Download El Motor EC aplicado a ventilación.

ventiladores EC
eficientes, programables, inteligentes
México DF, Julio 1o. 2008
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Energía: situación mundial
Consumo de energía.
• El concepto de "crisis energética" aparece cuando las fuentes de energía de las
que se abastece la sociedad tienden a agotarse. En un modelo económico como
el actual, cuyo funcionamiento se hizo dependiente de un continuo crecimiento,
se exige también una demanda igualmente creciente de energía.
• Puesto que las fuentes de energía fósil y nuclear son finitas, es inevitable que en
un determinado momento la demanda no pueda ser abastecida y todo el sistema
colapse, salvo que antes de que esto suceda, se descubran y desarrollen otros
nuevos métodos para obtener dicha energía.
• Una directriz que se ha manejado desde hace tiempo sobretodo en los países de
la CE, respecto al uso y aprovechamiento de la energía, es el referente a la
implementación de dos métodos combinados: El uso eficiente y consciente,
consciente
disminución (o no uso) de la misma y estrategias para implementar el uso de una
o varias fuentes alternativas de energía a nivel local.
Energía: situación mundial
Fuentes de energía alternativas:
•
En la actualidad se siguen buscando soluciones para resolver esta crisis de energía
inminente. Las energías renovables en las que mas se trabaja actualmente son:
> La energía eólica que es la energía cinética o de movimiento que contiene el viento, y que se
capta por medio de aerogeneradores o molinos de viento.
Energía: situación mundial
Fuentes de energía alternativas:
•
En la actualidad se siguen buscando soluciones para resolver esta crisis de energía
inminente. Las energías renovables en las que mas se trabaja actualmente son:
> La energía eólica que es la energía cinética o de movimiento que contiene el viento, y que se
capta por medio de aerogeneradores o molinos de viento.
> La energía hidráulica, consistente en la captación de la energía potencial de los saltos de
agua, y que se realiza en centrales hidroeléctricas de varios tipos.
Energía: situación mundial
Fuentes de energía alternativas:
•
En la actualidad se siguen buscando soluciones para resolver esta crisis de energía
inminente. Las energías renovables en las que mas se trabaja actualmente son:
> La energía eólica que es la energía cinética o de movimiento que contiene el viento, y que se
capta por medio de aerogeneradores o molinos de viento.
> La energía hidráulica, consistente en la captación de la energía potencial de los saltos de
agua, y que se realiza en centrales hidroeléctricas de varios tipos.
> La energía oceánica o mareomotriz, que se obtiene o bien de las mareas (de forma análoga a
la hidroeléctrica), o bien a través de la energía de las olas.
Energía: situación mundial
Fuentes de energía alternativas:
•
En la actualidad se siguen buscando soluciones para resolver esta crisis de energía
inminente. Las energías renovables en las que mas se trabaja actualmente son:
> La energía eólica que es la energía cinética o de movimiento que contiene el viento, y que se
capta por medio de aerogeneradores o molinos de viento.
> La energía hidráulica, consistente en la captación de la energía potencial de los saltos de
agua, y que se realiza en centrales hidroeléctricas de varios tipos.
> La energía oceánica o mareomotriz, que se obtiene o bien de las mareas (de forma análoga a
la hidroeléctrica), o bien a través de la energía de las olas.
> La energía solar recolectada de forma directa en forma de calor a alta temperatura en centrales
solares de distintos tipos, o a baja temperatura mediante paneles térmicos domésticos, o bien
en forma de electricidad mediante el efecto fotoeléctrico mediante paneles foto voltaicos.
Energía: situación mundial
Fuentes de energía alternativas:
•
En la actualidad se siguen buscando soluciones para resolver esta crisis de energía
inminente. Las energías renovables en las que mas se trabaja actualmente son:
> La energía eólica que es la energía cinética o de movimiento que contiene el viento, y que se
capta por medio de aerogeneradores o molinos de viento.
> La energía hidráulica, consistente en la captación de la energía potencial de los saltos de
agua, y que se realiza en centrales hidroeléctricas de varios tipos.
> La energía oceánica o mareomotriz, que se obtiene o bien de las mareas (de forma análoga a
la hidroeléctrica), o bien a través de la energía de las olas.
> La energía solar recolectada de forma directa en forma de calor a alta temperatura en centrales
solares de distintos tipos, o a baja temperatura mediante paneles térmicos domésticos, o bien
en forma de electricidad mediante el efecto fotoeléctrico mediante paneles foto voltaicos.
> La energía geotérmica producida al aprovechar el calor del subsuelo en las zonas donde ello
es posible.
