareceríaqueunmotorde7-1/2HPseráadecuadoparamanejarlacargarequeridaenesteciclodetrabajo .Peroesprecisotambiénverificarsielmotorofreceunpardedesenganche(parmáximo)apropiadoparamanejarla“peor”partedelciclodetrabajosinatascarse .Enestecaso,seránecesarioconsultarlosdatosdefábricadelmotorydeterminarelporcentajedepardedesenganchedisponible .

Sedeberáutilizarunfactordeseguridadadicionalporqueelpardedesenganchedelmotorvaríasegúnelvoltajeaplicado .Enefecto,elpardedesenganchevaríaenrelaciónalcuadradodelvoltajeaplicado .Así,cuandoelmotorestáfuncionandoaun90%delvoltajenominal,elpardedesenganchedisponibleessolamentede .9x .9,oaproximadamenteun80%delvalorquetieneaplenovoltajenominal .Porestarazón,nuncaessegurousarelvalorcompletodelpardedesengancheparadeterminarsisepuedemanejarlasobrecarga .Comobuenareglapráctica,serecomiendanousarmásdeun80%delparnominaldedesengancheparaverificarsilacapacidaddelmotoresadecuadaparalaaplicaciónespecífica .

Enestecaso,consultandolaSeccióndeDatosdeIngenieríadeBaldorenwww .baldor .comoenelCDROM,veremosqueunmotorabiertoapruebadegoteode7-1/2HP,connúmerodecatálogoM3311T,tieneunparmáximode88 .2libra-piesyunpardeoperaciónaplenacargade22 .3libra-pies .Porlotanto,elpardedesengancherealesde395%,yutilizandoun80%deestevalorcomprobaremosqueelpardedesenganchesegurodisponibleesde316% .

Paraelciclodetrabajoquesemuestra,elporcentajedepardedesengancherequeridopuededeterminarseporelcocientedelapotenciamáximaalapotencianominalcomoseindicaacontinuación:

% de Par de Desenganche Requerido = [12.5 (Punto de HP Máx.)/7.5 (HP Seleccionado)] x 100 = 167%

Comoelpardedesenganchedisponibleaun90%delvoltajenominalesde316%,dichomotorde7-1/2HPserámásqueadecuadoparadesempeñarseenestaaplicaciónespecífica .

43

Lafórmulayelejemplopreviossepuedenusarenaplicacionesdondeelciclodetrabajoserepitecontinuamente,sininterrupción .Cuandoelciclodetrabajoincluyeunperíododetiempodeinterrupción,debeutilizarseunafórmuladiferente,quesepresentaacontinuación:

donde ts = número de segundos en que el motor está parado y C = 3 (para motores abiertos a prueba de goteo) o C = 2 (para motores totalmente cerrados)

Estafórmulaescasiigualalaanteriorperohasidomodificadaparareflejarelhechoqueelmotor,duranteeltiempoenquenoestáoperando(cuandoestáparado),tambiénpierdesucapacidaddeautoenfriarse .

Elperíodototaldetiempoparaelquesepuedecalcularadecuadamentelacargadepotenciaeficaz(RMS)dependehastaciertopuntodeltamañodelmotor,peroestemétodopuedegeneralmenteutilizarseconseguridadenciclosdetrabajoqueduranmenosdecinco(5)minutosdesdeelinicioalfin(deunciclocompleto) .Sieltiempototaldelcicloexcedede5minutos,sedeberásolicitaralfabricantedelmotorunanálisismásdetalladodelaaplicaciónespecífica .

RESUMENLacargadepotenciaeficaz(RMS)esunaformamuyprácticadereducirelcaballajerequeridodelmotorenlascargascíclicas .Alreducirselapotenciadelmotorsereducetambiéneltamañofísicoyelcostoinicialdelmismo,lográndosetambiénalgodemejoraenlaeficienciaydedisminuciónenloscostosdeoperación .Sielprocedimientodeselecciónserealizacuidadosamente,sepuedeesperarexcelentedesempeñoyconfiabilidadenelequipocompleto .

Confrecuenciasehacencálculossimilaresparaservomotoresyotrasaplicacionesdevelocidadajustable .Enestoscasos,loscaballosdefuerzasonsubstituidosporlosamperiosdelinducidoolosparesrequeridos .Losamperioseficaces(RMS)oelpareficaz(RMS)requeridoresultantessecomparanconlosrespectivosvalorescontinuosymáximosdelmotor,paradeterminarsiésteesadecuadoparalaaplicaciónespecífica .

Sitienecualquierpreguntasobreestemétododedimensionamientodelmotor,nodejedeconsultarnos .

FACTORES QUE DETERMINAN

LAS CUENTAS DE ELECTRICIDAD INDUSTRIALES

INTRODUCCIÓNExistebastanteconfusiónsobrelosfactoresquedeterminanlascuentasdeelectricidadindustriales .Lasiguienteinformaciónsesuministraparaayudaraidentificarlosdiversoselementosenquesebasalafacturación,yparasugerirmedidasqueayudenacontrolaryreducirlascuentasdeelectricidad .Lascuentasdeenergíaeléctricaindustrialestándeterminadasportresfactoresbásicosyunelementoopcional .Ellosson: 1- Elconsumodekilowatt-horas

2- Losajustesporcostodecombustible

3- Lademandadekilowatts

4- Lasmultasporfactordepotencia(deseraplicadas)

KILOWATT-HORASElprimerodeestosfactoreseselmásfácildecomprender,yaqueestamosfamiliarizadosconelmismoporexperienciapropiaennuestroshogares .Elconsumodekilowatt-horaseslamedidadelaenergíaeléctricaquesehausadoduranteelperíododefacturación,sinimportarcómoocuándohasidousada .Porlogeneralsedeterminamensualmentetomandolecturasdeloskilowatt-horasacumuladosenelcuadrantedeunkilowatthorímetroconvencional .

AJUSTES POR COSTO DE COMBUSTIBLEElajusteporcostodecombustiblesesunfactordeajustequesedeterminamensualmente .Sebasaenelcostodelcombustibleusadoparaproducirenergíaduranteunmesdado .Porejemplo,enzonasdondelaenergíahidráulicaesabundantedurantelaprimavera,lacontribuciónrelativadedichaenergíapuedesergrande,ysucostobajo .Porlotanto,durantelaestaciónprimaveralseharíaunajustedereducciónporcostodecombustible .Enotroscasos,yenotrasépocasdelaño,unaempresaeléctricapuedeverseobligadaausargrandescantidadesdepetróleoimportadodealtoprecioparaatendersusnecesidades .Elloresultaríaenunajustedeaumentoporcostodecombustible .Losajustesporcostodecombustiblesebasangeneralmenteenunatasaunitariaporkilowatt-hora .

DEMANDA DE KILOWATTSElfactorposiblementemenosentendidoalcalcularunacuentaeléctricaindustrial,eslademanda .Lademandaestábasadaenlamagnituddelconsumodeenergíaduranteciertoperíododetiempo .Selamideenkilowattsydeterminacuántoequipodebeutilizarlaempresaeléctrica,entérminosdetransformadores,cablesycapacidaddegeneración,paraatenderlasmáximasnecesidadesdeuncliente .Lademandapuede,hastaciertopunto,compararseconlapotenciaencaballosdefuerzadelmotordeunautomóvil .Lapotenciarequeridanormalmentepuedeserrelativamentebaja,peroeltamañodelmotorestarádeterminadoporlapotencianecesariaparaacelerarelautomóvil .Demodosimilar,lademandareflejaunrequerimientopico .Sinembargo,eltérminopicoenrelaciónalademandaeléctricaesamenudomalcomprendido .Enprácticamentetodosloscasos,lademandadeunaplantaindustrialsebasaenunpromediode15ó30minutos .Porlotanto,lospicosbrevesyaltos,comolosqueseproducenalarrancargrandesmotores,sonpromediadosyaqueelarranqueduramuypocoenrelaciónalintervalodetiempodepromediacióndelademanda .

Unadescripcióndecómosemidelademandapuedeayudarnosaaclararestepunto .Encadacontadordedemandahayuntemporizadordereposición .Estetemporizadorestableceelintervalodedemandaque,comoseindicóanteriormente,puedeserde15ode30minutos .Enefecto,duranteelintervalodedemandaseregistraelnúmerototalderevolucionesdeldiscodelkilowatthorímetro .Así,unnúmerograndedevueltasduranteelintervalodedemandaindicaunaaltademanda,yunpequeñonúmerodevueltasduranteesteintervaloindicaunabajademanda .

44

Porejemplo,cuandosehacearrancarunmotorgrande,seproduceunimpulsodebreveduracióneneldiscodelcontadordedemanda .Perounavezqueesteimpulsoinicialpasa,elcontadorseestabilizaaunavelocidadnormalderotación .Porlotanto,lasrevolucionesadicionalesdeldiscoregistradascomoresultadodelairrupciónenelmotornotendránmuchoimpactoenelnúmerototalderevolucionesqueseacumulanduranteunintervalode15ó30minutos .Alfinaldecadaintervalodepromediacióndelademanda,elcontadorsereponeautomáticamenteycomienzaaregistrarparaelsiguienteperíodode15minutos .Esteprocesosigueenformacontinua .Uncuadranteodialespecial,quepuedeverseenlaFigura1,registraúnicamentelamáximademandadesdelaúltimalecturaquesehizoenelcontador .Luegodetomarlalecturamensual,lapersonaqueleeelcontadorreponelademandaacero .Elcontadorcomienzanuevamenteabuscarelintervalode15minutosdemáximademanda,haciéndoloenformacontinuahastalasiguientelectura .Paracomputarlacuentadeelectricidad,normalmenteseusalamáximademandaregistradaenelmes .Másadelantecontinuaremostratandoestetema .

Figure 1

LaFigura1

muestrauncontadordedemandatípicoutilizadoenunapequeñainstalacióncomercial .Lademandasedeterminaleyendolaposicióndelaagujasuperiorymultiplicandoesalecturaporlaconstantedelcontador .Enestecaso,elvalorregistradode .725multiplicadopor12daunalecturadedemandade8 .7KW .Luegodehacerlalecturamensual,seabreelcandado,laagujasereponeaceroysevuelveacerrarelcandadodelcontador .Loskilowatt-horasacumuladossonregistradosdemaneraconvencionalenloscuadrantes .LaFigura2presentaunejemplodelademandadeunaplantamanufactureratípica,registradaduranteveinticuatrohoras .Estaplantatieneunprimerturnocompletoyunsegundoturnoparcial .Analizandoeldiagrama,esfácildistinguiralgunosdelosfactoresqueinfluyenenlademanda .Elgranincrementoinicialdedemandaseproducealcomenzarelprimerturno .Lademandasiguecreciendohastaquecomienzalapreparaciónparaeldescansoparacafé .Estedescansoresultaenunacaídapronunciadaseguidaporotrogranincrementohastaquesealcanzalademandapicopocodespuésdelas10a .m .Lademandasemantieneluegorazonablementeestablehastainiciarselapreparaciónparaelalmuerzo,yduranteelmismo .

Figure 2

CUADRANTE INDICADOR DE DEMANDA

INDICADOR DEL INTERVALO DE DEMANDA

CUADRANTES DE ACUMULACIÓN DE KILOWATT-HORAS

CANDADO DE REPOSICIÓN DE DEMANDA

MULTIPLICADOR DEL

CONTADOR

45

Es

interesanteobservarqueluegodelalmuerzo,lascosasnoretornanalnivelmáximoalcanzadoantesdelmismo .Alas1:00p .m .hayotropicomásbajo,seguidoporpicosmenoresyunaúltimadeclinacióndurantelalimpiezayelfinaldelturno .Elsegundoturnotambiénmuestrapicosyvallessimilaresalosdelprimerturno,peroexhibeunmenorniveldeactividadenlaplanta .Porúltimo,eneltercerturno,lademandacaesubstancialmenteaunnivelquereflejasólolascargasmásbásicasdeseguridad,iluminaciónyotrascargascontinuas .

CONTROLANDO LA DEMANDALareduccióndelospicosdedemandaresultaráenmenorescargospordemandayencuentaseléctricasmásbajas .Laaltademandapuederesultardevariosfactores .Entrelosmásprobablesseencuentraelcalentamientodegrandeshornosduranteeldíanormaldetrabajo .Ellopuedesucederdadoquelaenergíarequeridaparaelcalentamientoinicialdelequipopuedeserdecincoaseisveceslaqueserequiereparamantenerloatemperaturanormal .Unaformasencilladereducirlospicosdedemandaesinstalarinterruptorestemporizadosquepermitanprecalentarlaunidadhastaalcanzarsutemperaturaoperativanormalantesquecomienceelturnodetrabajodelaplanta .Conestemétodoseevitaañadirlagrandemandadecalentamientoinicialdelequipoalademandanormaldelaplanta .Losgrandesequiposdeaireacondicionadocentralpuedenpresentarproblemassimilaressiselosponeenmarchadurantecadaturnoregularenlugardepre-refrigerareledificioduranteelperíodonolaboral .

Otrosfactoresquepuedencontribuiralaaltademandasonciertosequiposcomoloscompresoresdeaire,siselosponeenmarchaluegodeiniciarcadaturnonormaldetrabajo .Enestecaso,elcompresorpuedefuncionaraplenacargaduranteunperíodoprolongadohastallenarseelacumuladoryelsistemadedistribución .Lasoluciónessimilaraladelcasodeloshornosindustriales:sepuedeutilizaruntemporizadorparahacerarrancarelcompresoryllenarelsistemaantesquecomienceelturnoregulardetrabajo .Estopermitequelapresiónseacumuleyelcompresoralcancesuscondicionesnormalesdecargaydescargaantesdeaplicarseelrestodelacargadelaplanta .

Alanalizarloscomponentesdeunaplanta,sepuedelocalizareltipodeequipocapazdeaumentarlademanda

DEM

ANDA

EN

KW

DESCANSO PARA CAFÉ

PERÍODO DE ALMUERZO

DEMANDA PICO

3er. TURNO

1er. TURNO

2o. TURNO

6 AM12 - MEDIANOCHE

6 PM 12 - MEDIANOCHE

12 - MEDIODÍA

HORA DEL DÍA

46

pico .Instalandotemporizadoresdesietedíasparahacerarrancarequiposesencialescomocompresores,hornosyotrascargassimilaresantesdelprimerturno,esposiblereducirlademandaenlamayoríadelasplantasindustriales .

Loscargospordemandasecalculannormalmenteentérminosdedólares(uotraunidadmonetaria,segúncorresponda)porkilowatt .Porejemplo,enunaempresaeléctricadelestadodeConnecticuthayunatarifadeenergíaindustrialenlaquesecobran$401 .00porlosprimeros100kilowattsdedemanday$2 .20porcadakilowattadicional .

SANCIONES POR DEMANDAParaincentivaralas plantasindustrialesacontrolarsudemandaymantenerlaanivelesrazonables,numerosasempresaseléctricasimponenunasanciónespecial[cláusulade“trinquete”]pordemandadurantedocemeses .Estasanciónconsisteenque,siseregistraunademandaexcesivamentealtaenunmesdeterminado,secontinuaráfacturandounporcentajedeestaaltademandadurantelosoncemesessiguientesamenosquelademandaefectivaexcedaelporcentajeestablecidodelpicoprevio .Estetipodefacturaciónpuederesultarmuycostosoparalosusuariosdeenergíaquenocontrolenadecuadamentesudemanda,yparalasindustriascongrandesvariacionesestacionales .

Enmuchassituacionesnoesposiblecontrolarlademandadelaplantasinobstaculizarinnecesariamentelasoperacionesfabriles,agregarcostosextrademanodeobra,etc .Aunsiunaplantaenfrentasituacionesdeestanaturaleza,esimportanteentenderlosfactoresbásicosdelademandaysaberelpapelquejueganlosdiversosequiposdeunainstalaciónfabrilensudemandatotaldeenergíaeléctrica .

MONITOREO Y CONTROL DE LA DEMANDAExistenequiposparaelmonitoreoycontroldelademandaqueayudanalosoperadoresdeplantasacontrolarsudemandaycostodeenergía .Estosequipospermitenmonitorearlaacumulacióndelademandaduranteelintervalonormaldepromediaciónytomarmedidaspararestringirciertascargasuoperacionesdemododereducirlospicosdedemandayevitarqueseproduzcannuevospicos .Paraqueelcontroldedemandaseaeficaz,enlaplantadeberánexistircargaseléctricasquepuedandiferirse .Algunosejemplostípicosdecargasdiferiblessonelcalentamientodeaguaparaalmacenaje,eltratamientotérmicoytalvezlainterrupcióncontroladadeciertaspartesdelsistemadeventilacióndondeestasbrevesinterrupcionesnoocasionenproblemas .Elcontroldedemandanoesalgoquepuedaaplicarseentodaslasplantas,peroendondeexistanlascondicionesapropiadaspermitiráahorrarsumasconsiderablesdedinero .

FACTOR DE POTENCIAOtroelementodelcómputodecuentaseléctricasindustrialesqueamenudonosecomprendebien,eslamultapor factordepotencia .Elfactordepotenciaesdeporsíuntemacomplicado,peropodemostratarloenformaresumida .

Lasempresaseléctricasdebendimensionarsustransformadoresyequiposdedistribuciónenbasealacantidaddeamperiosqueusaránsusclientes .Algunosdeestosamperiossontomadosapréstamoparamagnetizarcargasinductivasenlasplantas .Estaenergíaprestadasedevuelvedespuésalaempresaeléctrica,sincomprarla .Esteprocesodetomaapréstamoydevoluciónseproduceaunatasade60vecesporsegundo(lafrecuenciadeunsistemadeenergíade60Hz) .Laenergíatomadaapréstamo,comosemencionara,seusapara magnetizarmotoreseléctricos,transformadores,reactoresdelámparasfluorescentes,ymuchosotrostiposdecargasmagnéticasenunaplanta .Ademásdelaenergíaopotenciaquesetomaapréstamo,estálallamadapotenciaactivaoreal .Estaeslaenergíaqueseusaparaproducircalorenloselementosdecalentamientoyluzenlaslámparasincandescentes,yparaaccionarelejedeunmotor .Elfactordepotenciaesunamedidadelamagnitudrelativadelapotenciatomadaapréstamorespectoalapotenciaactivaqueseusaenunaplanta .

Obviamente,lasempresaseléctricasprefierenlasituaciónenqueelusuarionotomanadaapréstamoyutilizatodo .Eninstalacionescomercialeseindustriales,estasituaciónidealraramenteexiste .Plantasdondehaygrancantidaddemotoresconbajacargaodeequiposdesoldaduraeléctrica,puedenestarfuncionandoconbajosfactoresdepotenciadelordende65a70% .Porlocontrario,plantasconabundantesequiposdecalentamientoeléctrico,talescomolasmáquinasdemoldeoporinyección,ycuyosmotorestrabajanaplenacarga,puedenestarfuncionandoconfactoresdepotenciade85a90% .

Lasplantasconbajosfactoresdepotenciapuedenmejorarestasituacióninstalandoensussistemascapacitoresparacorreccióndelfactordepotencia .Alasempresaseléctricaslesconvienequelasplantasfabrilescuentenconestoscapacitores,yaqueasísereducelacantidaddeamperiosquedebensuministrar .Asimismo,mayoresfactoresdepotenciahacenquelosinterruptoresdeentradaylospanelesdedistribucióndelasplantasfabrilesseanmenosexigidos .Porlotanto,tambiénesprovechosoparalasplantasfuncionarconaltosfactoresdepotencia .

47

MULTAS POR FACTOR DE POTENCIAAlgunasempresaseléctricasimponenmultasporfactordepotencia .Estosignificaquesielfactordepotenciadeunusuariocaepordebajodeunnivelpreestablecido,seagregaráuncargopormultaalacuentabásicaqueincluyeloscargosporkilowatt-horas,costodecombustibleydemanda .Lamagnituddelamultadependedecuántohacaídoelfactordepotenciapordebajodedichonivelpreestablecido .Entrelasempresaseléctricasnohayuniformidadsobrecómosedeterminalamultaporfactordepotenciayelnivelalqueselaaplica .EnEE .UU .,haycasitantasvariacionesrespectoaestasmultascomohayempresaseléctricasatravésdelpaís .Lasmultascubrenunampliorangopueshaynumerosasempresaseléctricasquenolasimponen,yotrasqueimponenmultasmuyconsiderables .Cuandoseimponenmultas,confrecuenciatambiénseofrecenrecompensasparalosusuariosconaltofactordepotencia,alosqueseconcedendescuentosenlacuentamensualdeelectricidad .

Cuandoelusuarioestápreocupadoporelfactordepotenciaensuplantaylasposiblesmultas,esrecomendablequeconsulteasuempresaeléctricalocalparaobtenerlainformacióncorrespondiente .Laempresaeléctricapuedetambiénayudarleacomputarlacorrecciónenelfactordepotenciadesusistemaqueseanecesariaparaevitarestasmultas .

RESUMENElconocimientodeloscuatrofactoresquedeterminanlascuentaseléctricasindustrialespuedeayudaradefinirestrategiasparaahorrardineroendichascuentas .Engeneral,medidasdeconservacióntalescomolareducciónenlosnivelesdeiluminación,lacomprademotoresmáseficientes,yelreemplazodeequiposineficientesconequiposmejordiseñados,reduciráelconsumodekilowatt-horasasícomolademandadekilowatts .Disminuyendoelconsumodekilowatt-horassereducirántambiénloscargosporcostodecombustible .Reasignandoelusodeciertosequiposaperíodosdetiempoenquelademandadelaplantaesbaja,esposiblereducirlademandadekilowattsyloscargosrespectivos .Porúltimo,silaempresaeléctricaimponemultasporfactordepotencia,mejorandoelmismosepodránreducirdichasmultas .

Unacomprensiónbásicadeestoscuatrofactoresayudaráalosusuariosdispuestosalaconservacióndeenergíaareducirsuscostosgeneralesdeelectricidad .LaTablaIpresentaunanálisissimplificadodecómodiversasmedidasdeconservaciónycontroldelacargaafectanaloscuatrocomponentesincluidosnormalmenteenlascuentasdeelectricidadindustrial .Selapuedeutilizarcomoguíaparaconservarenergíayreducirlascuentaseléctricas .

TABLA DE ACCIONES DE CONSERVACIÓN Y SU RESULTADOPOSIBILIDADES DE AHORRO

EQUIPO O ACCIÓNENERGÍA

(KW-HORAS)AJUSTE POR COSTO DE

COMBUSTIBLE

DEMANDA DE KW FACTOR DE

POTENCIA

NIVELES DE ILUMINACIÓN REDUCIDOS

REDUCCIÓN REDUCCIÓN REDUCCIÓN EFECTO INSIGNIFICANTE

FUENTE DE ILUMINACIÓN MÁS EFICIENTE

REDUCCIÓN REDUCCIÓN REDUCCIÓN EFECTO INSIGNIFICANTE

MOTORES DE ALTA EFICIENCIA ENERGÉTICA

REDUCCIÓN REDUCCIÓN REDUCCIÓN MEJORA MÓDICA

DIMENSIONAMIENTO APROPIADO DE LOS MOTORES

REDUCCIÓN MÓDICA REDUCCIÓN MÓDICA REDUCCIÓN MÓDICA MEJORA RAZONABLE

CONTROL DE DEMANDA PEQUEÑA REDUCCIÓN PEQUEÑA REDUCCIÓN REDUCCIÓN CONSIDERABLE

EFECTO INSIGNIFICANTE

Tabla 1

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49

MOTORES ELÉCTRICOS Y SISTEMAS DE ENERGÍA

Parecierahabermuchaconfusiónsobrelasnormasdevoltajeparalosmotoresyelporquédesuestructuraespecífica .Hay,porsupuesto,dosgrandescategoríasdemotores:CAyCC .Lasnormasdevoltajeparaestosdostipostandiferentesdemotoressontambiénmuydiferentesentreellas .EsteartículotratadeeliminarenalgunamedidalaconfusiónqueexisterespectoalasnormasdevoltajedelosmotoresdeCA .

SISTEMAS DE ENERGÍA DE CAParapoderentendercómosedeterminanlasnormasdevoltajeparalosmotores,esimportanteconocerlosaspectosbásicosdelossistemaseléctricosenlosqueéstosoperan .Engeneral,lasempresasquesuministranenergíaeléctricaenlosEE .UU .yenlamayoríadelosdemáspaísesconsistemasde60Hz,estánobligadasasuministrarelectricidadenelpuntodeentradadecadainstalación,enmúltiplosde120voltios .Porlotanto,elequipoalallegada,talcomolospanelesdeinterruptores,seclasificaenmúltiplosde120voltios .Lastensionesmáscomunessonde120,240,480y600voltios .

