Esta sección contiene recomendaciones útiles para optimizar el consumo de energía en sus instalaciones
con motores eléctricos.
Alrededor del 70% del consumo de la energía eléctrica en la industria se debe al funcionamiento de los
motores eléctricos.
El ahorro comienza desde la selección apropiada de los motores y, después, cuando el motor y su carga
operan a su máxima eficiencia.
La guía contiene los siguientes temas:
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Eficiencia en un motor eléctrico
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Reparaciones del motor eléctrico
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Factor de potencia
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Motores eléctricos y su relación con la demanda eléctrica
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Ejemplo de área de oportunidad
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Recomendaciones generales
Eficiencia en un motor eléctrico
Qué es eficiencia:
La eficiencia es la medida de la capacidad de un motor eléctrico para convertir la potencia eléctrica que
toma de la línea en potencia mecánica útil.
Disminución de eficiencia:
No toda la energía eléctrica que un motor recibe, se convierte en energía mecánica. En el proceso de
conversión, se presentan pérdidas, por lo que la eficiencia nunca será del 100%. Si las condiciones de
operación de un motor son incorrectas o éste tiene algún desperfecto, la magnitud de las pérdidas, puede
superar con mucho las de diseño, con la consecuente disminución de la eficiencia.
Cálculo de eficiencia
El cálculo de eficiencia se hace con la relación de la potencia mecánica entre la potencia eléctrica
expresada en porcentaje.
Eficiencia = Potencia Mecanica / Potencia Eléctrica *100
Las unidades de potencia deben ser iguales.
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La potencia mecánica en caballos de potencia (CP o HP)
Equivalencias útiles para la conversión de unidades.
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1CP = 0.746 kW
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1kW= 1.34 CP
Ejemplo
Si un motor de 100 CP toma de la línea 87.76 kW tiene:
Potencia mecánica = 100x0.746
= 74.6 kW
Eficiencia = 74.6/87.76*100 = 85%
Pérdidas = 87.76 –74.6
= 13.16 kW
Entonces el motor convierte el 85% de su energía eléctrica en mecánica y pierde el 15% en el proceso de
conversión. En términos prácticos, se consume (y se paga) la energía utilizada para hacer funcionar al
motor.
Reducción de pérdidas
Para reducir las pérdidas sustituya los motores por motores más eficientes.
Ejemplo:
Sustitución del motor anterior por uno con eficiencia del 90%.
Cálculo de PA:
Para calcular la potencia ahorrada (PA) aplique la ecuación:
PA (kW) = 0.746 * CP (100/E1 - 100/E2)
Donde:
0.746 = Factor de conversión de CP a kW
CP = Caballos de potencia
E
1 = Motor con menor eficienciaE2 = Motor con mayor eficiencia
Ejemplo
Suponga que los dos motores trabajaran 3000 horas al año. Esto es:
•
12 horas diarias.
•
5 días de la semana
•
50 semanas por año
La energía ahorrada anualmente equivale a:
PA = 0.746 *100(100/85 - 100/90)Kw = 4.87Kw
(disminución de potencia)
3000 horas x 4.87 = 4,610 kWh
Ejercicio
Multiplique estos kWh por el costo de la tarifa que corresponda al servicio que usted tenga, para obtener
el ahorro monetario por utilizar el motor de mayor eficiencia.
Qué tomar en cuenta
Los incrementos en el costo de los energéticos a nivel mundial, han orientado a los fabricantes de
motores a construir, principalmente, motores de alta eficiencia, con rendimientos de hasta 96% y cuyo
costo adicional sobre los convencionales se puede pagar rápidamente con los ahorros que se tienen en
el consumo.
Vale la pena considerar su utilización.
Reparaciones de un motor eléctrico
Reparación inadecuada
Un motor mal reparado gastará más energía que antes. Esto ocasiona incremento en pérdidas, y en
motores de corriente alterna, la reducción del factor de potencia. Es decir, disminuye su eficiencia.
Ejemplo
Un motor que sufrió un desperfecto en su devanado hay que rebobinarlo: disminuirá su eficiencia, si
durante el proceso de reparación se presenta:
•
Calentamiento desmedido del hierro al quitar el devanado.
•
Daños en las ranuras al quitar el devanado dañado y montar el nuevo
•
Diferente calidad y calibre del alambre
•
Diferente número de vueltas
•
Daños a los cojinetes y mal alineamiento• Mayor tiempo de secado final
Recomendaciones
Considere en la reparación de un motor:
•
El procedimiento Para quitar el devanado dañado
•
Personal calificado
•
Alta calidad en los materiales
También ponga especial atención a las partes mecánicas:
•
Eje
•
Cojinetes ó rodamientos
•
Sistema de ventilación o enfriamiento.
Los desperfectos mecánicos, con frecuencia, ocasionan los daños en los devanados. Cuando los daños
sean mayores, será más económico sustituir un motor que componerlo. Evalúe técnica y
económicamente la posibilidad de hacerlo y si lo decide, utilice motores de alta eficiencia.
Factor de potencia
Tipos de cargas en circuitos eléctricos
En términos generales, se distinguen cuatro tipos de cargas eléctricas al conectar un equipo a una red
por la que circula corriente eléctrica expresada en amperes (A) y voltaje expresado en volts (V).
Los tipos de cargas eléctricas son:
•
Cargas resistivas
•
Cargas inductivas
•
Cargas capacitivas
•
Cargas combinadas
Cargas resistivas
Las cargas resistivas corresponden a una resistencia eléctrica designada con la letra R y expresada en
ohms (
Ω).
Las cargas resistivas pueden encontrarse en equipos como:
•
Lámparas incandescentes
•
Hornos
•
Platinas de prensas
La energía eléctrica que requieren estos equipos para funcionar es transformada en energía lumínica o
calorífica, en cuyo caso el valor del factor de potencia es de 1.0.
