¿Cómo se determina la eficiencia de un motor eléctrico y un variador?

La eficiencia energética es un tema de actualidad. Nuestros clientes buscan continuamente nuevas formas de ahorrar energía y, ahora, las nuevas normas europeas les ayudan.

Europa impulsa el ahorro energético mediante la iniciativa “Diseño ecológico”. Se prevé que para 2020, por ejemplo, las nuevas normativas sobre diseño ecológico -dirigidas a garantizar que los productos tengan en cuenta su impacto medioambiental a lo largo de toda su vida útil- aplicables a 13 grupos de productos generen un ahorro energético equivalente o superior al 12 por ciento del consumo total de electricidad de la UE en 2009.

La norma EN 50598-2 de reciente publicación introduce dos nuevas clasificaciones de eficiencia energética que pueden usar los fabricantes como ABB y los fabricantes de maquinaria, además del usuario final, para determinar la eficiencia energética de motores que se fabrican o utilizan con el objetivo de cumplir estas nuevas normativas europeas.

En primer lugar tenemos la clasificación IE del convertidor de frecuencia, que la norma denomina “módulo de convertidor completo” o CDM por sus siglas en inglés. El CDM consta del convertidor y de cualquiera de los otros equipos auxiliares conectados a él, como un chopper de frenado o un filtro CEM (compatibilidad electromagnética), o EMC por sus siglas en inglés. La clasificación IE es parecida a la de los motores y va de la IE0 a la IE4. Cuanto más bajo sea el número IE, menos eficiente será el CDM.

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En segundo lugar tenemos una clasificación del sistema IES para el “sistema de accionamiento de potencia” o PDS por sus siglas en inglés, que es la combinación del motor y el convertidor.

Esto es algo nuevo y valioso porque, además de la clasificación de eficiencia general, las autoridades reguladoras proporcionan en la norma EN 50598-2 un conjunto definido de puntos de trabajo en los que se mide la eficiencia del sistema de accionamiento de potencia. Como ya sabemos, muchos motores eléctricos no necesitan funcionar siempre a máxima velocidad; basta con que funcionen con cargas parciales.

Esas mediciones, en unos puntos de trabajo definidos, ofrecen los valores de eficiencia de cargas parciales. Esto significa que usted puede prever el uso de energía de su proceso o de su máquina conforme a unos perfiles de trabajo típicos. Estos datos son sumamente útiles en cualquier situación, desde el momento de tomar las decisiones de compra hasta la creación de presupuestos y de evaluaciones energéticas. Puede utilizarse para determinar la rentabilidad de la inversión e incluso para prever pérdidas de potencia.

Las clases IES van de la IES0, la eficiencia más baja, a la IES2, la etiqueta actual de la calificación de eficiencia más alta. En el futuro se definirán más clases IES. Estas clasificaciones nuevas son válidas para motores eléctricos y variadores de frecuencia en el rango de 100 a 1000 voltios, con una potencia de hasta 1000 kW.


Algunas consideraciones sobre las nuevas clases IE e IES

Una de las primeras cosas que debe tenerse en cuenta es que la clasificación IE para convertidores, los CDM o módulos de accionamiento completo, se realiza de manera distinta que para motores eléctricos. En el caso de los motores, la clasificación IE se toma al 100 % de la velocidad del motor y al 100 % del par motor. En el caso de los CDM, la clasificación se toma al 90 % de la frecuencia y al 100 % de la corriente.

Así pues, no se puede sumar una clasificación IE del motor y una clasificación del CDM para obtener el valor IES del sistema de accionamiento de potencia o PDS.

La segunda cosa a tener en cuenta es que las mediciones o los cálculos dependen de lo que produzca el fabricante. Por ejemplo, ABB fabrica tanto motores como variadores, de modo que, conforme a la norma, ABB puede ofrecer valores IE independientes para el CDM y el motor, así como el valor IES para la combinación de un motor y un variador de frecuencia determinados. Para los fabricantes que solo producen el motor o el variador, la norma ofrece modelos de referencia. Esto permite a esos fabricantes sustituir el modelo de referencia que se usará al determinar una clasificación IES del sistema de accionamiento de potencia o PDS.


Listo para los cálculos

IE2, esa es la eficiencia de nuestro convertidor de propósito general ACS580. Se trata de la clasificación más alta definida actualmente conforme a la norma EN 50598-2. También proporcionamos los datos de eficiencia de las cargas parciales.

Pero el convertidor incluye más características que ayudan a nuestros clientes a ahorrar energía cada día. Dispone de unos analizadores de eficiencia energética avanzados integrados en el dispositivo que ayudan a que el convertidor ahorre hasta un 10 % más de energía cuando controla aplicaciones de carga parcial. Los motores eficientes energéticamente también se controlan con facilidad y el convertidor funciona con motores de inducción, asíncronos y de imanes permanentes.

Asimismo, el convertidor informa sobre el uso energético por día o por hora, y realiza un seguimiento del total de la energía utilizada. Incluso puede calcular el ahorro de dinero y la cantidad de emisiones de dióxido de carbono que se han reducido gracias al uso del convertidor. Todos estos datos permiten calcular el retorno de la inversión y sirven para medir el valor actual neto.

Así pues, a medida que asistimos a más y más normas de eficiencia energética y constatamos la motivación de nuestros clientes, nos animamos cada vez más a continuar desarrollando y aportando valor añadido. La potencia y la productividad para lograr un mundo mejor nos importan tanto como a usted.

¿Desea obtener más información sobre la nueva norma? Visite nuestro sitio web de diseño ecológico. https://new.abb.com/drives/es/ecodesign

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