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7/23/2019 MOTORES-ELECTRICOS-DE-ALTA-EFICIENCIA - genelec.pdf http://slidepdf.com/reader/full/motores-electricos-de-alta-eficiencia-genelecpdf 1/88 Copyright: 2014 Eng Jairo Flechas V. 1 ISO 50001 – Motores Eficientes Presentador: Ing. Jairo H. Flechas Gerente Genelec de Colombia SAS [email protected]

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Copyright: 2014 Eng Jairo Flechas V.1

ISO 50001 – Motores Eficientes 

Presentador: Ing. Jairo H. Flechas

Gerente Genelec de Colombia [email protected]

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Copyright: 2014 Eng Jairo Flechas V.2

CONSIDERACIONES DEL WEBINAR 

1. La presentación será grabada y estará disponible em formato “pdf ” 

en la página de Leonardo Energy en Internet (http://www.leonardo-

energy.org.br);2. Las perguntas se realizarán al final de la presentación por escrito

utilizando el campo (Q&A);

3. El espacio “bate-papo” éstá destinado a comentarios y preguntas de

los asistentes al webinar;

4. En el caso de que algunas preguntas no puedan ser respondidas por

cuestión de tiempo, estas serán respondidas por correo electrónico;

5. Si hubiera uma interrupción inesperada del Webinar, revise su

conexión a internet e intenté conectar nuevamente.

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Copyright: 2014 Eng Jairo Flechas V.3

Expositor :Ing. Jairo H. Flechas : Ing. Eletricista de la Universidad Nacional deColombia con especialización en Gerencia de Mantenimiento. Gerentede Genelec de Colombia SAS durante 25 años, empresa especializada

en consultoría en calidad y uso eficiente de la energía, primera empresacerificada ISO 9001/2000 en calidad de potencia,Miembro de una serie de instituciones en Colombia y en otros países.Conferencista internacional, ganador de uma serie de premios.Finalmente miembro de las juntas del Consejo Colombiano de EficienciaEnergética y del Pacto Global Colombia.

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Copyright: 2014 Eng Jairo Flechas V.4

Ing. Jairo Flechas Villamil

MOTORES ELECTRICOS

DE ALTA EFICIENCIA

SEPTIEMBRE 24 DE2014

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Contenido

La gestión energética y la ISO 50001 Los motores eléctricos y su incidencia en los

sistemas de gestión energética - indicadores La selección correcta de un motor eléctrico La eficiencia energética en los motores Normativas y tendencias de los motores eficientes

Conclusiones e recomendaciones

EFICIENCIA ENERGETICA EN MOTORES

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Copyright: 2014 Eng Jairo Flechas V.6

El buen manejo de la energía eléctrica, es vitalpara reducir costos de operación y lograr unamayor eficiencia de sus procesos.

LA ENERGÍA

Recurso valioso e indispensable paralas empresas.

USO RACIONAL Y EFICIENTE DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA 

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7

  Creación de una nueva cultura en manejode la energía, monitoreando y controlandovariables de eficiencia energética.

Establecer Linea Base, índices específicos de

consumo, Variables de control de losprocesos, y programas de mantenimientocentrados en confiabilidad y eficiencia. 

Gestión de mejora continua, actuando por medio de

ciclos DEMING (PHVA) en concordancia con losprocesos ISO-9001/ IS0-14001 e ISO-18001

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Fuente: ONUDI 2010

SIN Gestión de la Energía

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Fuente: ONUDI 2010

CON Gestión de la Energía

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AhorrodeEnergía

EficienciaEnergética

Sustitución

deenergéticos

Sustitución

de equipos ynuevastecnologías

Forma de

Utilización

Conservaciónde energía

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http://slidepdf.com/reader/full/motores-electricos-de-alta-eficiencia-genelecpdf 12/88Copyright: 2014 Eng Jairo Flechas V.12

Norma ISO 50001

Fuente: ISO/FDIS50001

Sistemas de gestión de la energía

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Identificar

requerimientoslegales y específicosde la empresa

 Analice los datos deenergía

Identifique los usos

significantes de la energía

Identificar lasvariables relevantes

Identifique lasoportunidades de mejora

Establezca la línea Base ylos Indicadores energéticos

Desarrolle losobjetivos y metas de

energía

Desarrolle planes deacción de manejo de

la energía

Flujograma para la Planeación Energética

ENTRADAS

REVISIONENERGETICA

RESULTADOS DELA PLANIFICACION

DesempeñoEnergético

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Sistemas de Gestión de la Energía