Energía: situación mundial
Fuentes de energía alternativas:
•
En la actualidad se siguen buscando soluciones para resolver esta crisis de energía
inminente. Las energías renovables en las que mas se trabaja actualmente son:
> La energía eólica que es la energía cinética o de movimiento que contiene el viento, y que se
capta por medio de aerogeneradores o molinos de viento.
> La energía hidráulica, consistente en la captación de la energía potencial de los saltos de
agua, y que se realiza en centrales hidroeléctricas de varios tipos.
> La energía oceánica o mareomotriz, que se obtiene o bien de las mareas (de forma análoga a
la hidroeléctrica), o bien a través de la energía de las olas.
> La energía solar recolectada de forma directa en forma de calor a alta temperatura en centrales
solares de distintos tipos, o a baja temperatura mediante paneles térmicos domésticos, o bien
en forma de electricidad mediante el efecto fotoeléctrico mediante paneles foto voltaicos.
> La energía geotérmica producida al aprovechar el calor del subsuelo en las zonas donde ello
es posible.
> La biomasa por descomposición de residuos orgánicos o bien por su quema directa como
combustible.
Energía: situación mundial
Consumo:
Principales consumidores
Energía: situación mundial
Pronostico:
Principales consumidores, pronostico
Energía: situación mundial
Datos:
> El constante aumento de la demanda del consumo de energía a nivel mundial no
cambiara su tendencia a la alza, en parte debido al mismo calentamiento global
generado por combustibles fósiles.
> No obstante los esfuerzos de los gobiernos y particulares, las fuentes de energía
alternativa representan un 2% del nivel total de energía producida actualmente.
> El uso de fuentes no renovables de energía seguirá siendo el método preferido
para la generación de energía eléctrica y mecánica en tanto se desarrollan y se
hacen accesibles mas fuentes de energía alternativas.
> El costo de producción de energía usando las fuentes actuales, seguirá
incrementándose en tanto se incremente el precio de los combustibles fósiles.
> En la CE la meta es del 20% para el año 2020, actualmente el promedio es del 5%.
> En Estados Unidos se hacen esfuerzos pero esto se ve mas desde el punto de vista
factibilidad de la inversión. Solo se han dado pasos serios en California. El resto del
país esta tomando medidas o considerando las posibilidades.
Energía: situación local.
Datos:
> En América latina la meta es generar 10% del total del consumo en fuentes de
energía alternativa para el 2010. En México y en toda Latinoamérica, estamos
muy lejos de esa meta, sobre todo después de que en el sexenio pasado se
inauguraron 4 plantas termoeléctricas que usan petróleo como combustible. Este
sexenio se vislumbra igual o peor en este sentido.
> En América Latina la energía generada por fuentes alternas NO llega ni al 1% del
total.
> En México el porcentaje de energía que proviene de fuentes alternas es de 0.004
del total del consumo.
> En Venezuela, Chile, Argentina, Ecuador, Perú y Colombia el porcentaje es tan
bajo que no figura en las estadísticas. En estos y en los demás países de
Latinoamérica hay proyectos locales solamente.
Energía.
Consciencia humana
> “La humanidad utiliza en un día la misma cantidad de fuentes fósiles
que le tomó a la naturaleza cerca de un millón de años producirlas”
> “Los combustibles fósiles (petróleo, carbón y gas)
liberan dióxido de carbono y otros gases de efecto
invernadero, que la ciencia vincula con el
recalentamiento del clima”
> “La estrategia mundial de desarrollo sostenible
menciona que: 1) Los combustibles fósiles se
agotaran este siglo 21, 2) Se debe abandonar la idea
de generación por medios fósiles y/o nucleares, 3)
Evitar grandes infraestructuras de generación y 4)
Disminución del consumo, mediante el uso de
dispositivos mas eficientes.
¾ Así que por ahora, para un ciudadano y/o empresa común la única opción, es el
ahorro de energía haciendo eficientes los equipos que usa.
Energía y ecología.
Creando consciencia ecológica, sugerencias mínimas al alcance.
> Todos pertenecemos a este planeta y todos podemos ayudar un poco.
> No debemos dejarle la solución a los políticos (no va a pasar nada por los
intereses creados), debemos y podemos empezar a cuidar nuestro plantea
ahora mismo, tomando la responsabilidad en nuestras manos aplicando el
sentido común en nuestras acciones diarias:
> Si próximamente piensa comprar automóvil, escoja uno hibrido, mínimo.
> Desconecte TODOS sus aparatos no esenciales especialmente “cargadores”, cuando no
los use.
> A menos que sea realmente necesario trate de NO usar el aire acondicionado de su
automóvil ni se su casa. Abra las ventanillas. Ventile, NO enfríe.
