Download - Nema Premium Motores
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Eficiencia de MOTORES Eficiencia de MOTORES NEMA PremiumNEMA Premium
NORMAS y RegulacionesNORMAS y Regulaciones
Ing. Gene Eckhart12 mayo 2009
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Presentacin basada en los estudios de :PresentaciPresentacin basada en los estudios de :n basada en los estudios de :zAnibal de Almeida, EuP LOT 11 Motors, Universidad de
Coimbra, Coimbra PortugalzRob Boteler, Emerson/NEMA, St. Louis, MO USA,
Reporte Armonizacin, Zurich Suiza, 10 Octubre 2008zConrad U. Brunner, IEA 4E and SEEEM, miembro IEC
TC-2 WG 28 y WG 31 , Zurich SuizazMartin Doppelbauer, SEW/Eurodrive, Chairman IEC TC
2/WG31, miembro WG 28, Bruchsal AlemaniazSeccin de Motores de NEMA- NEMA MG1zWilliam Hoyt, NEMA, Rosslyn, VA USA zSecretaria de Economa, Base de datos NOM y NMXzANCE- ASOCIACIN DE NORMALIZACIN Y CERTIFICACIN
A.Cz NEMA Mxico
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Haga el Cambio!HagaHaga el el CambioCambio!!
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Las Polticas de Eficiencia de Motores se basan en las normas de NEMA
Las PolLas Polticas de Eficiencia de Motoresticas de Eficiencia de Motores se se basan en lasbasan en las normas de NEMAnormas de NEMA
Seccin de Motores y Generadores
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AgendaAgendaAgendaz Ahorro potencial en Motores Industrialesz Normas y Regulaciones vigentes en USAz NEMA Premium- Nueva Norma de eficienciaz Armonizacin IEC y NEMA z Comparativo reparar o remplazarz Cambios futuros en EUA regulaciones de
eficiencia de motoresz Cambio en el Mercado
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Evaluacin de Costo en Ciclo de Vida de los Motores ElctricosEvaluaciEvaluacin de Costo en Ciclo de Vida de los n de Costo en Ciclo de Vida de los Motores ElMotores Elctricosctricos
Instalacin
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Estudio del Departamento de Energa 1998
Estudio del Departamento de EnergEstudio del Departamento de Energa a 19981998
z 23% de toda la electricidad es consumida por sistemas de motores en USA
z Es posible reducir hasta un 18% de la energa utilizada en motores industriales con tecnologa probada
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Oportunidad de ahorro de energaOportunidad de ahorro de energOportunidad de ahorro de energaa
0%
5%
10%
15%
20%
25%
30%
35%
Opciones de Ahorro
MotoresPremiumRemprazar vsRepararSystema
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05000
1000015000200002500030000350004000045000
$ Ahorro en 10 aos
51020304050100200
Motores de Eficiencia Premium Anlisis de los Ahorros en un periodo de 10 aos
Motores de Eficiencia Premium Motores de Eficiencia Premium AnAnlisis de los Ahorros en un periodo de 10 alisis de los Ahorros en un periodo de 10 aosos
Un motor de 50hp se puede alcanzar una reduccin equivalente a 20% in $60,000 Dlares en costo de mano de obra en 10 aos
$12,000
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Poltica Energtica Act 1992- USA Opciones Regulatorias
PolPoltica Energtica Energtica tica ActAct 19921992-- USA USA Opciones RegulatoriasOpciones Regulatorias
z Continuar en forma voluntaria, dejando que el mercedo reconozca el valor de los motores eficientes
z Permitir que los estados regulen los productos y los canales de distribucin
z Regular la mayora de las categoras de motores elctricos no importando los ahorros potenciales, ni el costo
z Seleccionar y regular un grupo de categoras basado en un anlisis de viabilidad tcnico-econmico
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25%
12%14%
25%
10%
Bombas
Aire Comprimido 14%
VentiladoresManejo
Proceso
Otros
Calentadores 31%
Vapor 26%
Otros 4% Electro-
Qumica4%
Procesos de Enfriamiento
2%
Sistemas deMotores
23%
Instalaciones 10%
Consumo de Energa de Fabricas y MineraConsumo de EnergConsumo de Energa de Fabricas y Minera de Fabricas y Mineraa
Incluye Prdidas elctricas en generacin/distribucin/transmisinFuente DOE
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Check List Regulatorio para MotorsCheck Check ListList Regulatorio para MotorsRegulatorio para Motorsz 1] Que productos comprende?
z 2] Nivel de eficiencia a utilizar?
z 3] Mtodo de prueba requerido?
z 4] Cmo se evaluarn y acreditarn los laboratorios de prueba?
z 5] Qu requerimientos de etiquetado se requerir?
z 6] Cmo se dar el cumplimiento?
z 7] Tiempo de implementacin?
z 8] Cmo se harn las futuras revisiones?
