Justia Nicaragua Nacionales Normas Técnicas
Norma Técnica Obligatoria Nicaragüense. Eficiencia Energética. Motores De Corriente Alterna, Trifásicos De Inducción, Tipo Jaula De Ardilla, En Potencia Nominal De 0,746 A 373 Kw. Limites, Método De Prueba Y Etiquetado
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Normas Jurídicas
de Nicaragua
Materia: Energética
Rango: Normas Técnicas
-
NORMA TÉCNICA OBLIGATORIA
NICARAGÜENSE. EFICIENCIA ENERGÉTICA. MOTORES DE CORRIENTE
ALTERNA,
TRIFÁSICOS DE INDUCCIÓN, TIPO JAULA DE ARDILLA, EN POTENCIA
NOMINAL DE 0,746 A 373 KW.
LIMITES, MÉTODO DE PRUEBA Y ETIQUETADO
NTON 10 007-08. Aprobada el 29 de Enero del 2009
Publicada en La Gacetas No. 48, 49, 51, y 52 del 10, 11, 15 y 16 de
Marzo del 2010
CERTIFICACIÓN
La infrascrita Secretaria Ejecutiva de la Comisión Nacional de
Normalización Técnica y Calidad, CERTIFICA que en el Libro de Actas
que lleva dicha Comisión, en los folios que van del diez (10) al
veintiuno (21), se encuentra el Acta No. 001-09 Primera Sesión
Ordinaria de la Comisión de Normalización Técnica y Calidad , la
que en sus partes conducentes, expone: En la ciudad de Managua,
República de Nicaragua, a las diez y treinta minutos de la mañana
del día jueves veintinueve de Enero del año dos mil nueve, reunidos
en el Despacho del Ministro de Fomento, Industria y Comercio, por
notificación de convocatoria enviada previamente el día veinte de
enero del dos mil nueve, de conformidad a lo establecido en el
Reglamento Interno de Organización y Funcionamiento de la Comisión
Nacional de Normalización Técnica y Calidad, están presentes los
miembros titulares y delegados de la Comisión Nacional de
Normalización Técnica y Calidad (CNNC) entre los que se encuentran:
Verónica Rojas Berríos en su calidad de Ministra por la Ley
y Presidente de la CNNC, Onasis Delgado, en representación
del Director del Instituto Nacional de Energía (INE); Juana
Ortega Soza, en representación del Ministro de Salud (MINSA);
Hilda Espinoza, en representación de la Ministro del
Ambiente y Recursos Naturales (MARENA); Marvin Antonio
Collado, en representación del Director del Instituto
Nicaragüense de Telecomunicaciones y Correos (TELCOR); Donaldo
Picado en representación del Ministro Agropecuario y Forestal
(MAGFOR); José Arguello Malespín en representación del
Ministra del Trabajo (MITRAB); Juan Eduardo Fonseca, en
representación de las organizaciones privadas del Sector Comercial;
Francisco Javier Vargas, en representación de las
organizaciones privadas del Sector Agropecuario; Zacarías
Mondragón García, en representación de las organizaciones
privadas del sector Industrial y María del Carmen Fonseca en
representación de las organizaciones privadas CientíficoTécnico.
Así mismo participa en esta sesión Sara Amelia Rosales
Castellón, en su carácter de secretaria Ejecutiva de la CNNC y
los siguientes invitados especiales del MIFIC: Claudia Valeria
Pineda, Ricardo Pérez Molina y María Auxiliadora Campos. Por
otro lado, no acudieron a la presente sesión y por lo tanto
quedaron como miembros titulares ausentes en la misma Carlos
Schutze Sugrañez, Presidente Ejecutivo del Instituto
Nicaragüense de Acueductos y Alcantarillados (INAA), Pablo
Martínez Espinoza Ministro de Transporte e Infraestructura
(MTI) y Maura Morales Reyes, en representación de las
organizaciones de Consumidores. Habiendo sido constatado el quórum
de Ley, por Sara Amelia Rosales, Ministro de Fomento, Industria y
Comercio como Presidente de la Comisión, procede a dar por iniciada
esta sesión y la declara abierta (&) 06-08. (Aprobación, de
cuarenta y siete Normas Técnicas Nicaragüenses). (&) Después de
realizada la presentación de los Proyectos las Normas Técnicas
Obligatorias Nicaragüenses los miembros de la CNNC por consenso
aprueban cuarenta y cinco normas de las cuarenta y siete
presentadas las que se detallan a continuación (&) NTON 10
015-08 Norma Técnica Obligatoria Nicaragüense. Eficiencia
Energética. Refrigeradores Electrodomésticos y Congeladores
Electrodomésticos. Método de Ensayo. No habiendo otros asuntos
que tratar se levanta la sesión a las doce de la mañana del día
veintinueve de enero del año dos mil nueve . (f) Verónica Rojas
Berríos (Legible) Presidenta de la CNNC. (f) Sara Amelia Rosales C.
(Legible), Secretaria Ejecutiva de la CNNC A solicitud del
Ministerio Agropecuario y Forestal (MAGFOR) extiendo, en una hoja
de papel común tamaño carta, esta CERTIFICACIÓN, la cual es
conforme con el documento original con el que fue cotejada, para su
debida publicación en La Gaceta, Diario Oficial de la república, y
la firmo, sello y rubrico en la ciudad de Managua a los diecinueve
días del mes de marzo del año dos mil nueve. Lic. Sara Amelia
Rosales C., Secretaria Ejecutiva, Comisión Nacional de
Normalización Técnica y Calidad.
La Norma Técnica Obligatoria Nicaragüense denominada 10 007-08
Norma Técnica Obligatoria Nicaragüense. Eficiencia Energética.
Motores de Corriente Alterna, Trifásicos de Inducción, Tipo Jaula
de Ardilla, en Potencia Nominal de 0,746 A 373 kW. Limites, Método
de Prueba y Etiquetado y en su elaboración participaron las
siguientes personas en representación de sus instituciones:
Rolando Lugo Ministerio de Energía y Minas MEM
Carlos Pérez Méndez Instituto Nicaragüense de Energía INE
Irma Monjarrez Dirección General de Servicios Aduaneros DGA
Manuel Bermúdez Cámara de Comercio de Nicaragua CACONIC
Erick López Centro de Producción más Limpia de Nicaragua
CPmL-N
Augusto César Palacios Universidad Nacional de Ingeniería UNI
Sandra Gutiérrez Multiconsult & CIA Ltda.