> NO IMPRIMA, use su computadora como debe de ser: todo en archivos electrónicos.
> Use focos de alta eficiencia. Apáguelos cuando no los use.
> No use envases desechables a menos que sean 100% reciclables.
> Acabó de preparar su café? …coloque el sobrante en un termo, apague la cafetera.
Energía y ecología.
Creando consciencia ecológica, sugerencias mínimas al alcance.
> Instale equipos para generar electricidad usando energía solar.
> Llene su lavadora a su máxima capacidad cada vez que la use, no use el “extra
enjuague”, no use detergente que no sea 100% biodegradable. De preferencia
lave a mano con jabón de pasta (es posible si cada uno lava a diario su ropa).
> Al bañarse: use la técnica ARCAC: cubeta en mano, Abra la llave, Reciba el agua fría de “al principio”
en la cubeta, moje su cuerpo rápidamente, Cierre, enjabónese y talle su cuerpo, Abra, enjuáguese
rápidamente, Cierre. Agua mas fría, MEJOR para su cuerpo, agua sobrante, para otros usos.
> Si de antemano sabe que le tomará mas de 30 minutos llegar a su destino caminando, piense en usar
bicicleta y hasta el final ponga la opción del automóvil, si son menos minutos, CAMINE con compañía,
le va a ayudar a su organismo, a su familia y a sus amigos y/o parientes.
> Instale un calentador de paso. Instale también un calentador solar de agua.
> En viajes, tome un autobús, contaminara 1/20 de lo que lo hace usando su automóvil.
> Pase el mensaje a sus clientes: EXPLIQUELES, déles opciones ecológicas y
haga conciencia. Usted es el experto. Sea consciente, defienda nuestro planeta
hoy.
Sistemas de movimiento de aire.
Agenda.
• Sistemas disponibles actualmente.
> Características eléctricas, mecánicas y de control.
> Métodos de control y variación de velocidad.
• Evolución de los equipos de movimiento de aire.
> El motor de rotor externo.
> Diseño aplicado a las aspas.
> Venturi y rejillas.
> Un solo ensamble.
• El motor EC aplicado a ventilación.
>
Características eléctricas, mecánicas, electrónicas y de control.
> Aplicaciones
Sistemas de movimiento de aire en México.
Características eléctricas, mecánicas y de control.
• Los sistemas de ventilación / extracción que comúnmente están
disponibles son ineficientes por cuatro razones, principalmente:
> a) Pierden eficiencia por la transmisión por banda y poleas.
> b) Son muy ruidosos debido a lo anterior y al pobre diseño
aplicado a las aspas,
> c) Su diseño, que consta de muchas partes ensambladas,
implica mantenimiento excesivo
> d) Los motores que se usan para mover el impulsor son
ineficientes.
Sistemas de movimiento de aire en México.
Características eléctricas, mecánicas y de control.
•
Transmisión de potencia usando banda y polea:
•
Diseño complejo debido al uso de la polea y la banda:
> Mantenimiento intenso requerido.
> Hay necesidad de ajustar la tensión y alineación de la banda constantemente, ya que de otra
forma empezara a causar daño a los rodamientos del impulsor y del motor, tanto si esta tensada
de mas/menos y/o desalineada, aparte del ruido y perdidas de potencia.
Sistemas de movimiento de aire en México.
Características eléctricas, mecánicas y de control.
Aspas de diseño antiguo:
> Las aspas de este tipo de ensambles tienen un diseño antiguo e ineficiente.
Sistemas de movimiento de aire en México.
Características eléctricas, mecánicas y de control.
Motores ineficientes y/o sobredimensionados
> Para una aplicación típica los motores están sobredimensionados debido a los tamaños en HP
disponibles, pero también por la percepción “mayor = mejor”.
> Muy alta corriente de arranque, sin posibilidad de variar la velocidad por si mismos.
> Requieren de protecciones, cableado de mayor calibre.
> Son motores ineficientes por su principio de operación: motor de jaula de ardilla.
Sistemas de movimiento de aire en México.
Características eléctricas, mecánicas y de control.
Construcción de un motor AC jaula de ardilla.
Rotor de un motor de inducción
• Los motores de inducción AC son maquinas asíncronas. Su
campo del estator induce corriente en un rotor jaula de ardilla el
cual crea después un campo magnético a si mismo. Este
proceso conlleva ineficiencia y causa aumento de la
temperatura del rotor.
• Los magnetos permanentes son la verdadera razón de la
posible eficiencia en los motores de inducción AC.
Evolución de los equipos de movimiento de aire.
El motor de rotor externo AC
Base de la eficiencia, tamaño reducido y sencillez operacional.