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http://slidepdf.com/reader/full/motores-electricos-de-alta-eficiencia-genelecpdf 15/88Copyright: 2014 Eng Jairo Flechas V.15

Líneas de baseenergéticas eindicadores de

desempeño - Principios

generales y directrices 

Auditorías

energéticas 

Requerimientos para lasorganizaciones que

proporcionanauditorías de certificación

de gestión de energía ycompetencia de auditor.

Guía para la implementación, mantenimiento y mejoramiento de un

Sistema de Gestión de la Energía.

Sistemas de Gestión de la Energía

Medición y verificación del desempeño energético

de una organización -Principios generales y

directrices

Requisitos con orientaciónpara su uso

Fuente: PEN-SGIE

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http://slidepdf.com/reader/full/motores-electricos-de-alta-eficiencia-genelecpdf 16/88Copyright: 2014 Eng Jairo Flechas V.16

Contenido

La gestión energética y la ISO 50001 Los motores eléctricos y su incidencia en los

sistemas de gestión energética - indicadores El motor eléctrico y algunos indicadores La selección correcta de un motor eléctrico La eficiencia energética en los motores

Normativas y tendencias de los motores eficientes Conclusiones e recomendaciones

EFICIENCIA ENERGETICA EN MOTORES

É

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http://slidepdf.com/reader/full/motores-electricos-de-alta-eficiencia-genelecpdf 17/88Copyright: 2014 Eng Jairo Flechas V.17Fuente: IFEMA –Madrid, 24 octubre 2012

Se estima que hay más de 300 millones demotores eléctricos a nivel mundial, los cualesconsumen cerca de 7 400 TWh por año,equivalente al 40 %  de la producción

mundial de electricidad.

EL MOTOR ELÉCTRICO

Di t ib ió d l C E í Elé t i Mé i

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18

Distribución del Consumo Energía Eléctrica en México

Fuente: FIDE Fideicomiso parael Ahorro de Energía Eléctrica

USO DE MOTORES

O O ÉC CO

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19

USO DE MOTORES EN LA INDUSTRIA

19Fuente: DOE Department of Energy USA

EL MOTOR ELÉCTRICO

EFICIENCIA ENERGETICA EN MOTORES

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http://slidepdf.com/reader/full/motores-electricos-de-alta-eficiencia-genelecpdf 20/88Copyright: 2014 Eng Jairo Flechas V.

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Contenido

La gestión energética y la ISO 50001 Los motores eléctricos y su incidencia en los

sistemas de gestión energética El motor eléctrico y algunos indicadores La selección correcta de un motor eléctrico La eficiencia energética en los motores

Normativas y tendencias de los motores eficientes Conclusiones e recomendaciones

EFICIENCIA ENERGETICA EN MOTORES

EL MOTOR ELÉCTRICO

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TIPOS DE MOTORES

MOTOR C.A. 

MONOFÁSICO 

UNIVERSAL 

TRIFÁSICO 

ASÍNCRONO 

SÍNCRONO 

ASÍNCRONO 

JAULA DE ARDILLA 

ROTORBOBINADO 

SPLIT - PHASE CAP. PARTIDA 

CAP. PERMANENTE 

CAP. 2 VALORES 

POLOS SOMBREADOS 

REPULSION

RELUTÂNCIA 

HISTERESIS 

DE JAULA DE ARDILLA 

DE ANILLOS 

IMÁN PERMANENTE 

POLOS SALIENTES 

POLOS LISOS 

MOTOR C.C. 

EXCITACIÓN SÉRIE 

EXCITACIÓN INDEPENDENTE 

EXCITACIÓN COMPOUND 

IMÁN PERMANENTE 

SÍNCRONO 

Fuente : WEG

EL MOTOR ELÉCTRICO

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http://slidepdf.com/reader/full/motores-electricos-de-alta-eficiencia-genelecpdf 22/88Copyright: 2014 Eng Jairo Flechas V.