Miguel Ángel Aragón SIEMENS
José Sánchez COPA
Carlos Jiménez BOMONSA
Thomas Zamora Casa Mc Gregor
Lizeth Zúniga BUN-CA
Javier Cruz Ministerio de Fomento Industria y Comercio MIFIC
Erick Méndez Ministerio de Fomento Industria y Comercio MIFIC
C. Valeria Pineda Ministerio de Fomento Industria y Comercio
MIFIC
Esta norma fue revisada y aprobada por el Comité Técnico de
Eficiencia Energética en la sesión de trabajo del día 19 de junio
de 2008.
1. OBJETO
Esta norma establece los valores de eficiencia nominal y mínima
asociada, el método de prueba para su evaluación, y la
especificación de etiquetado, en la placa de datos de los motores
que se comercializan en Nicaragua.
2. CAMPO DE APLICACIÓN
Esta norma se aplica a motores eléctricos abiertos y cerrados de
corriente alterna, trifásicos, de inducción, jaula de ardilla, en
potencia nominal de 0,746 kW hasta 373 kW, con tensión eléctrica
nominal hasta 600 V, 60 Hz, de posición de montaje horizontal o
vertical.
3. DEFINICIONES
3.1 Dinamómetro. Instrumento que sirve para medir las fuerzas
motrices y para probar las resistencias de las máquinas.
3.2 Eficiencia. Se define como la razón entre la potencia de salida
y la potencia de entrada del motor. Se expresa en porcentaje y se
calcula con alguna de las siguientes relaciones:
a) (Potencia de Salida/Potencia de Entrada) X 100
b) ((Potencia de Entrada Perdidas)/Potencia de Entrada) X
100
c) (Potencia de Salida/(Potencia de Salida + Perdidas)) X 100
3.3 Eficiencia mínima asociada. Cada eficiencia nominal tiene una
eficiencia mínima asociada especificada en la columna B de la Tabla
1.
3.4 Eficiencia nominal. Es el valor de la eficiencia mostrado en la
placa de datos del motor, seleccionado de la Columna A de la Tabla
1 por el fabricante. Este valor no debe ser mayor que la eficiencia
promedio de una población grande de motores del mismo diseño.
3.5 Eficiencia normalizada. Es la eficiencia mínima que debe
cumplir un motor para ser considerado de alta eficiencia, de
acuerdo a la presente norma.
3.6 Equilibrio térmico a carga plena. Cuando la diferencia entre la
temperatura del motor y la temperatura ambiente no excede de 1°C,
en un lapso de 30 min trabajando a carga plena.
3.7 Factor de Corrección del Dinamómetro (FCD). Es el par torsional
necesario para vencer la oposición que presenta el dinamómetro al
movimiento mecánico, en su condición de carga mínima. Su
determinación es importante cuando el dinamómetro está situado
entre el motor a probar y el transductor usado para medir el
par.
3.8 Motor abierto. Es un motor que tiene aberturas para ventilación
que permiten el paso del aire exterior de enfriamiento, sobre y a
través del embobinado del motor.
3.9 Motor cerrado. Es un motor cuya armazón impide el
intercambio libre de aire entre el interior y el exterior de éste,
sin llegar a ser hermético. Dentro de esta clasificación se
incluyen los motores a prueba de explosión.
3.10 Motor de eficiencia normalizada. Es aquel que tiene una
eficiencia nominal igual o mayor que la indicada en la Tabla 2,
según su tipo de enclaustramiento y número de polos.
3.11 Motor de inducción. Es un motor eléctrico en el cual solamente
una parte, el rotor o el estator, se conecta a la fuente de energía
y la otra trabaja por inducción electromagnética.
3.12 Motor eléctrico. Es una máquina rotatoria para convertir
energía eléctrica en mecánica.
3.13 Motor trifásico. Es un motor que utiliza para su operación
energía eléctrica de corriente alterna trifásica.
3.14 Motor tipo jaula de ardilla. Es un motor de inducción, en el
cual los conductores del rotor son barras colocadas en las ranuras
del núcleo secundario, que se conectan en cortocircuito por medio
de anillos en sus extremos semejando una jaula de ardilla.
3.15 Pérdidas en el núcleo. Son las debidas a las alternaciones del
campo magnético en el material activo del estator y el rotor por
efectos de histéresis y corrientes parásitas.
3.16 Pérdidas por efecto Joule. Son las debidas a la circulación de
corriente eléctrica por los conductores del estator y rotor y se
manifiestan en forma de calor.
3.17 Pérdidas por fricción y ventilación. Son las debidas a la
oposición que presentan los dispositivos tales como ventiladores y
rodamientos al movimiento mecánico.
3.18 Pérdidas indeterminadas. Son la porción de las pérdidas que no
se incluyen en la suma de las pérdidas por efecto Joule en el
estator y en el rotor, las pérdidas en el núcleo, y las pérdidas
por fricción y ventilación.
3.19 Pérdidas totales. Son la diferencia entre la potencia de
entrada y la potencia de salida del motor.
3.20 Potencia de entrada. Es la potencia eléctrica que el motor
toma de la línea de alimentación eléctrica.
3.21 Potencia de salida. Es la potencia mecánica disponible en el
eje del motor.
3.22 Potencia nominal. Es la potencia mecánica de salida indicada
en la placa de datos del motor.
3.23 Régimen nominal. Es la condición de operación a la tensión y
frecuencia eléctricas nominales, medidas en las terminales, en la
que el motor desarrolla los parámetros indicados en su placa de
datos.
3.24 Régimen continúo. Es el régimen nominal con el cual debe
cumplir un motor en funcionamiento continuo.
3.25 Resistencia entre terminales del motor. Es la
resistencia medida entre dos terminales en la caja de conexiones
del motor.
3.26 Torsiómetro. Aparato acoplado entre los ejes del motor y del
dinamómetro, que trasmite y mide el par torsional. Algunos tipos,
miden además la Velocidad de rotación y permiten determinar la
potencia mecánica desarrollada por el motor.
4. SÍMBOLOS Y ABREVIATURAS
FCD
Factor de Corrección del Dinamómetro, en N·m.
I0
Promedio de las corrientes de línea con el motor
operando en vacío, en A.
Im
Promedio de las corrientes de línea para cada punto
de carga, en A.
