Análisis comparativo de los métodos de medición "in situ" de la eficiencia en motores trifásicos de inducción

Los motores trifásicos de inducción, son actualmente, los más utilizados en el sector industrial, consumiendo aproximadamente unos 2/3 de la energía eléctrica total demanda por este sector; por lo que en las evaluaciones de planta para aumentar la eficiencia de la producción, éstos ocupan un lugar i...

Full description

Autores:
Flórez Gómez, Iván Darío
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2011
Institución:
Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNAB
Repositorio:
Repositorio UNAB
Idioma:
spa
OAI Identifier:
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Acceso en línea:
http://hdl.handle.net/20.500.12749/1415
Palabra clave:
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Induction electric motors
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Research
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Motores eléctricos de inducción
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description Los motores trifásicos de inducción, son actualmente, los más utilizados en el sector industrial, consumiendo aproximadamente unos 2/3 de la energía eléctrica total demanda por este sector; por lo que en las evaluaciones de planta para aumentar la eficiencia de la producción, éstos ocupan un lugar importante. La necesidad de mantener operando los motores en condiciones óptimas de desempeño, implica determinar inicialmente su eficiencia dada por la relación entre la potencia mecánica en el eje y la potencia eléctrica en bornes del motor. Se han desarrollado, dentro del estado del arte, diversos métodos para el establecimiento de esta eficiencia mediante mediciones de laboratorio. No obstante, la necesidad de realizar la medición en el sitio de trabajo implica desacoplar el motor de su carga mecánica e instalar un medidor de par, lo cual afecta las condiciones normales de operación en la empresa por paradas de planta. En este sentido, se han desarrollado pruebas “no invasivas” que a partir de datos eléctricos fácilmente medibles, así como la velocidad de rotación, permiten establecer la potencia en el eje del motor y por ende, su eficiencia. Este proyecto de grado, pretende realizar una evaluación de las técnicas de medición “in situ” de la eficiencia en el motor de inducción trifásico, de manera tal que se pueda realizar un análisis comparativo de dichas técnicas y su aplicabilidad de acuerdo a las circunstancias de medición.
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ANEXO E. Ensayos para determinar la eficiencia en motores de inducción de corriente alterna. Ministerio de Minas y Energía. República de Colombia.
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La necesidad de mantener operando los motores en condiciones óptimas de desempeño, implica determinar inicialmente su eficiencia dada por la relación entre la potencia mecánica en el eje y la potencia eléctrica en bornes del motor. Se han desarrollado, dentro del estado del arte, diversos métodos para el establecimiento de esta eficiencia mediante mediciones de laboratorio. No obstante, la necesidad de realizar la medición en el sitio de trabajo implica desacoplar el motor de su carga mecánica e instalar un medidor de par, lo cual afecta las condiciones normales de operación en la empresa por paradas de planta. En este sentido, se han desarrollado pruebas “no invasivas” que a partir de datos eléctricos fácilmente medibles, así como la velocidad de rotación, permiten establecer la potencia en el eje del motor y por ende, su eficiencia. Este proyecto de grado, pretende realizar una evaluación de las técnicas de medición “in situ” de la eficiencia en el motor de inducción trifásico, de manera tal que se pueda realizar un análisis comparativo de dichas técnicas y su aplicabilidad de acuerdo a las circunstancias de medición.INTRODUCCIÓN 12 1. CARACTERÍSTICAS OPERATIVAS DE LOS MOTORES TRIFÁSICOS DE INDUCCIÓN 14 1.1. CIRCUITO EQUIVALENTE DE UN MOTOR DE INDUCCIÓN 18 1.1.1 Modelamiento del circuito equivalente. 