La eficiencia ha pasado de ser una especificación secundaria a un criterio de compra principal para los compradores de motores de MT. A medida que aumentan los costos de la electricidad y los operadores industriales enfrentan una presión cada vez mayor para reducir el consumo de energía, la clase de eficiencia de un motor MV ahora tiene un efecto directo y mensurable en el costo total de propiedad - no solo en el precio inicial del equipo.
El cambio hacia motores MT de alta-eficiencia
En toda la industria-, más del 55 % de los motores de media tensión recién instalados cumplen ahora con los estándares de alta-eficiencia IE3 o IE4, y la proporción aumenta cada año. Al mismo tiempo, más del 60% de las instalaciones industriales ahora están combinando sus motores MV con variadores de frecuencia (VFD), reportando ahorros de energía en el rango del 15% al 30% dependiendo del perfil de carga y la aplicación.
Para la industria pesada, esto no es una mejora marginal. Los sistemas impulsados por motor-representan una gran parte del consumo total de electricidad industrial, y los motores de MT - debido a su tamaño y funcionamiento-continuo - representan algunas de las partidas con mayor costo de energía-en el presupuesto operativo de una planta.
Lo que realmente cambia entre IE2, IE3 e IE4Motor de media tensión
Ascender una clase de eficiencia no es sólo una cuestión de tolerancias de fabricación más estrictas. La ganancia de eficiencia en un motor de MT de clase-superior generalmente proviene de varios factores de diseño que trabajan juntos:
- Optimización de tamaño y diseño.- secciones transversales- más grandes en los núcleos del estator y del rotor para reducir las pérdidas eléctricas
- Materiales centrales mejorados- menor-pérdida eléctrica de acero y mejor calidad de laminación para reducir la histéresis y las pérdidas por corrientes parásitas
- Operación de mayor voltaje- permite una corriente más baja para la misma potencia de salida, lo que reduce las pérdidas resistivas (I²R) y permite secciones transversales-de conductor más pequeñas
- Diseño avanzado de bobinado y refrigeración.- una mejor disipación de calor permite que el motor funcione más frío, lo que a su vez mejora la eficiencia y prolonga la vida útil del aislamiento.
- Precisión de fabricación- entrehierros más estrechos y mejores tolerancias de rodamiento/alineación reducen las pérdidas mecánicas
Cada uno de estos factores se agrava. Un motor IE4 MV construido sobre todos ellos juntos generalmente muestra una ganancia de eficiencia más significativa sobre una base IE2 que la que produciría cualquier cambio por sí solo.
Por qué esto es importante específicamente paraMotor de media tensiónAplicaciones
Los motores de MT se concentran en un número relativamente pequeño de-sectores de la industria pesada -; se estima que el 65 % de la base instalada se ubica en petróleo y gas, minería, generación de energía y procesamiento de agua, con una concentración adicional en el sector marítimo, pulpa y papel, cemento y procesamiento de metales. Estos son sectores donde:
Los motores normalmente funcionan de forma continua o casi-continua (un ciclo de trabajo alto magnifica el valor de cada punto porcentual de eficiencia)
El tiempo de inactividad y el costo de energía están directamente relacionados con el margen operativo
Se espera que el equipo permanezca en servicio durante 15 a 20+ años, por lo que los ahorros de eficiencia se acumulan durante un período de propiedad muy largo.
Para una bomba, compresor, transportador o ventilador que funciona 8000+ horas al año, la diferencia entre un motor IE2 y un motor IE4 MV puede representar un ahorro recurrente significativo - que se logra cada año que el motor está en funcionamiento, no solo una vez.
La operación VFD/inversor agrega una segunda capa de ahorro
La clase de eficiencia y la compatibilidad con el variador de frecuencia (VFD) son consideraciones relacionadas pero separadas. Un motor MV clasificado para funcionamiento tanto de red como de inversor puede funcionar a velocidad variable para satisfacer la demanda real del proceso. - una bomba o un ventilador rara vez necesita funcionar al 100% de velocidad de forma continua, y reducir su velocidad cuando no se necesita la máxima potencia puede producir ahorros además de lo que ya ofrece la clase de eficiencia base del motor. Esto es parte de la razón por la cual los motores MV emparejados VFD- están reportando las cifras de ahorro del 15% al 30% mencionadas anteriormente - la mejora se acumula, en lugar de reemplazar, las ganancias de una clase de eficiencia más alta.
Qué comprobar al especificar unMotor de media tensión
Para los compradores que comparan proveedores de motores de MT, vale la pena confirmar algunos puntos directamente en lugar de asumirlos a partir de una hoja de datos:
Clase de eficiencia indicada (IE2/IE3/IE4)y si está verificado según los métodos de prueba IEC 60034-30
Cumplimiento de normas- Certificación EN60034, IEC60034, VDE, DIN e ISO, particularmente para equipos que funcionarán en múltiples regiones regulatorias
Compatibilidad de funcionamiento con red e inversor, si se prevé un funcionamiento de velocidad-variable ahora o en el futuro
Ajuste del rango de tensión y potencia.Los motores - de media tensión generalmente están disponibles hasta 13,8 kV, con diseños de jaula de ardilla-de hasta aproximadamente 25 000 kW y diseños de anillos deslizantes- de hasta aproximadamente 8000 kW, por lo que es importante confirmar la combinación exacta de voltaje/frecuencia (las clasificaciones de 50 Hz versus . 60 Hz difieren) antes de especificar
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la diferencia entre un motor MV IE3 e IE4?
IE4 representa una clase de eficiencia más alta que IE3 según el sistema de clasificación IEC 60034-30. La ganancia de eficiencia proviene de mejoras de diseño combinadas-materiales centrales, diseño de devanados, enfriamiento y precisión de fabricación, en lugar de cualquier cambio único, y da como resultado una menor pérdida de energía con la misma salida nominal.
¿Todas las aplicaciones de motores de media tensión se benefician por igual de clases de eficiencia más altas?
No-el beneficio aumenta con el ciclo de trabajo. Un motor de media tensión que funcione continuamente en un proceso como el de petróleo y gas, generación de energía o procesamiento de agua obtendrá ahorros de eficiencia cada hora de funcionamiento, mientras que un motor utilizado de forma intermitente obtendrá un beneficio acumulativo menor.
¿Se puede utilizar un motor MV con un variador de frecuencia?
Muchos motores de MT están diseñados para funcionamiento tanto con red como con inversor, pero esto debe confirmarse en la etapa de especificación. - no todos los diseños de motores de MT tienen clasificación para servicio de inversor-de forma predeterminada.
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