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?Sin Cambio FEMPSin Cambio
FEMPSin Cambio FEMP
Sin CambioImplementadoDefinido
Productos Cubiertos
?NEMA Premium
NEMA Premium
NEMA Premium
NEMA PremiumImplementadoDefinido
Niveles de Eficiencia
?Legislacin Futura
Discusin Inicial
FEMP AadidoDefinidoRevisiones
?VoluntarioVoluntarioVoluntarioVoluntarioImplementadoDefinidoPeriodo
?Sin CambioSin CambioSin CambioSin
CambioImplementadoDefinidoCumplimiento y mandatoriedad
?Sin CambioSin CambioSin CambioSin
CambioImplementadoDefinidoLabrequerido
?Sin CambioSin CambioSin CambioSin
CambioImplementadoDefinidoMtodo de Prueba
2011200820072005200119971992Elementos Eficiencia
FEMP- Programa Federal de Administracin de Energa
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Motores Definidos por:Motores Definidos por:Motores Definidos por:z Categoras Definidas como Norma NEMA MG 1
http://www.nema.org/stds/complimentary-docs/upload/MG%201-2006%20Rev%201_contents.pdf
Uso General Uso Definido Uso Especial
z Econmicamente Conveniente Mayor Segmento Inversin de Capital en un alto volumen
z Tcnicamente posible Diseo ms normalizado Por los cambios no mecnicos necesarios
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COMPARATIVA EFICIENCIA
80.082.084.086.088.090.092.094.096.098.0
3 10 20 30 50 75 125 200HP
N
O
M
I
N
A
L
V
A
L
U
E
S
U FRAME
TYPICAL STD MOTORST-FRAME
1974 ORIGINALEE(12-6B)
1997 EPACT LEVEL(12-10)
PREMIUM LEVEL (12-11)
Algunas Eficiencias de MG 1
Mtodos de Prueba utilizados IEEE 112B e IEC 60034-2-1
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Etiquetado e IdentificacinEtiquetado e IdentificaciEtiquetado e Identificacinnz Eficiencia Nominal Definida por NEMA en MG1
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Cumplimiento y ConformidadCumplimiento y ConformidadCumplimiento y Conformidadz Acreditacin de Laboratorios de Fabricantes o lab. De
tercera partez Datos requeridos para 113 Modelos bsicos
Entrega al Departamento de Energa Indicacin de Pruebas a muestras
DOE suministra un nmero de cumplimiento
z Parmetros de Cumplimiento de prueba determinados Acciones de Cumplimiento por el Departamento de Energa Proceso
Notificacin por escrito o modificacin de No Cumplimiento Posible orden de restriccin judicial
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HPNo. de Polos
Modelo Bsico de Menor eficiencia TIPO
Eficiencia Nominal a
Carga Total HPNo. de Polos
Modelo Bsico de Menor eficiencia TIPO
Eficiencia Nominal a Carga
Total
1 4 H1E2D Enclosed 82.5 30 2 H30E1DS Enclosed 91.01 6 H1E3D Enclosed 80.0 30 4 H30E2E Enclosed 92.4
1-1/2 2 H32E1D Enclosed 82.5 30 6 H30E3E Enclosed 91.71-1/2 4 H32E2D Enclosed 84.0 40 2 H40E1ES Enclosed 91.71-1/2 6 H32E3D Enclosed 85.5 40 4 H40E2E Enclosed 93.0
2 2 H2E1D Enclosed 84.0 40* 6 H40E3E Enclosed 93.02 4 H2E2D Enclosed 84.0 50 2 H50E1ES Enclosed 92.42 6 H2E3D Enclosed 86.5 50 4 H50E2E Enclosed 93.03* 2 H3E1D Enclosed 85.5 50 6 H50E3E Enclosed 93.03 4 H3E2D Enclosed 87.5 60 2 H60E1ES Enclosed 93.03 6 H3E3D Enclosed 87.5 60 4 H60E2E Enclosed 93.65* 2 H5E1D Enclosed 87.5 60 6 H60E3E Enclosed 93.65 4 H5E2D Enclosed 87.5 75 2 H75E1ES Enclosed 93.05 6 H5E3D Enclosed 87.5 75 4 H75E2E Enclosed 94.1
Formato de un Fabricante USA para el DOEFormato de un Fabricante USA para el DOEFormato de un Fabricante USA para el DOE
* Muestras de Motores probados
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Porqu NEMA Premium? IE3PorquPorqu NEMA Premium? IE3NEMA Premium? IE3z Los Clientes demandan productos de mayor
eficienciaz La Compaas Generadoras dan descuentos en
base al performancez Las Normas del Usuario Final requiere diferentes
niveles de eficienciaz Mltiples definiciones de eficiencias Premium
causan confusin en el mercado e incrementa el costo