Imín
Promedio de las corrientes de línea con el
dinamómetro a su carga mínima, en A.
I2RE0
Pérdidas por efecto Joule en los devanados del
estator para la operación en vacío del motor, en kW.
I2Rm
Pérdidas por efecto Joule en los devanados del
estator para cada punto de carga, en kW.
I2Rmc
Pérdidas por efecto Joule en los devanados del
estator para cada punto de carga, referido a una temperatura
ambiente de 25°C, en kW.
I2Rmín
Pérdidas por efecto Joule en los devanados del
estator durante la prueba con carga mínima en el dinamómetro, en
kW.
I2Rr
Pérdidas por efecto Joule en el devanado del rotor
para cada punto de carga, en kW.
I2Rrc
Pérdidas por efecto Joule en el devanado del rotor
para cada punto de carga, referidas a una temperatura ambiente de
25°C en kW.
K
Constante del material de los devanados del
estator.
nm
Velocidad de rotación para cada punto de carga, en
min-1
nmín
Velocidad de rotación con el dinamómetro a su carga
mínima, en min-1.
n0
Velocidad de rotación en vacío, en min-1.
Velocidad de rotación síncrona, en min-1.
P0
Potencia de entrada con el motor operando en vacío,
en kW.
Pd
Potencia demandada al motor bajo prueba por el
dinamómetro a su carga mínima, en kW.
Pe
Potencia de entrada para cada valor de carga, en
kW.
Pfv
Pérdidas por fricción y ventilación, en kW.
Ph
Pérdidas en el núcleo, en kW.
Pind
Pérdidas indeterminadas, en kW.
Pmín
Potencia de entrada con el dinamómetro a su carga
mínima, en kW.
Pres
Potencia residual para cada punto de carga, en
kW.
Ps
Potencia de salida corregida para cada punto de
carga, en kW.
Psc
Potencia de salida corregida en kW para cada punto
de carga, referida a una temperatura ambiente de 25°C.
RE0
Resistencia del estator medida entre las terminales
de referencia, a la temperatura de la prueba de operación en vacío,
en Ù.
Rf
Resistencia del estator medida entre las terminales
de referencia después de alcanzar el equilibrio térmico del motor
al 100% de su carga nominal, en Ù.
Ri
Resistencia de referencia medida inicialmente con
el motor en frío, en Ù.
Rm
Resistencia del estator corregida a la temperatura
de los devanados para cada punto de carga, en Ù.
Rmc
Resistencia del estator corregida a la temperatura
de los devanados para cada punto de carga, referida a una
temperatura ambiente de 25°C en Ù.
Rmín
Resistencia de referencia corregida a la
temperatura de los devanados durante la prueba con carga mínima en
el dinamómetro, en Ù.
Sm
Deslizamiento por unidad de la Velocidad de
rotación síncrona, para cada punto de carga medido.
Smc
Deslizamiento por unidad de la Velocidad de
rotación síncrona, para cada punto de carga medido, referido a una
temperatura ambiente de 25°C.
Smín
Deslizamiento por unidad de la Velocidad de
rotación síncrona, con el dinamómetro a su carga mínima.
Tc
Par torsional del motor corregido para cada punto
de carga, en N·m.
Tm
Par torsional del motor para cada punto de carga,
en N·m.
Tmín
Par torsional del motor con el dinamómetro a su
carga mínima, en N·m.
t0
Promedio de las temperaturas de los devanados del
estator para cada uno de los valores de tensión con el motor
operando en vacío, en °C.
taf
Temperatura ambiente durante la prueba de
estabilidad térmica a carga plena, en °C.
tai
Temperatura ambiente durante la medición de los
valores iniciales de resistencia y temperatura de los bobinados, en
°C.
tam
Temperatura ambiente durante las pruebas a
diferentes cargas, en °C.
tc
Temperatura tf en °C referida a una temperatura
ambiente de 25°C.
tf
Promedio de las temperaturas detectadas en los
devanados del estator después de la estabilización térmica a la
cual se midió la resistencia Rf en las terminales de referencia, en
°C.
ti
Promedio de las temperaturas de los devanados del
estator con el motor en frío, en °C.
tm
Promedio de las temperaturas de los devanados del
estator para cada punto de carga, en °C.
Tmín
Promedio de las temperaturas de los devanados del
estator con el dinamómetro a su carga mínima, en °C.
y
Factor de correlación para el análisis de regresión
lineal.
ç
Eficiencia nominal, en porciento.
çm
Eficiencia calculada a la potencia nominal del
motor, en por ciento.
DAT
Distorsión armónica total, en por ciento.
5. CLASIFICACIÓN
Los motores sujetos a esta Norma se clasifican por su tipo de
enclaustramiento:
a) Motor abierto
b) Motor cerrado
6. REQUISITOS
6.1 Requisitos generales
6.1.1 Eficiencia del motor
Cualquier motor debe tener indicada en su placa de datos una
eficiencia nominal igual o mayor a la especificada en la Tabla
2.
6.1.2 Eficiencia mínima asociada
Cualquier motor debe tener una eficiencia mayor o igual a la
eficiencia mínima asociada a la eficiencia nominal que muestre en
su placa de datos de acuerdo con la Tabla 1.
6.2 Requisitos específicos
6.2.1 Determinación de la eficiencia
Para determinar la eficiencia energética de motores de inducción
trifásicos en potencia nominal de 0,746 a 373 kW, se precisa como
prueba única el método descrito en el capítulo 7 de la presente
Norma.
Tabla 1- Eficiencia nominal y
mínima asociada, en por ciento
Columna A
Eficiencia Nominal
Columna B
Eficiencia Mínima
Columna A
Eficiencia Nominal
Columna B
Eficiencia Mínima
99,0
98,9
98,8
98,7
98,6
98,8
98,7
98,6
98,5
98,4
94,1
93,6
93,0
92,4
91,7
93,0
92,4
91,7
91,0
90,2
98,5
98,4
98,2
98,0
97,8
98,2
98,0
97,8
97,6
97,4
91,0
90,2
89,5
88,5
87,5
89,5
88,5
87,5
86,5
85,5
97,6
97,4
97,1
96,8
96,5
97,1
96,8
96,5
96,2
95,8
86,5
85,5
84,0
82,5
81,5
84,0
82,5
81,5
80,0
78,5
96,2
95,8
95,4
95,0
94,5
95,4
95,0
94,5
94,1
93,6
80,0
78,5
77,0
75,5
74,0
72,0
77,0
75,5
74,0
72,0
70,0
68,0
NOTA: Los valores de la eficiencia nominal de la Columna A se
obtienen a partir del 99,0%, con incrementos de pérdidas del 10%.
