TEMA 6: SELECCIÓN N DE MOTORES ELÉCTRICOS

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1 TEMA 6: SELECCIÓN N DE MOTORES ELÉCTRICOS FACTORES QUE INFLUYEN EN LA ELECCIÓN N DE UN MOTOR ELÉCTRICO CARGA ACCIONADA Y CARACTERÍSTICAS DE SERVICIO Diagramas de carga: oencia y/o ar requeridos y su variación. Clase de servicio Velocidad y su conrol (variación de velocidad) Curva ar resisene-velocidad de la carga Caracerísicas del arranque (duración, frecuencia ) Caacidad de sobrecarga necesaria Inercia de las masas arrasradas Forma de monaje MEDIO Y CONDICIONES DE TRABAJO Temeraura del medio refrigerane Aliud de insalación Condiciones ambienales (agua, cueros sólidos exraños, olvo, conacos con ares móviles del moor ) Ambienes y condiciones eseciales (ambienes exlosivos, cenrales nucleares ) RED DE ALIMENTACIÓN Tensión Frecuencia Condiciones de la red

2 SELECCIÓN N DE UN MOTOR Selección n del io de carcasa y nivel de roección n (I). Selección n de la oencia asignada del moor en función n de la oencia o ar que se necesia ara arrasrar la carga, de la aliud de insalación n y la emeraura del medio refrigerane. Selección n de la velocidad (número de olos) en función n de la velocidad de la carga arrasrada. Selección n de la forma y osición n de monaje normalizada en función de su ubicación. Selección n de la ensión n y frecuencia asignadas del moor en función de la red o fuene de alimenación. n. Selección n de la clase de aislamieno en función n de la emeraura eserada. Selección n de la caracerísica mecánica en función n del ar de arranque y el ar resisene de la carga. SELECCIÓN N DE LA OTENCIA DEL MOTOR Generalmene el cálculo de la oencia de un moor elécrico se realiza en función del calenamieno y se comrueba a coninuación su caacidad de sobrecarga y las condiciones de arranque. INCONVENIENTES DE UTILIZAR MOTORES DE OTENCIA DEMASIADO ELEVADA: Mayor coso y amaño del moor. Mayor inensidad de arranque. Mayor amaño y coso de los elemenos de la insalación (conacor, relé érmico, sección de cables ). Menor renabilidad debido al eor facor de oencia con carga arcial. Menor rendimieno a carga arcial. INCONVENIENTES DE UTILIZAR MOTORES DE OTENCIA INSUFICIENTE: osibilidad de funcionamieno incorreco y averías de la máquina accionada. Menor caacidad de sobrecarga del moor. Calenamieno excesivo del moor disminución de su vida úil. 4

3 SELECCIÓN N DE LA OTENCIA DE UN MOTOR EN SERVICIO CONTINUO (CARGA INVARIABLE) Si se conoce la oencia consane requerida or la máquina: asignada Si se conoce el ar consane M requerido or la máquina: M asignado M Si la aliud de insalación o la emeraura del medio refrigerane lo requieren deberá desclasificarse la oencia del moor ara eviar un calenamieno excesivo del mismo. ara mecanismos bien conocidos (bombas, veniladores, aaraos de elevación, algunas máquinas herramienas, ec.) se deermina la oencia o el ar requeridos mediane cálculos eóricos o or medio de fórmulas emíricas, alicando coeficienes obenidos en el ranscurso de numerosas exeriencias. ara mecanismos oco conocidos uede deerminarse la oencia o el ar necesarios obeniendo los diagramas de carga or medio de aaraos regisradores sobre insalaciones análogas en servicio. 5 SELECCIÓN N DE LA OTENCIA DE UN MOTOR EN SERVICIO ERMANENTE CON CARGA VARIABLE Con carga variable, la emeraura del moor varía de forma coninua y la elección de la oencia del moor, en función del calenamieno, resula más comleja. La selección de la oencia asignada del moor basándose en el valor de la carga máxima conduce a un valor demasiado grande de la oencia, mienras que si se oma el valor medio de la carga (oencia media) no se iene en cuena la relación cuadráica enre las érdidas variables y la corriene del moor. Cuando un moor rabaja siguiendo ciclos iguales y reeidos de carga, ero la carga varía a lo largo del ciclo, ueden uilizarse los siguienes méodos, indicados de mayor a menor recisión: Méodo de las érdidas medias Méodo de la corriene equivalene Méodo del ar equivalene Méodo de la oencia equivalene. 6