Brida
Laminado del
motor
Rotor
Sistema de
rodamientos
Parte interna del motor.
Bobinas
Evolución de los equipos de movimiento de aire.
El motor de rotor externo AC y EC
Comparación EC / AC rotor externo
Parte interna del motor EC
de rotor externo.
Parte interna del motor AC
de rotor externo.
Evolución de los equipos de movimiento de aire.
El motor de rotor externo EC
Construcción de un motor EC
Parte interna del motor.
Sensor
Hall-effect
Rotor
Magnetos permanentes
Laminación
Drive & electrónica
de control
Rodamientos
Por bolas
Bobinas
Evolución de los equipos de movimiento de aire.
Diseño aplicado a las aspas.
• Rango “S”
Aspas con forma de hoz para
un alto flujo a presión media.
• Rango “K”
Aspas plásticas con un nivel de
ruido, significativamente bajo.
• Rango “A”
Para presiones mas altas.
Evolución de los equipos de movimiento de aire.
Venturi y rejillas.
Rejilla “plana”
Carcasa cuadrada con
venturi.
Rejilla tipo canasta
Carcasa redonda
con venturi.
Evolución de los equipos de movimiento de aire.
Un solo ensamble.
Un solo conjunto, trabajando como una sola pieza. Simplicidad. Facilidad de fabricación.
Montaje de rejilla con el motor
integrado
Marco del ventilador
con venturi largo integrado
Evolución de los equipos de movimiento de aire.
Un solo ensamble.
Tipo “S”
Tipo “W”
Tipo “A”
Evolución de los equipos de movimiento de aire.
Características eléctricas, mecánicas y de control.
Motor de rotor externo aplicado a axiales
Motor de rotor interno aplicado a axiales
•
Las partes rotativas se ajustan una sola vez
en un solo sub-ensamble.
•
Sin tornillos enclavados de manufactura.
•
Todo el ensamble del rotor (incl. aspas) esta
balanceado dinámicamente desde la planta.
•
El peso total es distribuido equitativamente
en los dos rodamientos.
•
Flujo de aire uniforme bajo nivel de ruido.
•
Varios sub-ensambles. Mas partes
mecánicas. Ruido excesivo.
•
Posibles danos a los rodamientos debido al
peso mal distribuido y/o tensión /
desalineación en la banda, polea o el eje de
rotación. Empeora si ambos ejes están
desalineados.
•
Alta probabilidad de desbalanceo y/o bajo
desempeño sin responsable por los danos.
Compacto- Muy baja vibración - Silencioso
Mas espacio - Vibración y Ruidoso
Evolución de los equipos de movimiento de aire.
El motor de rotor externo aplicado a centrífugos.
Motor de rotor externo aplicado a centrífugos
Motor de rotor interno aplicado a centrífugos
Posibles danos a los rodamientos debido
al peso mal distribuido y/o tensión /
desalineación en la banda, polea o el eje
de rotación. Empeora si ambos ejes
están desalineados.
Flujo de aire
Flujo de aire
Alta probabilidad de desbalanceo
y/o
bajo
desempeño
sin
responsable por los danos.
Evolución de los equipos de movimiento de aire.
Centrífugos de alabes curvados hacia atrás.
Compacto- Muy baja vibración - Silencioso
El Motor EC aplicado a ventilación.
Características eléctricas, mecánicas, electrónicas y de control.
Evolución de las tecnologías en motores desde AC hasta EC.
Efficiency of motors
80
2.
3.
4
5.
6.
7.
8.
Motor de polo sombreado rotor externo
Motor de polo sombreado con flecha 4 polos
Motor de polo sombreado asimétrico.
Motor de una fase de capacitor permanente.
Motor trifásico de capacitor permanente
Motor toroidal, totalmente cerrado
Motor Electrónicamente conmutable o EC
70
60
1
2
3
4
5
6
7
8
50
E f f ic ie n c y η
1. Motor de polo sombreado
40
30
20
18
18.5
25
28.5
45
57.5
58.5
77.5
10
0
1
2
3
4
5
Motor Type
6
7
8
El Motor EC aplicado a ventilación.
Características eléctricas, mecánicas, electrónicas y de control.
Que es la conmutación?
•
Es el control del flujo de la corriente en los embobinados, para producir el torque.
•
En los motores de imán permanente, el torque se produce cuando el campo magnético de
los embobinados interactúa con el campo magnético de los magnetos.
•
Cuando la corriente es canalizada apropiadamente a través de los embobinados, se
produce el torque optimo.
•
Sin embargo, al momento de que el motor se mueve, la posición de los embobinados
relativa a los magnetos cambia, esto significa que el camino correcto para canalizar la
energía y mantener el torque optimo cambia constantemente, dependiendo de la posición
del motor.