22

LOS MOTORES ELÉCTRICOS MAS UTILIZADOS:

MOTOR C.A. 

TRIFÁSICO 

ASÍNCRONO 

DE JAULA DE ARDILLA 

1-3Fuente : WEG

90 %

EL MOTOR ELÉCTRICO

El 10 % restante de los

MOTORES ELECTRICOSson del tipo sincrónicos ode corriente directa y otros.

Se considera quelos MOTORES

ELECTRICOSconsumen entre el70 y 80 % de laEnergía en unafabrica.

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23

El costo de compra de un motor es bajo

en relación a su costo de uso!!

Costo de compra 2.5%

Costo de mantenimiento 1.5%

Costo energético

96%

Costo global de un motoreléctrico

Una decisión inteligente a la hora de

la compra producirá beneficios

por un largo período

Fuente: Fabricantes de Motores

EL MOTOR ELÉCTRICO

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Copyright: 2014 Eng Jairo Flechas V.24

USO DE MOTORES

24

Fuente: DOE Department of Energy USA

EL MOTOR ELÉCTRICO

É

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Copyright: 2014 Eng Jairo Flechas V.25

Estudios realizados en la industria indican que ungran porcentaje por encima del 40 % de los motores,

trabajan con 50 % de la potencia nominal o menos. !!

Fuente MotorCarga

Fuente : WEG

EL MOTOR ELÉCTRICO

É

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Copyright: 2014 Eng Jairo Flechas V.26

è La vida útil del motor es FUNCIÓN DIRECTA del aislamiento;

1-3Fuente : WEG

VIDA UTIL DEL MOTOR ELÉCTRICO

è  Un aumento de 10 grados Célcius en la temperatura, sobre la soportable por elaislamiento, disminuye la vida útil a la mitad. !!

EFICIENCIA ENERGETICA EN MOTORES

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Copyright: 2014 Eng Jairo Flechas V.27

Contenido

La gestión energética y la ISO 50001 Los motores eléctricos y su incidencia en los

sistemas de gestión energética – indicadores La selección correcta de un motor eléctrico La eficiencia energética en los motores Normativas y tendencias de los motores eficientes

Conclusiones e recomendaciones

EFICIENCIA ENERGETICA EN MOTORES

É

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Copyright: 2014 Eng Jairo Flechas V.28 1-3Fuente : UPME COLOMBIA

EL MOTOR ELÉCTRICO

CARACTERÍSTICAS QUE DEFINEN UN MOTOR ELÉCTRICO

Tensión (V): Monofásica, trifásica, corriente continua, con diferentes valores (220V,380V, 500V).

Potencia (kW): En función a la potencia y tensión vendrá dada la intensidad (A). Frecuencia (Hz): En Europa, 50 Hz. En América, 60 Hz. Velocidad (n): Dependerá de la polaridad del motor y Frecuencia de la red. Nivel de protección del motor. Forma constructiva. Clase de aislamiento (Y...c). Factor de potencia (cos θ ). Tipo de servicio (S1...S7). Ejecución de la caja de bornas. Características particulares del motor, además de las generales dadas por el

constructor. Dimensionado del motor y peso. Diagramas de par, velocidad, consumos. Ensayos particulares, cuando se trata de motores especiales, no incluidos en el

catálogo general del fabricante.

Ó É

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Copyright: 2014 Eng Jairo Flechas V.30 1-3Fuente :

CARACTERÍSTICAS QUE DEFINEN UN MOTOR ELECTRICO

Se recomienda que la potencia nominal estesobredimensionada en 5 a 15 % respecto a la potenciade operación del motor, con el objetivo de que el motoropere con una eficiencia y un factor de potenciaadecuados.

Cuando la carga es de servicio continuo con cargaintermitente para la selección de la potencia se puedenusar varios métodos de cálculo como el método de las

pérdidas promedio, método de la corrienteequivalente, método del momento equivalente y elmétodo de la potencia equivalente.

