Estudio de un banco de pruebas para la determinación de la eficiencia energética de motores asincrónicos trifásicos

Abstract

Los motores asincrónicos trifásicos (MATs) requieren del orden del sesenta por ciento o más del consumo anual de electricidad en la industria. Esto se observa en nuestro país y en numerosos países del mundo. Para conceptualizar la importancia de dicho consumo, basta considerar que durante el año 2015 en Argentina, el consumo total de energía eléctrica fue del orden de los 125000 GWh de los cuales el sector industrial requirió 50000 GWh. Ante la necesidad de reducir el consumo de energía y la emisión de gases del efecto invernadero, los gobiernos de diversos países han establecido un conjunto de requisitos mínimos de eficiencia energética, también conocidos como MEPS (Minimum Energy Performance Standards) para diversos tipos de equipos de empleo en ámbitos residenciales e industriales. Esto incluye a los motores eléctricos en general y de inducción trifásicos en particular. Surge así la importancia de realizar estudios y ensayos para conocer en detalle el rendimiento de los MATs. Los cambios que, a partir de nuevos diseños y materiales en su construcción, introducen las mejoras tecnológicas aplicadas a estos motores eléctricos, son validados en lo comercial mediante el denominado “etiquetado de eficiencia energética” que las legislaciones de cada país consideran de cumplimiento obligatorio. Dicho proceso de etiquetado es, en definitiva, un proceso de Certificación de Productos por alguno de los sistemas que lo caracterizan (marca, tipo, etc.) y que siempre requieren la realización de ensayos siguiendo procedimientos normalizados en el ámbito nacional e internacional. Dada la importancia de disponer de medios para el ensayo de los MATs, se realiza a continuación el estudio de un banco de pruebas caracterizado por su versatilidad, fácil operatividad y bajo consumo de energía durante las pruebas (regenerativo), que compensaría un posible mayor costo inicial del banco con beneficios económicos a largo plazo. El banco propuesto utiliza un MAT, gemelo al motor a evaluar, funcionando como generador, siendo así la carga del Motor Bajo Ensayo (MBE). Se realiza una breve descripción de los métodos normalizados de ensayos de motores eléctricos asincrónicos, se analiza el funcionamiento de la máquina asincrónica como generador, se presentan los componentes del banco de prueba propuesto y se describe un caso típico de operación del banco para la determinación de la eficiencia energética de un MAT.