El Motor EC aplicado a ventilación.
Características eléctricas, mecánicas, electrónicas y de control.
Conmutación en motores con escobillas
• En los motores con escobillas, la conmutación es mecánica.
• Un motor con escobillas tiene varios embobinados.
• Solo una parte de los embobinados se energiza en una posición dada del motor.
• Las escobillas conectan los embobinados a través de una barra de conmutación.
• Estos motores están diseñados para que solo los mas óptimos embobinados sean
energizados de acuerdo a la posición del motor.
El Motor EC aplicado a ventilación.
Características eléctricas, mecánicas, electrónicas y de control.
Conmutación en motores sin escobillas:
• En los motores sin escobillas, la conmutación es electrónica y es mucho mas
complicada que la conmutación mecánica.
• Un motor sin escobillas tiene normalmente tres embobinados o corazas.
• El drive o control electrónico canaliza la corriente a los tres embobinados al mismo
tiempo, para dar el mas suave y eficiente torque.
• Estos motores utilizan el principio de conmutación por onda sinusoidal o otro
conocido como de seis pasos.
El Motor EC aplicado a ventilación.
Características eléctricas, mecánicas, electrónicas y de control.
Conmutación en motores con escobillas
El Motor EC aplicado a ventilación.
Características eléctricas, mecánicas, electrónicas y de control.
Con Escobillas
Magneto fijo
Bobina
rotatoria
Conmutacion
mecanica
Sin escobillas, electrónicamente conmutados
Bobina fija
Magneto en
movimiento
Detección de la
posición del
rotor
Electrónicos
para la
conmutación
El Motor EC aplicado a ventilación.
Características eléctricas, mecánicas, electrónicas y de control.
Motores sin escobillas en resumen:
A modo de resumen, se puede decir que los motores “sin escobillas” son como los
motores “con escobillas” pero del revés.
Por ello ni las escobillas ni el conmutador son necesarios, ya que la corriente va al
estator. Por ello en los motores sin escobillas es el control electrónico el que controla
en qué posición se encuentra el rotor para darle la corriente temporizada adecuada.
Esto se realiza o mediante sensores instalados en el motor o a través de la
respuesta que obtiene cuando envía una corriente linear al motor. Debido a esto los
controles electrónicos de los motores sin escobillas han de ser mucho más
complejos que los usados en motores con escobillas, ya que han de procesar la
información del funcionamiento del motor a tiempo real.
El Motor EC aplicado a ventilación.
Características eléctricas, mecánicas, electrónicas y de control.
Sensores dentro de los motores:
Los dos grandes grupos de motores sin escobillas son los que utilizan sensores y los
que no. El control electrónico ha de tener información de algunos parámetros del
motor, como la posición de los imanes para que así pueda enviar la electricidad a la
bobina adecuada, en qué sentido está girando el motor, y a cuantas RPM’s.
Los motores que llevan sensores se denominan de efecto Hall los cuales son
necesarios para que el motor tenga un buen par y una buena sincronización. El
control electrónico controlará de esta forma la excitación de las bobinas.
Un buen control de la temporización es crítico para el rendimiento y eficiencia del
motor. En general el motor con sensores reacciona más rápido, ya que los sensores
incrementan el par motor en la salida y la sincronización electrónica es mejor en
situaciones de alta carga.
El Motor EC aplicado a ventilación.
Características eléctricas, mecánicas, electrónicas y de control.
El efecto Hall consiste en la aparición de un
campo eléctrico en un conductor cuando es
atravesado por un campo magnético. A este
campo eléctrico se le llama campo Hall
Significado:
1. Electrones existentes (no generados por una corriente)
2. Elemento Hall o Sensor Hall
3. Magnetos
4. Campo magnético
5. Fuente de poder
Explicación del efecto:
En el dibujo "A", el sensor hall toma una carga negativa en su parte alta
(mostrada en color azul) y una carga positiva en su parte baja,
(mostrada en color rojo). En el recuadro "B“ y "C", ya sea la corriente
eléctrica o el campo magnético se cambian de dirección, causando que
la polarizacion mostrada se cambie también. Cambiando ambos, la
dirección de la corriente y el campo magnético una vez mas, causara
que el sensor Hall regrese a su estado original, es decir con una carga
negativa en su parte alta.
El Motor EC aplicado a ventilación.
Características eléctricas, mecánicas, electrónicas y de control.
Ventajas de un motor sin escobillas
• Menor ruido eléctrico proveniente del arco de las escobillas.
• Menor caída de voltaje, debido a que no tiene escobillas.
