Motores de alta eficiencia con controles de velocidad

Los motores eléctricos normalmente están ocultos a la vista, pero son utilizados por muchos tipos de equipos. En todo tipo de edificios, los sistemas mecánicos y de plomería dependen en gran medida de los motores. Se pueden encontrar en bombas, ventiladores, compresores de aire acondicionado y enfriadores, por nombrar algunos ejemplos. Dado su uso generalizado, los motores consumen más del 40% de la electricidad mundial.

Los propietarios de edificios pueden reducir significativamente las facturas de energía mejorando la eficiencia del motor. Hay dos formas principales de lograr esto, que se pueden combinar para obtener mejores resultados:

  • Reemplazo de motores viejos e ineficientes por unidades más modernas.
  • Controlar la velocidad de los motores según su carga de trabajo.

Un suministro de energía adecuado es fundamental para los motores eléctricos. Si un motor está expuesto a frecuentes fluctuaciones de voltaje, su vida útil se reduce drásticamente. Antes de actualizar sus motores y agregar controles de velocidad, verifique si su fuente de alimentación tiene un voltaje y frecuencia estables.


Mejore la eficiencia energética de su edificio con una actualización de motor eléctrico.


Actualización a motores de alta eficiencia

Al actualizar los motores en un edificio, la mejor recomendación es buscar unidades con índices de eficiencia reconocidos. La Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos (NEMA) es la autoridad de la industria en América del Norte, que establece estándares para muchas categorías de equipos eléctricos. En el caso de los motores, NEMA Premium es la calificación de eficiencia más alta disponible a partir de septiembre de 2019.

Los motores que se fabrican fuera de los EE. UU. Siguen los estándares de la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC). El nivel de eficiencia más alto para motores IEC a septiembre de 2019 es el IE4 Eficiencia súper premium. Se está desarrollando una calificación de eficiencia aún mayor, que ofrecerá un 20% de ahorro con respecto a IE4: Eficiencia IE5 Ultra Premium.

Motores de alta eficiencia con controles de velocidad

Otro factor importante es comprar la potencia adecuada. Los motores eléctricos pueden operar cerca de la eficiencia nominal en diversas condiciones de carga. Sin embargo, experimentan una pérdida drástica de eficiencia cuando su carga cae a alrededor del 50%. Un motor de gran tamaño también viene con un precio más alto y mayores costos de mantenimiento.

Cómo el control de la velocidad del motor aumenta la eficiencia

Muchos motores eléctricos están sujetos a condiciones de carga variables, lo que significa que su potencia nominal no se usa todo el tiempo.

  • Los motores a menudo se dejan funcionando a plena potencia cuando no es necesario, desperdiciando energía y potencialmente causando problemas de rendimiento. Por ejemplo, esto da como resultado una presión excesiva en los sistemas de bombeo y una ventilación excesiva en los manipuladores de aire.
  • Una solución de control simple es usar el motor de manera intermitente, pero esto puede tener un efecto negativo en algunos casos. Por ejemplo, si el área de un edificio necesita ventilación continua, el controlador de aire no puede funcionar de forma intermitente.

Ajustar la velocidad de un motor de acuerdo con su carga de trabajo es una solución mucho mejor. El motor puede funcionar de forma continua y consume menos energía que un motor intermitente. Por ejemplo, un motor al 70% de velocidad consume menos energía que un motor idéntico funcionando el 70% del tiempo. El mejor método para controlar la velocidad del motor depende de su tamaño:

  • Para motores de más de 1 hp, los ingenieros eléctricos normalmente recomiendan un variador de frecuencia o VFD. Este dispositivo reduce el voltaje y la frecuencia por debajo de los valores nominales, para reducir la velocidad del eje (rpm).
  • Para aplicaciones por debajo de 1 hp con carga de trabajo variable, la mejor recomendación es un motor conmutado electrónicamente, también conocido como motor de CC sin escobillas. Estos tienen controles de velocidad incorporados y no requieren VFD.

Tenga en cuenta que algunos equipos vienen con motores instalados de fábrica y las garantías pueden quedar anuladas por un reemplazo incorrecto. En estos casos, debe buscar motores compatibles que estén etiquetados como OEM, que significa «fabricante de equipo original». Si planea actualizar un equipo por completo en lugar de solo un motor, solicite al proveedor el motor más eficiente que se pueda instalar de fábrica en la nueva unidad.

Conclusión

Cuando se actualizan motores, el período de recuperación más corto se logra normalmente con motores que tienen un programa de funcionamiento prolongado. Los controles de velocidad, en particular, tienen el mejor efecto cuando los motores funcionan a carga parcial durante períodos prolongados.

Tenga en cuenta que los sistemas HVAC representan la mayor parte del consumo en la mayoría de los edificios residenciales y comerciales. Dado que las actualizaciones de motores eléctricos pueden mejorar la eficiencia de HVAC, los ahorros potenciales son significativos. Los motores de alta eficiencia con controles de velocidad también pueden ahorrar mucha energía cuando se utilizan en sistemas de bombeo.