Los valores de eficiencia mínima asociada de la Columna B, se
obtienen incrementando las pérdidas en un 20%.
7. MÉTODO DE ENSAYO
Todos los motores se prueban por el método de las pérdidas
segregadas, en este método, a partir de mediciones y cálculos, se
determinan las pérdidas por efecto Joule en los devanados del
estator y del rotor, las pérdidas del núcleo y las pérdidas por
fricción y ventilación; al final, las pérdidas indeterminadas se
obtienen por diferencia.
7.1 Criterios de aceptación
7.1.1 Placa de datos
La eficiencia nominal marcada por el fabricante en la placa de
datos del motor, debe ser igual o mayor que la eficiencia de la
Tabla 2 de esta Norma, de acuerdo con su potencia nominal en kW,
número de polos y tipo de enclaustramiento.
7.1.2 Resultados de las pruebas
La eficiencia determinada con el método de prueba del capítulo 7,
para cada motor probado, debe ser igual o mayor que la eficiencia
mínima asociada a la eficiencia nominal marcada en la placa de
datos por el fabricante.
7.2 Condiciones de la prueba
Los motores se deben de probar en una posición acorde con su
condición de diseño y montaje.
La frecuencia eléctrica de alimentación para todas las pruebas debe
ser la frecuencia eléctrica nominal que se indica en la placa de
datos del motor con una variación de ± 0,5%.
La tensión eléctrica de corriente alterna de alimentación para la
prueba, debe ser la tensión eléctrica nominal indicada en la placa
de datos del motor, medida en sus terminales, sin exceder una
variación de ±0,5%, con un desbalance máximo permitido de ±0,5%. El
porciento de desbalance es igual a 100 veces la desviación máxima
de la tensión eléctrica de cada fase con respecto a la tensión
eléctrica promedio, dividida entre la tensión eléctrica
promedio.
La Distorsión Armónica Total (DAT) de la onda de tensión eléctrica
no debe ser mayor al 5%.
La Distorsión Armónica Total (DAT) es un indicador del contenido de
armónicas en una onda de tensión eléctrica. Se expresa como un
porcentaje de la fundamental y se define como:
Donde:
Vi es la amplitud de cada armónica
V1 es la amplitud de la fundamental
Las magnitudes eléctricas que varíen senoidalmente, deben
expresarse en valores eficaces, a menos que se especifique otra
cosa.
7.3 Instrumentos de medición y equipo de prueba
Los instrumentos de medición deben seleccionarse para que el valor
leído esté dentro del intervalo de la escala recomendado por el
fabricante del instrumento, o en su defecto en el tercio superior
de la escala del mismo.
Los instrumentos analógicos o digitales deben estar calibrados con
una incertidumbre máxima de ±0,5% de plena escala.
Cuando se utilicen transformadores de corriente y de potencial, se
deben realizar las correcciones necesarias para considerar los
errores de relación y fase en las lecturas de tensión, corriente y
potencia eléctricas. Los errores de los transformadores de
corriente y potencial no deben ser mayores de 0,5%.
El dinamómetro debe seleccionarse de forma que a su carga mínima,
la potencia de salida demandada al motor no sea mayor del 15% de la
potencia nominal del mismo.
Para evitar la influencia por el acoplamiento del motor con el
dinamómetro durante el desarrollo de las pruebas de equilibrio
térmico, funcionamiento, y carga mínima posible en el dinamómetro,
éstas deben realizarse sin desacoplar el motor entre ellas.
Los instrumentos de medición, equipos y aparatos para aplicar este
método de prueba son los siguientes:
a) aparato para medir la temperatura detectada por los detectores
de temperatura por resistencia o termopares;
b) medidor de factor de potencia
c) óhmetro a cuatro terminales, para medir resistencias
bajas;
d) equipo para controlar la tensión de alimentación;
e) frecuencímetro;
f) voltímetros;
g) amperímetros;
h) wáttmetro trifásico;
i) dinamómetro;
j) torsiómetro o aparato para medir par torsional;
k) tacómetro, y
l) cronómetro.
Tabla 2. Valores de eficiencia
nominal a plena carga para motores verticales y horizontales, en
por ciento
Potencia
Nominal, kW
Potencia Nominal
Cp
MOTORES
CERRADOS
MOTORES
ABIERTOS
2 Polos
4 Polos
6 Polos
8 Polos
2 Polos
4 Polos
6 Polos
8 Polos
0,746
1
80.0
82,5
80,0
74,0
75,5
82,5
80,0
74,0
1,119
1,5
82,5
84,0
85,5
77,0
82,5
84,0
84,0
75,5
1,492
2
84,0
84,0
86,5
82,5
84,0
84,0
85,5
85,5
2,238
3
85.0
85.0
87,5
84,0
84,0
86,5
86,5
86,5
3.0
4
85.0
86.0
87.5
84.5
-
-
-
-
3,730
5
87,5
87,5
87,5
85,5
85,5
87,5
87,5
87,5
4.0
-
87.5
87.5
-
-
-
-
-
-
4.5
6.0
88.0
88.5
87.5
85.5
-
-
-
-
5,595
7,5
88,5
89,5
89,5
85,5
87,5
88,5
88,5
88,5
7,460
10
89,5
89,5
89,5
88,5
88,5
89,5
90,2
89,5
9.2
12.5
89.5
90.0
89.5
88.5
-
-
-
-
11,19
15
90,2
91,0
90,2
88,5
89,5
91,0
90,2
89,5
14,92
20
90,2
91,0
90,2
89,5
90,2
91,0
91,0
90,2
18,65
25
91,0
92,4
91,7
89,5
91,0
91,7
91,7
90,2
22,38
30
91,0
92,4
91,7
91,0
91,0
92,4
92,4
91,0
29,84
40
91,7
93,0
93,0
91,0
91,7
93,0
93,0
91,0
37,30
50
92,4
93,0
93,0
91,7
92,4
93,0
93,0
91,7
44,76
60
93,0
93,6
93,6
91,7
93,0
93,6
93,6
92,4
55,95
75
93,0
94,1
93,6
93,0
93,0
94,1
93,6
93,6
74,60
100
93,6
94,5
94,1
93,0
93,0
94,1
94,1
93,6
93,25
125
94,5
94,5
94,1
93,6
93,6
94,5
94,1
93,6
111,9
150
94,5
95,0
95,0
93,6
93,6
95,0
94,5
93,6
132.0
175
94.7
95.0
95.0
94.1
94.1
95.0
94.5
93.6
149,2
200
95,0
95,0
95,0
94,1
94,5
95,0
94,5
93,6
186,5
250
95,4
95,0
95,0
94,5
94,5
95,4
95,4
94,5
223,8
300
95,4
95,4
95,0
---
95,0
95,4
95,4
---
261,1
350
95,4
95,4
95,0
---
95,0
95,4
95,4
---
298,4
400
95,4
95,4
---
---
95,4
95,4
---
---
335,7
450
95,4
95,4
---
---
95,8
95,8
---
---
373
500
95,4
95,8
---
---
95,8
95,8
---
---
7.4 Procedimiento de prueba
Antes de comenzar las pruebas se deben registrar la temperatura y
la resistencia óhmica de los devanados del estator. Para ello, se
deben instalar dentro del motor, como mínimo, dos detectores de
temperatura por resistencia o termopares, entre o sobre cada uno de
los cabezales del devanado, o en las ranuras del núcleo del
estator, procurando que queden fuera de las trayectorias del aire
de enfriamiento del motor.