• Menor ruido acústico por el roce de las escobillas, especialmente a altas velocidades.
• No tiene residuos internos.
• Tiene mayor rango de velocidad, debido al retiro de las escobillas.
• Los motores sin escobillas tienen los embobinados en el estator y los motores con
escobillas en el rotor. Los embobinados son los principales generadores de calor, el
cual es mas fácil de remover del estator que del rotor. Esto hace que los motores sin
escobillas sean mas reducidos para entregar un mismo par-torque que un motor de
escobillas.
• Tamaño aun mas reducido al eliminar las escobillas, conmutador y porta escobillas.
El Motor EC aplicado a ventilación.
Características eléctricas, mecánicas, electrónicas y de control.
Construcción de un motor EC
Impulsor de alabes curvados hacia atrás con motor de rotor externo BLDC
Sensores Hall-Effect
Sistema de rodamientos
de bolas.
Rotor
Embobinados
Laminados
Magnetos permanentes
Electrónicos para la
conmutación
El Motor EC aplicado a ventilación.
Características eléctricas, mecánicas, electrónicas y de control.
Construcción de un motor EC
Impulsor de alabes curvados hacia atrás con motor de rotor externo BLDC
Componentes rotantes o móviles
Brida del Rotor
Flecha interna
Impulsor
pegado
al rotor
Rotor con
magnetos
El Motor EC aplicado a ventilación.
Características eléctricas, mecánicas, electrónicas y de control.
Construcción de un motor EC
Impulsor de alabes curvados hacia atrás con motor de rotor externo BLDC
Componentes fijos
Conmutación
Electrónica
Rodamientos
Estator con
bobinas
Brida del
estator
El Motor EC aplicado a ventilación.
Métodos de control y variación de la velocidad
1.
Reduccion del voltaje
(triac, transformadores, delta / estrella, embobinados ocultos)
⇒ Control Triac
+ inversión de bajo costo
+ variación de velocidad mas continua
- aumento de la temp. de operación del motor
- sonido
- compatibilidad electromagnética
2.
Cambiar la frecuencia.
(variador de Frecuencia)
⇒ Armonicas, Rotor jaula de ardilla, Mayor temperatura, Filtros.
3.
Construccion del estator
(Cambiar el numero de polos)
⇒ En razon del costo extra, no se justifica
El Motor EC aplicado a ventilación.
Métodos de control y variación de la velocidad.
Comparación entre métodos para velocidad variable.
Variador de frecuencia con motor de 3 fases:
Motor sin escobillas EC:
•
Rotor caja de ardilla.
•
Rotor de magnetos permanentes
•
Perdidas por deslizamiento (slip losses) en
el rotor
•
No hay perdidas por deslizamientos del
rotor.
•
Control de la velocidad impreciso y/o
indefinido.
•
Control preciso y exacto de la velocidad
del motor.
•
Aumento de la temperatura del motor
•
Menor incremento de la temperatura.
•
Sin información de retroalimentación del
motor.
•
La información proveniente de los
sensores del motor es precisa y continua
•
Sistema separado de motor, aspas y
sistema de montaje, desbalanceo.
•
Sistema único y balanceado de drive,
aspas y motor.
•
Los filtros a la salida del VFD (al menos)
son críticos.
•
No se necesitan filtros ni a la entrada ni a
la salida del motor.
El Motor EC aplicado a ventilación.
Métodos de control y variación de la velocidad.
Comparación entre métodos para velocidad variable.
Razones para NO usar variadores de frecuencia (VFD)
•
Se necesitaran filtros a la salida del VFD para prevenir que modos de corriente
resultantes descarguen a través de los rodamientos.
•
Los sistemas de aterrizamiento de flecha son opcionales y se requieren la mayoría de las
veces.
•
La grasa de los rodamientos puede ser conductiva y contribuir a las descargas por la
flecha.
•
Rodamientos deberían ser de cerámica (aislados).
•
Los cables largos y la operación de múltiples motores desde un solo variador de
frecuencia pueden causar ondas reflectadas y consecuentemente altos voltajes en las
terminales del motor, las cuales afectan el aislamiento del motor (efecto Corona).
•
Filtros de onda sinusoidal de polo completo.
El Motor EC aplicado a ventilación.
Métodos de control y variación de la velocidad.
Comparación entre métodos para velocidad variable.
Accesorios de control de un ventilador AC
con su VFD
Filtro de motor
Ventilador EC 1.5HP con electrónicos
integrados
Ventilador y motor
Sensor
Alimentación al sensor
Sensor
Variador de F.
Filtro de línea
Filtro armónicas
El Motor EC aplicado a ventilación.
