Motores Eléctricos

Aspectos básicos de los motores eléctricos





Eficiencia

La eficiencia de un motor eléctrico es la relación entre la potencia mecánica de salida y la
potencia eléctrica de entrada. Este es el concepto más importante desde el punto de vista
del consumo de energía y del costo de operación del motor.
La eficiencia se puede expresar de las siguientes maneras:
El valor más alto deeficiencia es la unidad (1), en el caso ideal de que las pérdidas fueran
cero, como lo indica la segunda expresión.
Los fabricantes de motores buscan continuamente generar innovaciones tecnológicas
tendientes a disminuir las pérdidas al máximo posible, empleando materiales de mejor
calidad y un proceso de mejora continua en la fabricación.
Según la eficiencia, los motores eléctricos se clasificanen tres tipos:
1. Motores de eficiencia estándar: no consideran la eficiencia como la principal cualidad,
más bien privilegian la funcionalidad y el precio. Aquellos con más de 15 años podrían
considerarse de este tipo.
2. Motor de alta eficiencia: surge en la década de los noventa, a _n de contrarrestar los
altos precios de la energía y por la necesidad evidente de generar un uso eficientey
racional de la energía.
3. Motor premium: su innovación está en elevar aún más la eficiencia de los motores
eléctricos, para ello, se ha perfeccionado su proceso de manufactura y se utilizan
materiales de alta calidad, lo cual implica que su costo es también más elevado.








En el Gráfico 1 se muestra el comportamiento de la eficiencia en los diferentes tipos de
Motores.Factor de carga
Se llama factor de carga al índice que indica el porcentaje de la capacidad del motor que
está siendo utilizado.
Los fabricantes de motores eléctricos reportan en sus manuales técnicos la eficiencia del
motor en porcentajes del 100%, 75%, 50% y 25% de factor de carga. Un ejemplo de cómo
es reportado este concepto se muestra en la Tabla 2.


Tabla 2. Valores de eficienciasegún el porcentaje de factor de carga.

La mayoría de los motores eléctricos
presentan su mayor eficiencia al 75% de
factor de carga, por ello, es conveniente
que la elección de la potencia de un motor
sea para que este trabaje a ese porcentaje
de carga. Así funcionará en el rango de
alta eficiencia y tendrá un 25% de
capacidad adicional para soportar
mayores cargas de trabajo.
Lapotencia del motor eléctrico la
determina el equipo acoplado, indicada en
horse power o caballos de potencia en el
eje (HP, por sus siglas en inglés).






Costo operativo
La eficiencia del motor eléctrico es muy importante porque determina el costo que se paga
por la electricidad consumida en su operación.
Así, un motor de eficiencia estándar de 3 HP podría comprarse por 290 dólares, unode alta
eficiencia en 355 dólares y uno de eficiencia premium en 450 dólares.
En un cálculo inicial, comprar el motor de eficiencia estándar ahorraría por lo menos 65
dólares, sin embargo, esto sólo es parcialmente cierto al hacer la compra, porque cuando
el motor inicia su operación, también comienza a consumir energía eléctrica, la cual se
tendrá que pagar mensualmente conforme lo indica lasiguiente expresión:
CO = Potencia demandada (kW) x Pk + consumo (kWh) x PkWh
Donde:
CO: Costo de operación mensual
Potencia demandada (PD): es la potencia que, como máximo, solicita el motor en su
operación mensual. Las empresas eléctricas de distribución la miden en kilovatios (kW).
Pk: es el precio de cada kilovatio según la tarifa vigente de la empresa eléctrica.
Consumo: representa laenergía total mensual que consume el motor durante las horas de
su operación, medida en kilovatios-hora (KW).
PkWh: es el precio de cada kilovatio-hora que consume el motor, según la tarifa vigente.
En la suposición de que estos motores trabajen al 100% de su capacidad, la potencia
eléctrica que demanden podría calcularse con la expresión:

Tabla 3

En resumen, aún y cuando la inversión...