Asimismo,lasempresaseléctricasestánobligadasporlasagenciasadministradorasregionales(usualmentellamadasComisionesdeEmpresasdeServiciosPúblicos)aregularelvoltajedentrodeunrangoalgoreducido,talcomomásomenos5% .

Porejemplo,enlamayoríadelossistemasmonofásicosresidenciales,elvoltajeesde120/240 .Laelectricidadesconducidaalosedificiospor3hilos,unodeloscualesesneutroylosotrosdostienen120voltiosdediferenciarespectoalneutro .Ladiferenciadevoltajeentrelosdosconductores“vivos”esde240voltios .Enlossistemastrifásicos,lasituaciónesunpocodiferente .Haysistemastrifásicosde3hilossinconexiónatierradondeelvoltajeentrelostresconductoresesde240voltios .El“hermanomayor”deestossistemaseselsistematrifásicode3hilosde480voltiossinconexiónatierra .Lossistemassinconexión(opuesta)atierraseencuentranporlogeneralenantiguasinstalaciones .

Eninstalacionesmásrecientes,losdossistemasmáspopularessedenominansistemasde4hilosconectadosenestrellaconpuestaatierra .Laversióndebajovoltajeconsisteenunsistemade120/208voltios .Laversióndealtovoltajeesunsistemade277/480voltios .Enestosdossistemas“conectadosenestrellaconpuestaatierra”,lapartedebajovoltaje(120ó277voltios)estádisponiblesóloenunafase .Elaltovoltaje(208ó480voltios)estádisponibleyaseaenunaoentresfases .Debenotarsequeenlossistemasde4hilosconectadosenestrellaconpuestaatierra,elaltovoltajees1 .73veces(laraízcuadradade3)mayorqueelbajovoltaje .Estossistemasconpuestaatierraseconsideranmássegurosyflexiblesquelosantiguossistemassinconexiónatierra .Suflexibilidadderivadesucapacidaddemanejarcircuitosmonofásicosdeiluminación,queoperana120voltioso277voltios,apartirdelmismosistemaquealimentaloscircuitostrifásicosparamotores,equiposdeaireacondicionadoycalefacción,ascensoresymaquinariasindustriales .

MOTORESAcontinuacióndiscutiremoslosmotoresqueoperanenestossistemasdeenergíade60Hz .Enelcasode“equiposdeutilización”,comolosmotores,lasnormasdevoltajehansidoseleccionadasenmúltiplosde115voltios .Porejemplo,115,230,460y575voltios .Lasnormasparalos“equiposdeutilización”hansidodeliberadamenteescogidasconvoltajesalgomenoresquelossuministradosporlasempresaseléctricas,yaqueenunaplantaindustrialoungranedificiocomercialpuedeexistirunadistanciadevarioscientosdemetrosentreelpuntodeentradadelservicioeléctricoyelequipo .Estasdistanciassiempreresultaránenciertapérdida(ocaída)devoltajeatravésdelcableado .Entramoscortos,éstapérdidapuedesermuypequeña,quizásdemenosdeunvoltio,peroentramoslargosyconcargapesadapuedealcanzarun3ó4%delvoltajedeoperación .Porlotanto,elhacerqueelvoltajedeutilizaciónseadiferente,einferior,alvoltajedeserviciodelaempresaeléctricatienemuchosentido .

Debemosmencionartambiénotrofactor .Lasnormasdediseñodelequipodeutilizaciónestándefinidasdemaneraqueelequipopuedamanejarunavariacióndelvoltajedemásomenos10%desuvalornominal .Entonces,unmotorde460voltiosnominalesdeberáfuncionarbienenvoltajescomprendidosentre460más10%(506voltios)y460menos10%(414voltios) .Sielvoltajedelsistemaestádebidamenteestablecidoenmúltiplosde120másomenos5%yelvoltajedelequipoestáenmúltiplosde115másomenos10%,todocuadraperfectamente,comolaspiezasdeunrompecabezas .

Existeunasituaciónsingular:setratadelosmotorestrifásicosparasistemasdeenergíade120/208voltios .Porejemplo,sielsistemaeléctricofuerade208voltiosmenos5%(aproximadamente198voltios)yseestuvierausandounmotorde230voltios .Dadoqueéstemotorpuedeoperarsinproblemassolamenteenvoltajesnoinferioresa207voltios(osea230-10%),habríaunadiscrepanciaentreelvalorbajoenelrangodelsistema,198voltios,yelvaloroperativomásbajodelmotorde230voltios,quees207voltios .¿Cómopuedeevitarseesteproblema?

50

Losfabricantesdemotoreshanenfrentadotalproblemadedosmaneras .Laprimeraconsisteenproducirmotoresde200voltiosnominalesquepuedenoperarcorrectamenteentre180voltiosy220voltios .Esteesunmargenadecuadoparacubrirelrangonormaldevoltajesquepodríaesperarseenunsistemade120/208voltios .Perosiseusaexclusivamenteesteenfoque,seríanecesarioduplicarelinventariocompletodemotoresentodossustamaños,cajas,configuracionesmecánicas,etc .,parapoderatenderlasnecesidadesdemotorespara sistemasdeenergíade120/208voltios .Estoresultaríamuycaroeinconveniente,enparticulardadalaampliavariedadexistentedepequeñosmotores(demenosde10HP) .

Porlotanto,lamayoríadelosfabricantesdemotoresempleanunenfoquediferenteenelcasodeestospequeñosmotores .Consisteenutilizarundiseñoalgomásconservadorenlosmotoresde230voltios,loquepermiteproducirunmotortrifásicodetriplevoltajepara208-230/460voltios .Enesteenfoqueseusaundevanado(yundiagramadeconexiones)para230voltiosenelsistemaeléctricode208voltios .Estosmotorespuedenfuncionarbienavoltajestanbajoscomo208menos10%,osea187voltios .Comolossistemaseléctricosde208voltiosseusannormalmenteenpequeñosedificioscondistanciasrelativamentecortasentrelaentradadelservicioeléctricoyelequipodeutilización,esteenfoqueesporlogeneralmuyexitoso .Estostramoscortostiendenahaceralossistemasdeenergíade208voltiosbastanteestables,demaneraqueellímitedelacapacidadabajovoltajedelmotoresraramentepuestoaprueba .

Paracapacidadesmayoresde10HP,elmotorde200voltiosesgeneralmentelamejorselección,peroendiversassituacionesseusanfrecuenteyexitosamentemotoresde230voltiosensistemasde208voltios .Enalgunoscasosseproporcionaunatabladereduccióndecapacidadparalassituacionesde“bajovoltaje” .Enotroscasos,elfactordeserviciodelmotorpuedereducirsede1 .15a1 .0cuandoseloutilizaensistemaseléctricosde208voltios .

LaTabla1presentaestainformaciónenformaresumida,indicandoelvoltajeydescripcióndelsistemaeléctricojuntoconelvoltajenominaldelmotorparamotoresmonofásicosytrifásicosde60Hz .

SISTEMAS DE ENERGÍA DE 50 HERTZParecierahaberunaserieinterminabledeposiblescombinaciones,peroenefectolamayoríadeellastienesentido .Enlaszonasde50Hz,virtualmentetodoslossistemaseléctricossondeltipode4hilosenestrellaconpuestaatierra .Unadisposicióntípicaseríaladeunsistemadeenergíaeléctricade220/380voltios .Enestecaso,comoeneldeunsistemade120/208voltios,60Hz,laalimentación(debajovoltaje)de220voltiosestáúnicamentedisponiblecomomonofásicamientrasquelade380voltiosestádisponibleyaseacomomonofásicaotrifásica .

Dadoqueelvoltajesedescribecomo220/380,frecuentementevemosespecificacionesindicandoquelosmotorestrifásicosdebenestarbobinadospara220/380 .Sibienesposiblehacerlo,resultainnecesarioyaquelosmotorestrifásicosvanaoperarseúnicamenteconalimentacióntrifásicade380voltios .Entrelosvoltajesmáspopularesseencuentran220/380y240/415 .Algunospaíseseuropeoshanreconocidorecientementeladificultaddesuministrarequiposparaestasdosnormasdevoltaje,ycrearonunanormaquedivideladiferencia .Estanuevanormaeslade230/400voltios,loquesignificaque,sielmotortieneunmargenadecuadodetolerancia,podráfuncionarsinaveriarseyaseaenunsistemade380voltiosoenunode415voltios .Porotraparte,enlamayoríadelossistemasde50Hz(noasíenlossistemasestadounidenses)elvoltajenominaldelequipotiendeaserigualqueelvoltajedealimentación .Esdecirquelosmotoresde380voltiosseusanensistemasde380voltios,mientrasqueenEE .UU .elvoltajedeutilizacióndelequipoesdeliberadamentedefinidoaunnivelmenorqueelvoltajedealimentación .

LaTabla2muestraalgunosvoltajesdealimentacióntípicosylasnormasapropiadasparalosequiposensistemasdeenergíaeléctricade50Hz .

Cuandosetrabajaconrequisitosdevoltajedepaísesextranjeros,essiempreconvenienteverificarelvoltajeespecificadoconlalistadevoltajesdisponiblesincluidaenunfolletodelDepartamentodeComerciodeEE .UU .quesetitula“ElectricCurrentAbroad”(corrienteeléctricaenelexterior) .Sielvoltajeylafrecuenciaqueseespecificannosonigualesalosrespectivosvaloresindicadosenelfolletoparaelpaísylaciudadcorrespondiente,deberáconsiderárselocomouna“señaldealarma”paracontactaralclienteyconfirmarqueelvoltajeescorrecto .¡Loserrorespuedenresultarmuycostosos!

TABLA 1 VOLTAJES TÍPICOS DE SISTEMAS ELÉCTRICOS COMERCIALES E INDUSTRIALES DE 60 HZ

VOLTAJE DE ALIMENTACIÓN

CONFIGURACIÓN DEL SISTEMA*

VOLTAJE NOMINAL DE UTILIZACIÓN DEL EQUIPOCLASIFICACIÓN

MONOFÁSICO TRIFÁSICO

120/208 Trifásico, 4 Hilos, Conexión en Estrella con Puesta a Tierra (A)

115208 - 230

200208 - 230

BajoVoltaje

240 Trifásico, 3 Hilos, Conexión en Delta (B) (Normalmente no Puesto a Tierra) (1)

200208 - 230

200208 - 230

120/240/240Trifásico, 4 Hilos, Conexión en Delta con

Toma (C)Neutro a Tierra

115230

208 - 230

230208 - 230

277/480 Trifásico, 4 Hilos, Conexión en Estrella con Puesta a Tierra (A)

277265 (2) 460

480 Trifásico, 3 Hilos, Conexión en Delta (B) (Normalmente no Puesto a Tierra) (1) 460 460

600 Trifásico, 3 Hilos, Conexión en Delta (B) (Normalmente no Puesto a Tierra) (1) 575 575

2400 Trifásico, 3 HilosConexión en Delta (B) 2300 2300

2300/4160 MedianoVoltaje

4160 Trifásico, 4 Hilos, Conexión en Estrella con Puesta a Tierra (A)

230040004160

40002300/4160

(1)Enalgunossistemaspuedeutilizarselapuestaatierradeunasolarama .

(2)Algunosequiposmonofásicospuedenestarclasificadospara265voltios .*Verenpágina58lasconexionestípicasdelostransformadores .

TABLA 2 VOLTAJES TÍPICOS DE SISTEMAS ELÉCTRICOS COMERCIALES E INDUSTRIALES DE 50 HZ

VOLTAJE DE ALIMENTACIÓN CONFIGURACIÓN DEL SISTEMA*

VOLTAJE NOMINAL DE UTILIZACIÓN DEL EQUIPO

MONOFÁSICO TRIFÁSICO

115/200 Trifásico, 4 Hilos, Conexión en Estrella con Puesta a Tierra (A)

115200 200

127/220 Trifásico, 4 Hilos, Conexión en Estrella con Puesta a Tierra (A)

127220 220

220/380 Trifásico, 4 Hilos, Conexión en Estrella con Puesta a Tierra (A)

220380

380 400 (1)

230/400 Trifásico, 4 Hilos, Conexión en Estrella con Puesta a Tierra (A)

230400 400

240/415 Trifásico, 4 Hilos, Conexión en Estrella con Puesta a Tierra (A)

240415

415 400 (1)

250/440 Trifásico, 4 Hilos, Conexión en Estrella con Puesta a Tierra (A)

250440 440

220 Trifásico, 3 Hilos, Conexión en Delta (B) 220 220

440 Trifásico, 3 Hilos, Conexión en Delta (B) 440 440*Verenpágina58lasconexionestípicasdelostransformadores .

RESUMENLaadaptacióndemotoresalosvoltajesdelunsistemaeléctricopuedeserunprocedimientorelativamentesencillosisecomprendenbienlosaspectosbásicosdedichossistemas .

51

52

Conexiones Típicas de Transformadores Trifásicos

Conexión de 4 Hilos en Estrella con Puesta a Tierra

NEUTRO

NEUTRO

Conexión de 3 Hilos en Delta sin Puesta a Tierra

Conexión de 4 Hilos en Delta con Toma, Neutro a Tierra

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MOTORES ELÉCTRICOS Y VOLTAJE

Elefectodelbajovoltajesobrelosmotoreseléctricosseconoceyentiendebastantebien,peroelefectodelaltovoltajesobrelosmotoresesamenudomalinterpretado .Esteartículodescribelosefectosdelbajovoltajeydelaltovoltaje,asícomoloscambioseneldesempeñodelmotorquepuedenesperarsecuandoseutilizanvoltajesdiferentesalnominal .

BAJO VOLTAJECuandolosmotoreseléctricossonsometidosavoltajesinferioresalnominal,algunasdesuscaracterísticasvanaalterarselevementeyotrascambiaránenformamásnotable .Unpuntobásicoesque,paraaccionarunacargamecánicafijaconectadaaleje,elmotordebetomarunacantidadfijadeenergíadelalíneaeléctrica .Lacantidaddeenergíaqueelmotorconsumeestádadaaproximadamenteporelvoltajemultiplicadoporlacorriente(enamperios) .Esdecirquecuandobajaelvoltaje,lacorrientedeberáaumentarparapodermantenerlamismacantidaddeenergía .Elaumentoenlacorrientenoesmotivodealarma,amenosqueseexcedalacapacidaddecorrientenominaldelmotor .Cuandoelamperajeexcedesuvalornominal,esrazonablesuponerquelaacumulacióndecalordentrodelmotorhadedañarlosinosecontroladebidamenteesasituación .Sielmotorestáligeramentecargadoyhayunacaídadevoltaje,lacorrienteaumentaráaproximadamenteenlamismaproporciónenqueseredujoelvoltaje .

Porejemplo,unadisminuciónde10%enelvoltajecausaráunaumentodel10%enelamperaje .Estonoresultaráperjudicialsilacorrientedelmotorsemantienepordebajodesuvalornominal .Perosielmotortienemuchacargayseproduceunareduccióndelvoltaje,lacorrienteaumentarádesdeunvalorrelativamentealtohastaunnivelquepodríaexcederelamperajenominaldeplenacarga,loquepuedeserperjudicial .Podemosafirmarqueelbajovoltajedeporsínoconstituyeunproblema,amenosquehagaaumentarlacorrienteenexcesodelamperajenominaldelmotor .

Ademásdelaposibilidaddesobretemperaturayreducciónenlavidaútildelmotorocasionadaporelbajovoltaje,hayotroselementosimportantesdeentender .Elprimeroesquetantoelpardearranquecomoelparmínimodeaceleraciónyelpardedesengancheenlosmotoresdeinducciónvaríanenfuncióndelcuadradodelvoltajequeseaplica .Entonces,unabajadel10%enelvoltajenominal(de100%a90%,de230voltiosa207voltios)reduciráelpardearranque,elparmínimodeaceleraciónyelpardedesengancheenunfactorde .9x .9 .Losvaloresresultantesserándeun81%delosvaloresaplenovoltaje .Conun80%delvoltaje,elfactorseráde .8x .8,resultandoenun64%delosvaloresaplenovoltaje .

Podemosenestecasoobservarporquéesdificultosoelarranquedelascargas“difícilesdearrancar”cuandoelvoltajeestáaunnivelbajo .Demodosimilar,elpardedesenganchedelmotorseríamuchomenorqueelqueexistedurantecondicionesnormalesdelvoltaje .

Enresumen,elbajovoltajepuedeocasionaraltacorrienteyrecalentamiento,loqueasuvezacortalavidaútildelmotor .Elbajovoltajepuedetambiénreducirlacapacidaddearranquedelmotorysusvaloresdeparmínimodeaceleraciónypardedesenganche .Enlosmotoresligeramentecargadosconcargasfácilesdearrancar,unareduccióndelvoltajenotendráunefectoapreciable,exceptoquepodríaayudarareducirlaspérdidasporcargaligera,aumentandolaeficienciaentalescondiciones .Esteeselprincipioaplicadoenlos“dispositivosNola”quehansidocomercializadoscomoaccesoriosparamejorarlaeficienciadelmotor .

EFECTOS DEL ALTO VOLTAJEHayquienessuponenque,comoelbajovoltajeaumentaelconsumodecorrientedelmotor,porlamismarazónelaltovoltajetenderáareducirelamperajeconsumidoyelcalentamientodelmotor .Estonoesasí .Elaltovoltajetiendeaproducirsaturaciónenlapartemagnéticadelmotor .Ellohacequeelmotorconsumaexcesivacorrientealesforzarsepormagnetizarelhierromásalládelpuntoenquepuedemagnetizarseconfacilidad .Estosignificaquelosmotoresporlogeneraltoleranciertoaumentoenlatensiónenexcesodesuvoltajedediseño,peroquelosaumentosextremossobreelvoltajedediseñoharánqueseincrementeelamperaje,loqueasuvezaumentaráelcalentamientoyacortarálavidaútildelmotor .

Porejemplo,antiguosmotoresconvoltajenominalde220/440voltiosteníanunabandadetoleranciademás/menos10% .Porlotanto,elrangoquepodríantolerarenlasconexionesdealtovoltajeseríade396a484voltios .Sibienestoesloqueseconocecomobandadetolerancia,elmejordesempeñodelmotorselograríaavoltajenominal .Enlosextremosdedichorangodevoltaje,tantoaltocomobajo,elmotoressometidoaunesfuerzoinnecesario .

Entérminosgenerales,estasbandasdetolerancianotienencomofinestablecerunanormaparausoconstante,sinodeterminarunrangoquepuedeutilizarseparaacomodarlasfluctuacionesnormalesqueseproducenhabitualmenteenelvoltajedelaplanta .Laoperacióncontinuaenelextremoaltooelextremobajodelrangodevoltajeacortarálavidaútildelmotor .

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Sibienesteartículocubrelosefectosdelaltoyelbajovoltajeenlosmotores,laoperacióndeotrosdispositivosmagnéticossevetambiénafectadademanerasimilar .Lossolenoidesylasbobinasqueseusanenrelésyarrancadoressonperjudicadosporelaltovoltajemásqueporelbajovoltaje .Estotambiénocurreenlosreactoresdelosartefactosdeiluminaciónfluorescente,demercurioydesodioaaltapresión .Lostransformadoresdetodotipo,incluyendolostransformadoresparasoldadura,sonafectadosdeigualmodo .Laslámparasincandescentessonparticularmentesusceptiblesalascondicionesdealtovoltaje .Unincrementodel5%enelvoltajeresultaenunareduccióndel50%enlavidadelalámpara .Unaumentodel10%enexcesodelvoltajenominalreduceenun70%lavidadelaslámparasincandescentes .

Engeneral,lomásconvenienteeshacerquelaempresaeléctricacambielastomasenlostransformadoresdeentradaoptimizandoelvoltajeenlaplantaaunnivelmuycercanoalvoltajenominaldelosequipos .Enplantasdemayorantigüedad,deberánhacerseciertosacomodamientosporlasdiferenciasentrelasnormasdelosmotoresviejos(220/440V)ylasnormasdelosmotoresmásrecientesconcarcasa“T”(230/460V) .Porlogeneral,unvoltajeintermedioentreambosniveles,algoasícomo225ó450voltios,produciráelmejordesempeñototal .Elaltovoltajetenderásiempreareducirelfactordepotenciayaaumentarlaspérdidasenelsistema,resultandoenmayorescostosdeoperaciónparalosequiposyelsistema .

EFECTO DE LA VARIACIÓN DEL VOLTAJE EN LOS MOTORES CON CARCASA “T”

CA

MB

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POR

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VARIACIÓN PORCENTUAL DEL VOLTAJEFigura 1

AMP. DE PL. CARGAPA

R DE A

RRANQUE Y M

ÁXIMO

AMP. DE ARRANQUE

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EldiagramaqueseexhibeenlaFigura1esusadoconfrecuenciaparailustrarlosefectosgeneralesdelaltoy delbajovoltajeeneldesempeñodelosmotoresconcarcasa“T” .Esapropiadousardichodiagramaparamostrarlosefectos“generales”,perodebetenerseencuentaquerepresentasolamenteunmotorespecíficoyqueexistenbastantesvariacionesentrelosdiversosdiseñosdemotores .

Porejemplo,elpuntomásbajoenlalíneadelosamperiosdeplenacarganosiempreestáaun2-1/2%sobreelvoltajenominal .Enalgunosmotorespuedeocurriraunvalorinferioralvoltajenominal .Asimismo,elincrementoenlosamperiosdeplenacargaparavoltajessuperioresalnominaltiendeasermáspronunciadoenalgunosdiseñosdeldevanadodelmotorqueenotros .Lossiguientesprincipiosgeneralespuedenserdeutilidad:

1 . Losmotorespequeñostiendenasermássensiblesalsobrevoltajeylasaturaciónquelosmotoresgrandes .

2 . Losmotoresmonofásicostiendenasermássensiblesalsobrevoltajequelosmotorestrifásicos .

3 . Losmotoresconcarcasa“U”sonmenossensiblesalsobrevoltajequelosmotoresconcarcasa“T” .

4 . LosmotoresSuper-Edeeficienciapremiumsonmenossensiblesalsobrevoltajequelosmotoresdeeficienciaestándar .

5 . Losmotoresdedospolosylosdecuatropolostiendenasermenossensiblesalaltovoltajequelosdiseñosdeseispolosylosdeochopolos .

6 . Elsobrevoltajepuedeproduciraumentosdelamperajeylatemperaturainclusoenmotoresconcargaligera .Porlotanto,lavidaútildelmotorpuedeversereducidaporelaltovoltaje .

7 . Laeficienciaaplenacargadisminuyeyaseaconaltovoltajeoconbajovoltaje .

8 . Elfactordepotenciamejoracuandoelvoltajeesmásbajoycaepronunciadamenteconelaltovoltaje .

9 . Lacorrientedeirrupciónaumentaalsermásaltoelvoltaje .

RESUMENLosmotoreseléctricosyotrosequiposeléctricosexperimentanmuypocosefectosfavorablesymuchosefectosdesfavorablesaloperarconunsistemadealimentaciónenlosextremosdeloslímitesdevoltaje,ocercadelosmismos .Losmejoresresultadosentérminosdevidaútilydeeficienciaoperativaselogranusualmentecuandolosmotoresoperanconvoltajescercanosasuvalornominal .

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57

CORRIENTES DESEQUILIBRADAS

Losusuarioseinstaladoresdemotoressepreocupancuandodetectancorrientesdefasedesequilibradasenunmotortrifásico .Amenudosepreguntan:“¿Andaráalgomalenelmotor?”Laotrapreguntaes:“¿Cuántodesequilibrodecorrientepuedetolerarse?”Esteartículotratarádecontestarambaspreguntas .

HISTORIAEn“losbuenostiemposdeantaño”,lasúnicascausasdelascorrientesdefasedesequilibradaseranporlogeneralciertosproblemasdelmotor-comoserunnúmerodesbalanceadodevueltaseneldevanado,unentrehierrodesparejo-,ovoltajesdefasedesequilibrados .Losproblemaseneldevanadooelentrehierroestándefinitivamenterelacionadosconelmotor .Porlocontrario,elvoltajedefasedesequilibradoesunproblemadelsistemaeléctrico .Losvoltajesdesequilibradosgeneralmenteproducendesequilibriosdecorrientequesonmuchasvecesmayoresqueelporcentajededesequilibrioenelvoltaje .Larelaciónesaproximadamentede8:1 .Enotraspalabras,undesequilibrodevoltajedel1%podríacrearcorrientesdefasedesequilibradasenun8% .

