Vida del motor ◊

La vida del motor depende de –Temperatura de operación –Tipo de servicio

Vida del motor

=

Vida del aislamiento

Factores que disminuyen vida de aislamiento ϖ

ϖ ϖ ϖ ϖ

calentamiento continuo a una temperatura excesiva golpes o vibración humedad ambiente corrosivo temperaturas muy bajas

Tamaño de armazón

Mismos hps Mismos hps

armazón pequeña

servicio intermitente enfriada con refrigerante

armazón grande

servicio continuo enfriada con aire

Tipo de armazón 15º aire aire

Mismo Tamaño

ventilador externo

Mismo Tamaño aire

Armazón abierta a prueba de goteo

Mejor enfriamiento ==> más hps

Totalmente cerrada enfriada con ventilador externo

no se moja no se empolva

Factores que afectan los nominales de una máquina ν

ν

Un motor puede entregar hps nominales a voltaje, frecuencia y corriente nominal sin sobrecalentarse Utilizar un motor de 10 hps en lugar de uno de 15: – – – –

ν

La velocidad va a disminuir si el par es mayor que el nominal La temperatura de operación va a aumentar La vida del motor va a disminuir La eficiencia es menor

Los datos de placa del motor proporcionan información esencial: – Aumento permisible de temperatura – Ciclo de trabajo – Voltaje, corriente, frecuencia y hps nominales

Datos de placa 1. Tipo de motor (shunt, compuesto, serie, fase dividida, capacitor, rotor devanado, jaula de ardilla) 2. Tamaño de armazón (frame size) 3. Tipo de armazón (enclosure) 4. Número de fases 5. hp de salida 6. Frecuencia 7. Velocidad nominal (rpm) 8. Voltaje nominal 9. Corriente nominal 10. Aumento permisible de temperatura (temperature rise)

11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19.

Ciclo de trabajo (duty cycle) Clase de aislamiento NEMA (insulation class, B, F) Clase de diseño NEMA (Par contra velocidad. A, B, C y D) Código de rotor bloqueado Protección térmica Factor de servicio Número de identificación asignado por fabricante Modelo Eficiencia » NEMA Nominal Efficiency » Guaranteed Efficiency 20. Factor de potencia » Factor de potencia a plena carga

Aumento de temperatura λ

λ

Estándar de máxima temperatura permisible del ambiente: 40 ºC Ambientes: – Aire – Gas – Líquido

λ

Temperatura ambiente (Estándar AIEE No. 1, 1947) : es la temperatura del medio empleado para enfriamiento, directo o indirecto, esta temperatura se resta de la temperatura medida en la máquina para determinar el aumento de temperatura bajo condiciones específicas de prueba

λ

El aumento máximo permisible de temperatura es sobre éste estándar de 40 ºC

Condiciones usuales de servicio λ

Las condiciones usuales de servicio de los motores que utilizan la temperatura ambiente estándar de 40 ºC son: – – – – – –

λ

La temperatura ambiente debe ser menor de 40 ºC La altitud es menor de 1000 m No hay humos, gases, humedad o polvo que impidan la transferencia de calor 0.9 Vnom < V < 1.1 Vnom 0.95 fnom < f < 1.05 fnom Montaje y acoplamiento según NEMA

Si se satisfacen las condiciones anteriores, un motor debe ser capaz de entregar potencia nominal en flecha sin que la temperatura del aislamiento exceda el máximo permisible

Clases de Aislamiento λ

λ

La vida esperada del motor se reduce a la mitad al operar a un temperatura 10 ºC por arriba del máximo permisible Las clases más comunes en motores de inducción jaula de ardilla son: Clase

B F

Aumento máximo permisible sobre 40 ºC 90 115

Temperatura máxima del punto más caliente 130 155

Factor de servicio λ

λ

λ

Es un factor de seguridad Un factor de servicio de 1.15 indica que el motor es capaz de entregar hpnom x 1.15 de manera continua bajo condiciones usuales de servicio sin que el aumento de temperatura exceda su valor máximo permisible de acuerdo a la clasificación NEMA de aislamientos Factores de servicio comunes en motores jaula de ardilla 1.0 y 1.15

Límites de Temperatura λ

Factor de servicio : 1.0

Clase B F

λ

Aumento máximo permisible sobre 40 ºC 80 105

Temperatura máxima del punto más caliente 120 145

Factor de servicio : 1.15

Clase B F

Aumento máximo permisible sobre 40 ºC 90 115

Temperatura máxima del punto más caliente 130 155

Energy - Efficient Electric Motor Selection Handbook, p 40.

Efecto de la temperatura sobre la vida del motor λ

λ

λ

Por cada 10 ºC de operación continua por arriba (por debajo) de la temperatura máxima del punto más caliente, la vida del motor se reduce a la mitad (se duplica). Vida promedio a 40 ºC de temperatura ambiente operando continuamente: Factor

10 años

A F Aumento en la vida del motor R F Reducción en la vida del motor

∆T

( A ó R) = 2 10 ºC

∆T = ( Temp. del • más caliente ) - ( Temp. lím ite del aislam iento )

Cálculo de temperatura del punto más caliente Temperatura 100

T + 234 . 5 T + 234 . 5 2 = 1 R R 2 1

70 20

0 0

0.2

0.4

0.6

-100

Resistencia

-200 -234.5

T2 =

-300

 

R1 R2

ww > ww >

R2 R1

( T1 + 234.5) − 234.5

Resistencia medida en frío ( T 1 < 40 ºC ) Resistencia medida inmediatamente después de operación prolongada

T punto

más caliente

= T 2 + 10 ºC

Efecto de la temperatura en la vida del motor

ν

Por cada 10 ºC de operación continua sobre (por debajo de) la temperatura máxima permisible del punto más caliente la vida del motor se reduce a la mitad (duplica)

ν

La temperatura máxima permisible del punto más caliente depende del tipo de aislamiento

ν

La vida promedio a 40 ºC de temperatura ambiente y operación continua es 10 años

T a m a ñ o de arm a z ó n: Historia N ational E lectrical M anufacturers Association

λ

Antes de 1952 no existía un estándar

λ

1952 s e e s t a n d a r i z ó l a a r m a z ó n U ( U -f r a m e ) . T o d o s l o s motores con el mismo código , 254U por ejemplo, tienen el m i s m o t a m a ñ o d e ar m a z ó n

λ

1964 n u e v o s a i s l a m i e n t o s = > a r m a z ó n T ( T -f r a m e ) , m á s p e q u e ñ a y más liviana 256A ó D

256T ⇒ D =

449 T ⇒ D =

44 4

25 4

= 6 . 25 "

= 11 "

T a m a ñ o de arm a z ó n, depende λ

τ nom =

del par nominal

hp

nom

n nom

× 746 Π × 30

c e rra d a ↑   a b ie r t a ↓

λ

del tipo de ar m a z ó n

λ

de la clase de aisla m i e n t o

λ

r o t o r d e v a n a d o ↑ tipo de motor   ja u la d e a r d i l l a ↓

λ

de la eficiencia

B 1 3 0 º C  F 1 5 5 º C

 0 . 8 , m á s c a lo r ↑   0 . 9 m e n o s c a lo r ↓

↑ ↓