EL MOTOR ELÉCTRICO

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Copyright: 2014 Eng Jairo Flechas V.31

CURVA DE PAR (TORQUE) X ROTACION (VELOCIDAD):

Los valores de Cmáx, Cmín e Cp  son especificados por la norma NBR 7094

Cp

Cmín

Cmáx

Cn

nn ns 

   P  a  r   (   T  o  r  q  u  e   )

Rotación (Velocidad)

s

Fuente : WEG

100

f (Hz)10030 80606

C (%)

EL MOTOR ELÉCTRICO

EL MOTOR ELÉCTRICO

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Copyright: 2014 Eng Jairo Flechas V.32

CURVA DE PAR Vs ROTACION PARA LAS CATEGORIAS “ N ”, “ H ” E “ D ” 

Comparativo entre las normas NBR 7094 y EB 120 ( Basadas en norma NEMA )

EL MOTOR ELÉCTRICO

Fuente : WEG

N - Pares Normales, Corriente de Arranque normal,

Bajo Deslizamiento;

H  - Pares altos, Corriente de Arranque normal,Bajo Deslizamiento;

D  - Pares altos (Cp  275 % Cn), Corriente de Arranque normal,

 Alto Deslizamiento ( 5 a 8% y 8 a 13% ).

EL MOTOR ELÉCTRICO

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Copyright: 2014 Eng Jairo Flechas V.33

CURVA DE PAR Vs ROTACION PARA LAS CATEGORIAS “ N ”, “ H ” E “ D ” 

Comparativo entre las normas NBR 7094 y EB 120 ( Basadas en norma NEMA )

50

100

150

200

275

300

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Categoria D 

Categoria H 

Categoria N

Par (%)

Velocidad (%)

NBR 7094  EB 120 A 

B H e HY  C 

D  D E F 

N e NY 

**** 

EL MOTOR ELÉCTRICO

Fuente : WEG

EL MOTOR ELÉCTRICO

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Copyright: 2014 Eng Jairo Flechas V.34FUENTE: ALFREDO AGUILAR MEXICO

EL MOTOR ELÉCTRICO

EL MOTOR ELÉCTRICO

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Copyright: 2014 Eng Jairo Flechas V.35 35

Otros aspectos de la CALIDAD DE LA POTENCIAELECTRICA (CPE) que afectan la eficiencia del motorson:

Desbalance entre los voltajes de línea mayores al 5 %.

Excesivos armónicos en la tensión suministrada(especialmente de secuencia negativa).

EL MOTOR ELÉCTRICO

No aplica cuando el motor es operado a

través de variador de velocidad.

EL MOTOR ELÉCTRICO

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Copyright: 2014 Eng Jairo Flechas V.36

Efectos de la distorsión armónica de la redsobre la Potencia nominal del motor eléctrico.

Para evitar el calentamientoexcesivo del motor lasNormas NEMA MG1.1993 [8]recomiendan disminuir lapotencia nominal del motor de

acuerdo a una curva enfunción del contenido dearmónicos.

Se considera que el HFV

(Harmonic Factor Voltaje)no debe ser mayor a 0,05

EL MOTOR ELÉCTRICO

EL MOTOR ELÉCTRICO

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Copyright: 2014 Eng Jairo Flechas V.37

Efectos del desequilibrio de tensiones sobre la Potencia nominal del motor.

EL MOTOR ELÉCTRICO

EL MOTOR ELÉCTRICO

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Copyright: 2014 Eng Jairo Flechas V.38

REGIMENES DE SERVICIO MAS IMPORTANTES:

è Regimen S1: Regimen contínuo

tn

Carga

PerdidasEléctricas

Temperatura

Tiempo

máx

EL MOTOR ELÉCTRICO

Fuente : WEG

EL MOTOR ELÉCTRICO

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Copyright: 2014 Eng Jairo Flechas V.39

è Regimen S2: Funcionamiento de carga constante durante un período

inferior al tiempo necesário para alcanzar el equilíbrio térmico.

tn

Tiempo

máx

Carga

PerdidasElétricas

Temperatura

S2 60 min

S2 30 min

REGIMENES DE SERVICIO MAS IMPORTANTES:

EL MOTOR ELÉCTRICO

Fuente : WEG

EL MOTOR ELÉCTRICO

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Copyright: 2014 Eng Jairo Flechas V.40

REGIMES DE SERVICIO MAS IMPORTANTES:

è Regimen S3: Secuencia de ciclos idénticos, siendo un período de carga constante y un

período de reposo. El ciclo es tal que la corriente de partida no afecta

significativamente la elevación de temperatura.