Unaformamuypococientíficadeconsideraresteproblemaeslasiguiente:Supongamosqueunmotortieneunacorrientenominaldeplenacargade10amperios .Aplenacarga,losamperiosencadaramaldelas3fasessumadosconjuntamenteseránde10+10+10,osea30 .Ahorabien,silacargaeslamismaperolascorrientesdefaseestándesequilibradas,eltotaldelos3ramalessumadosconjuntamenteserásiempremayorqueeltotaldelascorrientesequilibradas .Enestecaso,lascorrientespodríanserde10 .5,11 .3y12 .1,quehacenuntotalde33 .9 .Estaesunaformamuypococientíficadeverelproblema,perodescribebiensuefecto .Loqueéstosignificaesquelaaltacorrienteenunodelosramalesnoimplicaquelacorrienteenlosotrosdosramalesseveráreducidaenigualmagnitud .Podemosdecirquelascorrientesdesequilibradassiempreresultanenunamayortemperaturadeoperación,unareducciónenlavidaútildelmotor,ymenoreficiencia .

Lasiguientepreguntaes:“¿Quéesloqueoriginalascorrientesdesequilibradas?” .Añosatrás,sielproblemanoestabaenelmotor,elorigendelascorrientesdesequilibradaseraundesequilibrioenlosvoltajesdefase .Almedirelvoltajeentrefases[líneaalínea]delafaseAalaB,delaBalaC,ydelaCalaA,seobservabandiferenciasdetectablesentrelosvoltajes .Estasdiferenciasdevoltajeexplicabanlascorrientesdesequilibradas .Enelmundoactualhayotrosproblemasquefrecuentementenopuedendetectarseconsimplespruebasdevoltaje .Unapreocupacióncrecienteeselproblemadeladistorsióndelvoltajecausadaporlosarmónicosenlascorrientesdelsistemaeléctrico .Estopuedesucedersihaycargasenlazonaquetomancorrientesnolineales(ricasenarmónicos)delsistemaeléctrico;estopuedecreardistorsionesenlaondasinusoidalnormaldelvoltaje,loqueasuvezpuedeproducircorrientesdesequilibradasenlosmotores,auncuandolasdiferenciasenelvoltajedefasenoseandetectablesconunvoltímetro .Porejemplo,sisehandetectadocorrientesdesequilibradasenunmotoryseefectúanmedicionesconunvoltímetrodigitalenlastresfases,dichasmedicionespodríansermuycercanasentresí .Lomásnaturalenestascondicionesseríaculparloalmotorporelproblema .Enestoscasos,esprecisodarunpasomásparapoderidentificarodescartaralmotorcomofuentedelproblema .Lapruebaconsisteenrotarlas3fases .SilasfaseseléctricasestánmarcadascomoA,ByC,ylosconductoresdelmotorconectadosalasmismasestánmarcadoscomo1,2y3,elconductor#1delmotorpodríareconectarsealcabledealimentaciónB;elconductor#2delmotorsereconectaríaalcabledealimentaciónC,yelconductor#3delmotorsereconectaríaalcabledealimentaciónA .Cambiandolostresramalessemantendráalmotorgirandoenlamismadirección .Lascorrientesencadaramaldelalíneaeléctricadeberánregistrarseantesydespuésdecambiarlasconexiones .Sielramaldealtacorrientesigueestandoenlamismafasedelalíneaeléctrica(porejemplo,B),elproblemaradicaenlafuentedealimentaciónynoenelmotor .Perosilaaltacorrientesedesplazaconelramaldelmotoralhacerlareconexión,elproblemaesdelmotor .Estapruebapermitedeterminarsisetratadeunproblemadelafuentedealimentaciónodelmotor .

¿CUÁNTO DESEQUILIBRIO PUEDE TOLERARSE?Engeneral,éstodependedelascondicionesqueseencuentren .Sielmotorestáaccionandolacargayelmayoramperajedelostresramalesesinferioralacorrientenominaldeplenacarga,laoperacióndelmotoresporlogeneralsegura .Sielramalaltotieneunacorrientemayoralanominalperoestádentrodelamperajenormalcorrespondientealfactordeservicio(paraunmotorconfactordeserviciode1 .15,normalmente),laoperacióndelmotorsiguequizássiendosegura .Asimismo,noesinusualencontrarcorrientesqueestánmásdesequilibradassincargaqueloqueestaríanbajocarga,asíqueloquedeberíaconsiderarseeselamperajeconcarga .Porúltimoyengeneral,silacorrienteenlafasealtanoexcedeenmásdeun10%elpromediodelastresfasescalculadocomoloindicaelsiguienteejemplo,esprobablementesegurooperarelmotor .

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EJEMPLO

Amperios de plena carga (FLA) nominales del motor = 10.0 Factor de Servicio: 1.15

Fase Amperios con Carga A 10.6 B 9.8 C 10.2

Determinar el Valor Promedio:

10.6 + 9.8 = 10.2 = 10.2 amps

3

Determinar la Diferencia en %:

Fase más Alta - Valor Promedio x 100

Valor Promedio

10.6 - 10.2 0.4 x 100 = x 100 = 0.039 x 100 = 3.9%

10.2 10.2

Lasiguientetablamuestraalgunasdelascausasdelosvoltajesycorrientesdesequilibrados,asícomolasposiblessoluciones .

TABLA1

PROBLEMA SOLUCIÓN

Fusible quemado en una batería de capacitores para corrección del factor de potencia

Busque, localice y reemplace el fusible quemado.

Carga monofásica despareja en el sistema trifásico Localice las cargas monofásicas y distribúyalas en forma más pareja en el circuito trifásico.

Voltajes desequilibrados en la red eléctrica Si los voltajes de entrada están substancialmente desequilibrados, en particular durante períodos sin carga o de carga liviana, comuníquese con la empresa eléctrica para que solucionen el problema.

Distorsión armónica Localice la causa de los armónicos y utilice filtros armónicos para controlarlos o reducirlos. Instale reactores de línea en los controles de frecuencia variable, tanto existentes como nuevos.

RESUMENLascorrientesdesequilibradasenlosmotorestrifásicossonindeseables,perogeneralmentepuedentolerarsesisondepocamagnitud .Lascorrientesdesequilibradasexcesivaspuedenacortarlavidaútildelmotoryaumentarelconsumodeenergía .

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World Energy Engineering Congress[CONGRESO MUNDIAL DE INGENIERÍA DE LA ENERGÍA]

CONSERVANDO ENERGÍA CON

MOTORES DE EFICIENCIA PREMIUM

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INTRODUCCIÓNLaconservacióndeenergíamediantemodificacionesenlailuminaciónusandodiferenteslámparas[bombillos],reactoresyfuentesdeluz,esalgobienentendidoyfácildelograr .Peroelusoparaestefindemotoresdeinduccióntrifásicosdeeficienciamejoradanohasidotanampliamenteaceptado .Hayvariasrazonesporlasquelaconservacióndeenergíamediantemotoresestámenosgeneralizada .

Laslámparassevendenenbaseasupotencianominaldeentrada,oconsumoenwatts .Siendotanevidentedichovalordeentrada,esfácilcomprenderquealreemplazarunalámparade40wattsconunade34wattssevaaahorrar .Encambio,losmotoreseléctricossevendenenbaseasuvalornominaldesalida(potenciaenHP),noporsuvatiajedeentrada .Porlotanto,lamedidausadaparaevaluarlasdiferenciasentremotoresessueficiencianominal-ylaeficiencia(orendimiento)seindicaenformapocoevidenteyesmenosfácildeentenderqueelvatiajedelaslámparas .

Otradiferenciaentrelailuminaciónylosmotores,esquelaslucespuedenestarencendidasoapagadas-nohaytérminomedio .Perolosmotorespuedenfuncionaraplenacarga,mediacarga,uncuartodecarga,osincarga .Frecuentemente,cuandounmotorestáacopladomedianteembraguesaunsistemademovimientointermitente,dichomotorpuedeestaroperandosincargaunabuenapartedeltiempo .Demodosimilar,loscompresoresdeairefuncionanamenudosincarga .Comoconsecuenciadelosnivelesvariablesdelacargaydelascargasintermitentes,losahorrosproyectadosenbasealaeficienciaaplenacargapuedennomaterializarse .

Esaesla malanoticia .

Labuenanoticiaesquelosmotoresdeeficienciapremium(osuperior),porsudiseñorealzado,reducenloscostosdeoperaciónacualquierniveldecarga,inclusoalfuncionarsincarga .Porejemplo,laspérdidassincargadeunmotordeeficienciapremiumdecincoHPpuedenserde215watts .Laspérdidassincargadeunmotorestándardelmismotipopuedenserde330watts .LaFigura1muestraungráficodelaspérdidasdepotenciaenwattsadiversosnivelesdecargaenunmotorconvencionalversuslasdeunmotordeeficienciapremiumdelmismotipo .Curvasdeestanaturalezacambiannotablementesegúneltamañodelmotor,perolastendenciassonlasmismas .

Figure1

ASPECTOS BÁSICOSElprocesodeconvertirenergíaeléctricaenenergíamecánicanuncaesperfecto .Sibiennosgustaríaquehubieramotoresconeficienciadel100%,esimposiblefabricarunamáquinaquetome746wattsdeelectricidad(equivalentea1HP)ylosconviertaen1HPdepotenciamecánica .Siemprevanarequerirsemásde746wattsparaobtenerunapotenciadesalidade1HP .Esmásfácilaproximarseaun100%deperfecciónconmotoresgrandesqueconmotorespequeños .Porejemplo,sielprocesodeconversiónfuerasólo50%eficiente,senecesitarían1492wattsdeelectricidadparaobtenerunasalidade1HP .Porsuerte,elprocesodeconversiónenlosmotoresindustrialesesgeneralmentemáseficientequeello .Laeficienciadelosmotoresindustrialestrifásicosestándarusualmentevaríaentreunnivelaproximadode75%con1HPhasta94%con200HP .LacurvaenlaFigura2ilustralatendenciageneraldelaeficienciaversuseltamañodelmotor,tantoparalosmotoresestándarcomoparalosdeeficienciapremium .

CONSERVANDO ENERGÍA CON MOTORES DE EFICIENCIA PREMIUMEdward H. Cowern, P.E.

Wallingford, CT

Pérd

ida

en W

atts

Motor Super E® de E�ciencia Premium

Motor Estándar

Watts Ahorrados

Pérdida en Watts - Motor Estándar vs. Motor de E�ciencia Premium de 25 HP, 1800 RPM, TEFC

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Figure 2

Figura2

Unapreguntarazonablesería:“¿Adóndevalaenergíaextra?”Laenergíanosuministradaalejeseconviertesiempreencalorqueesnecesarioquitardelasuperficieexteriorydelaspartesinternasdelmotor .Otracomplicaciónesquelaeficienciadelosmotoreseléctricosvaríadependiendodelacantidaddecargaenelmotor .LaFigura3muestralatendenciageneraldelaeficienciadelmotorsegúnlacargadelmismo .

Figura3

Porejemplo,cuandounmotorestáfuncionandoenvacío(sincargaenelejedesalida),laenergíaesusadaporelmotorparaexcitarelcampomagnéticoycompensarlafriccióndeloscojinetesyelllamado“efectodelviento”delapartegiratoriadelmotor .Entonces,laeficienciasincargaesde0% .Laeficienciaaumentaalaplicarsepar[torque]alejedelmotorhastallegaralpuntodondelaeficienciasenivelayluegocaedesdesumáximonivel .Enlamayoríadelosmotores,laeficienciapicosealcanzaentreel50yel100%delacarganominal .Elpuntodemáximaeficienciaestádeterminadoporeldiseñoespecíficodelmotor .

Parailustrardóndeocurrenlaspérdidasenunmotorconplenacarga,laFigura4presentaunesquemageneraldelflujodeenergíaatravésdelmotor .Eldiagramamuestra(alaizquierda)un100%deenergíaeléctricaalimentadaalmotorylasdiversaspérdidasqueexperimentahastaconvertirseenpotenciamecánicaenelejedesalida .Enestecaso,laprincipaleslapérdidaporresistenciaestatórica(llamadaI2RdelEstator) .Estaeslamayorpérdidaenelmotor,seguidaporlapérdidaporresistenciarotórica(I2RdelRotor) .Despuésvienenlasquesedescribencomopérdidasenelnúcleoyresultandelasfuerzasmagnéticascíclicasenelmotor .Lostérminosespecíficosenestecasosonpérdidasporhistéresisyporcorrientesparásitas .Lapérdidaporhistéresisresultadelareorientaciónconstantedelcampomagnéticoenlasláminasdeacerodelmotor .Laspérdidasporcorrientesparásitassedebenaquelareorientacióndelasfuerzasmagnéticasenelaceroproducepequeñascorrienteseléctricasenelmismo .Estascorrienteseléctricascirculanensímismasyproducencalorsincontribuiralasalidadepotenciadelmotor .Laspérdidasporhistéresisyporcorrientesparásitasocurrentantoenlapartefijacomoenlapartegiratoriadelmotor,peromayormenteenlapartefija .

TÍPICO FLUJO DE ENERGÍA EN UN MOTOR TRIFÁSICO DE 15 HP, 4 POLOS

Figura4

Luegotenemoslasllamadaspérdidasporfriccióny“efectodelviento”(rozamientoconelaire) .Lafricciónenestecasoesladeloscojinetes .Loscojinetesdebolassonsumamenteeficientes,peroalrodargeneranalgodepérdidas .Lapérdidapor“efectodelviento”esunacombinacióndefactores .

Primero,cuandoelrotorgira,elrozamientoconelairecreaciertaresistenciamecánica .Cuántomásrápidogira,mayoresestaresistencia .Asimismo,paraquitarelcalorgeneradoporlaspérdidasdebehabercirculacióndeairesobreelmotoroatravésdelmismo .Porlogeneralseinstalaunventiladorenelejedelmotoroenlosextremosdelrotor,queproporcionaunflujodeaireparaenfriamiento .Estoutilizaenergíaperonoaumentalasalidadepotencia .Porúltimo,hayunacategoríallamadapérdidaspordispersióndecarga .Estassonpérdidasnoexplicadasporlascuatrocategoríasanteriores .Dependengeneralmentedelacargadelmotoryaumentanalaplicarsecargas .

% d

e E

ficie

ncia

a P

lena

Car

ga

Eficiencia Premium

Eficiencia Estándar

Potencia (HP) del MotorEficiencia Vs. HP del Motor

Tendencia General

% d

e E

ficie

ncia

Eficiencia Premium

Eficiencia Estándar

Potencia de Salida 5 HP 1800 RPM

Ple

na C

arga

ALIMENTACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA: 100%

POTENCIA MECÁNICA PRODUCIDA: 87.4%

PORCENTAJE DE LAS PÉRDIDAS

PORCENTAJE DE LA ALIMENTACIÓN

PÉRD. RES. ESTATOR

PÉRD. RES. ROTOR

PÉRD. EN EL NÚCLEO

PÉRD. POR FRICCIÓN Y

“VIENTO”

PÉRD. POR DISPERSIÓN DE

CARGATOTAL

62

LapruebadeeficienciademotoreseléctricosreconocidaenEE .UU .eslaquedefinelaNormaIEEE112,MétodoB .Enestemétododeprueba,elrendimientodelmotorsemideconundinamómetroycubretodaslaspérdidasindicadas .Másadelantesedanmayoresdetallesalrespecto .

EldiagramadeflujodeenergíadelaFigura4estípicopara unmotorestándarde15HP .Laproporciónrelativadelaspérdidaspuedevariarunpocosegúneltamañodelmotor,peroeldiagramamuestraenlíneasgeneralesdóndevalaenergía .Esimportanteobservarquemuchasdelaspérdidasenelnúcleoylaspérdidasporfricciónovientosonindependientesdelamagnituddelacargaenelmotor,mientrasquelaspérdidasporresistenciaestatóricayrotóricaylaspérdidaspordispersióndecargaaumentanalaplicarseparalejedelmotor .LacombinacióndeestaspérdidasresultaenlarelacióndeeficienciaversuscargaquemuestralaFigura5 .

Figura5

MEJORAMIENTO DE LA EFICIENCIAParaaumentarlaeficienciadelmotor,lascincocategoríasdepérdidasindicadasdebenatendersedeaunaporvez .Lareduccióndelapérdidaporresistenciaestatóricainvolucramodificacionesmagnéticasyeléctricasquepermitenintroducirmásalambredecobreenlasranurasdelestator .Engeneral,eldiseñodelasláminasdelestatordebeincluirranurassuficientementegrandesparaadmitirmásalambredecobre .Porejemplo,enelcableadoresidencialelhilodecalibre#12tienemayorampacidadqueel#14 .Lomismosucedeenlosmotores .Peroelaumentodelcalibredelalambresinaumentarlacargadeamperajeresultaenmenorespérdidas .Asimismo,debeusarseelmejormaterialconductordepreciorazonable .Paralosmotoreseléctricos,elmejormaterialconductordepreciorazonableeselcobre .

Laspérdidasrotóricas,segundasenmagnitud,sereducenutilizandorotoresdiseñadosespecialmenteconmayoresáreasdeconductordealuminio .Elusode“barrasderotor”másgrandesresultaenmenorresistenciarotóricaymenospérdidadeenergíaenelrotor .

Lahistéresisylascorrientesparásitaspuedenreducirsedevariasmaneras .Lapérdidaporhistéresispuedereducirseusandomejoresacerosyreduciendolaintensidaddelcampomagnético .Laspérdidaspor corrientesparásitassereducenadelgazandolasláminasquecomponenelestator(yelrotor)yaislándolasmutuamentedemaneramáseficaz .Enelcasodelaspérdidasporfricciónyefectodelviento,pocopuedehacerseparaaumentarlaeficienciadeloscojinetes,perosilospasosanterioresreduceneficazmentelaspérdidastotalespuedereducirseeltamañodelventiladordeenfriamiento,loquecontribuiráamejorarlaeficienciadelmotor .

Lacategoríafinalesladelaspérdidaspordispersióndecarga .Haydiversastécnicasdemanufacturaquepuedenusarseparareducirestaspérdidas .Trabajandoenformaindividualycolectivaenloscincoelementosindicados,sepuedenlograrsubstancialesmejorasenlaeficienciadelosmotores .

BASES DE COMPARACIÓNHaymuchostérminosqueseusanparacompararlaeficienciaentremotores .Losdosmásconocidossonlaeficiencianominalylaeficienciamínimagarantizada .Esalgoconfusoescogerelmétodoparadeterminarlosahorrospotencialesresultantesdemejorasenlaeficiencia .Labaseparalaclasificacióndeeficiencianominalpuedeexplicarseasí:sisefabricaypruebaunlotegrandedemotoresidénticos,laeficiencianominalserálaeficienciamediadellote .Dadaslastoleranciasdemanufactura,algunasunidadespuedensermenoseficientesyotrasmáseficientes .Peroelvalornominaleselpromediopredecibledellote .

Elsegundotérminousadoeslaeficienciamínimagarantizada .Elmínimogarantizadoreconocelasvariacionesquehaydeunmotoraotroyestableceunlímiteinferiorarbitrario .Enesencia,indicaqueningunodelosmotoresdellotetendráunaeficienciainferioradicholímite .

Dadasestasopciones,¿cualdeberíaservirdebasedecomparación?

Sisuvidadependieradelresultadoysetrataradeunsolomotor,elcriterioausarseríaeldeeficienciamínimagarantizada .Perosiustedestuvieraconsiderandovariosmotoresenunagamadetamañossinestaratadoestrictamentealresultadomínimofinal,labaseapropiadadecomparaciónseríalaeficiencianominal,loquetambiénesmássencilloporquelaplacadefábricadelmotorindicasueficiencianominal .Porotraparte,laeficiencianominalylaeficienciamínimagarantizadaestánrelacionadasentresíporunafórmulaestablecidapor NEMA(AsociaciónNacionaldeFabricantesdeEquiposEléctricos) .Oseaquecomparardiversosmotoresenbasealvalor“nominal”equivalerealmenteacompararlosenbasealmínimogarantizado .

Lanormaparadeterminarlaeficienciaesdefundamentalimportancia .DeberásiempreusarselaIEEE112MétodoB,que,detodaslasnormasdesarrolladasparadeterminarlaeficienciademotores,esunadelasmásrigurosas .

% d

e E

ficie

ncia

Eficiencia Estándar

Potencia de Salida 5 HP 1800 RPM

Ple

na C

arga

63

Otrasnormasqueseutilizan,particularmentealgunasnormasinternacionales,norequierenpruebastanrigurosas .Aveces,laeficienciaescalculadaperonoesmedida .Las“otras”normasdancasisiempreeficienciasmásaltasquelaestrictaIEEE112 .Locorrectoseríacomparartodoslosmotoresenbasealamismanorma .ElmétododeIEEEasimismomidelaeficienciadelmotorfuncionandoencaliente:estolohacemásprecisoporquelaeficienciacaeligeramentealelevarselatemperaturadeoperación .

ALGUNAS PRECAUCIONESElusodemotoresdeeficienciapremiumavecespresentaalgunasdificultades .Porejemplo,losmotoresdeeficienciapremiumfuncionanalgomásrápido(tienenmenosdeslizamiento)quemotoressimilaresperodemenoreficiencia .Digamosqueunmotordeeficienciapremiumfuncionaavelocidadaplenacargade1760RPM,yelmotorquereemplazafuncionaa1740RPM .Estopuedeayudarenlaconservaciónoperjudicarla,dependiendodeltipodecargaimpulsada .Porejemplo,sielmotorimpulsauntransportadordematerialesagranel,lamayorvelocidadpermitiráterminareltrabajoenmenostiempo .Yenperíodosdebajacargadeltransportador,seahorraráenergíadebidoalareducciónenlaspérdidasdelmotor .

Unasituaciónsimilarexisteenmuchasaplicacionesdebombeoenlasqueseusaunacantidadespecíficadefluidoparallenaruntanque .Sielmotorfuncionaamayorvelocidad,eltrabajosecompletamásprontoyelmotoresapagadoantes .Enestoscasos,lamayorvelocidadnoresultaenunaumentoenelusodeenergía .Perohayaplicaciones,comolasbombasdecirculacióndeaguarefrigerada,enquelavelocidadextrapuedereducirlosahorrosesperados .Ellosedebeaquelasbombascentrífugasyotrascargasdeparvariable,comolossopladoresylosventiladores,requierenunapotencia(HP)proporcionalalcubodelavelocidad .Comoresultado,unligeroincrementoenlavelocidadpuederesultarenungranaumentoenelusodeenergíaydeHP .Enunejemplotípico,elmotororiginalestádirectamenteconectadoaunabombacentrífuga .Lavelocidadaplenacargadelmotororiginalesde1740RPM .Elmotordeeficienciapremiumqueloreemplaza,impulsandolamismabomba,tieneunavelocidadde1757RPM .Ladiferenciaresultantedel1%aumentarálosHPrequeridosporlabombaen1 .01x1 .01x1 .01=1 .03 .Oseaquelapotenciarequeridaporlacargaseincrementaenun3%porencimadelarequeridasilavelocidaddelabombahubierapermanecidoconstante .Peropesealamayorvelocidad,encasitodosloscasoshabráunamejoraenlaeficienciayunareducciónenelusodeenergía,sibienalgomenorquelaesperada .

Algosimilarsucedeconlosventiladoresysopladores,sinoserealizancambiosparadevolverlavelocidaddelequipoasuvalororiginal .Porejemplo:unmotorimpulsamediantetransmisiónporcorreaunventiladorcuyavelocidadesde650RPM;sisecambiaelmotorperoseusaexactamenteelmismojuegodepoleaycorrea,aumentarátantolavelocidaddelventiladorcomolapotencia(HP)requerida .Estoresultaríaenunconsumoextradeenergíaenelsistema .Perosisehaceunajusteenlarelacióndepoleasrestaurandolavelocidaddelventiladorasu

valororiginal,losahorrosanticipadosseconcretarán .Estetipodedesafíoshacequeseaconvenienteconsiderarunamejoradelaeficienciadesdeelpuntodevistadel“sistema”engeneralynoestrictamentedelmotor .

EFICIENCIA DEL EQUIPO IMPULSADOComoconsumidores,encontramosclasificacionesdeeficienciaenergéticaennuevasrefrigeradoras,acondicionadoresdeaire,calentadoresdeagua,etc .Estetipodedatosporlogeneralestámuchomenosdisponibleenlasmáquinasqueseadquierenparainstalacionesindustrialesycomerciales .Porejemplo,notodaslasbombasconlasmismasespecificacionesderendimientotienenigualeficiencia .Similarmente,notodosloscompresoresdeairetienenlamismaeficiencia .Algunoscompresoresdeaireofrecenmuchomejoreficienciaqueotros,especialmentecuandofuncionanamenosdeplenacarga .Aprimeravista,elproblemadeevaluarloscomparativamentepareceinsuperable .Perounbuenproveedordeberíaestardispuestoaproporcionarinformacióncertificadasobreelrendimiento .