z La respuesta:
Para ms informacin: http://www.nema.org/gov/energy/efficiency/premium/
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NEMA Premium Laminado MsLargo
Acero Premium Menores Prdidas
Ms Cobre Estator ms densa
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Plan de NEMA PremiumPlan de NEMA PremiumPlan de NEMA Premium
z Establecer una Eficiencia de Motores Identidad!z NEMA Premium es una Marca Registrada z Incrementar el alcance de productos, para incluir
mucho ms numero de unidadesz Crear un escenario de Pruebas y Etiquetado
consistente con en Cdigo actual de energaz Incluir NEMA Premium en MG1 con 2 nuevas tablas
as como en la norma ANSI z Alinear los descuentos de las Generadoras y los
programas de energa de los estados para usar/hacer referencia a NEMA Premium
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Norma de Eficiencia NEMA PremiumNorma de Eficiencia NEMA PremiumNorma de Eficiencia NEMA Premiumz Alcance de Productos ms
amplio que la regulacin federal actual en USA
Motores: 1-500HP [2,4,6 polos] bajo y medio voltaje
Motores de uso especfico y de aplicacin especial
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Armonizacin IEC y NEMA [IEEE]ArmonizaciArmonizacin IEC y NEMA [IEEE]n IEC y NEMA [IEEE]z Disminucin de recursos no renovables y calentamiento global
obligaron a los pases a tomar medidas.z Se crearon normas regionales o nacionales de eficiencia and
clasificacin de energa, creando confusin y malentendidos entre los fabricantes y los usuarios
z Muchos pases basaron sus MEPS en estas primeras normas porque el cambio en del mercados a motores de mayor eficiencia y etiquetado voluntario es muy lento.
z Esto da como resultado barreras tcnicas al comercioz Esto se resolvi con el trabajo conjunto de IEC, NEMA, CEMEP, IEEE,
etc. Armonizando normas de pruebas, clasificacin de eficiencia y subsecuentemente el etiquetado, necesario para reconocer productos de alta eficiencia en el mercado!.
Note: EPAct- Energy Policy Act 1992, MEPS for US motors at IE2
Eff1/Eff2/Eff3- Efficiency classification 1999 CEMEP/EU (European Union)
CEMEP European committee of manufacturers of electrical
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Armonizacin IEC y NEMA [IEEE]ArmonizaciArmonizacin IEC y NEMA [IEEE]n IEC y NEMA [IEEE]z IE3 Niveles de Eficiencia Premium
de 60hzz A 50hz muy parecidosz Normas para Prueba
IEC 60034-2-1 z Normas de Etiquetado- siz Acreditacin de Labs. - noz Evaluacin de la Conformidad - no z Obligatoriedad En cada Pas de
UEz Definicin de Producto- no es
claro z Periodo
IE2 Planes para 2010
z NEMA Niveles de Eficiencia Premium de 60hz
z A 50hz muy parecidosz Normas para Prueba
IEEE112B/CSA390z Normas de Etiquetado- Siz Acreditacin de Labs. -NISTz Evaluacin de la Conformidad Siz Obligatoriedad- DOE/Fabricantesz Definicin de Producto- Bien
Definidoz Periodo
Epact [IE2] 1997 EISA [IE3] 2010
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Consideraciones para Armadura tipo IECConsideraciones para Armadura tipo IECConsideraciones para Armadura tipo IECz IEC- Dimetro menor que un
similar en HP/Kw como NEMA armadura T
z Para Incrementar la eficiencia se requiere ms material y/o cambio de diseo
Aumento del largo del motor? Incremento de dimetro? Barra de rotor de Cobre? Acero de baja prdida elctrica?
z Los usuarios no quieren cambiar el tamao
Complicacin dimensional del replazo
Rediseo de nuevo equipo y costo
= IE3
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Motors IHP Instalados 35millones de unidades en USA
Unidades nuevas Embarcadas cada ao 1.4 millones
NEMA Premium 370mil unidades/ao25% unidades embarcadas
Unidades estimadas 2-2.5 millonesDe Unidades Reparadas cada ao
IHP Comercial, Industrial, Generacin y Agricultura.
