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Viernes, Diciembre 04, 2020

Motores eléctricos permanentemente más confiables y eficientes

El monitoreo de condición, que en el pasado solo se realizaba en motores grandes y costosos, se está moviendo hacia algo que es de bajo costo y adecuado para su uso en motores más pequeños. Con la comunicación Wi-Fi, Bluetooth o Ethernet, es fácil obtener los datos y procesarlos para comprender lo que sucede en un motor. Es una tendencia que continuará; y, cuando se midan las cosas, podremos agregarlas, y un ingeniero o técnico de planta, gerente de planta o gerente de operaciones podrán observar la población de motores y comprender cómo están funcionando en su planta en-línea.

Los dispositivos disponibles ya son del tamaño de un teléfono celular, el cual está conectado al motor. Funciona con baterías, toma medidas una vez por hora y ahorra cuatro semanas de datos de indicadores clave de rendimiento y salud del motor. Puede ser leído por un teléfono inteligente usando una aplicación donde se carga en la nube. Los usuarios pueden conectarse a través de un portal y los datos de medición cargados se pueden ver y comprender. En lugar de solo físicamente, tal vez una vez al trimestre, conectar sensores de vibración y temperatura a un motor y tomar algunas horas o días de lecturas y luego procesarlas, ahora se puede instalar algo en un motor que es de bajo costo, y un usuario puede tomar lecturas con solo estar dentro del alcance de Bluetooth. Los datos recopilados se envían a la nube, donde las tendencias se pueden ver con mayor detalle.

Otro factor que impulsa la industria del motor es la eficiencia. Aunque la legislación no se ha movido rápidamente en el mundo de las bombas y los ventiladores, la industria está comenzando a adoptar una visión más sistémica. En el pasado, solo se trataba de que los motores alcanzaran un cierto nivel de eficiencia. Ahora, un sistema de ventiladores desde la entrada de energía (kilovatios) hasta el flujo de aire debe tener cierta eficiencia.

Los estándares futuros estarán impulsando el siguiente nivel de eficiencia más allá de los estándares actuales NEMA premium e IEC IE3. Ahora se está moviendo hacia los estándares de eficiencia de motores NEMA super premium y ultra premium, que serán similares a los estándares IEC IE4 e IE5. Estos estándares serán difíciles de cumplir con motores de inducción debido a pérdidas en el rotor donde se debe inducir un campo magnético en barras de cobre o aluminio.

La forma de cumplir con los estándares de eficiencia del futuro es a través de la tecnología de imanes permanentes, donde no hay necesidad de inducir el campo magnético. Los motores de imanes permanentes se han utilizado en servomotores durante años, así como en motores síncronos grandes, pero ahora son cada vez más frecuentes en los motores de bombas y ventiladores de uso diario.

La gente también se está acostumbrando a utilizar accionamientos de motor, que normalmente se necesitan para hacer funcionar un motor de imán permanente. No es solo un servo-accionamiento; hay varios diseños de motores de imán permanente. La configuración del imán y el tipo de material magnético en el motor afectan el diseño del variador. Habrá una estrecha compatibilidad entre un motor y un variador, así como la integración futura del motor y los variadores en algún nivel. Hay algo de eso ahora, pero Creo que podría crecer bastante en los próximos años.

Si solo aplica una onda sinusoidal al motor de imán permanente, no arrancará ni funcionará correctamente, pero hay una excepción. Un motor de imán permanente de arranque en línea proporciona una mejor eficiencia que un motor de inducción, IE4 o mejor, y es un reemplazo directo de NEMA. Funciona para bombas a través de la línea, debido a su baja inercia, y se puede utilizar con variadores de frecuencia para cargas de inercia más altas. Y, por supuesto, un 10% menos de velocidad del motor utiliza aproximadamente un 50% menos de energía, por lo que puede reducir aún más los costos de operación.

También es lo que están usando el sector automotriz. Los motores de imán permanente se utilizan principalmente en vehículos eléctricos debido a la densidad de potencia. Reduce el tamaño y el peso del vehículo pero aún tiene un par significativo disponible. Esto afectará al mundo industrial porque utilizarán muchos de los mismos materiales necesarios en el espacio industrial. Si bien puede reducir los costos debido a la automatización, crea una mayor demanda de materias primas.

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