DIMENSIONAMIENTO CORRECTOAdemásdeldesafíodecomparareficienciasdiferentesentreequiposdediversosfabricantes,existeelproblemadeseleccionarunequipodecapacidadcorrecta .Porejemplo,unabombaconcapacidadexcesivaparasutrabajoespecíficopuedesermuchomenoseficientequeunabombadimensionadacorrectamente .Demodosimilar,uncompresordeairesobredimensionadoparalatareaquedesempeñaseríamuchomenoseficientequeunoquehasidoseleccionadoadaptándolomejoralasverdaderasnecesidadesdeuso .

EVALUACIÓNHaymuchasformasdeenfocarlainversióndecapitalydeterminarlastasasderetorno,losperíodosderecuperación,elvalorpresente,etc .Lamayoríadeestosmétodosesútilengrandesinversionesdecapitaldondepudieranexistirriesgosdequefracaseelproyecto,odequeelproductocambieoseveaafectadoporladinámicadelmercado .Enelcasodelosmotoreseléctricosydeotrasmedidasdeconservacióndeenergía,elproblematiendeasermássimpleynorequierelosrigurososcálculosmatemáticosdedichosenfoquesanalíticos .Enelapéndicedeesteartículoseproporcionanfórmulasparadeterminarlosahorroscorrespondientes .

CARGA IDEAL DEL MOTOREnelprocesodemejorarlaeficiencia,seplantealacuestióndecuálessonlascondicionesidealesdecargaparalosmotoresdereemplazo .Unmotorqueoperaconsobrecargatendráunavidaútilreducida .Enlasituaciónopuesta,unmotorexcesivamentesobredimensionadoparasutareaespecíficaseráineficiente .LaFigura6presentaunacurvatípicadecargaversuseficienciaparaunmotorde10HP .Estacurvaindicaqueenlamitadsuperiordelrangodecarga(50%-100%)laeficienciasemantieneaproximadamenteconstanteaunnivelalto .Concargasinferioresal50%,laeficienciadecrecenotablemente .Enlamayoríadeloscasos,unavezqueelmotorestáenmarchayoperando,lacargano

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varía .Estoes particularmenteciertoenaplicacionesdecalefacción,ventilaciónyaireacondicionado,talescomolasbombasdecirculaciónylosequiposdedistribucióndeaire .Enotrostiposdemaquinaria,comoloscompresoresdeaireylasmáquinasherramienta,lacargapuedevariarenciclos:avecesesmuypesadayavecesesliviana .Obviamente,enelcasodecargascíclicasesimportantedimensionarelmotorparaquepuedamanejarlascondicionesmásextremas .Peroenmotoresdecargacontinuaesaconsejablecargarlosentreel50yel100%desucapacidad,eidealmenteenelrangode75a80% .Seleccionandounmotorparatrabajarconcargasenesterango,selograráunaaltaeficienciay unalargavidaútildelmotor .Asimismo,cuandosucargaesalgoinferioral100%,losmotorespuedentolerarmejorcondicionestalescomoelbajovoltajey laaltatemperaturaambiente,quepodríanocurrirsimultáneamenteenelverano .Esteplanteamientopermiteaproximarsealaeficienciaóptimayalavezpreservarlavidaútildelmotor .

Figura6

MEJORAS EN LA EFICIENCIA DE MOTORES EXISTENTES

Enelcasodegrandesinstalacionesindustrialesocomerciales,seplanteaelsiguienteinterrogante:“¿Deberíamosreemplazartodoslosmotoresenlaplantaocambiarlosselectivamente?”Talveznohayauncriteriofirmealrespecto,peroofreceremosaquíalgunasideas .Elreemplazogeneraldetodoslosmotoresenunaplantaoenunedificiocomercialgeneralmentenopuedejustificarseenbaseacostos .Larazónesquealgunosdelosmotoresposiblementeseusansóloenformaintermitente .Siciertosmotoresseutilizanenequiposparaensayos,encompactadoresdebasurayenotrasaplicacionesdeusointermitente,quizásconvenganohaceruncambiogeneral .Puedenhaberotrascomplicaciones:por ejemplo,losmotoresespecializadosqueseutilizanconalgunostiposdebombasymáquinasherramientaylosmotoresviejos(paralosqueesdifícilencontrarsubstitutosdirectos) .Encasosdudososcomoestos,losreemplazosgeneralespodríannojustificarse .Elmayorpotencialdeahorroresideenlosmotoresquefuncionandurantetiempoprolongadoen

condicionescercanasaplenacarga .Estosseríanloscandidatoslógicosparaunprogramadereemplazos .

PROGRAMAS DE REEMBOLSO DE LAS EMPRESAS ELÉCTRICAS

RecientementehuboimportantesfallosjurídicosenEE .UU .quepermitenalasempresaseléctricasofrecerasusclientesayudafinancieraparaimplementarmedidasdeconservacióndeenergía .Antesdeello,dichasempresasteníanelsiguientedilema:sifinanciabanypromovíanlaconservación,elrespectivogastoenpersonal,equipo,etc .,terminabasiendouncostoquereducíasusventaseingresos .Esto representabaparalasempresaseléctricasundobledesincentivoparasuapoyoalasmedidasdeconservación .

Bajolasnuevasreglas,eldineroquelasempresaseléctricasgastanenconservacióndeenergíapuedeconsiderarseunainversióndecapital .Enotraspalabras,estoimplicaqueelfinanciarla“recompra”deunkilowattdecapacidadahorradapormedidasdeconservaciónequivalecontablementeainvertirdineroenconstruirunaplantacapazdegeneraresekilowattadicional .Conestenuevoenfoquecontable,lasempresaseléctricasahoraestándispuestas(yavecesobligadas)ainvertirgrandessumasdedineroenlasmedidasdeconservacióndesusclientes .Unaempresaeléctricaindicóqueahoraesposible“recomprar”unkilowattdecapacidadpagandoaproximadamentedosterciosdelcostodeinstalarunnuevokilowattdecapacidad .Elnuevoenfoquehaconvertidounasituaciónperdedoraenunasituacióndegananciamutuaparalasempresaseléctricasysusclientes .

Comoconsecuenciadeésto,hayunagranactividadenprogramasdereembolsodelasempresaseléctricasparafinanciardiversasmedidasdeconservación .Talcomoenlasiniciativasindividualesdeconservacióndeenergía,seestádandoespecialimportanciaalailuminaciónporqueesfácildecomprenderysepuedenlograrprontogananciassustanciales .Losmotoreseléctricosylossistemasdeaccionamientoestánahorarecibiendomayoratenciónporqueestosequiposutilizancasidosterciosdelaenergíageneradaenelpaís .Losprogramasactivosdereembolsoenelcasodemotoresusualmentetienendosmodalidadesdiferentes .Unaeselreembolsoofrecidoparamotoresestándarquehanfalladoenservicio .Paratalreembolsoseconsideraqueelgastodequitarelviejomotoreinstalarunonuevoesalgonecesario .Endichoprogramade“motoresaveriados”elreembolsoestágeneralmentereducido,perosebasaenhacereconómicamentefactibleelcomprarunmotordeeficienciapremiumquereemplacealviejomotordeeficienciaestándar .Enestecaso,sólosereconoceycompensaladiferenciaextraenelcostodeadquirirunmotordeeficienciapremium .

Existeotroenfoqueparalosmotoresoperantes,dondeseofrececomoincentivounreembolsomayorpara cubrirpartedelcostodequitaryreemplazarunmotorqueestáfuncionandobien .LaTabla1muestraunejemplodeprogramadereembolsoofrecidoporunaempresaeléctricaparamotoresoperantesyaveriados .

% d

e E

ficie

ncia

Potencia de Salida 10 HP 1800 RPM

Ple

na C

arga

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Enelcasodelosmotoresoperantes,elreembolsoessuficientementeatractivoparaincentivarelreemplazogeneraldemotoresquefuncionanbien .Enestasituaciónparticular,ademásdelreembolso,losclientessebeneficianconlareducciónensuscostosdeenergía-conpocasrestricciones .

Existenmuchosotrosprogramasdereembolsosbasadosendiferentesconceptos,incluyendoalgunosenquelaempresaeléctricainvierteenelproyectodeconservaciónylosahorrosresultantessoncompartidosporlaempresayelclienteduranteciertoperíododetiempo .Losreembolsosdelasempresaseléctricas,encualquieradesusformas,constituyenungranincentivo .

TABLA 1Motores de 1800 RPM REEMBOLSOS TÍPICOS POR REEMPLAZO GENERAL

HP CAJA ODP TEFC 5 $185 $ 212 20 $442 $ 533 40 $776 $1005

REEMBOLSOS TÍPICOS POR REEMPLAZO DE MOTORES AVERIADOS

HP CAJA ODP TEFC 5 $ 45 $ 61 20 $128 $168 40 $189 $306

Posiblementeelefectomásimportantedelosreembolsosofrecidosporlasempresaseléctricasesquehandespertadoelinterésdeusuarioscomercialeseindustrialesenlaconservacióndeenergíamediantemotores .Entodoslosprogramasdereembolso,sedebecumplirconnormasdeeficienciamínimaparalosnuevosmotoresyusualmenteseincluyeunacondiciónencuantoalnúmerodehorasporañoenqueelmotordeberáoperarparapoderserconsiderado .Enelcasodeprogramasqueofrecenreembolsos,especialmentelosmásatractivos,haypocasexcusasparanoutilizarmotoresdeeficienciapremium .

PARTICIPANDO EN EL MEJORAMIENTOLospasosparaparticiparenelmejoramientodelaeficienciadesusmotoressonlossiguientes:

EQUIPO NUEVOAlcomprarequiposnuevosquevanaoperarduranteperíodosdetiemposubstanciales,solicitelaopcióndemotoresdeeficienciapremium .Enlasolicituddecotizacióndecompresoresdeaire,bombas,equiposdecalefacción,ventilaciónyaireacondicionado,máquinasparaprocesosindustriales,etc .,sepuedeespecificaralgoasícomo:“Eloferentedeberácotizarelequipoconmotoresdeinducciónestándary,comoalternativa,elmismoequipoperoconmotoresdeeficienciapremium .Eloferentedeberáindicar

elincrementoencostoporincluirlosmotoresdeeficienciapremiumyproporcionarlaseficienciasnominalesdelosmotoresestándarydeeficienciapremiumqueestácotizando .”

Alutilizarunaespecificaciónsimilaraésta,elcompradordelequipopodrátomardecisioneslógicassobrelosnuevosmotoresainstalar .Enlamayoríadeloscasos,elcostoadicionaldeadquirirunmotordemayoreficienciaenergéticaserárelativamentebajo,especialmenteencomparaciónalcostototaldelequipoqueacciona .

FALLAS EN SERVICIOSiunmotoroperaconunaltoniveldecargayfuncionadurantetiemporazonablementelargo,reempláceloconunmotordeeficienciapremiumalmomentodefallar .

Losmotoresnormalmenteduranmuchosañossifuncionandentrodelímitesrazonablesyseloscuidabien .Cuandounmotorseavería,sucostodereparaciónpuedesercasitanaltocomoeldecomprarunanuevaunidad .Asimismo,elcostodemanodeobraparaquitarelviejomotoreinstalarelmotorreparadoounmotordereemplazoesigual .Aveces,elcostodemanodeobraesmayorqueeldelmotor .Porello,elmomentoenquefallaeselidealparareemplazarloporunmotormáseficiente .

CAMBIO GENERAL DE MOTORESElreemplazodemotoresoperanteseselprocedimientomásdifícildejustificar .Sehaceeconómicamentefactiblesilosmotoresfuncionanconaltosnivelesdecarga,sihanacumuladolargashorasdeservicio,yespecialmentesilaempresaeléctricaestáofreciendounprogramadereembolso .Sisecumplenestastrescondiciones,podráaprovecharybeneficiarseconlosahorrosresultantesdeusarmotoresdeeficienciapremium .Noignoreotrasposibilidadesdeconservarenergía .Juntoconelusodemotoresdeeficienciapremiumoademásdeello,elempleodecontrolesdefrecuenciavariableofrecegrandesoportunidadesdeahorrarenergía .Estosequipossonexcelenteseconomizadoresdeenergíaespecialmenteenelcasodecargasdeparvariable,comolasbombascentrífugas,ventiladoresysopladores .Enestetipodecargas,lapotencia(HP)requeridaesunafuncióncúbicadelavelocidadylaenergíavaríaenrelacióncasidirectaconelcaballaje .Porejemplo,alreducirlavelocidaddeunventiladoren15%puedeahorrarsemásdeun35%enenergía .Loscontroleselectrónicosdefrecuenciavariable(VFDs)sonsumamenteconfiablesysuprecioesahorarelativamentebajo .

Losmotoresdedosvelocidadestambiénofrecenunmediosimpleyeconómicodereducirloscostosdeenergía .Suvelocidadnoesinfinitamenteregulablecomoenloscontrolesdefrecuenciaajustable,peroamenudoesegradoderegulabilidadnoesnecesarioylasimplicidadyeconomíadelmotordedosvelocidadesysucontrolpuedenresultarengrandesahorros .

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Noignoretampocolasoportunidadessisetratademotorespequeños .Muchosusuariosdemotoreseninstalacionescomercialesyenla“industrialiviana”noreconocenlaoportunidaddeeconomizarenergíaporquepiensanquesusmotoresson“demasiadopequeños”parasercandidatosviablesenelmejoramientodelaeficiencia .¡Estánmuyequivocados!Elgradodemejoraenlaeficienciaenmotoresdemenosde10HPessubstancialmentemayorqueenunidadesmásgrandes .Porejemplo,ladiferenciaeneficienciaentreunmotorestándarde3HPyunmotordeeficienciapremiumde3HPpuedeserdel 7u8% .Haciendolamismacomparaciónentremotoresde100HP,lagananciaeneficienciapuedeserdesólo2% .Elresultadonetoesquelosmotorespequeñospuedenrecuperarsucostodiferencialmásrápidoquelosmotoresgrandes .

COSTOS DE OPERACIÓN Y AHORROSReglaPrácticaParaganarciertaperspectivaentreloscostosdeoperarmotoresyalgunosposiblesahorros,aquíofrecemosunabuena“reglapráctica” .A5centavosporkilowatt-hora,eloperarunmotoraplenacargacuesta$1porHPpordía .(A10centavospor kilowatt-hora,estecostoseduplicaa$2pordía) .Estevalorpuedemodificarseproporcionalmenteenelcasodeoperaciónamenosdeplenacarga,odeoperaciónnocontinua,etc .

Consideremosunmotorde100HPqueoperacontinuamenteenunazonade10centavosporkilowatt-hora .Elcostoanualdeoperaciónesde,aproximadamente,$70 .000 .Estacifrarepresentaunas18veceselcostoinicialdelmotor .Invirtiendoun30%extra($1200)enunaunidaddeeficienciapremium(2 .4%máseficiente)elcostodeoperaciónpodríareducirseenaproximadamente$1800poraño .Enelcasodeunmotorpequeñode3HPa10centavosporkilowatt-hora,elcostoanualdeoperaciónesalgomayorde$2300,ypagandoun40%extraporelmotorpodríareducirseelcostodeoperaciónen$140poraño .Enamboscasos,elcostoextradelmotorpuederecuperarseenpocosmesesmedianteelahorrodeenergía .Cuandounmotorfuncionacontinuamenteaplenacargaocercadelamisma,elcostoinicialdelmotoresusualmentebajoencomparaciónconsucostoanualdeoperación .

OTROS BENEFICIOSDebidoasusmenorespérdidas,losmotoresdeeficienciapremiumfuncionanatemperaturamásbajaquelosmotoresequivalentesdetipoestándar .Esto resultaenunavidamáslargadelaislamientoy dellubricante,yenmenostiempoimproductivo .Asimismo,porsudiseñoespecíficotienenlacapacidaddetolerarmayoresvariacionesdevoltajey,desernecesario,mayorestemperaturasambiente .Unbeneficioadicionalesque,algenerarsemenoscalorresidualenelespacioquerodeaalmotor,sereducenlasnecesidadesdeventilacióny/oacondicionamientodeairedeledificio .Estopuederesultarenahorrosadicionales .

RESUMENEnlaactualidad,loscostosdeenergíaeléctricasonaltosperoestables .Laconservaciónhareducidolanecesidaddeconstruirnuevasplantasgeneradorasyelpreciodeloscombustiblessemantuvorelativamenteconstante .Sinembargo,muchasplantasnuclearesestánllegandoalfinaldesuvidaútil .Amedidaquevayansiendoretiradasyquesucapacidaddebareemplazarse,loscostosdecapitaliránciertamenteaumentando .Porotraparte,alincrementarselademandadecombustiblesgaseosos,líquidosysólidos“limpios”,surespectivocostoserámásalto .Enconsecuencia,esimportanteaprovecharahoramismotodaoportunidadrazonabledeeconomizarenergía .Lautilizacióndemotoresdeinduccióntrifásicosdeeficienciapremiumesunaformafácilycosto-eficazdeconservarenergía .

FÓRMULAS DE COSTOS DE OPERACIÓNDE MOTORES

Kilowatt-Horas = HP** x .746 x Horas de Operación Eficiencia del Motor** HP con Carga Media (Puede ser menor que la potencia nominal

indicada en la placa de fábrica del motor)Constantes Útiles

Promedio de horas por mes = 730Horas por año = 8760Promedio de horas de oscuridad por año = 4000Promedio aproximado de horas por mes

(operación con turno único) = 200

Fórmula de los Ahorros Anuales

S = 0.746 x HP x C x N 1 _ 1 [ ES EPE ]

S = Dólares ahorrados por añoHP = Potencia requerida por la cargaC = Costo de la energía en dólares por kilowatt-horaN = Horas de funcionamiento anualesES = Eficiencia del motor estándar (decimal)EPE = Eficiencia del motor premium (decimal)

Fórmula General - Todas las Cargas

Kilowatt-Horas = (Watts x Horas de Operación) / 1000

Costo de Operación Aproximado* = Kilowatt-Horas x Costo Medio por Kilowatt-Hora

* No incluye las multas por factor de potencia o los cargos por demanda que podrían aplicarse en algunas zonas.

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MOTORES DE EFICIENCIA PREMIUM - (PREGUNTAS Y RESPUESTAS)

Pesealgranpotencialdeahorrodedineroyenergíaqueexistealutilizarmotoresdeeficienciapremium,essorprendentequemuchosusuariosnoesténespecificandoestetipodemotor .Algunasrazonesparaestoderivandeciertosmalentendidosacercadesusposibilidadesdeahorrarenergía .Lasiguienteinformaciónsepresentaenformadepreguntasyrespuestassobrealgunosmitoseinterrogantesrelacionadosconlosmotoresdeeficienciapremium .

Pregunta: ¿Puedoahorrardineroaúnsitengosólomotoresrelativamentepequeñosenmiplanta?Respuesta: Elahorropotencialenenergíadelospequeñosmotoresdeeficienciapremiumesenrealidad

porcentualmentemayorqueelahorroqueseobtieneconmotoresgrandes .Larazónesque,enlosmotorespequeños,ladiferenciaporcentualeneficienciaentreelmotorestándaryelmotordeeficienciapremiumesefectivamentemuchomayorquelacorrespondientealosmotoresgrandes .Porejemplo,ladiferenciaentreunmotordeeficienciapremiumde3HPyunmotorestándardeigualcapacidadpuedefácilmenteserde9omáspuntosporcentuales .Haciendosimilarcomparaciónentremotoresde100HP,ladiferenciaafavordelosmotoresdeeficienciapremiumsobrelosestándarpuedesersólodeun2% .

Pregunta: ¿Tienenmismotoresquetrabajaraplenacargaparalograrlosahorrosresultantesdeutilizarmotoresdeeficienciapremium?

Respuesta: Paraalcanzarunaeficienciaóptima,esusualmenteventajosoquelosmotorestrabajenamásdeun50%desucarganominal .Esdecirqueporlogeneralconvieneredimensionarelmotorenelprocesodemejoramientoaeficienciapremium .Sinembargo,aúnsiéstonosehaceyelmotortienecapacidadexcesiva,puedentodavíalograrseahorrossubstancialesalutilizarunmotordeeficienciapremium .Porejemplo,aun25%delacarganominal,ladiferenciaeneficienciaentreunmotorestándaryunmotordeeficienciapremium(de10HP)seríade89 .5%vs .92 .4% .Oseaqueelmotordeeficienciapremiumsiguesiendosubstancialmentemejorqueunmotorestándar,inclusoabajosnivelesdecarga .Enefecto,sepuedemejorarconsiderablementelaeficienciaaúnsinredimensionarlosmotores .

Pregunta: ¿Cuántomayoreselcostodelosmotoresdeeficienciapremium?Respuesta: Porlogeneral,losmotoresdeeficienciapremiumcuestan20a30%másquelosestándar,

dependiendodeltamañoylavelocidaddelmotor .

Pregunta: ¿Porquécuestanmáslosmotoresdeeficienciapremiumquelosmotoresestándar?Respuesta: Losmotoresdeeficienciapremiumsefabricanconmásymejoresmateriales .Porejemplo,el

materialdelasláminasesunacerodecalidadsuperiorymayorcosto .Asimismo,elrotoryelestatorsongeneralmentemáslargosenlosmotoresdeeficienciapremiumqueenlosmotoresestándar .Lasláminassonmásdelgadasencomparaciónconlasdelosmotoresdeeficienciaestándar;estosignificaquelosmotoresdeeficienciapremiumtienenmásláminas .Porotraparte,lasranurasdellaminadosonmayoresparapoderusarmáscobreenlosdevanados .Finalmente,losmotoresdeeficienciapremiumsefabricanenmenoreslotesdeproducción,loquetambiéntiendeaencarecerlos .

Pregunta: Silosmotoresdeeficienciapremiumpermitenahorrarmuchodinero,¿porquésuusonoestámásgeneralizado?

Respuesta: Estapreguntaesdifícilderesponder,peroprobablementetienequeverconelhechoquemuchagentebasasusdecisionesdecompraenelcostoinicialdelmotorenvezdeconsiderarsuscostosdeoperación .Asimismo,parecehaberciertoescepticismosobrelasafirmacionesdelosfabricantesencuantoaldesempeñodeestetipodemotores .Muchosusuariosqueparticipanactivamenteenotrosprogramasdeconservacióndeenergía,comolosrelacionadosconiluminación,aislamientos,etc .,hanignoradoelpotencialdeahorrodeenergíadelosmotoresdeeficienciapremium .

Pregunta: ¿Porquélosfabricantesdemotoresnohacenmásevidenteelhechodequesepuedeahorrar

dineroconestosmotores?Respuesta: Adiferenciadelaslámparas,quesevendendeacuerdoasuconsumoenwatts(entrada),los

motoreseléctricossevendenenbaseasupotenciaenHP(salida) .Porlotanto,lasdiferenciasenlaeficienciasonindicadasenformamenosnotableylagenteamenudolaspasaporalto .Porejemplo,esobvioquealcompraruntubofluorescentede34wattsparareemplazarunalámparade40wattsselograránciertosahorros .Peroesmenosobvioquealcomprarunmotorde5HPdeeficienciapremiumenvezdeunmotorestándarde5HPsevaaeconomizarenlacuentadeelectricidad .Asimismo,lascomplicacionesenelprocesodefacturacióndelaelectricidadencuantoaloscargospordemanda,cargosporenergía,ajustesporcostodecombustibleyposiblesmultasporfactordepotencia,creantalconfusiónquehacenpocoevidenteslosahorros-peroéstossíexisten .

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Pregunta: ¿Cómopuedoevaluarlosahorrosendineroporutilizarmotoresdeeficienciapremium?Respuesta: Pararealizarestaevaluaciónserequierentreselementos .Elprimeroyprincipal,eselcosto

medioporkilowatt-horadelaelectricidad .Laformamássimpleydirectaparacalcularloesdividirelcostoglobalenunafacturamensualdeelectricidadporeltotaldekilowatt-horasusado .Estonosdaelcostonetoporkilowatt-hora,queesgeneralmenteelcostomásapropiadoparaevaluarelequipoqueeconomizaenergía .Larazóndeelloesquelosequiposdiseñadosparamejoreficienciageneralmentevanareducirlademanda,loskilowatt-horasylosajustesporcostodecombustibleenigualproporción .Enconsecuencia,laformamásfácildehacerlaevaluaciónesusarelcostomedioporkilowatt-hora .ElsiguienteelementoeslacapacidadenHPdelmotorencuestión,yporúltimoelnúmerodehoraspormesoporañoenquevaaoperarestemotor .Usandoestostreselementosyladiferenciaeneficienciaentreambostiposdemotor,esfácilcalcularlosahorrosencosto .Lasfórmulasrespectivasseencuentranenlapágina74 .Sitienealgunaduda,puedeproporcionarnoslainformaciónnecesariayleharemosestoscálculos .

