Maquinas Eléctricas-Chapman-5ta-edición

6.7 Tendencias en el diseño de motores de inducción 267
motores de inducción de 15 hp. (Véase también la figura
6-31.)
Sin embargo, estas mejoras en el diseño de los motores
de inducción no llevaron necesariamente a mejoras en su
eficiencia de operación. El esfuerzo de diseño más fuerte se
concentró en la reducción de los costos de los materiales de
las máquinas y no en el incremento de su eficiencia, lo que
se debió a que el precio tan bajo de la electricidad convertía
el costo directo del motor en el principal criterio de selección
de compra.
Puesto que en 1973 el precio del petróleo sufrió un incremento
espectacular, el costo de operación de las máquinas
ha adquirido cada vez mayor importancia y el costo inicial
de instalación la ha perdido. Como resultado de estas tendencias,
se ha puesto mayor interés en la eficiencia del motor
tanto por parte de los diseñadores como de los usuarios finales
de ellos.
En la actualidad, los fabricantes más importantes producen
nuevas líneas de motores de inducción de alta eficiencia
FIGURA 6-31 Uno de los primeros motores típicos de inducción de
gran tamaño. Los motores mostrados tenían una capacidad de 2 000 hp.
(Cortesía de General Electric Company.)
y están logrando una participación cada vez más grande en el mercado de los motores de inducción.
Se utilizan varias técnicas para mejorar la eficiencia de estos motores en comparación con los diseños
de eficiencia estándar tradicional, a saber:
1. Se utiliza más cobre en los devanados del estator para reducir las pérdidas en el cobre.
2. Se incrementa la longitud del núcleo del rotor y del estator para reducir la densidad de flujo
magnético en el entrehierro de la máquina. Esto disminuye la saturación magnética de la máquina,
lo que abate las pérdidas en el núcleo.
3. Se utiliza más acero en el estator, lo que permite que se transfiera una mayor cantidad de calor
hacia afuera del motor y se reduce su temperatura de operación. Se rediseñó el ventilador del
rotor para reducir las pérdidas por rozamiento con el aire.
4. El metal que se utiliza en el estator es acero eléctrico de alto grado con bajas pérdidas por histéresis.
5. El acero, de muy alta resistividad interna, se lamina en calibres especialmente delgados (esto
es, las láminas se ubican muy cerca las unas de las otras). Ambos efectos tienden a reducir las
pérdidas por corrientes parásitas en el motor.
6. El rotor se maquina cuidadosamente para producir un entrehierro uniforme, lo que reduce las
pérdidas misceláneas en el motor.
Además de estas técnicas generales, cada fabricante tiene su
enfoque especial para mejorar la eficiencia del motor. En la figura
6-32 se muestra un típico motor de inducción de alta eficiencia.
Para ayudar a comparar la eficiencia de los motores, la NEMA
adoptó una técnica estándar para medir la eficiencia del motor
con base en el Método B de la norma IEEE 112, Procedimiento
de prueba para motores y generadores de inducción polifásicos.
La NEMA también introdujo una clasificación llamada efi ciencia
nominal NEMA, que aparece en las placas de características de los
motores de diseño clases A, B y C. La eficiencia nominal identifica
la eficiencia promedio de una gran cantidad de motores de cierto
modelo y también garantiza una cierta eficiencia mínima para ese
tipo de motor. En la figura 6-33 se muestra la norma de eficiencias
nominales NEMA.
Hay otras organizaciones que han establecido normas de eficiencia
para los motores de inducción, las más importantes de las
cuales son las normas inglesa (BS-269), la IEC (IEC 34-2) y la
japonesa (JEC-37). Sin embargo, las técnicas prescritas para medir
FIGURA 6-32 Motor ahorrador de energía General Electric, es
un típico motor moderno de inducción de alta eficiencia. (Cortesía
de General Electric Company.)