7.4.1 Parámetros iniciales
Se miden las resistencias entre terminales de los devanados del
estator y la temperatura correspondiente.
Se registran los siguientes parámetros:
1) Las resistencias entre terminales de los devanados del estator,
en Ohm;
2) El promedio de las temperaturas detectadas en los devanados del
estator ti, en °C, y
3) La temperatura ambiente tai, en °C.
Se designa como resistencia de referencia Ri, a aquélla con el
valor más cercano al promedio de las tres registradas. Por ejemplo,
si:
R1-2 = 4,8 © R1-3 = 5,0 © R2-3 = 5,2©
Entonces el valor de la resistencia de referencia será Ri = 5,0
©
7.4.2 Prueba para alcanzar el equilibrio térmico
Mediante esta prueba se determinan la resistencia y temperatura de
los devanados del motor operando a carga plena.
Se hace funcionar el motor a su régimen nominal hasta alcanzar el
equilibrio térmico definido en el inciso 3.6 en todos los
detectores de temperatura. Se des energiza y se desconectan las
terminales de línea del motor, se mide y registra la resistencia
entre las terminales de la resistencia de referencia determinada en
el inciso 7.4.1, en el tiempo especificado en la Tabla 3.
Tabla 3. Tiempo al cual se debe realizar la medición de la
resistencia de referencia de los devanados del
estator
Potencia
Nominal, en kW
Tiempo [s]
37,5 o menor
30
Mayor de 37,5 a 150
90
mayor de 150
120
Si se excede el tiempo establecido en la Tabla 3, se traza una
curva de enfriamiento basada en la resistencia entre el par de
terminales de referencia, utilizando por lo menos 10 valores
espaciados a intervalos de 30 s, para determinar la resistencia al
tiempo de retardo especificado en la Tabla 3.
Si los tiempos especificados en la tabla 3 se exceden en más del
doble para el registro de la primera lectura, se anula y se repite
la prueba.
Se miden y registran:
1) La resistencia entre las terminales de referencia, Rf, en
ohm;
2) El promedio de las temperaturas detectadas en los devanados del
estator, tf, en °C;
3) La temperatura ambiente, taf, en °C;
4) El tiempo al que se midió o determinó la resistencia Rf, en
s.
7.4.3 Prueba de funcionamiento
Al término de la prueba anterior, se hace funcionar el motor a su
tensión eléctrica medida en sus terminales, frecuencia eléctrica y
potencia nominales, hasta alcanzar nuevamente el equilibrio térmico
definido en el inciso 3.5. Se aplican en forma descendente dos
valores de carga arriba de la potencia nominal, 130% y 115%; así
como cuatro valores de carga al 100%, 75%, 50% y 25% de la potencia
nominal, con una tolerancia de ± 2%.
Se miden y registran los siguientes parámetros para cada uno de los
valores de carga:
1) El promedio de las tensiones eléctricas entre terminales, en
V;
2) Frecuencia eléctrica de alimentación, en Hz;
3) El promedio de las corrientes eléctricas de línea, Im, en
A;
4) La potencia de entrada, Pe, en kW;
5) El par torsional del motor, Tm, en N·m;
6) La Velocidad de rotación, nm, en min-1;
7) El promedio de las temperaturas detectadas en los devanados del
estator para cada valor de carga, tm, en °C;
8) La temperatura ambiente para cada valor de carga, tam, en
°C.
7.4.4 Carga mínima posible en el dinamómetro
Se ajusta el dinamómetro a su carga mínima y se opera el motor a su
tensión eléctrica medida en sus terminales y frecuencia eléctrica
nominales hasta que la potencia de entrada no varíe más del 3% en
un lapso de 30 min.
Con la potencia de entrada estabilizada a la carga mínima del
dinamómetro, se miden y registran:
1) El promedio de las tensiones eléctricas entre terminales, en
V;
2) La frecuencia eléctrica de alimentación, en Hz;
3) El promedio de las corrientes eléctricas de línea, Imín, en
A;
4) La potencia de entrada, Pmín, en kW;
5) El par torsional del motor, Tmín, en N·m;
6) La Velocidad de rotación, nmín, en min-1;
7) El promedio de las temperaturas registradas por los detectores
de temperatura de los devanados, tmín, en °C, y
8) Se verifica que la potencia de salida Pd demandada al motor bajo
prueba, sea menor al 15% de su potencia nominal. Donde Pd en kW, se
calcula de la siguiente forma:
Nota: El valor de 9 549 proviene de la transformación de
revoluciones por minuto a velocidad angular, que es 60/2À =
9,549
7.4.5 Prueba de operación en vacío
Se desacopla el motor del dinamómetro y se opera en vacío a su
tensión eléctrica medida en las terminales del motor y frecuencia
eléctrica nominales hasta que la potencia de entrada varíe no más
del 3% en un lapso de 30 min. Se aplican en forma descendente tres
o más valores de tensión eléctrica entre el 125% y el 60% de la
tensión eléctrica nominal, espaciados en forma regular; de la misma
manera, tres o más valores entre el 50% y el 20% de la tensión
eléctrica nominal o hasta donde la corriente eléctrica de línea
llegue a un mínimo o se haga inestable.