Pregunta: ¿Encuántotiemposepaganporsímismosestosmotores?Respuesta: Estoesimposibledecontestarsintenertodosloselementosindicadosenlapreguntaanterior,

peropuedeesperarsequelosmotoresqueoperan24horaspordíaaplenacargaocercadeellasepaguenporsímismosenmenosdedosaños .Ladiferenciaentreelcostodeunmotordeeficienciapremiumyeldeunmotorestándarpuederecuperarseenpocosmeses .Lociertoesque,sinimportarlosdetallesoperativosespecíficos,losmotoresdeeficienciapremiumsiemprevanaahorrardineroencomparaciónconlasunidadesdemenoreficienciaylosahorroscontinuaránmientraselmotorseencuentreenoperación;veinteatreintaaños,enmuchoscasos .Asimismo,alaumentarloscostosdelaenergía,losahorrosaumentaránproporcionalmente .Laviejaregla“pagueahoraopagueenelfuturo”,alaplicarseamotoresdeeficienciapremiumtienecomocorolario“pagueahoraunpocomásyahorrealgoahora,ymuchomásenelfuturo .”

Pregunta: ¿Ofreceotrasventajaselutilizarmotoresdeeficienciapremium?Respuesta: Sí;porsumejordiseñoylosmaterialesdemayorcalidadconqueselosconstruye,losmotores

deeficienciapremiumtiendenafuncionaramenorestemperaturasdeoperación,resultandoenunavidamásprolongadadeloslubricantes,loscojinetesyelaislamientodelmotor .Otraventajaesque,algenerarmenospérdidasymenoscalorenelespacioquerodeaalmotor,sereducenlasnecesidadesdeaireacondicionadoyventilación,loqueresultaenahorrosdeenergíaadicionales .

Pregunta: ¿Cuáleselmejormododeaprovecharelpotencialdeahorrosdelosmotoresdeeficienciapremium?

Respuesta: EspecifiquemotoresquecumplanconlosrequisitosdeeficienciaNEMAPremium®ennuevosequiposyparareemplazarunidadesquehanfallado .Cuandosepreparanespecificacionesgenerales,esprecisousarciertocriterio .Porejemplo,quizásnoseaprácticoespecificarmotoresdeeficienciapremiumenelcasodemotoresmonofásicos,depotenciafraccionariaydealgunasaplicacionesespecializadas,ocuandoelmotoresparteintegraldelequipo .Asimismo,elcostoextrapuedenojustificarseeninstalacionesdondeserequiereserviciopocofrecuentedelmotor;porejemploencompactadorasdedesechos,mezcladorasporlotesyotrosequiposquesólofuncionanduranteperíodosbrevesdetiempo .Quizástambiénseadifíciljustificarelcostoadicionaldeutilizarmotoresdeeficienciapremiumenequiposqueoperanenformaestacional,particularmentesilaestaciónescorta .

Enresumen:esimportanteaprovecharloantesposiblelaoportunidaddeutilizarmotoresdeeficienciapremium .Sitienepreguntasquenohayansidocubiertasenloexpuestoanteriormente,tengaabienconsultarnosylesdaremosrespuesta .

®

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AMPERIOS, WATTS, FACTOR DE POTENCIA Y EFICIENCIA ¿POR CUÁL DE ELLOS PAGA USTED REALMENTE?

INTRODUCCIÓNParecierahaberbastanteconfusiónentrelosusuariosdemotoreseléctricossobrelaimportanciarelativadelfactordepotencia,laeficienciayelamperaje,enloconcernientealcostodeoperación .Lasiguienteinformaciónpuedeayudaraponerestostérminosenunaperspectivacorrecta .Ariesgodetratarestosasuntosenordeninverso,quizásseaútilcomprenderqueenunacuentadeelectricidad,yaseacomercial,industrialoresidencial,launidadbásicademedidaeselkilowatt-hora .Estaesunamedidadelacantidaddeenergíasuministrada .Enmuchosaspectos,elkilowatt-horapuedecompararseconunatoneladadecarbón,unpiecúbicodegasnaturaloungalóndegasolina,encuantoaqueesunaunidadbásicadeenergía .Elkilowatt-horanoestádirectamenterelacionadoconlosamperios,yenningunapartedelacuentadeelectricidadpuedeencontrarseunareferenciaalosamperiosquesehanutilizado .Esdefundamentalimportancianotarestadistinción .Austedselefacturankilowatt-horas:ustednonecesariamentepagaporamperios .

FACTOR DE POTENCIALamayorconfusiónsurgeposiblementedelhechoque,ennuestratempranaeducaciónsobrelasciencias,nosenseñaronquelafórmulaparaloswattsesamperiosporvoltios .Estafórmula:watts=amperiosxvoltios,esperfectamenteciertaenloscircuitosdecorrientecontinua .TambiénesapropiadaparaalgunascargasdeCA,comolaslámparasincandescentes,loscalefactoresdecuarzo,loselementoscalentadoresdelascocinaseléctricas,yotrosequiposdenaturalezasimilar .Perocuandolascargastienenunacaracterísticallamadainductancia,lafórmuladeberáalterarseincluyendounnuevotérminollamadofactordepotencia .Porlotanto,lafórmulaparalascargasmonofásicasseconvierteen:watts=amperiosxvoltiosxfactordepotencia .Estenuevotérmino,elfactordepotencia,estásiempreinvolucradoenlasaplicacionesqueutilizanenergíadeCAydondeexistenelementosmagnéticosinductivosenelcircuito .Loselementosinductivossondispositivosmagnéticostalescomobobinasdesolenoide,devanadosdemotores,devanadosdetransformadores,reactoresdelámparasfluorescentesyequipossimilaresqueincluyencomponentesmagnéticosensusrespectivosdiseños .

Observandoelflujodeenergíaeléctricaenestetipodedispositivos,vemosquetieneesencialmentedoscomponentes .Unaparteesabsorbidayutilizadapararealizartrabajoútil .Estapartesedenominapotenciaactiva(oreal) .Lasegundaparte,literalmente,setomaapréstamodelaempresaeléctricayseusaparamagnetizarlaporciónmagnéticadelcircuito .DadalanaturalezareversibledelaenergíadeCA,estaenergíaprestadaesposteriormentedevueltaalaredeléctricaalinvertirseelciclodelacorrientealterna .Esteprocesodepréstamoydevoluciónocurrecontinuamente .Elfactordepotenciaesunamedidadelapotenciaactivaqueseusa,divididaporeltotaldelaenergía,tantolatomadaapréstamocomolautilizada .Elrangodevaloresdelfactordepotenciavadesdeceroa1 .0 .Sitodalaenergíasetomaapréstamoyesdevueltasinutilizar,elfactordepotenciaescero .Si,porelcontrario,todalaenergíaquesetomadelaredseutilizasindevolversenada,elfactordepotenciaes1 .0 .Enelcasodeloselementoscalentadoreseléctricos,laslámparasincandescentes,etc .,elfactordepotenciaes1 .0 .Enelcasodelosmotoreseléctricos,elfactordepotenciaesvariableycambiasegúnlamagnituddelacargaqueseaplicaalmotor .Así,unmotorqueestáfuncionandosobreunbancodetrabajosinquehayaunacargaaplicadaaleje,tendráunbajofactordepotencia(quizásde0 .1ó10%)mientrasqueunmotorquefuncionaaplenacarga,conectadoaunabombaoaunventilador,puedetenerunfactordepotenciarelativamentealto(quizásde0 .88ú88%) .Entreelpuntosincargayelpuntodeplenacarga,elfactordepotenciaaumentaconstantementeconlacargaenHPqueseaplicaalmotor .EstastendenciaspuedenverseenelgráficodedatosdeldesempeñodeunmotortípicoquemuestralaFigura1 .

EFICIENCIAConsideremosahoraunodeloselementosmáscríticospertinentesalcostodeoperacióndelmotor .Setratadelaeficiencia .Laeficienciaorendimientoeslamedidadecuánbienunmotoreléctricoconvierteentrabajoútillaenergíacomprada .Porejemplo,uncalentadoreléctrico,comoserelelementotérmicoenunacocinaeléctrica,convierteencalorel100%delaenergíasuministrada .Enotrosdispositivos,comolosmotores,notodalaenergíacompradaesconvertidaenenergíausable .Ciertapartedelamismasepierdeynoesrecuperableporqueeseliminadaenlaspérdidasresultantesdelaoperacióndeldispositivo .Enunmotoreléctrico,estaspérdidastípicassonlaspérdidasenelcobre,laspérdidasenelhierroylasllamadaspérdidasporfriccióny“efectodelviento”relacionadasconelgirodelrotoryloscojinetesylacirculacióndelairerefrigeranteatravésdelmotor .

Enunmotordealtaeficienciaenergética,laspérdidassereducenporqueseutilizamaterialdemayorcalidad,másmaterialyunmejordiseño,loquepermiteminimizarlosdiversoselementosquecontribuyenaproducirpérdidasenelmotor .Porejemplo,unmotorde10HPcondiseñoSuper-E®dealtaeficienciaenergéticapuedetenerunaeficienciaaplenacargade92 .4%,loquesignificaque,funcionandoaplenacarga(10HP),convierteentrabajoútilun92 .4%delaenergíaquerecibe .Unmotormenoseficientepodríatenerunaeficienciade82%,loqueindicaquesóloconvierteentrabajoútilun82%delaenergíarecibida .Engeneral,laeficienciadelosmotoresserárelativamenteconstanteentreel50%yel100%desucarganominal .

70

AMPERIOSPasamosahoraatratarlosamperios,querepresentanelflujodecorrienteeléctricaenelmotor .Esteflujoincluyetantolaenergíatomadaapréstamocomolaenergíautilizada .Abajosnivelesdecarga,laenergíatomadaapréstamoesunaltoporcentajedelaenergíatotal .Alaumentarlacargaenelmotor,laenergíatomadaapréstamoseconviertegradualmenteenunfactormenorylaenergíautilizadavaenaumento .Esdecirqueelfactordepotenciaseveincrementadoamedidaqueaumentalacargaenelmotor .Alcontinuaraumentandolacargamásalládel50%delacapacidadnominaldelmotor,elamperajeempiezaaincrementarseenunarelacióncasirectilínea .EstopuedeobservarseenlaFigura1 .

RESUMENLaFigura1muestraenformagráficavarioselementosimportantesquehemosdiscutido,comolaeficiencia,elfactordepotenciayloswatts,ensurelaciónconlapotenciaenHP .Elfactormássignificativodetodoselloscorrespondealoswattsrequeridosporelmotoradiversosnivelesdecarga,yaquesonloswattsquienesdeterminanelcostodeoperacióndelmotor,noelamperaje .Unusuarioconunfactordepotenciasumamentebajoenelsistemaeléctricototaldesuplantapuedeserpenalizadoporlacompañíaeléctricayaqueenefectoestátomandoapréstamounaaltaproporcióndelaenergía,sinpagarporella .Estetipodecargoadicionalquesecobraalusuariosedenominahabitualmentemultaporfactordepotencia .Engeneral,lasmultasotarifasporfactordepotenciasecobranalosgrandesusuariosindustrialesymuyraramenteausuariosdemenorconsumo,noimportacualseasurespectivofactordepotencia .Porotraparte,haydiversostiposdeusuariosdeenergía,comolosestablecimientoscomerciales,hospitalesyalgunasplantasindustriales,quetrabajaninherentementeconfactoresdepotenciamuyaltos .Enconsecuencia,elfactordepotenciadelospequeñosmotoresqueseañadanalsistemanotendránunefectosignificativoenelfactordepotenciatotaldelaplanta .Porestasrazones,podemoshacerlaafirmacióngeneralqueaumentandolaeficienciadelosmotoressereduciráelconsumodekilowatt-horasyelcostodelaenergíaparatodaslascategoríasdeusuariosdeenergía,noimportacualseasuestructuratarifariaosufactordepotenciaespecífico .Estetipodeafirmaciónnopuedehacerseenloqueconciernealfactordepotencia .

Desempeño típico - no son valores garantizados

PAR (LB-PIE)

PARES (LB-PIE)

PARES

PORCENTAJE DE LA SALIDA NOMINAL (15 HP)

Figura1

71

Thefollowingbasicequationsareusefulinunderstandingandcalculatingthefactorsthatdeterminetheoperatingcostsofmotorsandothertypesofelectricalequipment .

CÁLCULOS DEL COSTO DE OPERACIÓN

Kilowatt-Horas = HP** x .746 x Horas de Operación Eficiencia del Motor

**HPconCargaMedia(Puedesermenorquelapotencianominalindicadaenlaplacadefábricadelmotor)

GENERAL FORMULA ALL LOADS

Kilowatt-Horas = Watts x Horas de Operación 1000

CostoAproximadodeOperación*=Kilowatt-HorasxCostoMedio/Kilowatt-Hora

*Noincluyelasmultasporfactordepotenciaoloscargospordemandaquepodríanaplicarseenalgunaszonas .

CONSTANTES ÚTILES

PromediodeHorasporMes =730PromediodeHorasporAño =8760PromediodeHorasdeOscuridadporAño =4000PromedioAproximadodeHorasporMes(OperaciónconTurnoÚnico) =200

DATOS APROXIMADOS DE CARGA BASADOS EN LECTURAS DEL AMPERAJE

CONDICIONES1 . Elvoltajeaplicadodeberáestardentrodeun5%delvalor

nominalindicadoenlaplacadefábrica .

2 . Sedeberápoderdesconectarelmotordelacarga .

(QuitandolascorreasenVodesconectandounacoplamiento) .

3 . Elmotordeberáserde7-1/2HPomayor,yde3450,1725ó1140RPM .

4 . Elamperajedelíneaindicadodeberáserinferioralvalornominaldeplenacargaindicadoenlaplacadefábrica .

PROCEDIMIENTO1 . Midayregistreelamperajedelíneaconlacarga

conectadayenfuncionamiento .

2 . Desconecteelmotordelacarga .Midayregistreelamperajedelíneamientraselmotorestáfuncionandosincarga .

3 . Leayregistreelamperajeindicadoenlaplacadefábricadelmotorparaelvoltajequeseestáusando .

4 . Introduzcaenlasiguientefórmulalosvaloresregistradosyresuélvala .

% del HP NomiNal = (2xLLA)-NLA x100 (2xNPA)-NLA

Donde:LLA=AmperiosdeLíneaconCarga NLA=AmperiosdeLíneasinCarga (Motordesconectadodelacarga) NPA=AmperajeIndicadoenlaPlacadeFábrica (Paraelvoltajedeoperacióncorrespondiente)

FavordeObservar: Esteprocedimientodaráporlogeneralresultadosrazonablementecorrectoscuandolacargadelmotorestáenelrangode40a100%yresultadosmenoscorrectosparacargasmenoresdel40% .

PARAUNEJEMPLODEESTECÁLCULO, VEALAPÁGINASIGUIENTE

72

EJEMPLO:Unmotorde20HPqueaccionaunabombaestáfuncionandoa460voltiosytieneunamperajedelíneaconcargade16 .5 .Cuandosedesconectaelacoplamientoyelmotorfuncionasincarga,elamperajeesde9 .3 .Elamperajeindicadoenlaplacadefábricadelmotorpara460voltiosesde19 .4 .Porlotantotenemos: AmperiosdeLíneaconCarga LLA=16 .5 AmperiossinCarga NLA=9 .3 AmperiosIndicadosenlaPlacadeFábrica NPA=19 .4

(2 X 16.5) – 9.3 23.7 % delHPNominal = X 100 = X 100 = 80.3%

(2 X 19.4) – 9.3 29.5

Lacargaaproximadaenelmotoresligeramentesuperiora16HP .

73

CORRECCIÓN DEL FACTOR DE POTENCIA EN MOTORES DE INDUCCIÓN INDIVIDUALES

INTRODUCCIÓNEnalgunasocasionessenospidedimensionarcapacitoresparacorreccióndelfactordepotenciaconelfindemejorarelfactordepotenciadeunmotorindividual .Porlocomún,elniveldelfactordepotenciamejoradoquesesolicitaesdeun90oun95% .ElmétodoparacalcularelvalorapropiadodeKVAR(kilovolt-amperiosreactivos)delcapacitoressencillo,perocomonoloutilizamosfrecuentemente,convienetenerloporescrito .

PROCEDIMIENTOPrimeronecesitamosinformaciónsobrelaeficiencia(rendimiento)yelfactordepotenciaaplenacargadelmotor .ParalosmotoresBaldor,estosdatospuedenencontrarseenInternetenelsitiowebwww .baldor .com .Acontinuación,comolamayoríadelastablasdefactordepotenciaestándefinidasentérminosdeKilowatts,esnecesarioconvertirlasalidanominaldelmotoraKilowatts .ElprocedimientorespectivoestomarlacapacidadenHPdelmotorymultiplicarlaporlaconstantedeKWporHP(0 .746) .EstonosdarálosKWdeSalida .Luegohayquedividirestevalorporlaeficienciadelmotor(endecimales)paraobtenerlosKWdeEntradaaplenacarga .Acontinuación,sedebeconsultarlaTablaIdecorreccióndelfactordepotenciaentrandodesdelaizquierdaconelfactordepotenciaexistenteybajandodesdelapartesuperiorconelfactordepotenciadeseado .Enlainterseccióndeambasvariablesencontraremoselmultiplicadornecesario .

ElpasosiguienteesmultiplicarlosKilowattsdeEntradadelmotorporelmultiplicadorobtenidoenlaTablaIparaobtenerelvalorenKVARdecorreccióndelfactordepotenciaqueserequiere .Estevalorseredondeaparaadaptarloalacapacidadnominaldeloscapacitoresdecorreccióndelfactordepotenciadisponiblesenelmercado,segúnsemuestraenlaTabla2 .

Figura 1

Alimentación del Motor

ContactorInterruptor o Conmutador de Seguridad con Fusible

Arrancador del Motor

Prot. Sobrecarga Térmica

74

TABLA 1

FACTOR FACTOR DE POTENCIA DESEADO EN % ORIGINAL EN % 85 90 95

60 0.713 0.849 1.004 62 0.646 0.782 0.937 64 0.581 0.717 0.872 66 0.518 0.654 0.809 68 0.458 0.594 0.749 70 0.400 0.536 0.691 72 0.344 0.480 0.635 74 0.289 0.425 0.580 76 0.235 0.371 0.526 77 0.209 0.345 0.500 78 0.182 0.318 0.473 79 0.156 0.292 0.447 80 0.130 0.266 0.421 81 0.104 0.240 0.395 82 0.078 0.214 0.369 83 0.052 0.188 0.343 84 0.026 0.162 0.317 85 0.000 0.136 0.291 86 0.109 0.264 87 0.083 0.238 88 0.056 0.211 89 0.028 0.183 90 0.000 0.155 91 0.127 92 0.097 93 0.066 94 0.034 95 0.000

75

TABLA 2

CAPACIDAD NOMINAL DE CAPACITORES TRIFÁSICOS ESTÁNDARKVAR (KILOVOLT-AMPERIOS REACTIVOS)

1.0 20.0 70.0

1.5 22.5 75.0

2.0 25.0 80.0

2.5 27.5 85.0

3.0 30.0 90.0

4.0 32.5 100.0

5.0 35.0 120.0

6.0 37.5 140.0

7.5 40.0 150.0

8.0 42.5 160.0

9.0 45.0 180.0

10.0 50.0 200.0

11.0 52.5 225.0

12.5 55.0 250.0

15.0 60.0 300.0

17.5 65.0 350.0

EJEMPLO:

Parailustraresteprocedimientotenemoselsiguienteejemplo:

¿CuáleslacapacidadenKVARdeloscapacitoresparacorreccióndelfactordepotencianecesariosparamejorarelfactordepotenciadeunmotorde100HPCat .No .M2555T,hasta95%aplenacarga?

Paso 1: Ver los valores de eficiencia y factor de potencia existentes. Eficiencia = 94.1% Factor de Potencia = 85%

Paso2: ConvertirelvalordeHPaKilowattsdesalida .100HPx0 .746=74 .6KW

Paso3: ConvertirlosKilowattsdesalidaenKilowattsdeentradadividiéndolosporlaeficienciaaplena

carga .

74.6 = 79.3 KW de entrada .941

Paso4: BuscarenlaTabla1elmultiplicadornecesarioparaalcanzarelfactordepotenciacorregidode

95%quesedesea . Elmultiplicadores0 .291

Paso5:MultiplicarlosKWdeentradaporestemultiplicador . 79 .3x0 .291=23 .1KVAR

Esto determinaelvalordeKVARdelCapacitorqueserequiere .

Paso6:SeleccionarelvalormáscercanoenlaTabla2 . 22 .5KVAR

Seránecesarioasimismoespecificarelvoltajedelcapacitor .Enestecasoesde480voltios .

76

CORRECCIÓN DE LA CORRIENTEAmenudo,cuandosecorrigeelfactordepotenciaenunmotorindividual,loscapacitoressonconectadosentreelarrancadoryelmotorenlosterminalesdelmotor,segúnmuestralaFigura1 .Entalcaso,elefectodeestacorrecciónesreducirlacorrientequecirculaatravésdelarrancadoryelrelédesobrecarga .Comoloscalentadores[calefactores]desobrecargasonseleccionados(oajustados)enbasealacorrientedeplenacargadelmotor,éstoimplicaqueloselementosdesobrecarganoprotegeránadecuadamenteelmotoramenosquesereduzcalaampacidadenfuncióndelacorrientereducidaquevaacircularcomoresultadodelamejoraenelfactordepotencia .

Elmotorensíseguiráconsumiendolamismacantidaddeamperiosaplenacargaquelaqueconsumiríasinosehicieralacorreccióndelfactordepotencia .Peroloscapacitoresparacorreccióndelfactordepotenciavanasuministrarunapartedelacorrienteyelrestollegarádesdelalíneaeléctricaatravésdelarrancador .

Elnuevovalordelacorrientequepasaatravésdelosprotectoresdesobrecargasecalculamediantelasiguientefórmula:

Corrientenueva = Amperios (Nom.) a Plena Carga del Motor X Factor de Potencia Original Factor de Potencia Corregido

En el caso del motor de 100 HP de nuestro ejemplo, la capacidad de los calentadores, que normalmente se establecería en base a la corriente nominal del motor de 118 amperios, deberá ajustarse como sigue:

Corrientenueva = 118 X .85 = 118 X .895 = 105.6, o sea aproximadamente 106 amperios .95

RESUMENSerecomiendatomaralgunasprecauciones .Generalmenteconvienemás“subcorregir”que“sobrecorregir” .Siloscapacitoresseleccionadossondemasiadograndes,podríanocasionardiversosproblemas,incluyendoaltosparestransitoriosysobrevoltaje .Porlotanto,esusualmenterecomendablenotratardemejorarelfactordepotenciaamásdeun95% .Asimismo,elmejorarloenexcesodel95%porlogeneralresultaantieconómico .

Porfavor,tenerencuenta:Estetipodemejoradelfactordepotencianodeberáhacerseenaquelloscasosenqueelmotorestásiendocontroladoporundispositivodeestadosólidotalcomouncontroldearranquesuaveounaunidaddefrecuenciavariable .

77

FÓRMULAS PRÁCTICAS DE MOTORES Y ENERGÍA

Velocidad Sincrónica = 120 x F recuencia No. de Polos

Los polos pueden ser 2, 4, 6, 8, etc.

(Más del 95% de los motores que se comercializan son de 2, 4, ó 6 polos).

Potencia (HP) = Par x Velocidad Constante

La velocidad se expresa en RPM

El valor de la constante depende de las unidades que se usan para el par (torque).

Unidades del Par Valor de la Constante

Libra-Pies 5252 Libra-Pulgadas 63,025 Onza-Pulgadas 1,000,000

Potencia Requerida por las Bombas

Bombas Centrífugas

HP = Galones por Minuto x Altura de Bombeo en Pies 3960 x Eficiencia de la Bomba

Bombas Hidráulicas

HP = Galones por Minuto x Libras por Pulgada Cuadrada 1714 x Eficiencia de la Bomba

Ventiladores y Sopladores

HP = C F M x Presión (Pulgadas de Agua) 6356 x Eficiencia (Ventilador o Soplador)El rango normal de la eficiencia es del 50 al 75 por ciento.CFM es la abreviatura de “cubic feet per minute” o pies cúbicos por minuto.