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Oportunidad de Ahorro de Energa en Motores Industriales IHP por AoBasado en 10 centavos de Dolar/kwh a 5000 horas por ao
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500,000,000
1,000,000,000
1,500,000,000
2,000,000,000
2,500,000,000
3,000,000,000
3,500,000,000
1-5HP 6-20HP 21-50HP 51-100HP 101-200HP 201-500HP
E
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g
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K
W
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-
100,000
200,000
300,000
400,000
500,000
600,000
700,000
800,000
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New Units per Year USA Typical Units Repaired or replaced with usedPotential KWH Saved NEMA Prem Potential KWH Saved Not Repaired
Ahorro Potencial de Energa / Ao (Reparados/Usados)
Ahorro Potencialde energa/ ao con NEMA Premium (Motores Nuevos)
Nuevas Unidades Vendidas/ Rebobinadas o Usadas
u
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Expandir y FEMP
Sin Cambio FEMPSin Cambio
FEMPSin Cambio FEMP
Sin CambioImplenetadoDefinido
Productos Cubiertos
NEMA Premium
NEMA Premium
NEMA Premium 50
NEMA Premium
NEMA PremiumImplenetadoDefinido
Niveles de Eficiencia
Revisiones implementadasLegislacin
Inicia Discusin
FEMP AadidoDefinidoRevisiones
RegulacinVoluntarioVoluntarioVoluntarioVoluntarioImplenetadoDefinidoPeriodo
Sin CambioSin CambioSin CambioSin CambioSin
CambioImplenetadoDefinidoCumplimiento y mandatoriedad
Sin CambioSin CambioSin CambioSin CambioSin
CambioImplenetadoDefinidoLabrequerido
Sin CambioSin CambioSin CambioSin CambioSin CambioImplenetadoDefinido
Mtodo de Prueba
2010200820072005200119971992Elementos Eficiencia
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Tendencia Histrica de la Eficiencia 2001- 2006
Tendencia HistTendencia Histrica de la Eficiencia rica de la Eficiencia 20012001-- 20062006
0
10
20
30
40
50
60
70
2001 2002 2003 2004 2005 2006
Aos
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NEMA PremiumEpactOtros
Penetracin al Mercado despus de seis aos a 20-25%
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Eficiencia Esperada para 2008- 2013Eficiencia Esperada para 2008Eficiencia Esperada para 2008-- 20132013
01020304050607080
2008 2009 2010 2011 2012 2013
Years
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NEMA PremiumEpactOther
Pronostico de la revisin Regulatoria modelo1 TO 200HP bajo voltaje CA
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Conclusiones:Conclusiones:Conclusiones:z Epact- Normas base para la poltica USA
Definicin bsica producto una vez y evolucionar en el tiempo Niveles de Eficiencias armonizados con IEC para 50 y 60hz Normas de prueba con resultados constantes y hoy armonizados con IEC Pronto acuerdo del Etiquetado - Similar to IEC Determinacin de requerimientos para los laboratorios en proceso y constante- No
requerido por IECz NEMA Premium / IE3 ser el nivel de regulacin 2010 en USAz Preocupaciones Restantesz Pases con diferentes Normas para Motores y eventuales regulaciones que creen barreras
Tcnicas al Comercio Armonizacin de normas y regulaciones MEPS (Minimum Energy Performance Standards) no deben ser barrearas tcnicas
z Remplazo de motores fijos con motores de velocidad variable Remover bandas, poleas, engranes de gusano, vlvulas de estrangulamiento y otros
componentes ineficientesz Reaplazar Motores de induccin de mayor eficiencia de nueva tecnologa como SR y PM
productos con velocidad variables
SR: Rectificador de silicn PM: Magneto permanente
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Haga el Cambio!Haga el Cambio!Haga el Cambio!
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Contactos:Contactos:Contactos:Gene EckhartNEMA EEUUDirector, International [email protected]
Gustavo Domnguez PoNEMA MxicoDirector Mxico, Centroamrica & El [email protected]
Rob BotelerEmerson Motor [email protected]
www.nema.org