Para cada valor de tensión eléctrica, se miden y registran:
1) El promedio de las tensiones eléctricas entre terminales, en
V;
2) La frecuencia eléctrica de alimentación, en Hz;
3) El promedio de las corrientes eléctricas de línea, I0, en
A;
4) La potencia de entrada en vacío, P0, en kW;
5) La Velocidad de rotación, n0, en min-1, y
6) El promedio de las temperaturas detectadas en los devanados del
estator en cada valor de tensión, t0, en °C.
7.5 Segregación de pérdidas
7.5.1 Determinación de las pérdidas por fricción y ventilación y
cálculo de las pérdidas en el núcleo
Los siguientes cálculos se utilizan para separar el origen de las
pérdidas en vacío.
a) Se resta de la potencia de entrada medida en el inciso 7.4.5 en
vacío, P0, las pérdidas de los devanados del estator I2RE0 para
cada valor de tensión eléctrica del inciso 7.3.5, calculadas con la
siguiente ecuación:
Donde:
I0 Es el promedio de las corrientes eléctricas de línea en
vacío del inciso 7.4.5, en A, y
RE0 es la resistencia entre las terminales de referencia, en
ohm, del inciso 7.4.1, corregida al promedio de las temperaturas
detectadas en los devanados del estator para cada valor de tensión
eléctrica, de acuerdo con la siguiente ecuación:Donde:
Ri es la resistencia de referencia del inciso 7.4.1, en
ohm;
t0 es el promedio de las temperaturas de los devanados para
cada valor de tensión el inciso 7.4.5, en °C;
ti es el promedio de las temperaturas de los devanados del
estator en frío del inciso 7.4.1, en °C, y
K es la constante del material y es igual a 234,5 para el
cobre puro. Para otros materiales en los devanados, deberá usarse
el valor especificado por el fabricante del material.
b) Se traza una curva con la potencia de entrada con el motor
operando en vacío P0 menos las pérdidas en los devanados del
estator I2RE0 contra la tensión eléctrica en vacío, para cada valor
de tensión eléctrica entre el 125% y el 60% del valor
nominal.
c) Se traza una curva con los valores de potencia de entrada en
vacío P0 menos las pérdidas en los devanados del estator I2RE0,
contra el cuadrado de la tensión eléctrica, para cada valor de
tensión eléctrica entre el 50% y el 20% del valor nominal o hasta
el valor correspondiente a la corriente eléctrica de línea mínima o
inestable. Se extrapola la curva a la tensión eléctrica en vacío
igual a cero. El valor de la potencia de entrada en este punto
corresponde a las pérdidas por fricción y ventilación Pfv.
d) De la curva obtenida en el inciso (b), se calculan las pérdidas
del núcleo, Ph, a la tensión eléctrica nominal, restando de la
potencia de entrada en vacío, P0, las pérdidas en los devanados del
estator I2RE0 según el inciso (a), y las pérdidas de fricción y
ventilación Pfv según el inciso (c).
7.5.2 Cálculo de las pérdidas por efecto Joule en el estator
Se calculan las pérdidas por efecto Joule en los devanados del
estator I2Rm para cada uno de los seis valores de carga aplicados
según el inciso 7.4.3, utilizando la siguiente ecuación:
Donde:
Im es el promedio de las corrientes de línea del inciso
7.4.3, en A;
Rm es la resistencia entre las terminales de referencia del
estator, inciso 7.4.1, corregida a la temperatura de los devanados
para cada valor de carga mediante la siguiente ecuación:
Donde:
Ri es la resistencia de referencia del inciso 7.4.1, en
ohm;
tm es el promedio de las temperaturas de los devanados por
cada valor de carga del inciso7.4.3,en °C;
ti es el promedio de las temperaturas de los devanados del
estator del inciso 7.4.1, en °C y
K es la constante del material y es igual a 234,5 para el
cobre puro. Para otros materiales en los devanados, deberá usarse
el valor especificado por el fabricante.
7.5.3 Cálculo de las pérdidas por efecto Joule en el rotor
Se calculan las pérdidas por efecto Joule en el devanado del rotor
I2Rr, en cada uno de los seis valores de carga aplicados según el
inciso 7.4.3 utilizando la siguiente ecuación:
Donde:
Pe es la potencia de entrada para cada valor de carga medida
en el inciso 7.4.3
Ph son las pérdidas del núcleo calculadas en el inciso
7.5.1
Sm es el deslizamiento por unidad de la Velocidad de
rotación síncrona ns para cada valor de carga, de acuerdo con la
siguiente ecuación:
Donde:es la Velocidad de rotación síncrona en min-1, y
nm es la Velocidad de rotación para cada valor de carga
medida en el inciso 7.4.3 en min-1.
7.5.4 Cálculo del Factor de Corrección del Dinamómetro (FCD)
Cuando la medición del par se hace entre el motor de prueba y el
dinamómetro, las pérdidas del dinamómetro no afectan a la medición,
por lo que este paso no es necesario.
Con las mediciones realizadas en el inciso 7.4.4 y 7.4.5, se
calcula:
a) El deslizamiento por unidad de la Velocidad de rotación
con respecto a la Velocidad de rotación síncrona, con el
dinamómetro a su carga mínima, de acuerdo con la siguiente ecuación
(Smín):
Donde:es la Velocidad de rotación síncrona, en min-1, y
nmín es la Velocidad de rotación con el dinamómetro a su
carga mínima medida en el inciso 7.4.4, en min-1.
b) Las pérdidas por efecto Joule en el estator con el
dinamómetro a su carga mínima:
Donde:
Imín es el promedio de las corrientes de línea durante la
prueba con carga mínima en el dinamómetro del inciso 7.4.4, en A,
y
Rmín es la resistencia de referencia corregida a la
temperatura de los devanados del estator durante la prueba con
carga mínima en el dinamómetro, calculada mediante la siguiente
ecuación:
Donde:
Ri es la resistencia de referencia del inciso 7.4.1, en
ohm;
tmín es el promedio de las temperaturas de los devanados del
estator con el dinamómetro a su mínima carga del inciso 7.4.4, en
°C;
ti es el promedio de las temperaturas de los devanados del
estator del inciso 7.4.1, en °C, y
K es la constante del material y es igual a 234,5 para el
cobre puro. Para otros materiales en los devanados, deberá usarse
el valor especificado por el fabricante del material.