Regla Práctica para Compresores de Aire 1 HP produce 4 CFM @ 100 PSIPSI es la abreviatura de “pounds per square inch” o libras por pulgada cuadrada.

78

AMPERIOS DE PLENA CARGA APROXIMADOS (MOTORES TRIFÁSICOS)

Amperios = HP x 1.2 x 460 Voltaje del Motor

Watts del Motor (a plena carga) = HP x 746 Eficiencia

Divide Watts by 1000 to get KW (Kilowatts)

CÁLCULO DEL COSTO DE OPERACIÓN

COSTO DE OPERACIÓN DE LOS MOTORES

Kilowatt-Horas = HP** x .746 x Horas de Operación Eficiencia del Motor (Decimal)

**HPconCargaPromedio(puedesermenorqueelvalornominaldeHPdelmotor)

FÓRMULA GENERAL - TODAS LAS CARGAS

Horas Promedio por Mes = 730Horas Promedio por Año = 8760Horas Promedio de Oscuridad por Año = 4000Horas Promedio Aproximadas por Mes = 200

(Operación con Turno Único)Costo de Operación Anual = Kilowatt-Horas Anuales x Costo por KW-Hora

Ejemplo:Un motor de 20 HP que trabaja a plena carga con eficiencia FL (a plena carga)

de 91.0% funciona durante 2500 horas al año en un lugar donde la energía cuesta 7.5 centavos por kilowatt-hora.

¿Cuál es el costo anual de operación?

Kilowatt-Horas Anuales = 20 x .746 x 2500 = 40,989 .910

Costo Anual de Operación = 40,989 x .075 = $3,074

79

CÁLCULOS DE LA POTENCIA PARA CAMBIOS DE VELOCIDAD

EN CARGAS DE PAR VARIABLE

(VENTILADORES, SOPLADORES Y BOMBAS CENTRÍFUGAS)

HP nuevo = HP original x Nueva Velocidad 3

( Velocidad Original )Ejemplo: HP Original = 7.5 Velocidad Original del Soplador = 900 RPM Nueva Velocidad del Soplador = 750 RPM Determinar la nueva potencia en HP

HP nuevo = 7.5 x 750 3 ó 7.5 x 750 x 750 x 750 = ( 900 ) 900 900 900

7.5 x .83 x .83 x .83 =

7.5 x .57 = 4.3 HP

Nota: La Energía Requerida para el Accionamiento (en Watts) aumenta y disminuye aproximadamente en la misma proporción que la potencia en HP.

80

81

CÓMO SELECCIONAR MOTORES

PARA SITIOS PELIGROSOSpor Edward Cowern, P.E.,

82

Cómo Seleccionar Motores para Sitios Peligrosospor EDWARDCOWERN,P .E .

Elhechodenoespecificarelmotorapropiadoparausarseenunsitiopeligroso,puedetenerseriasconsecuencias-pérdidadeproducción,grandesdañosalapropiedad,yhastapérdidadevidahumana .ParapoderseleccionarelmotorcorrectoesnecesarioentenderlasdesignacionesdeClase,GrupoyDivisióndeUnderwriters’Laboratories(UL)y delCódigoEléctricoNacional(NEC)ylasletrasdelcódigoT .

Enalgunosdepartamentosdeingenieríafabril,loscriteriosdeseleccióndemotoresparasitiospeligrososseconocensólodemanerasuperficial .Aveces,elencargadodeprepararlasespecificacionessedesligadelaresponsabilidad,confiandoenquealguien-quizáselfabricantedelmotor-seocuparádecompletarlosdatosquefaltan .Enotroscasosseespecificaelmismotipodemotorquesehausadoanteriormenteenlaplanta,confiandoenqueseadaptaráacualquiersituación .Peroesteenfoquepuedeaumentarsustancialmenteelcostodelproyecto,yenalgunasocasioneselmotorresultaráinadecuadoparalaaplicaciónespecífica .

Lossitiospeligrosossonambientesoperativosdondeexisten,oesprobablequepuedanpresentarse,polvosovaporesexplosivosoinflamables .Serequierenallímotoresespecialesparaasegurarqueunafallainternaenlosmismosnovayaaencenderlosvaporesoelpolvo .LosrequisitosparalasinstalacioneseléctricasensitiospeligrososestándetalladosenlosArtículos500,501,502,503,510,511,513,514,515y516delNationalElectricalCode(CódigoEléctricoNacional)oNEC .

Elartículo505,relativamentenuevo,representauncambiosustancialsobrelosrequisitostradicionalespara sitiospeligrosos,aproximandoelNECalosrequisitosalgomenosestrictosdeloscódigoseuropeosalclasificarlasáreasentreszonasdiferentes:0,1y2 .Comotienemásqueverconmétodosycomponentesdecableadoqueconmotores,noseráincluidoenlasiguientediscusión .Elmencionadoartículo505establecealgunosprincipios,perovaapasaralgúntiempoantesquelosfabricantesofrezcanproductosbasadosenlosnuevosrequisitos .Estambiéndeesperarquela“inerciadelhábito”demorelaimplementacióndeloscambioshaciaestosrequisitoszonalesunpocomásmoderados .Posiblementeloscambiosseránrealizadosprimeroporcompañíasmultinacionalescuyosingenierosesténmásfamiliarizadosconelsistemadezonasylosrespectivosequipos .

Eltérmino“apruebadeexplosión”amenudoseconsidera,erróneamente,aplicableacualquiermotorparasitiospeligrosos .Losmotoresapruebadeexplosiónsonúnicamenteaquellosaprobadospara sitiosClase1-estoes,dondeexistengases

ovaporespotencialmenteexplosivos .LosequiposClaseIestánconstruidosparacontenerdentrodesíunaexplosión,sinromperse .Luegodelaacumulacióninicialdepresiónduranteelencendido,elgascalienteesforzadoaenfriarseatravesandopasadizoslargosy estrechos(pasosdellamas)antesdeescapardelmotor .Latemperaturadelgasqueescapadelmotorseráentoncesinferioralatemperaturamínimadeencendido(MITo“minimumignitiontemperature”)delosgasesovaporesenlaatmósferaquecircundaalmotor .

Significado de las Designaciones de “Clase” del Motor-CadamotoraprobadoparasitiospeligrososllevaunaplacadeUnderwriters’Laboratoriesindicandoqueelmotorestáaprobadoparautilizarseendichossitios(verlailustración) .EstaplacaidentificaalmotorcomodiseñadoparaoperarensitiosClaseIoClaseII .Algunosmotorespuedenestaraprobadosparaambossitios:ClaseIyClaseII .Básicamente,laClaseidentificalascaracterísticasfísicasdelosmaterialespeligrosospresentesenelsitiodondeelmotorvaaserutilizado .LaClaseIcubregases,vaporesolíquidosquesonexplosivosoquepresentanriesgoscomomezclasinflamables .UnejemploconocidodematerialClaseIeslagasolina,queesexplosivacomovaporeinflamablecomolíquido .AlgunasdelassustanciasClaseImáscomunesestánlistadasenlaTabla1 .

LaClaseIIseocupadepolvos-específicamente,elpolvoencantidadsuficienteparacrearmezclasexplosivasylospolvosquesoneléctricamenteconductores .Unejemplonotabledepolvopeligrosoeslaharinadetrigo .Comomasacompacta,laharinasequemaoardelentamentesinllamas;perocuandoestáfinamentedistribuidaenelaire,esaltamenteexplosiva .LaClaseIIincluyetambiénlospolvosmetálicosynometálicosquesoneléctricamenteconductores,comoelmagnesioyelaluminioenpolvo,yelcarbónpulverizado .Lospolvosdealuminioy magnesiopuedenquemarseviolentamenteaunsinoestánenelaire;peroalestarsuspendidosenelaire,sonexplosivos .AlgunassustanciascomunesdelaClaseIIestánlistadasenlaTabla2 .

Todos los motores aprobados para uso en sitios peligrosos División 1 llevan una placa de Underwriters’ Laboratories. Además de los datos normales del motor como la potencia, la velocidad, el voltaje, el amperaje, la Letra de Código NEMA, etc., la placa muestra también la(s) Clase(s) y Grupo(s) específicos para los cuales el motor está aprobado. En este ejemplo, el motor está aprobado para Clase I Grupo D y Clase II Grupos F y G. Se indica asimismo el código T.

83

LossitiosClaseIIInormalmentenorequierenmotoresparasitiospeligrosos .ElespecificarunmotorparasitiospeligrososparalossitiosClaseIIIesunerrorcomún .Lasección503-6delCódigoEléctricoNacional(NEC)permiteutilizarmotorestotalmentecerradosenfriadosporventilador,onoventilados,enlossitiosClaseIII .Unmotortotalmentecerradopuedecomprarseamenorprecioqueunmotoraprobadoparasitiospeligrosos .LaSección503-6delNECpermitetambiénusarmotoresabiertosapruebadegoteoensitiosClaseIII,silosinspectoresapruebanelrespectivoprogramadecuidadoymantenimiento .LossitiosClaseIIIsonaquellosdondepuedenencontrarsefibrasyotrassustanciasvolantesfácilmenteinflamables .Estassustanciasseencuentranhabitualmenteenlasindustriastextil,delamaderaydelplástico .LosmaterialesClaseIIInoestánnormalmentesuspendidosenelaireporquesonalgopesadosyseasientanconrapidez .Son,sinembargo,muyinflamablesyporlotantocreancondicionespotencialmentepeligrosasalestarcercadelosequiposeléctricos .LaTabla3presentaunalistadesustanciascomunesdelaClaseIII .

Significado de las Designaciones de “Grupo” -DentrodelasClasesIyII,seasignandesignacionesdeGrupoalasdiversassustanciascombustiblesenbaseasucomportamientoluegodeencenderse .LasdesignacionesdelosGruposAhastaGestánordenadasenformadescendentedeacuerdoalrigordelosrequisitosdediseñodelmotor;losrequisitosparaelGrupoAexigenlospasosdellamasmáslargosylosajustesmásapretados .LosGruposAhastaDcorrespondenalaClaseIylosGruposE,FyGcorrespondenalaClaseII .LosmaterialesdelaClaseIIInoestánclasificadosporgrupo .Lagasolinayelacetilenoofrecenunailustracióndelconceptodegrupo .AmbassonsustanciasClaseI .ElacetilenoestádesignadocomosustanciaGrupoA,ylagasolinacorrespondealGrupoD .Latemperaturamínimadeencendido(MIT)delagasolinaautomotrizesde280°C(536°F),ligeramenteinferioralMITde305°C(581°F)delacetileno .Perocomolaexplosióndelacetilenoesmásintensaqueladelagasolina,elacetilenoestáagrupadomuyporencimadelagasolina .

AvecesseconsideraporerrorquelaClaseItrasciendealaClaseIIyqueunmotordeClaseIsatisfaceautomáticamentelosrequisitosdelaClaseII .PerolosmotoresClaseIestándiseñadosprincipalmenteparaconfinarlosefectosdeunaexplosióninterna .Eldiseñosebasaenelsupuestodeque,duranteunperíododetiempo,elprocesonormaldecalentamientoyenfriamientoharáqueelmotoraspirelaatmósferacircundante,ylaatmósferainteriordelmotoreventualmenteseráigualaladelambienteoperativo .Unafuturafallainternapodrá,porlotanto,causarunaexplosióndentrodelmotor .UnmotorClaseII,sinembargo,estádiseñadoparamantenerlatemperaturasuperficialdelmotoraunniveltalquelosmaterialesClaseIIenelambienteoperativodelmotornosecalentaránhastaalcanzarsuMIT .SielambienteoperativocontienesustanciasClaseIyClaseII,sedeberáespecificarunmotordeclasificacióndobleClaseI/ClaseII .Otroerrorcomúnespensarque,comoexistenlasdiversasClasesyGrupos,deberíanhaberproductos(motoresuotrosequipos)apropiadosparaoperarencadaunodelosrespectivosambientes .

Enrealidad,lasClasesyGruposseaplicanatodotipodeequipos,incluyendogabinetes,artefactosdeiluminación,elementosdecalentamiento,dispositivosparaeloperador,etc .Peroelhechodequeexistaunadefiniciónnoimplicaquelosequiposcorrespondientesalamismaseencuentrandisponibles .Enelcasodelosmotores,estoesparticularmenteciertoparalaClaseI,GruposAyB .Alparecer,elmercadodelosmotoresautilizarenestosambientesestanlimitadoylosdiseñossontandifíciles,quelamayoríadelosfabricantesnolosproducen .

TABLA 1, SUSTANCIAS Y ATMÓSFERAS CLASE 1

Temperatura Mínima Sustancia o Atmósfera de Encendido

Grupo Aacetileno 305˚ C (581˚ F)

Grupo Bbutadieno 420˚ C (788˚ F)óxido de etileno 570˚ C (1058˚ F)hidrógeno 500˚ C (932˚ F)

Grupo Cacetaldehído 175˚ C (347˚ F)ciclopropano 498˚ C (928˚ F)éter dietílico 180˚ C (356˚ F)etileno 450˚ C (842˚ F)isopreno 395˚ C (743˚ F)hidrazina dimetílica asimétrica (UDMH 1, 1- hidrazina dimetílica) (UDMH 1, 1-hidrazina dimetílica) 249˚ C (480˚ F)

Grupo Dacetona 465˚ C (869˚ F)acrilonitrilo 481˚ C (898˚ F)amoníaco 651˚ C (1204˚ F)benceno 498˚ C (928˚ F)butano 287˚ C (550˚ F)1-butanol (alcohol butílico) 343˚ C (650˚ F)

2-butanol (alcohol butílico secundario) 405˚ C (761˚ F)acetato n-butílico 425˚ C (797˚ F)acetato isobutílico 421˚ C (790˚ F)etano 472˚ C (882˚ F)etanol (alcohol etílico) 363˚ C (685˚ F)acetato etílico 426˚ C (800˚ F)

bicloruro de etileno 413˚ C (775˚ F)gasolina 280˚ C (536˚ F)heptano 204˚ C (399˚ F)hexano 225˚ C (437˚ F)metano (gas natural) 537˚ C (999˚ F)metanol (alcohol metílico) 464˚ C (867˚ F)

3-metilo-1-butanol (alcohol isoamílico) 350˚ C (662˚ F)cetona metil etílica 404˚ C (759˚ F)cetona metil isobutílica 448˚ C (840˚ F)2-metilo-1-propanol (alcohol isobutílico) 415˚ C (780˚ F)2-metilo-2-propanol (alcohol butílico terciario) 478˚ C (892˚ F)octano 206˚ C (403˚ F)

nafta de petróleo 288˚ C (550˚ F)1-pentanol (alcohol amílico) 300˚ C (572˚ F)propano 450˚ C (842˚ F)1-propanol (alcohol propílico) 412˚ C (775˚ F)2-propanol (alcohol isopropílico) 399˚ C (750˚ F)propileno 455˚ C (851˚ F)

estireno 490˚ C (914˚ F)acetato vinílico 402˚ C (756˚ F)cloruro vinílico 472˚ C (882˚ F)p-xileno 528˚ C (984˚ F)

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LosmotoresquesefabricanmáscomúnmenteparasitiospeligrososcorrespondenalaClaseIGrupoDyalaClaseIIGruposFyG .AlgunosfabricantespuedensuministrarmotoresparalosGruposCyE,peronormalmentelosconstruyenbajopedidoespecial .

TABLA II - SUSTANCIAS CLASE II

Grupo Definiciones Generales Ejemplos

E Polvos metálicos Polvos de aluminio, magnesio, sus aleaciones comerciales y otros metales de características peligrosas similares

F Polvos no metálicos Polvo de carbón eléctricamente conductores Carbón pulverizado

Coque pulverizado Carbón de leña pulverizado Negro de carbón y otras sustancias similares

G Polvos eléctricamente Polvo de granos no conductores Polvo de productos cereales

Azúcar pulverizado Almidón pulverizado Papa desecada en polvo Cacao pulverizado Especias pulverizadas Huevo desecado y leche en polvo Harina de madera Harina oleaginosa de frijoles y semillas Heno seco y otras sustancias que producen polvos combustibles al secarlas o manipularlas, y otras sustancias similares

TABLA III - SUSTANCIAS CLASE III (SIN GRUPOS ASIGNADOS)

Fibras o Sustancias Volantes Inflamables

Rayón Algodón

Aserrín Sisal

Henequén Pita

Yute Cáñamo

Estopa Fibradecacao

Malacuenda Capocenfardos

Musgoespañol VirutademaderaExcelsior

(yotrosmaterialesdenaturalezasimilar)

TABLA IV - CÓDIGOS T Y SUS TEMPERATURAS RELACIONADAS

Máximas temperaturas Número T superficiales del motor

°C °F

T1 450 842T2 300 572T2A 280 536T2B 260 500T2C 230 446T2D 215 419T3 200 392T3A 180 356T3B 165 329T3C 160 320T4 135 275T4A 120 248T5 100 212T6 85 185

Significado de “División”-LossitiospeligrososestántambiénclasificadoscomoDivisión1yDivisión2 .SusdistincionesestándefinidasendetalleenelArtículo500delNEC .Entérminossencillos,lossitiosdelaDivisión1sonaquellosdondeesprobablequehayansustanciasinflamablespresentesenformacontinuaointermitentedurantelasoperacionesnormales .EnlossitiosdelaDivisión2,losmaterialesinflamablessonmanejadosoalmacenadosdetalmaneraquelassustanciascombustiblespuedanescaparencasodederrame,accidenteofalladeunequipo .ParaunalistacompletadelosmaterialesClaseI,consultarlapublicaciónNFPA325-“GuidetoFireHazardPropertiesofFlammableLiquids,GasesandVolatileSolids”(GuíasobrelasPropiedadesdeRiesgodeIncendiodeSólidosVolátiles,GasesyLíquidosInflamables) .LasdistincionesdelasDivisionesserefierenprincipalmentealosprocedimientosdeinstalaciónrequeridosporelNEC .LosmotoresClaseIyClaseIIparasitiospeligrososnotienendesignacionesdeDivisión enlaetiquetadeUL .TodoslosmotoresClaseIyClaseIIestándiseñadosparacumplirconlosrequisitosdelaDivisión1,ysonporlotantoadecuadosparainstalaciónensitiosdeambasDivisiones:1y2 .

Códigos T de los Motores para Sitios Peligrosos-TodoslosmotoresfabricadosdespuésdeFebrerode1975llevanunadesignacióndecódigoT(Tabla4) .ElcódigoTidentificalamáximatemperaturaabsolutaquesedesarrollaráenlasuperficiedelmotorbajotodaslascondicionesdeoperación,incluyendolasobrecarga,hastaeincluyendolaquemaduradelmotor .LadesignacióndelcódigoTdeberácorrelacionarseconlaTemperaturaMínimadeEncendido(MIT)delassustanciasexistentesenelambienteoperativodelmotor .

Lapresenciadeacetonaogasolina,porejemplo,afectarálaseleccióndelmotor .TantolaacetonacomolagasolinasonmaterialesClaseI,GrupoD .LaacetonatieneunMITde465°C(869°F) .LaTablaIVindicaqueunmotorconclasificaciónT1(máximatemperaturasuperficialde450°C)seríaaceptablepara operarenunambienteconacetona .

Lagasolina,sinembargo,tieneunMITde280°C(536°F) .Paraoperarenunambientequecontengagasolina,deberáespecificarseunmotorconclasificaciónnoinferioraT2A,diseñadoparadesarrollarunatemperaturasuperficialquenoexcedalos280°C(Tabla4) .SibienloscódigosTylastemperaturasdeencendidoseasignanprudentementey sebasanenprocedimientosdepruebatipo“casomásdesfavorable”,serecomiendaaplicarunmargenextradeseguridadespecificandounmotorconclasificaciónTdeT2Bomásalta,diseñadoparadesarrollarunamáximatemperaturasuperficialde260°C(500°F) .

ParacumplirconalgunosdelosrequisitosdemenortemperaturadelCódigoT,esprecisousardispositivosdeprotecciónautomáticacontrasobrecargatérmica(enmotoresdepotenciafraccionaria)otermostatosnormalmentecerrados(NC)paraeldevanadoenmotoresmásgrandes(depotenciaintegral) .

Lostermostatosparaeldevanadosondispositivosdecontrolconcapacidadrelativamentebajadecorriente .Debenserconectadosalarrancadormagnéticodelmotorparahacerqueinterrumpalaalimentaciónalmotorcuandolatemperaturainternasehacedemasiadoalta .Sinosehacelaconexiónde“circuitodecontrol”necesaria,quedaráanuladalaclasificacióndeCódigoTqueindicalaplacadefábricadelmotor .

EnlosmotoresdiseñadosparausoenDivisón1,lostermostadosdeldevanadovanmontadosdentrodelpasodellamasdelacarcasa .EnlosmotoresparaDivisión 2,esetipodeconstrucciónnoseutiliza,porlotantolostermostatosyotrosaccesoriosdeberánserintrínsicamentesegurostalcomoseindicaenIEEE303“RecommendedPracticeforAuxiliaryDevicesforRotatingElectricalMachinesinClassI,Division2andZone2locations”(ProcedimientoRecomendadoparaDispositivosAuxiliaresenMáquinasEléctricasGiratoriasenSitiosClaseI,División 2yZona2) .

UsoconFuentedeAlimentaciónInversora-Contrariamentealosmotoresestándar,quepuedenusarsedirectamenteconControlesdeVelocidadAjustable,losmotoresqueseutilizanenlossitiosDivisión 1y2requierencertificaciónespecialymarcasqueindiquensuadecuabilidadparalaclasey grupoespecíficos,elrangodevelocidadysisondeparconstanteovariable .Lamayoríadelosfabricantesofreceunafamiliaespecíficademotoresapruebadeexplosiónparainversor,adecuadospara lossitiosDivisión1ó2 .LosmotoresestándaradecuadosparausoenlaDivisión2puedenindicar sucapacidaddevelocidadenlaplacadefábrica .Deberánutilizarsedispositivosauxiliaresintrínsicamenteseguros .

FuentesAdicionalesdeInformación-AdemásdelNEC,hayotrastrespublicacionesdelaNationalFireProtectionAssociation(NFPA)*(AsociaciónNacionaldeProteccióncontraIncendios)quesonútilesparaseleccionarelmotorapropiado .Lapublicación325deNFPA,mencionadapreviamente,cubrelaspropiedadesdelossólidosvolátiles,gasesylíquidospeligrosos,yofreceunalistamáscompletadesustanciaspeligrosasquelapresentadaenlaTablaI .NFPA497-“RecommendedPracticefortheClassificationofFlammableLiquids,Gases,orVaporsandofHazardous(Classified)LocationsforElectricalInstallationsinChemicalProcessAreas”(ProcedimientoRecomendadoparalaClasificacióndeVapores,GasesoLíquidosInflamablesydeSitios(Clasificados)PeligrososparaInstalacionesEléctricasenÁreasdeProcesamientoQuímico)ayudaaclasificarinstalacionesyáreas .NFPA499-“RecommendedPracticefortheClassificationofCombustibleDustsandofHazardous(Classified)LocationsforElectricalInstallationsinChemicalProcessAreas”(ProcedimientoRecomendadoparalaClasificacióndePolvosCombustiblesydeSitios(Clasificados)PeligrososparaInstalacionesEléctricasenÁreasdeProcesamientoQuímico)cubrelassustanciasClaseII .CadaunadeestaspublicacionesproporcionalosvaloresMITparalassustanciascubiertasenlasmismas .

Porotraparte,el representantedeserviciodecampodelacompañíaaseguradoradelaplantapuedeofrecerasesoramientosiexisteincertidumbresobreeltipodemotorqueserequiereparaunaaplicaciónespecíficaensitiospeligrosos .

*LaspublicacionesdeNFPApuedenobtenerseenlaNationalFireProtectionAssociation,1BatterymarchPark,P .O .Box9101,Quincy,MA02269-9101,U .S .A .

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MOTORES A PRUEBA DE EXPLOSIÓN EN ÁREAS DE LA DIVISIÓN 2Hemospodidocomprobarqueunodelosaspectosmásconfusossobrelosrequisitospara“apruebadeexplosión”correspondealaaplicacióndemotoresenáreasdelaDivisión2 .Paraponerlascosasenperspectiva:laDivisión1involucraáreasdondehaypresenciadegases,vapores,líquidosopolvospeligrososbuenapartedeltiempooinclusotodoeltiempo,bajocircunstanciasnormales .LasáreasdelaDivisión2sonaquellasdondelosmaterialespeligrosossóloaparecensiseproduceunderramamiento,unaccidente,pérdidadeventilaciónoalgunaotracondicióninusitada .AmbasdivisionessetratanenelArtículo500delCódigoEléctricoNacional(NEC) .