19 1.1.2. Pruebas para la determinación de los parámetros 23 1.2. CARACTERÍSTICAS PAR-VELOCIDAD DEL MOTOR DE INDUCCIÓN 29 1.3 BALANCE ENERGÉTICO DEL MOTOR 34 2. CARACTERÍSTICAS OPERATIVAS DEL SISTEMA DE BOMBEO CENTRÍFUGO 36 2.1 POTENCIA HIDRÁULICA 36 2.2. BALANCE ENERGÉTICO DEL SISTEMA DE BOMBEO 39 3. MÉTODOS DE EVALUACIÓN DE LA EFICIENCIA 41 3.1. MÉTODO DE LOS DATOS DE PLACA 43 3.2. MÉTODO DEL DESLIZAMIENTO 45 3.3. MÉTODO DE LA CORRIENTE 46 3.4. MÉTODO ESTADÍSTICO 47 3.5. MÉTODO DEL TORQUE EN EL ENTREHIERRO 48 3.6 MÉTODO DEL TORQUE EN EL EJE 49 3.7 MÉTODO DEL CIRCUITO EQUIVALENTE 50 4. MODELAMIENTO DEL SISTEMA EN ESTUDIO 52 4.1 DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA 52 6 4.2. DETERMINACIÓN DEL CIRCUITO EQUIVALENTE DEL MOTOR DEL MOTOR DE INDUCCIÓN 56 4.3 CARACTERIZACIÓN DEL SISTEMA DE BOMBEO 67 5. APLICACIÓN DE LOS MÉTODOS 69 5.1 MÉTODO DEL CIRCUITO EQUIVALENTE 70 5.2 MÉTODO DE LOS DATOS DE PLACA 71 5.3 MÉTODO DEL DESLIZAMIENTO 73 5.4 MÉTODO DE LA CORRIENTE 74 5.5 MÉTODO HIDRÁULICO 76 6. ANÁLISIS COMPARATIVO 79 6.1 MÉTODO DE LOS DATOS DE PLACA 79 6.2 MÉTODO DEL DESLIZAMIENTO 81 6.3 MÉTODO DE LAS CORRIENTES 82 6.4 MÉTODO HIDRÁULICO 85 6.5 ANÁLISIS ENTRE TODOS LOS MÉTODOS 87 7. CONCLUSIONES 91 BIBLIOGRAFÍA 95PregradoThree-phase induction motors are currently the most widely used in the industrial sector, consuming approximately 2/3 of the total electrical energy demanded by this sector; so in plant evaluations to increase production efficiency, they occupy an important place. The need to keep the motors operating in optimal performance conditions implies initially determining their efficiency given by the relationship between the mechanical power on the shaft and the electrical power on the motor terminals. Various methods have been developed within the state of the art to establish this efficiency by means of laboratory measurements. However, the need to carry out the measurement on the job site implies decoupling the motor from its mechanical load and installing a torque meter, which affects the normal operating conditions in the company due to plant shutdowns. In this sense, “non-invasive” tests have been developed that, based on easily measurable electrical data, as well as the rotation speed, allow to establish the power on the motor shaft and therefore its efficiency. This degree project intends to carry out an evaluation of the techniques of measurement "in situ" of the efficiency in the three-phase induction motor, in such a way that a comparative analysis of said techniques and their applicability can be carried out according to the circumstances of measurement.Modalidad Presencialapplication/pdfspahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/Abierto (Texto Completo)info:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 ColombiaAnálisis comparativo de los métodos de medición "in situ" de la eficiencia en motores trifásicos de inducción"Comparative analysis of "in situ" methods of efficiency measurement in three-phase induction motorsIngeniero en EnergíaBucaramanga (Colombia)UNAB Campus BucaramangaUniversidad Autónoma de Bucaramanga UNABFacultad IngenieríaPregrado Ingeniería en Energíainfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisTrabajo de Gradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fhttp://purl.org/redcol/resource_type/TPPower engineeringInduction electric motorsEnergyResearchElectric machinesInduction motorsElectric powerElectric powerMeasurement techniquesIngeniería de energíaMotores eléctricos de inducciónEnergíaInvestigacionesMáquinas eléctricasMotores de inducciónEnergía eléctricaEnergía eléctricaTécnicas de medición"Flórez Gómez, Iván Darío (2011). Análisis comparativo de los métodos de medición ""in situ"" de la eficiencia en motores trifásicos de inducción. Bucaramanga (Colombia) : Universidad Autónoma de Bucaramanga UNAB"ÁLVAREZ FERNANDEZ, Noelia. Análisis de diferentes procedimientos y ensayos para la determinación del rendimiento en motores de inducción trifásicos. Universidad Politécnica de Cataluña. Junio 2006.ANEXO E. Ensayos para determinar la eficiencia en motores de inducción de corriente alterna. Ministerio de Minas y Energía. República de Colombia.Branan, Carl, The Process Engineer’s Pocket Handbook, Gulf Publishing Co. Houston. 1989.CALPEDA. Close Coupled Centrifugal Pumps. NM4 60 Hz. 2009CARREÑO PEÑA, Silvia. Estudio de los datos del catálogo en motores de inducción trifásico. Universidad Politécnica de Cataluña. 2009.CENGEL, Y. A. Boles, M. A. Termodinámica. Quinta Edición.CHAPMAN, Stephen. Máquinas eléctricas. 4 edición. McGraw Hill.HSU, John. KUECK, John. OLSZEWSKI, Mitchell. CASADA, Don. OTADUY, Pedro. 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