A que temperatura trabaja un motor electrico
El aumento de la temperatura debido a las pérdidas eléctricas y mecánicas depende de las condiciones de funcionamiento del motor. En condiciones normales de funcionamiento, el dispositivo puede recalentarse en funcionamiento continuo hasta 40 ó 50°C por encima de la temperatura ambiente de su carcasa.Dentro de la máquina, los bobinados estarán expuestos a temperaturas mucho más altas debido a la carcasa, ya que la fuente de calor se genera allí y se libera al medio ambiente. Esta temperatura puede superar fácilmente los 140°C y debe ser fácilmente soportada por el aislamiento del devanado, normalmente barnices, que, cuando se aplican en una o dos capas, pueden soportar temperaturas muy altas en ciertos puntos del devanado.
Una imagen térmica que muestra la asimetría del enfriamiento
Aunque todos los motores están equipados con sistemas de ventilación, los ventiladores montados en el rotor, que crean una ventilación forzada dentro de la máquina, generan un intercambio de calor con el entorno a través del efecto de la radiación, eliminando el exceso de calor en el interior y manteniendo la temperatura del motor dentro de los parámetros de diseño. Los cambios de temperatura tienen un impacto directo en la temperatura de funcionamiento del motor.
Actualmente, hay materiales y estructuras aislantes que permiten a los motores alcanzar temperaturas de hasta 90°C en las superficies de la carcasa. En general, esto se limita a las siguientes condiciones:
- Temperatura ambiente hasta 40°C.
- Fluctuaciones de voltaje de menos de ± 10% con respecto a su voltaje nominal.
- Fluctuaciones de menos de ± 5% de su valor nominal.
- Fluctuaciones simultáneas de voltaje y frecuencia limitadas.
- Que la máquina funciona a una altitud de menos de 1000 metros sobre el nivel del mar.
- Que las condiciones atmosféricas que rodean a la máquina (polvo, humedad o gases, luz solar directa, etc.) no afecten seriamente a la ventilación normal del motor.
Si se superan estas condiciones, la temperatura de la superficie de la máquina se elevará por encima del límite, causando daños a la máquina o acortando su vida útil. De manera similar, las condiciones de altitud por encima de los 1000 m sobre el nivel del mar deben considerarse como un aumento adicional de la temperatura de 1°C por cada 100 m, lo que obliga a una reducción de la potencia que puede obtenerse en el eje del motor debido a los efectos de la instalación en altitud.
¿Cómo afecta esto a la eficiencia del motor?
Si el motor funciona a una temperatura excesiva, su eficiencia neta se reducirá significativamente. En principio, las pérdidas de carga del motor (I²R) aumentan linealmente cuando el bobinado de la máquina está a una temperatura superior a la temperatura nominal, ya que existe una relación directa entre el aumento de la resistividad del cobre en función de la temperatura. Normalmente se dispone de un valor de resistencia del cobre de 20°C, pero esta relación existe:
Para un cable de cobre electrolítico casi puro (comercial), el coeficiente de expansión térmica de la resistencia es de 0,0039 (1/°C), y si suponemos una temperatura ambiente de 40°C y un aumento de la temperatura de 50°C, el aumento de la resistencia será de alrededor del 20%. Este aumento es general y se aplica a todos los motores, estén o no diseñados para una alta eficiencia.
Esto indica que en condiciones de funcionamiento extremas, sin sobrecarga térmica de la máquina, hay un 20% más de pérdida de Joulegue4.jpg (6187 bytes) en los devanados que si el motor se opera sin sobrecalentamiento. El mismo efecto se produce con las pérdidas de núcleos causadas por las corrientes de remolino, ya que el hierro también aumenta su resistencia con la temperatura.
Además, el aumento de la disipación de calor al medio ambiente significa una mayor demanda de calor en los sistemas de ventilación general de las casas y/o en los sistemas de aire acondicionado.
¿Qué se debe hacer para mejorar el rendimiento del motor?
Un motor más frío proporciona una mayor vida útil, menos problemas en los procesos, menos tiempo de inactividad para las reparaciones (lo que aumenta los costos de reparación ya que significa más pérdida de beneficios) y menos consumo de energía innecesaria. Se pueden considerar las siguientes medidas para mejorar el rendimiento del motor de inducción
- Mantenga los motores alejados de las fuentes de calor externas (estufas, luz solar directa, etc.).
- Mantén las carcasas de las máquinas limpias. El polvo, la grasa y otros componentes dificultan la transferencia de calor de la máquina al medio ambiente.
- Mejorar los esquemas de lubricación de los cojinetes y bujes de los mismos (aumentar la frecuencia de lubricación, utilizar lubricantes de base sintética, observar la viscosidad y la consistencia de los lubricantes recomendados por el fabricante, etc.).
gue5.jpg (9970 bytes) - Mantener los ventiladores conectados a los rotores en buenas condiciones
- No permita que el motor funcione con fluctuaciones de voltaje significativas.
- Pinta las superficies motoras con colores brillantes.
- Compruebe que el motor utilizado es el más adecuado para la función deseada.
- Para los motores de alta potencia, evitar la circulación de corrientes de remolino a través de los cojinetes (usar cojinetes aislados).
- En casos extremos el motor debe ser ventilado adicionalmente.