Características eléctricas, mecánicas, electrónicas y de control.
Ventajas del uso de la tecnología EC
Motivos para considerar el uso de equipos EC de alta eficiencia:
•
•
•
•
•
•
Variación de la velocidad SIN VFD
Velocidad del motor en perfecta sincronía
Alta eficiencia
Muy bajo ruido
Control preciso.
Mayor confiabilidad en comparación con otros métodos de variación de
velocidad (VFD)
• Complejidad de los motores AC
• Posibilidad de diagnósticos
• Ahorro de espacio.
Menor cantidad de equipo
= ahorro de espacio y dinero.
El Motor EC aplicado a ventilación.
Características eléctricas, mecánicas, electrónicas y de control.
Ventajas del uso de la tecnología EC
Motivos adicionales para considerar el uso de equipos EC de alta
eficiencia:
• Mismo desempeño a 50 y 60 Hz
• Amplio rango de voltajes a elegir
• Un ventilador EC puede reemplazar múltiples tipos de motores estándar para
ventilación, por ejemplo 2, 4 y 6 polos, 50 y 60 Hz.
• Mas flexibilidad para alcanzar el flujo de aire especificado
• Los motores EC siempre rotan en la dirección correcta.
Menor cantidad de modelos
= menor stock y espacio de almacenaje
El Motor EC aplicado a ventilación.
Características eléctricas, mecánicas, electrónicas y de control.
Ventajas del uso de la tecnología EC
Ventajas adicionales: protecciones incluidas.
• Detección de posición incorrecta del rotor
• Protección alta temperatura en los circuitos
electrónicos.
• Protección por alta temperatura en el motor.
• Protección por sobrecarga.
• Protección por falla de fase.
• Protección por bajo voltaje.
• Protección por rotor bloqueado.
Todas las protecciones usuales incluidas
= no hay gasto en equipos adicionales
XX: SIN reseteo electrónico
XX: CON reseteo electrónico
El Motor EC aplicado a ventilación.
Características eléctricas, mecánicas, electrónicas y de control.
Ventajas del uso de la tecnología EC
Ventajas adicionales: arranque suave programable.
La corriente en un motor EC hace una rampa
hasta alcanzar el APC
APC
C. arranque
APC
Corriente de arranque en un motor AC, hasta
3.5 veces el amperaje a plena carga (APC).
Arranque suave
No requiere arranque secuencial.
= menor calibre de los cables.
El Motor EC aplicado a ventilación.
Características eléctricas, mecánicas, electrónicas y de control.
Ventajas del uso de la tecnología EC
Ventajas mecánicas y de manejo:
• Simplicidad en la manufactura de
equipos debido al fácil manejo e
integración.
• Facilidad de montaje.
• Acceso inmediato a caja de
conexiones.
• Apariencia excelente.
• Manejabilidad.
• Bajo Ruido
Facilidad de manejo y simplicidad
= ahorro de tiempo
El Motor EC aplicado a ventilación.
Características eléctricas, mecánicas, electrónicas y de control.
Ventajas del uso de la tecnología EC, la máxima eficiencia en todo el rango de velocidad
120
Control del voltaje (triac, transformador)
Variador de Frecuencia
Ventilador EC
Consumo de energía
(control de voltaje = 100%)
100
%
80
60
40
20
0
20
30
40
50
60
% de velocidad
70
80
90
Conmutación electrónica
= siempre máxima eficiencia
10
0
El Motor EC aplicado a ventilación.
Características eléctricas, mecánicas, electrónicas y de control.
Ventajas del uso de la tecnología EC
Ventajas adicionales: pocos tamaños que cubren un rango muy amplio de
aplicaciones.
Torque
[in-lbf]
2.7
2.7
7
18
71
222
Potencia de
entrada
[Watt]
35
50
150
500
750
3000
6000
El Motor EC aplicado a ventilación.
Características eléctricas, mecánicas, electrónicas y de control.
Características especificas por tamaño, rango EC.
Alimentación
Voltaje
1-fase
1-fase
115, 230
115, 230
1-fase
1-fase
115, 200-277 115, 200-277
1 / 3-fase
3-fases
200-277,
200-240
380-480
200-240
380-480
Modo de
control
Alto / bajo
reversible
Lazo abierto
Lazo abierto
Lazo abierto
opción RPM
PID
PID
Entrada
Contacto
0-10V/PWM
0-10V/PWM
0-10V/PWM
o RS485
0-10V,
4-20mA
0-10V,
4-20mA
Salida
-
Tacómetro
Tacómetro
Alarma
Alarma
0-10V
Alarma
0-10V
DDC control
digital directo
-
-
-
Opcional
Si
Si
El Motor EC aplicado a ventilación.