UnavezqueunáreahasidoidentificadayaseacomodeDivisión1oDivisión2,elCódigoEléctricoNacionalrequiereelusodedeterminadostiposdemotoresenesosambientes .LasáreasdelaDivisión1requierensiempremotoresparasitiospeligrosos(apruebadeexplosión)aprobadosparalaclaseyelgrupoquecorrespondenalasustanciapeligrosaespecíficaqueseencuentraenelárea .Porlotanto,losrequisitosparalaDivisión1exigenutilizarequiposapruebadeexplosión .Porlocontrario,siunáreahasidoclasificadacomoDivisión2,elCódigoEléctricoNacionalpermiteconfrecuenciausarmotorestotalmentecerrados(oinclusoabiertosapruebadegoteo)entantosecumplaconciertascondiciones .Básicamente,dichascondicionesimplicanlaausenciadesuperficiescalientesodepiezaschisporroteantesenelmotor .Porejemplo,laspiezasquechisporroteanpuedenserlasescobillas(comolasusadasenmotoresdeCC),losdispositivosdeconmutación(comolosconmutadorescentrífugosutilizadosenmuchosmotoresmonofásicos),lostermostatosoloselementosdesobrecargatérmicaqueseencuentrannormalmenteenmotoresconproteccióntérmica,oloscalentadoresquepodríanteneraltastemperaturassuperficiales .

Esencialmente,elcódigoindicaqueesmuyimprobableque,ensuoperaciónnormal,losmotoresdeinduccióntrifásicosquecarecendesuperficiesconaltatemperaturaodepiezasquechisporroteanvayanaencenderelambientecircundante .Porlotanto,selospuedeutilizarenáreasdelaDivisión2yaquelaposibilidaddequeocurraunafalladelmotor(queprovoquechisporroteo)almismotiempoqueseproduzcaunderramamientooaccidente,essumamenteremota .

Unaformadeevitarconflictosdeinterpretaciónsobreloquesenecesita,es“irseporloseguro”yusarmotoresparasitiospeligrosostantoparalaDivisión1comoparalaDivisión2 .Estaopciónesseguraperocara,ysehacemáscostosacuantomásgrandesseanlosmotoresautilizar .

UnasegundaopciónesusarmotorestrifásicosTEFC(totalmentecerradosenfriadosporventilador)oinclusomotoresODP(abiertosapruebadegoteo)quecumplanconlosrequisitosdelaDivisión2sobreausenciadepiezaschisporroteantesysuperficiescalientes .

EssiempreaconsejablequelosfabricantesdemaquinariasoloscontratistasquedeseenusardichosmotoresmenoscostososparacumplirconlosrequisitosdelaDivisión2,informenalrespectoasusclientesconanticipación .Talvezlamejormaneradehacerloseamedianteunanotificaciónporescritocomolasiguiente:

“Como sus especificaciones indican Clase * Grupo * , División 2, es nuestra intención suministrar motores de inducción trifásicos totalmente cerrados enfriados por ventilador que cumplan con el Párrafo __(1)__ del Código Eléctrico Nacional. Si usted no está de acuerdo, tenga a bien notificarnos sobre el particular lo antes posible.”

Utilizando una nota de este tipo para poner de manifiesto lo que se intenta hacer, es mucho menos probable que se produzcan futuras disputas sobre interpretación.

Si necesita aclarar algunos aspectos de estos requisitos, puede consultar en la respectiva sección del Código Eléctrico Nacional según la clase, el grupo y la división que corresponda.

* Llenar con las referencias pertinentes.

(1) Referencias del párrafo:

Para la Clase I ------- 501-8(b)

Para la Clase II ------- 502-8(b)

Cuando se utilizan motores en zonas de la División 2 con fuente de alimentación inversora, ver los comentarios al respecto en la página 97 de esta publicación.

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PARA ENTENDER LAS UNIDADES DE ACCIONAMIENTO DE CC

LosmotoresdeCCexistendesdehacecasi100años .Enefecto,losprimerosmotoreseléctricosfuerondiseñadosyconstruidosparaoperarconalimentacióndecorrientecontinua .Porcierto,losmotoresdeCAsonyseguiránsiendolosmotoresprimariosbásicosparalasnecesidadesdevelocidadfijaenlaindustria .Dadasusimplicidad,confiabilidadysolidez,losmotoresdeCAsonlaelecciónnaturalparalagranmayoríadelasaplicacionesdeaccionamientoindustrial .

Entonces,¿cuáleselrolquepodríancumplirenelfuturolasunidadesdeCCeneláreadelaccionamientoindustrial?

Pararesponderaello,esprecisoconsideraralgunasdelascaracterísticasbásicasqueofrecenlosmotoresdeCCysusrespectivoscontrolesdeestadosólido .

1 . Ampliorangodevelocidad .

2 . Buenaregulacióndevelocidad .

3 . Tamañocompactoypesoliviano(enrelaciónalavelocidadmecánicavariable) .

4 . Facilidaddecontrol .

5 . Bajomantenimiento .

6 . Bajocosto .ParacomprendercómolasunidadesdeaccionamientodeCCpuedenproporcionarestascaracterísticas,debemosanalizarlasenfuncióndelosdoselementosquecomponenelequipo .Estosdoselementosson,porsupuesto,elmotoryelcontrol .(El“control”puededenominarsemásprecisamente“regulador”) .

MOTORES DE CCLosmotoresbásicosdeCCqueseusanencasitodaslasunidadesdeaccionamientointegradastienenunacaracterísticadedesempeñomuysimple-elejegiraaunavelocidadcasidirectamenteproporcionalalvoltajeaplicadoalinducido .LaFigura1muestraunacurvatípicadevoltaje/velocidadparaunmotorreguladoporuncontrolde115voltios .Enlacurvadearribapodemosverque,aplicando9voltiosalinducido,estemotorvaaoperarenelPunto1,girandoaunos175RPM .Demanerasimilar,siseaplican45voltioselmotorvaaoperarenelPunto2delacurva,oseaa875RPM .Siseaplican90voltios,elmotoralcanzarásuplenavelocidadde1750RPMenelPunto3 .

Apartirdeesteejemplo,sepuedeafirmardemodogeneralquelosmotoresdeCCtienencaracterísticas“sincarga”quecorrespondencasiexactamentealoindicadoenlacurvadelaFigura1 .Sinembargo,aloperarconunvoltajeaplicadofijoperoconunacargadepar(torque)queaumentagradualmente,estosmotoresexhibenunacaídadevelocidad,comoindicalaFigura2 .

Estacaídadevelocidadesmuysimilaraloqueocurriríasielpedaldelaceleradordeunautomóvilfueramantenidoenposiciónfijamientraselvehículomarchaenterrenollano .Alsubirunapendientedondeserequiereunmayorparmotor,lavelocidaddelautovaadisminuirenfuncióndelainclinacióndelacolina .Enunasituaciónreal,elconductorresponderáapretandoelpedaldelaceleradorparacompensarlapérdidadevelocidadymantenerunavelocidadcasiconstantemientrassesubelapendiente .

EnlaunidaddeaccionamientodeCC,elcontrolutilizauntiposimilarde“compensación”paraayudaramantenerunavelocidadcasiconstantebajocondicionesdecarga(par)variable .

VOLTAJE DEL INDUCIDO

Figura 1

1750 (90 VOLTIOS)

VELOCIDADPAR NOMINAL

MOTOR IDEAL

CAÍDA DE VELOCIDAD

MOTOR REAL

PAR

Figura 2

HP % DE REGULACIÓN DEL MOTOR HP % DE REGULACIÓN DEL MOTOR

1/4 13.6 1.5 8.0

1/3 12.9 2 7.2

1/2 13.3 3 4.2

3/4 10.8 5 2.9

1 6.7 7.5 2.3

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LamedidadeestatendenciaadesacelerarsedenominaRegulación,ysecalculamediantelaecuaciónsiguiente: (Velocidad sin carga - Velocidad a plena carga)

% de Regulación = X 100 Velocidad sin carga

EnlasunidadesdeCC,laregulaciónseexpresageneralmentecomoporcentajedelavelocidadbasedelmotor .Sielcontrol(regulador)notuvieralacapacidadderesponderaloscambiosdecargadelmotorycompensarlos,laregulacióndeunmotortípicoseríaasí:

EsprecisoobservarotracaracterísticamuyimportantedelosmotoresdeCC .Elamperajedelinducidoescasidirectamenteproporcionalalpardesalida,noimportacualsealavelocidad .EstacaracterísticasemuestraenlaFigura3 .ElPunto1indicaqueserequiereunapequeñacantidadfijadecorrienteparahacergirarelmotor,auncuandonohayapardesalida .Estosedebealafriccióndeloscojinetes,alaspérdidaseléctricasenlosmaterialesdelmotoryalacargaimpuestaporelairealmotor(efectodelviento) .MásalládelPunto1yatravésdelosPuntos2y3,lacorrienteaumentaenproporcióndirectaalparrequeridopor lacarga .EnbasealodiscutidoanteriormenteyalaFigura3,sepuedehacerlaafirmacióngeneralqueenlosmotoresdeimánpermanente[PM]ylosmotorescondevanadoenderivación[shunt],elpardecargadeterminaelamperajedelinducido .Enresumen,puedenhacersedosafirmacionesgeneralessobreeldesempeñodelosmotoresdeCC .1 . LaVelocidaddelMotorestádeterminadaprincipalmenteporelVoltajedelInducidoAplicado .

2 . ElPardelMotorescontroladoporlaCorrientedelInducido(enamperios) .Paraentendereldesempeñototaldelaunidaddeaccionamiento,esnecesariocomprenderestosdosconceptosdelosmotoresdeCC .

REGULADORES (CONTROLES)Elcontrolrealizadosfuncionesbásicas:1 . RectificalaenergíadeCAconvirtiéndolaenCCparaelmotordeCC .

2 . ControlaelamperajeyelvoltajedesalidadeCCenrespuestaadiversasseñalesdecontrolyretroalimentación,regulandoasíeldesempeñodelmotor,tantoenvelocidadcomoenpar .

FUNCIÓN RECTIFICADORALafunciónbásicarectificadoradelcontrolesefectuadaporunacombinacióndesemiconductoresdepotencia(RectificadoresControladosdeSilicioyDiodos)queintegranelconjuntodel“puentedepotencia” .

FUNCIÓN REGULADORALafunciónreguladoraestáacargodeuncircuitoelectrónicorelativamentesencilloquemonitoreadiversasentradasysumaestasseñalesparaproducirloqueseconocecomouna“señaldeerror” .Estaseñaldeerroresprocesadaytransformadaenimpulsosprecisamentetemporizados(ráfagasdeenergíaeléctrica) .EstosimpulsossonaplicadosalaspuertasdelosSCRsenelpuentedepotencia,regulandoasílaenergíaalimentadaalmotordeCC .

Enmuchoscasosnoesnecesarioconocerlosdetalleselectrónicosdelregulador,peroparapoderapreciarlafunciónreguladoraconvieneentenderalgunasdelasseñalesdeentradarequeridasparaeldesempeñodelregulador,queseexhibendiagramáticamenteenlaFigura4 .ElflujodeenergíadeCAaCCesunprocesodirectorelativamentesencillo,dondelaenergíaesconvertidadeCAaCCporlaaccióndelosdispositivosdepotenciadeestadosólidoquecomponenelconjuntodelpuentedepotencia .Lasseñalesdeentradayderetroalimentacióndebenanalizarseenmásdetalle .

ENTRADA DEL PUNTO DE REFERENCIAEnlamayoríadelasunidadesdeaccionamientointegradas,estaseñalsederivadeunafuentedevoltajefijomuyreguladoqueseaplicaaunpotenciómetro .10voltiosconstituyeunareferenciamuycomún .

Elpotenciómetrotienelacapacidaddeadmitirelvoltajefijoydividirloreduciéndoloacualquiervalor,porejemplo,desde10acerovoltios,dependiendodesurespectivoajuste .Unaentradade10voltiosalreguladordesdeelcontroldeajustedevelocidad(potenciómetro)correspondealamáximavelocidaddelmotor,ycerovoltioscorrespondealavelocidadcero .Deformasimilar,sepuedeobtenercualquiervelocidadentreceroylamáximaajustandoelcontroldevelocidadalvalorapropiado .

INFORMACIÓN DE RETROALIMENTACIÓN DE VELOCIDADParapoder“cerrarelbucle”ycontrolarenformaprecisalavelocidaddelmotor,esnecesarioproporcionaralcontrolunaseñalderetroalimentaciónrelacionadaconlavelocidaddelmotor .Elmétodoestándarpararealizaréstoenuncontrolsencillo,consisteenmonitorearelvoltajedelinducidoyretroalimentarloalreguladorparaqueseacomparadoconlaseñaldeentradadel“puntodereferencia”(opuntodeconsigna) .

Al

AMPERIOS DEL INDUCIDO

PAR DE SALIDA (PULG.-LB.)

Figura 3

ENTRADA DE ENERGÍA CA

ENTRADA DEL PUNTO DE REFERENCIA

REGULADOR

SALIDA DE ENERGÍA CC (al motor)

CORRIENTE

VOLTAJE (Velocidad)

INFORMACIÓN DE RETROALIMENTACIÓN

Figura 490

hacerseelvoltajedelinducidoaltoenrelaciónalpuntodereferenciadefinidoporelajustedelpotenciómetrodevelocidad,sedetectaun“error”yelvoltajedesalidadelpuentedepotenciasereduceparaaminorarlavelocidaddelmotorhastadevolverlaalniveldel“puntodereferencia” .Enformasimilar,cuandocaeelvoltajedelinducidosedetectaunerrordepolaridadopuestayelvoltajedesalidadelcontrolaumentaautomáticamenteparatratarderestablecerlavelocidaddeseada .

El“SistemadeRetroalimentacióndeVoltajedelInducido”,queesestándarenlamayoríadelasunidadesdeaccionamientointegradas,generalmentesedenomina“UnidadReguladaporVoltaje” .Otrométodomásprecisodeobtenerlainformaciónderetroalimentacióndevelocidaddelmotor,sedenomina“RetroalimentaciónTacométrica” .Enestecaso,laseñalderetroalimentacióndevelocidadprovienedeuntacómetromontadoenelmotor .Lasalidadedichotacómetroestádirectamenterelacionadaconlavelocidaddelmotor .Elusodelaretroalimentacióntacométricaledaporlogeneralmejorescaracterísticasderegulaciónalaunidaddeaccionamiento .Lasunidadesqueutilizanretroalimentacióntacométricaseconocencomo“UnidadesReguladasporVelocidad” .Lamayoríadeloscontrolespuedensermodificadosparaadmitirseñalesprocedentesdeuntacómetroyoperarenelmododeretroalimentacióntacométrica .

Enalgunasnuevas“unidadesdigitales”dealtorendimiento,laretroalimentaciónpuedeprovenirdeuncodificadormontadoenelmotorqueretroalimentaimpulsosdevoltajeaunarapidezrelacionadaconlavelocidaddelmotor .Estas(cuentas)sonprocesadasdigitalmenteysecomparanconel“puntodereferencia”,generándoseseñalesdeerrorpararegularelvoltajedelinducidoylavelocidad .

RETROALIMENTACIÓN DE CORRIENTELasegundafuentedeinformaciónderetroalimentaciónseobtienemonitoreandolacorrientedelinducidodelmotor .Comosediscutierapreviamente,éstaesunaindicaciónprecisadelparrequeridoporlacarga .Laseñalderetroalimentacióndecorrienteseusacondosfines:1 . Comoretroalimentaciónpositivaparaeliminarlacaídadevelocidadqueseproducecuandoaumentala

cargadeparenelmotor .Elloselograhaciendoun pequeñoincrementocorrectivoenelvoltajedelinducidoalaumentarlacorrientedelinducido .

2 . Comoretroalimentaciónnegativaconuncontroldetipo“umbral”quelimitalacorrienteaundeterminadovalordemaneradeprotegeralossemiconductoresdepotenciacontraposiblesdaños .Haciendoaestafunciónajustable,selapuedeutilizarparacontrolarelparmáximoqueelmotorescapazdesuministraralacarga .

Laacciónlimitadoradecorrientedelamayoríadeloscontrolesesajustable,yselaconoceusualmentecomo“LímitedeCorriente”o“LímitedePar” .

Enresumen,elreguladorrealizadosfuncionesbásicas:1 . ConviertelaCorrienteAlternaenCorrienteContinua .

2 . RegulaelvoltajeylacorrientedelinducidoparacontrolarlavelocidadyelpardelmotordeCC .

AJUSTES TÍPICOS

Ademásdelosajustesexternosnormales,comoelpotenciómetrodevelocidad,haydiversosajustesinternosqueseutilizancomúnmenteenunidadespequeñasysencillasdeSCRdetipoanalógico .Algunosdeestosajustessonlossiguientes:• VelocidadMínima

VOLTAJE DE REFERENCIA REGULADO

ENTRADA DE REFERENCIA AJUSTABLE(CERO A 10 VOLTIOS)

Figura 5

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• VelocidadMáxima

• LímitedeCorriente(LímitedeParoTorque)

• CompensacióndeIR(Corriente-Resistencia)

• TiempodeAceleración

• TiempodeDesaceleraciónAcontinuacióndescribimoslasfuncionesquecumplenestosajustesasícomosuusotípico .

VELOCIDAD MÍNIMAEnlamayoríadeloscasos,alinstalarelcontrolsepuedegirarelpotenciómetrodevelocidadhastasupuntomásbajoyelvoltajedesalidadelcontrolcaeráacero,haciendopararelmotor .Haymuchassituacionesdondeéstonoesdeseable .Porejemplo,hayciertasmáquinasalasqueconvienemantenerfuncionandoaunavelocidadmínimayacelerarlashastaalcanzarsuvelocidaddeoperaciónsegúnseanecesario .Estambiénposiblequealgúnoperadorutiliceelpotenciómetrodevelocidadparahacerpararelmotorantesdetrabajarenlamáquina .Estopodríaresultarpeligroso,yaqueelmotorhasidodetenidoconsóloponeracerolaseñaldevoltajedeentrada .Mejorseríapararelmotorabriendoelcircuitoalmotorointerrumpiendolaalimentacióndelcontrolusandoelconmutadordeencendido/apagado .Siseajustalavelocidadmínimaaunniveldondeelmotorcontinúafuncionandoaunsielpotenciómetrodevelocidadestáensupuntomásbajo,eloperadordeberáapagarelcontrolparapoderpararelmotor-éstoleañadeciertaseguridadalsistema .Eltípicoajustedevelocidadmínimaesde0a30%delavelocidadbasedelmotor .

VELOCIDAD MÁXIMAElajustedevelocidadmáximaestablecelamásaltavelocidadalcanzableyaseaelevandolaseñaldeentradaasumáximonivelohaciendogirarelpotenciómetrohastasupuntomáximo .EnuntípicomotordeCC,porejemplo,lavelocidadnominalpodríaserde1750RPM,peroelcontrolpuedesercapazdehacerlofuncionara1850ó1900RPM .Avecespuedeserconvenientelimitarlavelocidaddelmotor(ydelamáquinaimpulsada)aunvaloralgomenorqueelmáximodisponible-elajustedevelocidadmáximapermitehacerlo .Poniendoelpotenciómetrointernoenunpuntomásbajo,selimitaelmáximovoltajedesalidadelcontrol .Estoasuvezlimitalamáximavelocidaddisponibleenelmotor .EncontrolestípicoscomoelBC140deBaldor,elrangodeajustedelavelocidadmáximaesde50a110%delavelocidadbasedelmotor .

LÍMITE DE CORRIENTEUnaexcelentecaracterísticadeloscontroleselectrónicosdevelocidadesquelacorrientequevaalmotoresmonitoreadaconstantementeporelcontrol .Comosemencionarapreviamente,lacorrienteconsumidaporelinducidodelmotordeCCestárelacionadaconelparrequeridoporlacarga .Alcontarcondichacapacidaddemonitoreo,elcontrolincluyetambiénunajustequepermitelimitarlacorrientedesalidaaunvalormáximo .

Estafunciónpuedeusarseparadefinirunpuntodeumbralqueharáqueelmotorsedetengaenvezdegenerarunamagnitudexcesivadepar .Lacombinaciónmotor/controltendráasílacapacidaddeevitarlosdañosquepodríanocurrirsisedispusieradevaloresmásaltosdepar .Estoesútilparamáquinasquepodríanatascarseopararsebruscamente .Puedetambiénutilizarsecuandoelcontrolimpulsaundispositivotalcomounabobinadora,dondeelparesmásimportantequelavelocidad .Enestecaso,ellímitedecorrienteestáfijadoylavelocidadaumentaodisminuyedemanerademantenerlatensióndelmaterialqueseestábobinando .Ellímitedecorrienteesnormalmentepredefinidoenlafábricaaun150%delacorrientenominaldelmotor .Estolepermitealmotorproducirsuficienteparparaelarranqueyaceleracióndelacarga,peroimpidequelacorriente(yelpar)excedanun150%desuvalornominalmientrasestáenfuncionamiento .Elrangotípicodeajusteesde0a200%delacorrientenominaldelmotor .

COMPENSACIÓN DE “IR”LacompensacióndeIR(corriente-resistencia)esunmétodoqueseusaparaelajustecompensatoriodelacaídaenlavelocidaddeunmotordebidaalaresistenciadelinducido .Comosemencionaraanteriormente,lacompensacióndeIResunaretroalimentaciónpositivaquehacequeelvoltajedesalidadelcontrolseeleveligeramentealincrementarselacorrientedesalida .Estoayudaaestabilizarlavelocidaddelmotordesdelacondicióndeausenciadecargaaladeplenacarga .Sielmotorseencuentraaccionandounacargadeparconstanteocasiconstante,esteajusteesporlogeneralinnecesario .Perosielmotorestáaccionandounacargaquerequiereunparampliamentefluctuante,ysilaregulacióndelavelocidadescrítica,lacompensacióndeIRpuedeajustarseparaestabilizarlavelocidaddesdelacondicióndecargaligeraaladeplenacarga .UnaprecauciónatenerencuentaesqueelajustedelacompensacióndeIRaunniveldemasiadoaltoresultaráenunacaracterísticadevelocidadcreciente .Estosignificaquealaplicarselacarga,elmotorseveráefectivamenteforzadoafuncionaramayorrapidez .Alocurrirésto,seincrementanelvoltajeylacorrientequevanalmotor,loqueaumentaaunmássuvelocidad .Siesteajustesedefineaunniveldemasiadoalto,seproduciráunacondicióndeoscilacióno“penduleo”inestable,loqueesinconveniente .

TIEMPO DE ACELERACIÓNElajustedelTiempodeAceleraciónrealizalafunciónqueindicasunombre-prolongaoacortaeltiempoquelellevaalmotorpasardelavelocidadcerohastalavelocidadquesehadefinido .Asimismo,regulaeltiempo

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quetomacambiarvelocidadesdesdeundeterminadopuntodeajuste(del50%,porejemplo)aotro(quepodríaserdel 100%) .EsdecirqueelajustedelTiempodeAceleraciónpermitemoderarlatasadeaceleracióndelaunidad .

Debemoshacerunpardeobservacionesimportantes .Sisehaestablecidountiempodeaceleracióndemasiadorápido,el“tiempodeaceleración”vaaseranuladoporellímitedecorriente .Laaceleraciónseproducirásóloalatasapermitidaporlacantidaddecorrientequeelcontrolhagallegaralmotor .Estambiénimportanteobservarqueenlamayorpartedeloscontrolespequeños,eltiempodeaceleraciónnoeslineal .Esto significaque,porejemplo,uncambiode50RPMpuedeproducirsemásrápidamentecuandoelmotorestáoperandoaunavelocidadbajaquesiestuvieracercadelavelocidadpredefinida .Sibienconvienesaberésto,porlogeneralnoesunfactorcríticoenlasaplicacionessimplesdondeseutilizanestaspequeñasunidadesdeaccionamiento .

TIEMPO DE DESACELERACIÓNEsteajustepermitedesacelerarlascargasduranteunperíodomásprolongadodetiempo .Porejemplo,sisedesconectalaalimentacióndelmotorylacargaparaen3segundos,elajustedelTiempodeDesaceleraciónpermitiráaumentardichotiempoy“desenergizar”lacargaduranteunperíodode4,5,6omássegundos .Nota:enunaunidaddeCCsimpleconvencional,esteajustenopermitiráacortareltiempodedesaceleraciónpordebajodel“tiempodeparadaporinercia” .