c) El factor de corrección del dinamómetro:
Donde:
Pmín es la potencia de entrada con el dinamómetro a su carga
mínima, medida en el inciso 7.4.4, en kW
Pn son las pérdidas en el núcleo calculadas en el inciso
7.5.1 en kW
Po-I2REo es calculado en el inciso 7.5.1 a), en kW
Tmín es el par torsional del motor con el dinamómetro a su
carga mínima, medida en el inciso 7.4.4 en N.m
no es la Velocidad de rotación en vacío, en min-1
7.5.5 Cálculo de la potencia de salida corregida
Cuando la medición del par se hace entre el motor de prueba y el
dinamómetro, las pérdidas del dinamómetro no afectan a la medición,
por lo que este paso no es necesario.
a) Se calculan los valores de par torsional corregido Tc,
sumando el factor de corrección del dinamómetro FCD, a los valores
de par medidos Tm.
b) Se calcula la potencia de salida corregida de acuerdo a
la siguiente ecuación:
Donde:
Tc es el par torsional corregido del motor para cada valor
de carga, en N·m
nm es la Velocidad de rotación para cada valor de carga, en
min-1
7.5.6 Cálculo de las pérdidas indeterminadas
Para calcular las pérdidas indeterminadas en cada uno de los seis
valores de carga medidos en el inciso 7.4.3, se calcula la potencia
residual Pres como sigue:Donde:
Pe es la potencia de entrada para cada valor de carga medida
en el inciso 7.4.3
Ps Potencia de salida corregida para cada punto de carga, en
kW
I2Rm Pérdidas por efecto Joule en los devanados del estator
para cada punto de carga, en kW
Ph Pérdidas en el núcleo, en kW
Pfv Pérdidas por fricción y ventilación, en kW
I2Rr Pérdidas por efecto Joule en el devanado del rotor para
cada punto de carga, en kW
Para suavizar la curva de potencia residual, Pres, contra el
cuadrado del par torsional, Tc2, para cada valor de carga, se usa
el análisis de regresión lineal del Anexo A.
Donde:
Tc es el par torsional corregido del motor para cada valor
de carga, calculado en el inciso 7.5.5 (a), en N·m;
A es la pendiente de la recta para el análisis de regresión
lineal, y
B es la intersección de la recta con el eje de las
ordenadas
Si el coeficiente de correlación ³ es menor que 0,9, se elimina el
peor punto y se calculan nuevamente A y B. Si el valor de ³ se
incrementa hasta hacerlo mayor que 0,9, se usa el segundo cálculo.
En caso contrario, la prueba no fue satisfactoria, indicando
errores en la instrumentación, de lectura o ambos. Se debe
investigar la fuente de estos errores y corregirse, para
posteriormente repetir las pruebas.
Cuando el valor de A se establece conforme al párrafo anterior, se
pueden calcular las pérdidas indeterminadas para cada uno de los
valores de carga del inciso 7.4.3 de la siguiente forma:
Donde:
Tc es el par torsional corregido del motor para cada valor
de carga, calculado en el inciso 7.5.5(a), en N·m, y
A es la pendiente de la recta
7.6 Corrección por temperatura para las pérdidas por efecto
Joule
7.6.1 Cálculo de las pérdidas por efecto Joule en el estator
corregidas por temperatura
Se calculan las pérdidas por efecto Joule en los devanados del
estator corregidas de la temperatura ambiente taf, medida en el
inciso 7.4.2, a la temperatura ambiente de 25°C, para cada uno de
los seis valores de carga medidos en el inciso 7.4.3, usando la
siguiente ecuación:
Donde:
Im es el promedio de las corrientes de línea para cada valor
de carga del inciso 7.4.3, en A;
Rmc es la resistencia de referencia Rf del inciso 7.4.2,
corregida a una temperatura ambiente de 25°C de acuerdo a la
siguiente ecuación:
Donde:
tc promedio de las temperaturas detectadas en los devanados
del estator, tf, del inciso 7.4.2, corregida a una temperatura
ambiente de 25°C (tc = tf + 25°C - taf), en °C;
tf es el promedio de las temperaturas detectadas en los
devanados del estator, durante la prueba de equilibrio térmico a
plena carga del inciso 7.4.2, en °C, y
K es la constante del material y es igual a 234,5 para el
cobre puro. Para otros materiales en los devanados, deberá usarse
el valor especificado por el fabricante del material.
7.6.2 Cálculo de las pérdidas por efecto Joule en el rotor
corregidas por temperatura
Se calculan las pérdidas por efecto Joule en los devanados del
rotor, corregidas de la temperatura ambiente taf, medida en el
inciso 7.4.2, a la temperatura ambiente de 25°C, para cada uno de
los seis valores de carga medidos en el inciso 7.4.3, usando la
siguiente ecuación:Donde:
Donde:
Smc es el deslizamiento por unidad de la Velocidad de
rotación síncrona, referido a una temperatura ambiente de
25°C;
Sm es el deslizamiento por unidad de la Velocidad de
rotación síncrona medida en el inciso 7.4.3 y calculado en el
inciso 7.5.3;
tm es el promedio de las temperaturas de los devanados por
cada valor de carga del inciso 7.4.3,en °C;
tc promedio de las temperaturas detectadas en los devanados
del estator, tf, medida en el inciso 7.4.2, corregida a una
temperatura ambiente de 25°C (tc = tf + 25 °C - taf), en °C;
taf es la temperatura ambiente durante la prueba de
equilibrio térmico a plena carga del inciso 7.4.2, en °C;
K es la constante del material y es igual a 234,5 para el
cobre puro. Para otros materiales en los devanados, deberá usarse
el valor especificado por el fabricante del material.
