Implementación de un banco de ensayos modular para la evaluación de pérdidas de energía en accionamientos electromecánicos

A lo largo de la historia los bancos de prueba para sistemas de transmisiones mecánicas han demostrado ser una herramienta poderosa en el monitoreo de parámetros importantes que permiten conocer la irreversibilidad de los procesos de transmisión de potencia en sus diversas configuraciones, a fin de contribuir en los avances como una tecnología promovedora de la eficiencia energética y el gasto económico que resulta. La siguiente investigación involucra el diseño, la construcción y validación de un banco de ensayos modular de accionamientos electromecánicos (motor de inducción, transmisiones flexibles y transmisión por contacto directo) para el departamento de ingeniería mecánica de la universidad de Córdoba, el cual tiene por objetivo medir en tiempo real la eficiencia del motor y la eficiencia de la transmisión que lo conecta con el generador, sirviendo de patrón para el desarrollo de la aplicación de la termografía en la evaluación de pérdidas de energía tanto en el motor como en la transmisión. El banco dinámico estará integrado, además de la transmisión que lo caracteriza, por un motor eléctrico y un generador eléctrico. El alternador utilizará como carga un panel de luminarias. Dichos componentes estarán equipados con sensores para medir la potencia que entra y sale de ellos, el torque y la velocidad en los ejes de los equipos. En el ensayo de transmisión por banda, el error estándar en la potencia mecánica fue de 1.38 W, con un error absoluto de 90 W y un error relativo del 11%. Para la potencia eléctrica, el error estándar fue de 1.27 W, con un error absoluto de 34 W y un error relativo del 5%. El error absoluto entre ambas potencias fue de 65.7 W. Se obtuvo un modelo de la potencia eléctrica con un R² de 0.9997. En transmisión por cadena, la potencia mecánica presentó un error estándar de 2.14 W, un error absoluto de 21.93 W y un error relativo del 3.92%. La potencia eléctrica mostró un error estándar de 0.384 W, un error absoluto de 79.35 W y un error relativo del 9.53%. El error absoluto entre potencias fue de 58.075 W, con un modelo de R² de 0.9997. En transmisión por contacto directo, el error estándar en la potencia mecánica fue de 2.39 W (0.2126%), con un error relativo del 3.6%, mientras que en la potencia eléctrica fue de 2.093 W (0.335%) con un error relativo del 16.973%. El modelo obtenido presentó un R² de 0.9929. La máquina demostró un desempeño adecuado para la obtención de datos experimentales de potencia mecánica y eléctrica. Si bien se evidenciaron errores absolutos entre las mediciones, la alta correlación entre las variables sugiere que el sistema de transmisión, instrumentación y adquisición de datos opera con buena precisión y consistencia. Los resultados indican que la máquina es confiable para estudios de caracterización de pérdidas en sistemas de transmisión mecánica, siempre que se tenga en cuenta el análisis de errores y se realicen las calibraciones necesarias para mantener la calidad de las mediciones.

• Autores: Osorio Martínez, Álvaro Alejandro
• Fecha de publicación: 2025
• Institución: Universidad de Córdoba
• Repositorio: Repositorio Institucional Unicórdoba
• Idioma: spa
• OAI Identifier: oai:repositorio.unicordoba.edu.co:ucordoba/9177
• Acceso en línea: https://repositorio.unicordoba.edu.co/handle/ucordoba/9177; https://repositorio.unicordoba.edu.co/
• Palabra clave: Eficiencia energética; Accionamiento electromecánico; Transmisiones flexibles; Transmisiones por contacto directo; Banco dinámico; Energy efficiency; Electromechanical drives; Flexible transmissions; Direct contact transmissions; Dynamic test bench
• Rights: openAccess
• License: Copyright Universidad de Córdoba, 2025