4 MÉTODO DE LAS ÉRDIDAS MEDIAS El rocedimieno consise en enconrar el valor de las érdidas caloríficas medias del moor Q med ara el diagrama de carga dado y comarar ese valor con el de las érdidas nominales Q n ara las que el moor ha sido calculado en régimen de carga consane. Q med Q + Q + Q Q Q 4 Q Q Q Q 4 4 Diagramas de oencia y de érdidas. Se elige inicialmene un moor.. Se deerminan las érdidas medias de ese moor durane un ciclo de rabajo.. Si Q med Q n se considera que el moor funciona a emeraura admisible. 7 I MÉTODO DE LA CORRIENTE EQUIVALENTE Se basa en reemlazar, ara el cálculo, la corriene real que absorbe el moor, y cuyo valor es variable, or una corriene equivalene I eq que roduciría en el moor las mismas érdidas que la corriene real y, or lo ano, el mismo calenamieno. La corriene equivalene I eq se comara con la corriene asignada del moor I n. 4 I I I I 4 4 Diagramas de oencia y de corriene I eq I + I + + I I Se elige inicialmene un moor.. Se deermina el valor de I eq durane un ciclo de rabajo.. Si I eq I n se considera que el calenamieno del moor es admisible. 8 4

5 MÉTODO DEL AR EQUIVALENTE Se basa en reemlazar, ara el cálculo, el ar de carga variable del moor durane un ciclo, or un ar equivalene M eq que roduciría en el moor las mismas érdidas que el ar real, es decir, el mismo calenamieno. El ar equivalene M eq se comara con el ar asignado del moor M n. M eq M + M + M M M M M M M 4 4 Diagramas de oencia y de ar. Se deermina el valor de M eq durane un ciclo de rabajo.. Se elige un moor al que M n M eq. Enonces uede considerarse que el calenamieno del moor es admisible. 9 MÉTODO DE LA OTENCIA EQUIVALENTE Se basa en reemlazar, ara el cálculo, la oencia requerida del moor durane un ciclo, or una oencia equivalene eq que roduciría en el moor las mismas érdidas que la oencia real, es decir, el mismo calenamieno. La oencia equivalene eq se comara con la oencia asignada del moor n. eq Diagrama de oencia. Se deermina el valor de eq durane un ciclo de rabajo.. Se elige un moor al que n eq. Enonces uede considerarse que el calenamieno del moor es admisible. 0 5

6 OTENCIA DE UN MOTOR ARA EL ACCIONAMIENTO DE UN VENTILADOR La oencia úil necesaria del moor de accionamieno viene exresada or la ecuación: Q 0 η η v Q : caudal de aire evacuado, en m /s : resión oal del venilador (esáica+dinámica) en N/m (a) En la rácica, la resión se mide en mm de columna de agua ( mm cda 9 8 a) η v : rendimieno del venilador η : rendimieno de la ransmisión enre moor y venilador OTENCIA DE UN MOTOR ARA EL ACCIONAMIENTO DE UNA BOMBA La oencia úil necesaria del moor de accionamieno uede deerminarse mediane las exresiones: Q 0 η η b Q γ H 0 η η b Q : caudal de líquido, en m /s : resión oal en la boca de la bomba en N/m (a). En la rácica, la resión se mide en m de columna de agua ( m cda 980 a) η b : rendimieno de la bomba η : rendimieno de la ransmisión enre moor y bomba Q : caudal de líquido, en m /s γ : eso esecífico del líquido en N/m. ara el agua γ980 N/m H : alura eórica de imulsión en meros (alura de asiración + alura de imulsión + érdidas de alura + resión libre) η b : rendimieno de la bomba η : rend. de la ransmisión enre moor y bomba 6

7 OTENCIA DEL MOTOR ARA MECANISMOS DE ELEVACIÓN N Y DE TRASLACIÓN ELEVACIÓN TRASLACIÓN (m + m ) g v 0 η c µ G v 0 η m : masa de la carga en kg m c : masa de la caja en kg g : 9.8 m/s v η : velocidad de elevación en m/s : rendimieno mecánico Si exise un conraeso ara comensar la masa de la caja y la miad de la de la carga: m g v 0 η µ : coeficiene de resisencia a la raslación o a la rodadura G : eso oal (eso roio + eso de la carga) en N v : velocidad de raslación en m/s η : rendimieno mecánico REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Oñós rados, E.; Ramírez Vázquez, V J.; Ruiz Vasallo, F.: Maniobra, mando y conrol elécricos. Encicloedia CEAC de Elecricidad. CEAC, 989. Lobosco, O.S.;.; Dias, J.L..C.:.: Selección n y alicación n de moores elécricos. Marcombo,, 990. Sanz Feio, J. Máquinas M Elécricas. renice Hall, 00. Documenación n écnica y caálogos elecroécnicos cnicos comerciales. 4 7