Características eléctricas, mecánicas, electrónicas y de control.
Rango actual.
6-in w.g.
35,000 cfm
El Motor EC aplicado a ventilación.
Características eléctricas, mecánicas, electrónicas y de control.
Conexiones eléctricas y de control.
• Beneficios
• No se requiere espacio en gabinete
eléctrico para contactores, fusibles
etc.
• Alta confiabilidad
• Sin cables de malla protectora
• PID controlador
• Cableado sencillo
Cableado de control
Contactos secos de alarma
Fuerza y tierra
+ arranque suave + alta eficiencia + bajo ruido + control confortable + ensamble integrado +
El Motor EC aplicado a ventilación.
Características eléctricas, mecánicas, electrónicas y de control.
Software LISA.
El Motor EC aplicado a ventilación.
Aplicaciones, ejemplos.
Motor de rotor externo aplicado a axiales
Compacto- Muy baja vibración –
Silencioso, acabado excelente, simple.
Motor de rotor interno aplicado a axiales
Mas espacio - Vibración y Ruidoso,
acabado regular
El Motor EC aplicado a ventilación.
Aplicaciones, ejemplos.
Condensadores enfriados por aire, ventiladores axiales.
•El nivel de ruido mas bajo
•Fácil de cablear
•Control de presión en el cabezal
•Confiabilidad.
•Motor “climatizado”
•La eficiencia mas alta a cualquier
velocidad
El Motor EC aplicado a ventilación.
Aplicaciones, ejemplos.
Maquinas expendedoras y enfriadores comerciales, ventiladores axiales.
•Eficiencia, menor carga de
calor
•Confiabilidad
El Motor EC aplicado a ventilación.
Aplicaciones, ejemplos.
Condensadoras, ventilación industrial y comercial, extracción, etc., RETROFITS, ventiladores axiales y centrífugos.
El Motor EC aplicado a ventilación.
Aplicaciones, ejemplos.
Sistemas de acondicionamiento de A/C de precisión para cuartos de sistemas, ventiladores centrífugos
•Ahorros por menor potencia usada.
•Diagnósticos disponibles.
•Baja carga calorífica
•UPS mas pequeños
El Motor EC aplicado a ventilación.
Aplicaciones, ejemplos.
Extracción en gabinetes electrónicos. Impulsores de alabes curvados hacia atrás
•Sistema compacto sencillo de instalar.
•Gran respuesta a presiones intermedias.
•La mayor eficiencia a cualquier velocidad
•Compatibilidad electromagnética
El Motor EC aplicado a ventilación.
Aplicaciones, ejemplos.
Cuartos limpios, unidades de filtración en el techo, ventiladores axiales.
•Diagnósticos individuales
•Entradas de control
individuales
•Compatibilidad
electromagnética
•Baja corriente transitoria,
también al arrancar
Corriente -50%
Potencia: -30%
Armónicas: cero.
El Motor EC aplicado a ventilación.
Aplicaciones, ejemplos
Manejadoras de aire, alabes curvados hacia atrás.
Ventajas iniciales:
•
Simplicidad en la manufactura.
•
Facilidad de montaje.
•
Acceso inmediato a caja de
conexiones.
•
Apariencia excelente.
•
Manejabilidad.
•
Bajo Ruido
El Motor EC aplicado a ventilación.
Aplicaciones, ejemplos
Manejadoras de aire, alabes curvados hacia atrás.
•Espacio
•Simplicidad
El Motor EC aplicado a ventilación.
Aplicaciones, ejemplos
Extracción en edificios, alabes curvados hacia atrás.
•Manejabilidad
•Bajo ruido
•Eficiencia
El Motor EC aplicado a ventilación.
Premio ASHRAE a la innovación en categoría EC
•
AC 380 to 480 VAC 50 / 60 Hz
•
AC 200 to 240 VAC 50 / 60 Hz
•
Motor de rotor externo +
drive EC completamente integrados
•
< 4HP, < 177 in-lbf
•
Filtros EMI y RFI incluidos
•
Controlador del factor de potencia
•
DDC, RS485
•
4-20mA, 0-10V entrada de control
•
0-10V salida lineal
•
Relevador de alarma
•
IP54
Ventiladores EC, ventajas.
• Algunas otras razones para considerar el uso de equipos EC de
alta eficiencia:
>Programas de apoyo financiero tipo FIDE, Nafinsa, etc.
>Programas internacionales de apoyo de la CE y USA.
>Competidores que actualmente usan estos productos.
>Próximas regulaciones vía Conae / ANCE / NOM.
Preguntas:
[email protected]
Descargas de software e informacion de catalogos:
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