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Motores de Alta
Eficiencia y Variación
de Velocidad
Javier de la Morena
Resp. grandes cuentas
[email protected]
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Unidades de Negocios
Motores
Automatización
Energía
Transmisión
&
Distribución
Pinturas
FÁBRICAS Y FILIALES EN EL MUNDO
Argentina Estados Unidos
Chile
Portugal
Colombia
España
Venezuela
Italia
Mexico
Francia
Reino Unido
Alemania
Belgica
Holanda
Suecia
Emiratos Árabes
Japón
Rusia
Australia
India
Africa del Sur
China
Perú
Singapur
+ de 26.000
empleados
Brasil
Argentina
México
Portugal
China
India
+ de 3.500
millones de
dólares en
facturación
África del Sur
Estados Unidos
Ventas, distribución y servicio en 135 paises
Motors | Automation | Energy| Transmission & Distribuition | Coatings
¿Eficiencia en motores?
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Consumo energético por
segmento
Fuente: MME, BEN 2008 – Año 2007
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Consumo energético por tipo
de aplicación en el sector
industrial
Fuente: MME, BEN 2008 – Año 2007
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Dados todos estos datos …..
Parece lógico el aplicar una
normativa de control de consumo
de los motores eléctricos
esquema MEPS (normativa de rendimiento
energético mínimo Europeo)
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IEC 60034-30
Cubre los siguientes equipos
:
-Motor de inducción eléctrico trifásico, de
velocidad única, de jaula de ardilla, de 50Hz
o 50/60Hz, que:
• Tenga de 2 a 6 polos
• Se alimente a una tensión nominal de hasta 1.000 V
• Con una potencia nominal de entre 0,75kW y
375kW
•
Esta pensado para un servicio en funcionamiento
continuo
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ETAPAS DE ENTRADA EN VIGOR
- A partir del 16 de junio de 2011, el nivel de rendimiento de los
motores con una potencia nominal 0,75 – 375 KW no podrá ser
inferior al nivel de rendimiento IE2.
- A partir del 1 de enero de 2015 , los motores con una potencia
nominal de 7,5 – 375KW no podrán tener un nivel de rendimiento
inferior al nivel de clasificación IE3 o al nivel IE2 y estar equipados de
un mando de regulación de velocidad.
- A partir del 1 de enero de 2017, todos los motores con una potencia
nominal de 0,75 – 375 KW no podrán tener un nivel de rendimiento
inferior al nivel de clasificación IE3 o al nivel IE2 y estar equipados de
un mando de regulación de velocidad.
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Comercialmente ¿existen ya
eficiencias mejoradas?
IE2
IE4
Futura
60034-31
IE3
Síncrono
IE5?
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CEMEP, NEMA e IEC 60034-30
CEMEP*
EEUU
Super Premium Efficiency
IEC 60034-30
IE4**
Premium Efficiency
High Efficiency
EFF1
Standard Efficiency
EFF2
Below Standard Efficiency
EFF3
NEMA
Premium
IE3
EPAct
IE2
*CEMEP declaró que a partir del 16 de Junio de 2011 la utilización de la marca
registrada “EFF” no será empleada más.
**De acuerdo con la norma IEC 60034-31 ed. 1 - DTS – FE.
COMPARATIVA
IE1
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Coste aprox motor IE3 820€
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Variación
de
velocidad
Mando de regulación de velocidad:
Un convertidor electrónico que adapta
continuamente la electricidad
suministrada al motor eléctrico, con el fin
de controlar la potencia mecánica del
motor, de acuerdo con las característica
de velocidad de rotación de la carga
(impulsada por el motor), ajustando la
entrada de corriente eléctrica trifásica de
50 Hz a una frecuencia y voltaje variables
suministrados al motor
Reglamento 640/2009
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¿Que significa el acrónimo
HVAC-R y cual es su cometido?
H – calefacción
V – Ventilación
AC – Aire acondicionado
R – Refrigeración
El principal cometido de los sistemas HVAC-R es aportar a las personas la
sensación de confort en su ubicacion, independientemente de las condiciones
climaticas ambientales, y con el punto de vista enfocado en la eficiencia
energética.
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¿Donde encontramos estos sistemas?
