Medida en campo de eficiencia de motores de inducción

Abstract

Uno de los principales desafíos en las campañas de eficiencia energética es lograr ensayar los motores de inducción en forma rápida y a la vez precisa, minimizando el tiempo de parada de operación. Los parámetros de importancia para medir la eficiencia de un motor son la potencia consumida, la velocidad de giro y el par (torque) ejercido en el eje. De los cuatro, el par es el que plantea mayores difi cultades a ser medido, siendo el resto de los parámetros fácilmente medibles con instrumentos convencionales. La forma tradicional de ensayo consiste en llevar los motores a laboratorio para ser ensayados, lo cual implica desacoplar el motor de su carga y transportarlo, proceso que, además de significar tiempo en el que el motor no opera, introduce un factor de riesgo al manipular el motor. El alto costo de este procedimiento lo torna inviable en la práctica, por lo que generalmente las auditorías energéticas no abarcan la eficiencia de motores de inducción. El trabajo desarrollado ataca esta problemática, buscando alguna alternativa que permita ensayar el motor sin tener que retirarlo de sus condiciones de operación, lo que se conoce como medida en campo. Se realiza un relevamiento de los alternativas existentes en plaza, de las cuales se sopesa sus ventajas y desventajas llegando a la conclusión que existe potencial para desarrollar un método de mejores características, tanto desde la precisión en las medidas como desde lo económico. El proyecto se centra en estudiar la viabilidad de implementación de un método de medida de par, basado en las deformaciones que experimenta el eje de un motor cuando es sometido a una fuerza de torsión. Se diseña e implementa un dispositivo basado en el uso de galgas extensiométricas, capaz de realizar tales medidas. El prototipo desarrollado se monta sobre el eje del motor y gira solidario al mismo, mientras transmite las lecturas de par mediante Bluetooth al usuario en tiempo real.Se ensaya un motor de 4 HP para evaluar la precisión del sistema y, a la par, se evalúan otros aspectos del método desarrollado tales como la facilidad de implementación y la variables externas que influencian las medidas. Los resultados obtenidos muestran su potencial de aplicación. En el rango de interés se obtienen errores en las medidas de par inferiores a 10 %, en base a los cuales se identifican los factores de mayor influencia en las medidas y los aspectos con potencial de mejora, cuyo desarrollo significaría sustanciales mejoras en la precisión del método. Por ultimo se sugiere una modificación del método utilizado, que implica calibración del dispositivo sobre cada motor ensayado. Esta alternativa mejora significativamente los resultados, llevando al error en la medida de par a valores menores a 2 %. Lograr un dispositivo que permita rápidamente medir en campo la eficiencia energética de motores de inducción, y con un error menor al 2% (idealmente menor al 1 %), permitir a que las auditorías energéticas abarquen la detección de motores ineficientes. Por tanto este dispositivo tendría el potencial de transformarse en un elemento indispensable en toda auditoría energética, incrementando los ahorros de energía a obtener a partir de esta técnica.