RESUMEN DE LOS AJUSTESLacapacidadderealizarestosseisajustesofrecemayorflexibilidadalastípicasunidadeseconómicasdeCC .Enlamayoríadeloscasos,losajustespredefinidosdefábricasonadecuadosynoesnecesariomodificarlos,peroenciertasaplicacionespuedeserconvenienteadaptarlascaracterísticasdelcontrolalautilizaciónespecífica .Muchosdeestosajustesestándisponiblestambiénenotrostiposdecontroles,comolasunidadesdefrecuenciavariable .

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ATENDIENDO LOS REQUISITOS DE 50 HERTZINTRODUCCIÓNAliraumentandolosfabricantesestadounidensessusexportacionesdeequiposapaísesconsistemaeléctricode50Hz,sepresentaelproblemadesuministrarmotoresquetrabajaráncon50Hzyvoltajesdiferentes .Afortunadamente,existenalgunasposibilidadesquepermitenmuchasvecesatenderestosrequisitossinnecesidaddeutilizardiseñosespeciales .

Laprimeraopcióndeberásiempreserelusodeunmotorde50Hzeninventario,apartirdelaampliavariedadofrecidaenelcatálogoactualNo .501deBaldor .Sisecuentaconelmotorbásicoperoesprecisohacerlealgunasmodificaciones,amenudosepuederecurriralprogramaModExpressparaobtenerexactamentelonecesario .Paraelcasoqueelmotorde50Hzrequeridonoestédisponibleeninventario,oquenoselopuedamodificardemaneradecumplirconlasespecificaciones,existenalgunasotrasalternativas .Parapoderdescribirdichasalternativas,debemosprimeroclasificarlasendosgruposprincipales:MotoresTrifásicosyMotoresMonofásicos .

MOTORES TRIFÁSICOSSiserequierenmotorestrifásicos,lasituaciónpuedeserbastantesencilla .Una“reglapráctica”degranutilidadeslasiguiente:

CuandolarelacióndeVoltiosaHertzsemantieneconstante,elmotorpuedeoperarseconlafrecuenciareducidayelvoltajereducido .

Bajoestascondiciones,elmotorproporcionaráelmismoparoperativoqueelqueproporcionaríaenlafrecuenciade60Hz .Esprecisorecordarestaestipulación-elmismopar .Elsiguienteejemplopuedeservirnosdeilustración .

Enunmotordeinducciónestándarde1HP,3fases,230/460voltios,60Hz,larelaciónes:460÷60=7 .66voltiosporHz .Enestecaso,elvoltajecorrespondientea50Hzseráde50x7 .66=383voltios .Porlotanto,unmotorestándarde60Hzpodríausarsea50Hzenvoltajesde190ó380 .Bajoestascondicionesdevoltajeyfrecuenciareducidos,podemosesperarqueelmotorgenerelamismacantidaddeparqueenunaaplicaciónnormalde60Hz .Enestecaso,elparseríade3libra-pies .

Porsupuesto,lavelocidaddelmotorserámenorquelaqueseobtendríaa60Hz .Engeneral,a50Hzsepuedeesperarunavelocidaddeaproximadamentecincosextosdelavelocidada60Hz .Porejemplo,cuandounmotorde1725RPMoperaenunsistemade50Hzsuvelocidadalcanzaríanormalmenteunos1425RPM .

¿Y QUE PASARÍA CON LA POTENCIA?Comolapotenciaencaballosdefuerzaeselproductodelavelocidadyelpar,lapotenciadesalidaa50Hzseríadecincosextos,ounpocomásdel80%,delaqueseobtendríaenunsistemade60Hz .Parasolucionaresteproblema,existendosenfoques .ElprimeroconsisteenseleccionarunmotorconlasiguientecapacidadmayorenHP .Enelejemploanterior,unmotorde1-1/2HPpodríacubrirmuybienelrequisitode1HPa50Hz .Enlamayoríadeloscasos,elcostodeadquirirunmotordelcaballajemayorsiguienteessustancialmentemenorqueelcostoendineroytiempodeordenarunmotordefabricaciónespecial .Estemétododereduccióndelacapacidadnominalessumamenteadecuadoyseguro,ypuedeutilizarseenprácticamentetodaslasaplicacionesqueinvolucranmotoresabiertosapruebadegoteoymotorestotalmentecerrados,asícomomotofrenos .Unmotorseleccionadodeestamanerapuedereetiquetarseconlanuevacombinacióndevoltaje,HP,velocidadyfrecuencia .

DadoslosdiseñosinherentementeconservadoresusadosenlosmotoresBaldorylastoleranciasnormalesdevoltaje,muchosdenuestrosmotoreseninventariopuedenutilizarseensistemasde200voltios,3fases,50Hzode400voltios,3fases,50Hz .Algunospuedentambiénusarseensistemasde415voltios,50Hz .Estastensionesde200,380,400y415voltiossonlasqueseencuentranmásfrecuentementeencombinacióncon50Hz .

Unsegundoenfoquepermiteatendermuchosdelosrequisitosde50Hzsinqueseanecesarioreducirlacapacidadnominal .EstoesunpocomáscomplicadoypuedenormalmenteconsiderarseenelcasodemotoresespecialesocuandoexistenrestriccionesespecíficaseneltamañodelacarcasaqueimpediríanpasaralacapacidadmayorsiguienteenHP .

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Esteenfoquerequierehaceralgunaspreguntasespecíficasytenerunrazonableconocimientodeltipodecargaquesevaaimpulsar .Lapreguntabásicaes:“¿Lamáquinaseráidénticaentodoslosaspectosasucontrapartede60Hz?” .Silarespuestaes“sí”,lasegundapreguntaes:“¿Permitiráquesumáquinafuncioneacincosextosdelavelocidadde60Hz,ocambiaráalgunoscomponentesdelatransmisióncomoengranajes,correas,poleas,etc .,paraaumentarlavelocidaddesalidahastaelnivelnormalqueelmotoralcanzaríasiestuvieraoperandoa60Hz?”Enestecaso,sielusuariovaacambiarcomponentesenlamáquinaparamantenerundesempeñocomoelquetendríabajo60Hz,sedeberáutilizarelenfoquedesobredimensionamientoquediscutimospreviamente .

Si,porotraparte,lamáquinaesidénticayelusuariovaaoperarlaacapacidadreducida,entonceselparrequeridoparaaccionarlaseránormalmenteigualoenalgunoscasosmenorqueelparqueserequierea60Hz .Sielparrequeridoesigualomenor,noseránecesarioreducirlacapacidadnominaldelmotoryaquelosrequisitosdelamáquinahandisminuidoyelmotorseguirásiendoperfectamenteadecuado .Asimismo,haymuchosmotoresBaldorquepuedenoperarsealapotencia(HP)nominalbajorequisitosde50Hzsinexcedersuincrementonominaldetemperatura .Porlotantoexisteunaterceraopción,peroimplicaestudiarendetallesiundeterminadomotorpodríautilizarseparaoperarbajolosrequisitosespecíficos .

OTROS VOLTAJESAdemásdelostresvoltajesmáscomunesenlossistemasde50Hzdescritosarriba,devezencuandoserequierenotros,porejemplo440voltios,50Hz .Aplicandolareglaprácticaalosmotoresnormalmentedisponibles,secompruebaqueestevoltajenopuedemanejarsemedianteprocesosnormalesdereduccióndecapacidad .Enestecasoseránecesariobobinarunmotorespecial,ounmotorexistentedeberáserrebobinadoenuntallerparaadaptarloaloqueserequiere .Enalgunoscasosesposibleutilizarmotoresde575voltios,60Hzparamanejartensionesde480voltios,50Hz,odehasta500voltios,50Hz .Sepuedeentoncesaplicarelprocedimientonormaldereduccióndecapacidadindicadoanteriormente .

MOTORES MONOFÁSICOSLosmotoresmonofásicospresentanunproblemasingular,yaqueserequierecumplircondoscondiciones:1 . Eldevanadodeberácorresponderalafrecuenciayelvoltajede50Hz .

2 . Elconmutadorcentrífugodearranquedeberáajustarseparaoperarenelmomentoprecisocuandoelmotoraceleradurantesuperíododearranque .

Lasatisfacciónsimultáneadeambascondicionesgeneralmenteimpideutilizarmotoresnormalesde60Hzensistemasmonofásicosde50Hz .Amenudosepuederebobinarunmotorexistentede60Hzyreemplazarelconmutadorcentrífugodearranqueconotroqueseaadecuadoparaoperara50Hz .Peroesteprocedimientoesbastantecostosoyllevatiempo .

ConlosmotoresBaldorexisteunasegundaopción,yaqueactualmenteseofreceunabuenaseleccióndemotoresmonofásicosde50Hzenelrangode1/3a5HP .Estosmotoresestándiseñadosespecíficamenteparaoperarensistemasde50Hzyaseaa110voltioso220voltios(losde5HP,en220voltiosúnicamente) .Setratademotoresdebaserígida,yaseaabiertosapruebadegoteoototalmentecerrados .ParalosrequisitosdeBridaC,seofrecenmotoresdeBridaCsinbase,de1425y2850RPM,enunrangodetamañosdesde1/3a2HP .SedisponedejuegosdeBridaCparaconvertirmotoreseninventariodemontajeestándaramontajetipoBridaC .Comolabaseestásoldada,noesposiblequitarlaparaobtenerunmotorsinbase,perolamayorpartedelosusuariosnoseopondráatenerunmotorconBridaCybaserígida,contaldedisponerdelequipobásico .

MOTORES A PRUEBA DE EXPLOSIÓNLosmotoresapruebadeexplosiónpresentanalgunosproblemassingulares .Básicamente,estosmotoresseajustanalasmismasreglasquesediscutieronpreviamente .PerodebidoalasregulacionesdeUL(UnderwritersLaboratory),muchosdeestosmotoresnopuedenserreetiquetadosparaotrosvoltajesofrecuencias .Larazónpara éstoderivadelosaspectosdeseguridaddelosdiseñosapruebadeexplosiónydelanecesidaddecoordinarlaproteccióncontrasobrecargatérmica .Porlotanto,losmotoresapruebadeexplosiónde50Hz,tantomonofásicoscomotrifásicos,quenoseencuentrendisponibleseninventariodeberánordenarsecomounidadesespeciales .MuchosmotorestrifásicosBaldorapruebadeexplosiónsesuministranconplacadefábricapara50/60Hz .

RESUMENUtilizandolastécnicasdescritas,esposibleatenderunmuyaltoporcentajedelosrequisitosnormalesdevoltajepara50Hz .Situvierapreguntassobreesteparticular,comuníqueseconnosotrosytrataremosdeayudarlo .

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UTILIZANDO MOTORES EN AMBIENTES HÚMEDOS O MOJADOS

Cuandounmotoreléctricoestáinstaladoenunáreahúmedaomojada,suvidaútilescasisiempremáscortaquesiestuvierainstaladoenunlugarseco .Peropodemosofreceralgunassugerenciasyprecaucionesquepuedenprolongarlavidadelmotorenestascondicionesquenosonlasideales .

MOTORES ABIERTOS A PRUEBA DE GOTEOEntérminosgenerales,losmotoresabiertosapruebadegoteonosonadecuadosparaambienteshúmedos .Sinembargo,enmuchoscasoslosfabricantesdeequiposutilizanmotoresabiertosapruebadegoteo(probablementedebidoasumenorcostoinicial)peseaqueunmotortotalmentecerradohubierasidounamejorselección,devidaútilmáslarga .Sisehainstaladounmotorabiertoapruebadegoteo,lassiguientesrecomendacionespuedencontribuiraprolongarlavidadedichomotor .

Enprimerlugar,elmotordeberáresguardarsecontraelimpactodirectodelalluvia,laniebla,lanieve,etc .Alprotegerunmotorcontraloselementos,deberácuidarsedenorestringirelflujodeairealmotoryentornoalmismo .Porlotantoesbuenaideacolocarunacoberturaderesguardosobreelmotor,entantodichacoberturaestébienventiladaocuenteconrejillasparaqueelairecalientenoquedeatrapadoensuinterior .

Asimismo,esimportantetenerencuentaquelosmotoresabiertosapruebadegoteoestánconstruidosparamontarseconunaorientaciónespecífica .Porejemplo,muchosmotoresabiertosapruebadegoteotienenrejillastipo“persiana”enlascubiertasparadesviarelaguaquecaesobreelmotor,evitandoasíquepenetreensuinterior .Estofuncionabien,exceptocuandoelmotorestámontadocontraunaparedoconlabasehaciaarriba(montajeeneltecho) .Enelcasodelmontajeeneltecho,lasrejillaspuedenactuarcomoembudodirigiendolalluvia,lanieveyotroselementoshacialosdevanados,loqueacortalavidaútildelmotor .Enestoscasos,lascubiertasdeberánrotarseubicandolasrejillasdemodotalquedesvíenlalluviaenlugardeconducirlahaciaelinteriordelmotor .

Elusodemotoresabiertosapruebadegoteoalairelibreoenáreashúmedasnoesloideal .Encasodefalla,elmotordeberíaserreemplazadoporotromásadecuadoparamontajeexterioroenambienteshúmedos .

MOTORES TOTALMENTE CERRADOS ENFRIADOS POR VENTILADORLosmotorestotalmentecerradosenfriadosporventiladorsonmásadaptablesalaintemperieyalasáreasdemuchahumedadysiselosutilizaconunpocodecuidadopuedenfuncionarmuybienallí .Lassiguientessugerenciasayudaránaprolongarlavidaútildeestetipodemotores .

Losmotorestotalmentecerradosenfriadosporventiladortienen“agujerosdedesagüe(odedrenaje)”enlaparteinferiordelascubiertas .Dichosagujerosoaccesoriosdedesagüesecolocanallíparavaciarlacondensaciónuotrasacumulacionesdehumedad .Aveceslosmotoresseinstalanenposicionesinusuales,porejemploconelejeenhorizontalperoconlabasemontadasobreunaparedvertical .Entalcaso,losagujerosdedesagüeestándesviadosen90gradosrespectoalaposicióncorrectaysólopuedencumplirsufuncióncuandoelmotorestállenodeaguahastalamitad,loqueporciertoesinaceptable .Cuandounmotorseusaráenposicióndiferentealanormal,lossoporteslateralesdeberánreubicarsedemodoquelosagujerosdedesagüequedenenlapartemásbajadelmotor .Estoesdeespecialimportanciaenaplicacionescomolascepilladorasdeloslavaderosdeautosysituacionessimilaresdondeelaguacaecontinuamentesobreelmotor .Enestoscasosesdeesperarquesiemprepenetrealgodeaguaalmotor .Paraprolongarlavidadelmotor,esesencialfacilitarlasalidadelagua .Sielmotorestámontadoenunánguloqueimpidereposicionaradecuadamentelosagujerosdedesagüe,elproblemapuedesolucionarsetaladrandoconcuidadounpequeñoorificioenelpuntomásbajodelmotor .Seráimprescindibledesconectarlaalimentacióndelmotoryevitarquelabrocaroceydañelosdevanadosoloscojinetesdelmotor .

Haymotorescomolos“WashdownDuty™”(lavable),“DirtyDuty®”(paratrabajoenlugaressucios)y“SevereDuty”(paraserviciosevero)deBaldorqueestándiseñadosyselladosparaimpedirlaentradadehumedad .Perosiendocasiimposibleevitarcompletamentelaentradadeagua,esmuyimportanteubicarlosagujerosdedesagüedemaneraqueelaguaqueentraalmotor,yaseaporimpactodirectooporintercambiodeairesaturadodehumedad,puedavaciarselibrementeenvezdeacumularse .

Otracausadelaentradadeaguaaunmotoreslacondensaciónresultantedelosciclosrepetidosdecalentamientoyenfriamiento .Porejemplo,alcalentarseelmotor,elaireensuinteriorseexpandeyempujahaciaafuera .Luego,cuandoelmotorseenfría,dichoairesecontraeypenetraairefrescocargadodehumedad .Amedidaqueestecicloserepiteunayotravez,puedenacumularsecantidadesconsiderablesdeagua .Siestasituaciónnoesdebidamenteatendida,vaaproducirlafalladelaislamiento .Porlotanto,estoindicaloimportantequeesubicarcorrectamentelosagujerosdedesagüeparaqueelaguapuedavaciarseantesquellegueaacumularseencantidadsuficienteparadañarelmotor .Enelcasodemotoresquefuncionanenformacontinua,elcalorgeneradoenelmotorporsuoperaciónnormalpuedemantenersecosalosdevanados .Perocuandoelmotorseutilizaconpocafrecuenciayestásujetoagrandesvariacionesdetemperatura,puedenemplearsedosmétodosparareducirlasusceptibilidadalasfallascausadasporlaacumulacióndehumedad .

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Elmétododeusomásgeneralizadoconsisteeninstalarcalentadoresenelmotor .Secolocancalentadoresdecartuchoodecintadegomasilicónicaenelinteriordelmotoryselosenciendecuandoelmismonoestáenfuncionamiento .Estotieneporobjetomantenerlatemperaturadentrodelmotoraproximadamentecincoadiezgradosmásaltaqueladelairecircundante,evitandoasílacondensaciónenelinteriordelmotorymanteniéndoloseco .Elmétododeloscalentadoresessimilaralusodelámparasdentrodelosroperosenclimashúmedosparaimpedirelenmohecimientoenropasyartículosdecuero .Cuandoseutilizancalentadoresinternos,selosinterconectaconelarrancadordelmotordemodoquesemantenganencendidoscuandoelmotornoestáfuncionandoyqueseapaguenalponerenmarchaelmotor .Elsegundométodoparalograrelmismoresultadoconsisteenaplicarunbajovoltajemonofásicoalosdevanadosdelmotortrifásicocuandoelmotorestáenreposo .Labajaenergíamonofásicaresultanteproducecalorenlosdevanadosyelrotor,eindirectamenteenelejeyloscojinetesdelmotor .Estesistemaesútilparaevitarlacondensaciónenlosmotoresqueseencuentranenreposo .Suaplicaciónesparticularmenteapropiadaengruposdemotoresidénticos,comolosqueseusanenlosaireadoresdelagunasdecontroldepolución .

SITIOS PELIGROSOSLosmotoresparasitiospeligrososoapruebadeexplosiónestánentrelosmásdifícilesdeprotegerenambienteshúmedosymojados .Ladificultadenprotegerestosmotoressedebeavariosfactores .Primero,dadoslosrequisitosdeldiseñoapruebadeexplosión,nopuedenutilizarseempaquetaduras .Similarmente,lasjuntasentrelascubiertasylacarcasayentrelacajadeconexionesylacarcasanopuedenempaquetarseosellarse .Esnecesarioqueexistacontactometalametalalolargodedichasjuntas .Estecontactometalametalproduceuncierreajustado,peronopuedehermetizarcompletamente .Asimismo,enlosdiseñosapruebadeexplosiónnoesposibleusaragujerosdedesagüenormales .Entonces,cuandoseusanmotoresapruebadeexplosiónenambienteshúmedos,lahumedadquepenetraenelmotorpuedeacumularseypermanecerallídurantetiempoprolongado .Algunosmotores,comolosmotoresapruebadeexplosiónBaldorparaClase1,GrupoDconfactordeservicio1 .15,utilizandispositivosdedrenajetiporespiradero .Estosrespiraderosdedrenajeespecialespermitenevacuarlahumedaddelmotoryalavezmantienenlaintegridaddesudiseñoapruebadeexplosión .Talcomoenelcasodelosotrosmotoresconagujerosdedesagüe,debeasegurarsequelosrespiraderosdedrenajeesténsiempreubicadosenlapartemásbajadelmotor .

Algunasdelasopcionesdisponiblesparacontrolarlahumedadenmotoresapruebadeexplosiónsonlasmismasquelasutilizadasenlosmotorestotalmentecerrados .Sepuedeninstalarcalentadoresenestosmotoresparamantenersutemperaturainternamáselevadaquelatemperaturaambienteduranteperíodosdeinactividad .Esteesunmétodoeficazparacontrolarlaacumulacióndecondensación .

Otraformadeprotegeralosmotoresapruebadeexplosión,especialmentesiestáninstaladosalairelibre,esresguardarloscontralalluvia .Talcomoenelcasodelosdemásmotores,elresguardodeberáhacersedemododeprotegeralmotorperoevitandorestringirelflujodeaireexternoalmotoryalrededordelmismo .

RESUMENLainstalacióndemotoresenambientesalairelibre,húmedosomojados,presentaalgunosproblemassingulares,perosiseseleccionabienelmotorysetomanciertasprecaucionesalinstalarlo,estassituacionespuedenporlogeneralafrontarseexitosamente,lográndoseunbuendesempeñodelmotorporlargotiempo .Laseleccióncorrectadelacajayotrascaracterísticasdelmotor,laubicacióncorrectadelosagujerosdedesagüey enalgunoscasoslautilizacióndesistemasodispositivosauxiliaresdecalentamientoparamantenerelmotortibiodurantesusperíodosdeinactividad,resultaránenunasolucióneficazqueprolongarálavidaútildelmotor .MotorescomolosWashdownDuty™ySevereDutydeBaldorestánespecíficamentediseñadosparaoperarencondicionesdifíciles,peroaunsiseutilizanestosproductosespecialesesprecisotenerencuentalasprecaucionesbásicassobrelaorientaciónadecuadadelosagujerosdedesagüe .

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NORTH CAROLINA GREENSBORO 1220 ROTHERWOOD ROAD GREENSBORO, NC 27406 PHONE: 336-272-6104 FAX: 336-273-6628

OHIO CINCINNATI 2929 CRESCENTVILLE ROAD WEST CHESTER, OH 45069 PHONE: 513-771-2600 FAX: 513-772-2219

CLEVELAND 8929 FREEWAY DRIVE MACEDONIA, OH 44056 PHONE: 330-468-4777 FAX: 330-468-4778

OKLAHOMA TULSA 7170 S. BRADEN, SUITE 140 TULSA, OK 74136 PHONE: 918-366-9320 FAX: 918-366-9338

OREGON PORTLAND 20393 SW AVERY COURT TUALATIN, OR 97062 PHONE: 503-691-9010 FAX: 503-691-9012

PENNSYLVANIA PHILADELPHIA 1035 THOMAS BUSCH MEMORIAL HIGHWAY PENNSAUKEN, NJ 08110 PHONE: 856-661-1442 FAX: 856-663-6363 PITTSBURGH 159 PROMINENCE DRIVE NEW KENSINGTON, PA 15068 PHONE: 724-889-0092 FAX: 724-889-0094

TENNESSEE MEMPHIS 4000 WINCHESTER ROAD MEMPHIS, TN 38118 PHONE: 901-365-2020 FAX: 901-365-3914

INDIANA INDIANAPOLIS 5525 W. MINNESOTA STREET INDIANAPOLIS, IN 46241 PHONE: 317-246-5100 FAX: 317-246-5110

IOWA DES MOINES 1800 DIXON STREET, SUITE C DES MOINES, IA 50316 PHONE: 515-263-6929 FAX: 515-263-6515

MARYLAND BALTIMORE 6660 SANTA BARBARA RD. SUITES 22-24 ELKRIDGE, MD 21075 PHONE: 410-579-2135 FAX: 410-579-2677

MASSACHUSETTS BOSTON 6 PULLMAN STREET WORCESTER, MA 01606 PHONE: 508-854-0708 FAX: 508-854-0291

MICHIGAN DETROIT 5993 PROGRESS DRIVE STERLING HEIGHTS, MI 48312 PHONE: 586-978-9800 FAX: 586-978-9969

MINNESOTA MINNEAPOLIS 21080 134TH AVENUE NORTH ROGERS, MN 55374 PHONE: 763-428-3633 FAX: 763-428-4551

MISSOURI ST LOUIS 422 INDUSTRIAL DRIVE MARYLAND HEIGHTS, MO 63043 PHONE: 314-298-1800 FAX: 314-298-7660

KANSAS CITY 1501 BEDFORD AVENUE NORTH KANSAS CITY, MO 64116 PHONE: 816-587-0272 FAX: 816-587-3735

TEXAS DALLAS 2920 114TH STREET SUITE 100 GRAND PRAIRIE, TX 75050 PHONE: 214-634-7271 FAX: 214-634-8874

HOUSTON 10355 W. LITTLE YORK ROAD SUITE 300 HOUSTON, TX 77041 PHONE: 281-977-6500 FAX: 281-977-6510

UTAH SALT LAKE CITY 2230 SOUTH MAIN STREET SALT LAKE CITY, UT 84115 PHONE: 801-832-0127 FAX: 801-832-8911

WISCONSIN MILWAUKEE 1960 SOUTH CALHOUN ROAD NEW BERLIN, WI 53151 PHONE: 262-784-5940 FAX: 262-784-1215

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