Centros comerciales
Viviendas
Hospitales
Hoteles y Restaurantes
Oficinas
Edificios de oficinas
Fábricas
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Variables controladas por sistemas HVAC-R
y sus principales componentes
Variables
Componentes Básicos
Temperatura ( Frio/Calor)
Compresores
Humedad relativa en la sala
Condensadores
Presión
Evaporadores
Movimiento del aire
Bomba impulsion agua fria
Caudal
Bomba impulsion agua caliente
Ventiladores
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Sistema completo de climatización
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Típico sistema HVAC-R
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Típico sistema de
generacion de agua fria
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Torre de refrigeración
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Calderas
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CFW501/701 – HVAC Drive
HVAC Funciones especificas
Ahorro de energía
En los motores trifásicos, el punto óptimo de funcionamiento es alrededor de ¾ de la cargan nominal.
En la zona inferior es donde la funcion de ahorro d eenergía funcionará mejor.
Esta función trabajará directamente en la tensión de salida al motor, cambiando el flujo del estator para
minimizar las perdidas.
Esto asegurará una mejor eficiencia y un menor ruido acústico
Consumo de energía X carga requerida
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CFW501/701 – HVAC Drive
Funciones especificas HVAC
Modo fuego
Esta función hará que el variador continue
alimentando al motor, deshabilitando cualquier
señal de error.
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CFW501/701 – HVAC Drive
Funciones especificas HVAC
By-Pass
Este modo permite el puenteo del variador o
alimentacion directa del motor en caso de
solicitarse.
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CFW501/701 – HVAC Drive
HVAC Funciones especificas
Protencción de bomba_ Bomba seca o Alarma de mantenimiento de
Rotura de correa
filtros.
Evitan que la bomba o ventilador trabajen sin carga.
Ser realiza controlando el par y la velocidad
.
Esta funcion es muy comun en salas limpias como
las de los hospitales y ciertas industrias.
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CFW501/701 – HVAC Drive
Funciones especificas HVAC
Proteccion de ciclo corto
Previene de arranques y paradas muy repetidas,
como por ejemplo en los compresores.
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Wmagnet Drive System
Beneficios
Eficiencia extra premium
Menor peso y volumen
Par constante en
todo rango de rotación
Reducción de ruido
y vibración
Mayor vida útil
Wmagnet Drive System
Eficiencia extra premium
Motor de inducción
Las líneas de flujo del estator
cruzan el rotor induciendo
corrientes y creando un campo
magnético.
Hay pérdidas y generación de
calor.
Wmagnet Drive System
Wmagnet
Los imanes generan su propio
campo magnético sin la necesidad
de inducción de corrientes. Son
eliminadas las pérdidas en el
hierro y pérdidas Joule en el rotor.
Eficiencia extra premium
Convertidor
• CFW11 estándar con módulo plug&play
para motor Wmagnet.
• Control de velocidad desde 0 rpm hasta
la zona de debilitamiento de campo sin
necesidad de encoder por utilización de
algoritmos avanzados de control.
Wmagnet Drive System
Eficiencia extra premium
Eficiencia (%)
Comparativa de eficiencia
Motor 40 HP / 1800 rpm
Eficiencia
superior en 3 puntos
porcentuales en el
rango de carga
desde el 40% hasta
el 60%
Eficiencia
superior en 4
puntos porcentuales
en el rango de
carga desde el 20%
hasta el 40%
Carga (%)
Wmagnet
W22 Premium Efficiency (IE3)
Wmagnet Drive System
W22 High Efficiency (IE2)
Menor peso y volumen
Eliminando las pérdidas Joule
en el rotor, el motor trabaja a
una temperatura más reducida
proporcionando así una
disminución del tamaño de
carcasa.
Reducción
promedio
Peso: 50%
Volumen:
43%
Wmagnet Drive System
Motor de inducción
Potencia: 40 HP
Carcasa: 200M
Peso: 213 kg
Volumen: 63,3 dm³
Motor Wmagnet
Potencia: 40 HP
Carcasa: 160L
Peso: 140 kg
Volumen: 33.6 dm³
Par constante en todo el rango de rotación
Curva de par x rotación
*Rotación máxima bajo consulta
**Operación continua abajo de 240 rpm bajo consulta
Wmagnet Drive System
Mayor vida útil
MANTENIMIENTO REDUCIDO
Operando a temperaturas reducidas,
el Wmagnet garantiza mayor vida útil
de sus rodamientos y materiales
aislantes.
Cojinete más frío, con mayor vida útil
(estimada en 100.000 horas para
acoplamiento directo).
Wmagnet Drive System
Mayor vida útil
Menor temperatura en los cojinetes en relación a los motores
de inducción.
Motor de inducción
20.000 horas
Wmagnet Drive System
Wmagnet
100.000 horas
¡Muchas Gracias!