Fecha límite para el envío de resumenes: 21/Abril/2024

Controlar la eficiencia de los motores eléctricos de inducción (MI) en tiempo real es importante, ya que consumen cerca del 60% de la demanda energética a nivel industrial. Se llevaron a cabo corridas experimentales en un ambiente controlado bajo diferentes factores de carga (20, 40, 60, 80 y 100%) con una duración de 120 minutos cada una, bajo los mismos factores de carga se midió la eficiencia del MI con un método convencional (Torquímetro y mediciones de potencia eléctrica).En cada corrida luego de asegurar que el MI alcanzará un estado térmico estacionario se tomaron fotografías con una cámara termográfica (Imágenes IR) y se estimaron las pérdidas de energía por transferencia de calor en cada régimen de operación para obtener la eficiencia por el método IR, los resultados del métodos basado en IR se compararon con los obtenidos por el método convencional y se pudo demostrar mediante los resultados parciales una convergencia a la eficiencia medida en la zona de alta carga bajo diferentes consideraciones de transferencia de calor.

1.1 El consumo excesivo de energía, la incorrecta selección de MI y la falta de herramientas que permitan evaluar la eficiencia en tiempo real, forman una combinación que afecta el desempeño energético en el sector industrial. Ya que los MI consumen el 75% de la energía en la industria [1] resulta pertinente saber cómo se distribuye esta energía y los potenciales ahorros energéticos que se pueden obtener. Por lo que mediante la termografía se busca determinar la eficiencia de los MI en tiempo real de forma no invasiva y de bajo costo.

 

1.2 Para evaluar la eficiencia de los MI es fundamental monitorear en tiempo real el factor de carga, eficiencia. Sin embargo, esto requiere medir la potencia del eje lo que se realiza mediante métodos invasivos y costosos. Se han desarrollado varios métodos matemáticos de estimación de la eficiencia energética enumerados a continuación,  Método de la placa [2], [3], Método de deslizamiento, método de la corriente y método de circuito equivalente, pero estos solo tienen una precisión aceptable para determinados valores de carga del motor y se hacen más imprecisos cuando operan con un factor de carga inferior al 40 % que es cuando menor es la eficiencia[9], por lo que se puede afirmar que la evaluación y monitoreo de la eficiencia en tiempo real y condiciones de campo en los MI es una problemática sin resolver, por lo que la termografía se presenta como una herramienta no invasiva y de bajo costo que permite evaluar la eficiencia de los MI bajo diferentes condiciones operativas, determinando las pérdidas de energía por transferencia de calor según las imágenes que se obtienen con la cámara termográfica en tiempo real.

1.3 Este es un trabajo experimental en el cual se utilizó un motor de inducción trifásico, generador eléctrico, una fuente de alimentación al motor, un panel de bombillos que permitía inducir el factor de carga deseado al MI, analizadores de redes a la entrada y salida del sistema que permitieron conocer los valores de la potencia eléctrica en estos puntos. luego de verificar que el MI alcanza el estado térmico estacionario se procede a tomar las fotos con una cámara termográfica para luego realizar un análisis de la transferencia de calor píxel a píxel utilizando MATLAB, así cuantificando las pérdidas de energía y junto con las mediciones de los analizadores de redes estimar la eficiencia del MI, los valores de eficiencia se compararon con los resultados obtenidos  método convencional (Torquímetro en la salida del MI) aplicado en el mismo montaje, demostrando la viabilidad de estimar las pérdidas de energía en MI mediante termografía infrarroja, aunque los resultados aún son preliminares y se requiere más trabajo experimental para ajustar el método y reducir la incertidumbre en la estimación de las pérdidas.

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