7.7 Cálculo de la potencia de salida a 25 °C
Se calcula la potencia de salida corregida a la temperatura
ambiente de 25 °C, para cada uno de los seis valores de carga del
inciso 7.4.3 usando la siguiente ecuación:Donde:
Psc Potencia de salida corregida para cada punto de carga,
referido a una temperatura ambiente de 25 °C, en kW
Pe es la potencia de entrada para cada valor de carga medida
en el inciso 7.4.3
Ph Pérdidas en el núcleo, en kW
Pfv Pérdidas por fricción y ventilación, en kW
Pind Pérdidas indeterminadas, en kW
I2Rmc Pérdidas por efecto Joule en los devanados del estator
para cada punto de carga, referidas a una temperatura ambiente de
25°C, en kW
I2Rrc Pérdidas por efecto Joule en el devanado del rotor
para cada punto de carga, referidas a una temperatura ambiente de
25°C en kW
7.8 Cálculo de la eficiencia
Se calcula la eficiencia ·m para cada uno de los seis valores de
carga del inciso 7.4.3 usando la siguiente ecuación:
Donde:
Psc Potencia de salida corregida para cada punto de carga,
referida a una temperatura ambiente de 25 °C, en kW
Pe Potencia de entrada para cada valor de carga, en kW
7.9 Eficiencia en cualquier punto de carga
Para determinar la eficiencia en algún valor preciso de carga, se
traza una curva con la eficiencia calculada según el inciso 7.8
contra la potencia de salida corregida calculada en el inciso 7.7.
Para tabular los datos que conducen a la eficiencia se puede
utilizar el formato de la hoja de datos del ensayo de eficiencia
sugerido por la IEEE, el cual se presenta en el Anexo D.
8. ETIQUETADO
La información mínima que se debe marcar en la placa de datos del
motor es:
La marca, modelo, tipo de enclaustramiento
País de origen
Número de serie
La eficiencia nominal a plena carga (2 dígitos enteros y 1
decimal)
La potencia nominal en kW o HP;
La tensión eléctrica en V;
La frecuencia eléctrica en Hz, y
Corriente nominal en A, para cada tensión
Factor de potencia nominal
Número de fases
La velocidad de rotación a plena carga en min-1 o r/min.
Clase de aislamiento
Temperatura ambiente máxima permitida
Factor de servicio
NOTA: En el caso de maquinaria que incluye uno o varios
motores incorporados y que no traigan en su etiqueta especificada
la eficiencia nominal u otro dato requerido por este apartado de la
norma, la factura debe estar acompañada de catálogos que contengan
la información solicitada.
8.1 La información opcional que puede ser adicionada a la etiqueta
es la siguiente:
Ciclo de trabajo
Configuración de montaje (horizontal, vertical)
Letra de código de rotor bloqueado
Tamaño de carcasa
Número de identificación de rodamientos
Letra de diseño relación torque-velocidad
Diagrama de conexiones
Otros datos misceláneos
9. REFERENCIA
NOM-016-ENER-2002 Eficiencia energética de motores de corriente
alterna trifásicos, de inducción, tipo jaula de ardilla, de uso
general en potencia nominal de 0,746 a 149,2 kW. Límites, método de
prueba y marcado, publicada en el Diario Oficial de la
Federación el 23 de septiembre de 2002.
NMX-J-075/2-ANCE Aparatos Eléctricos-Máquinas Rotatorias Parte 2:
Motores de Inducción de Corriente Alterna del Tipo de Rotor en
Cortocircuito, en Potencias Grandes-Especificaciones.
NMX-J-075/3-ANCE Aparatos Eléctricos-Máquinas Rotatorias Parte 3:
Métodos de Prueba para Motores de Inducción de Corriente Alterna
del Tipo de Rotor en Cortocircuito, en Potencias desde 0,062
kW-Métodos de Prueba.
CSA C390 Energy Efficiency Test Methods for Three-Phase Induction
Motors.
CSA C22.2-100 Motors and Generators.
IEC 34 PT-1 Rotating Electrical Machines. Part I: Rating and
Performance.
IEC 34 PT-2 Rotating Electrical Machines. Part 2: Methods for
Determining Losses and Efficiency of Rotating Electrical
Machines.
IEEE Std. 112 IEEE Standard Test Procedure for Polyphase Induction
Motors and Generators.
NEMA MG 1 Motors and Generators.
IEEE 519-1992 Recommended Practices and Requirements for Harmonic
Control in Electrical Power Systems.
10. OBSERVANCIA DE LA NORMA
La observancia para el cumplimiento de esta Norma le corresponde al
MIFIC a través de la Dirección de Defensa del Consumidor según sus
competencias y la legislación vigente en el país.
11. ENTRADA EN VIGENCIA
La presente Norma entrará en vigencia 60 días después de su
publicación en la Gaceta Diario Oficial.
Anexo A (Informativo)
Análisis de Regresión Lineal
El propósito del análisis de regresión lineal es el encontrar una
relación matemática entre dos conjuntos de variables, tal que los
valores de una variable puedan ser usados para predecir la otra. La
regresión lineal asume que los dos conjuntos de variables están
relacionados linealmente; esto es, que si los valores de dos
variables (xi, yi) son graficados, los puntos casi se ajustarán a
una línea recta. El coeficiente de correlación (³), indica qué tan
bien se ajustan estos pares de valores a una línea recta.
La relación de una línea recta se expresa de la siguiente
forma:
Y = AX + B
Donde:
Y es la variable dependiente;
X es la variable independiente;
A es la pendiente de la recta, y
B es la intersección de la recta con el eje de las
ordenadas.
La pendiente de la recta (A) y la intersección con el eje de las
ordenadas se calculan usando las siguientes dos fórmulas de
regresión lineal:
Donde:
N es el número de parejas (xi, yi), el coeficiente de correlación
(³ ) se calcula usando la siguiente fórmula:
Los valores del coeficiente de correlación van desde -1 a +1. Un
valor negativo indica una relación negativa (es decir, si X
aumenta, Y disminuye o viceversa), y un valor positivo indica una
relación positiva (es decir, si X aumenta, Y aumenta). Entre más
cercano es el valor a -1 o +1 es mejor la relación. Un coeficiente
de correlación cercano a cero indica una inexistencia de relación.
ANEXO B (Normativo)
EQUIVALENCIA ENTRE kW y HP
Potencia en
kW
Potencia en
HP
0,746
1
1,119
1,5
1,492
2
2,238
3
3,730
5
5,595
7,5
7,460
10
11,19
15
14,92
20
18,65
25
22,38
30
29,84
40
37,30
50
44,76
60
55,95
75
74,60
100
93,25
125
111,9
150
149,2
200
186,5
250
223,8
300
261,1
350
298,4
400
335,7
450
373,0
500
-
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