S3 25% ED

S3 40% ED

Carga

PerdidasEléctricas

Temperaturamáx

Tiempo

tn trDuración del ciclo

EL MOTOR ELÉCTRICO

Fuente : WEG

EL MOTOR ELÉCTRICO

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Copyright: 2014 Eng Jairo Flechas V.41

REGIMES DE SERVICIO MAS IMPORTANTES:

è Regimen S4: Secuencia de ciclos idénticos, siendo un período de partida, un

período de carga constante y un período de reposo. El calor

generado en partida es suficientemente grande para afectar el

ciclo siguiente.

S4 40% EDCarga

PerdidasEléctricas

Temperatur a

Tiempo

Duración de ciclo

máx

td tn tr

EL MOTOR ELÉCTRICO

Fuente : WEG

EL MOTOR ELÉCTRICO

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EL MOTOR ELÉCTRICO

EL MOTOR ELÉCTRICO

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EL MOTOR ELÉCTRICO

EL VARIADOR DE VELOCIDAD

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Los variadores de velocidad electrónicos,

utilizan técnicas de modulación, paraconvertir:

Voltajes Trifásicos con Amplitud y Frecuencia

Constante(Suministrador)

Variable(Al motor)

EL VARIADOR DE VELOCIDAD

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MOTORES Y PROCESOS

EL MOTOR ELÉCTRICO

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Copyright: 2014 Eng Jairo Flechas V.46

El nivel de ahorro dependerá del tipo de carga que

se tenga acoplada. 

Para este caso sí por cualquier metodología obtenemos: 

1.- Par Constante.Para cualquier velocidad, el par es el mismo.La potencia requerida en flecha (HP) es proporcional a la velocidad, 80 % de losmotores tienen este tipo de Carga. Ejemplo: Bandas, Compresores,Mezcladoras, Molinos, etc.

Una disminución de 10%en la Velocidad

Representa10 % de ahorro en

Potencia

EL MOTOR ELÉCTRICO

EL MOTOR ELÉCTRICO

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Copyright: 2014 Eng Jairo Flechas V.47

2. Par Variable. Las necesidades de par disminuyen conforme baja la velocidad. Ejemplo: Ventiladores y bombas centrífugas  

Flujo Presión y Par Potenciaproporcional a proporcional a proporcional a

Velocidad (Velocidad) 2 (Velocidad) 3  Para este caso si por cualquier

metodología obtenemos:

Una disminución de 10%

en la Velocidad 

Representa27 % de ahorro en

Potencia 

El nivel de ahorro dependerá del tipo de carga que

se tenga acoplada. 

EL MOTOR ELÉCTRICO

EFICIENCIA ENERGETICA EN MOTORES

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Copyright: 2014 Eng Jairo Flechas V.48

Contenido

La gestión energética y la ISO 50001 Los motores eléctricos y su incidencia en los

sistemas de gestión energética – indicadores La selección correcta de un motor eléctrico La eficiencia energética en los motores Normativas y tendencias de los motores eficientes Conclusiones e recomendaciones

EFICIENCIA ENERGETICA EN MOTORES

EL MOTOR ELÉCTRICO

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Copyright: 2014 Eng Jairo Flechas V.49Fuente: FILIBERTO BOJACA Y CCE

LA EFICIENCIA  DE UN MOTOR ELECTRICO ESTADIRECTAMENTE RELACIONADA CON SUS

PERDIDAS

EL MOTOR ELÉCTRICO

EL MOTOR ELÉCTRICO

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Copyright: 2014 Eng Jairo Flechas V.50

Eficiencia en un Motor eléctrico

100 % 90 %

perdidas 10 %

Entrada Salida

Diagrama de Sankey

EL MOTOR ELÉCTRICO

CONTROLE LAS PERDIDAS

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Copyright: 2014 Eng Jairo Flechas V.51 51

Fuente: UE SERCOBE

Distribución pérdidas originadas en motor eff1 18,5kW rendimiento 92,2%

CONTROLE LAS PERDIDAS

EL MOTOR ELÉCTRICO

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Copyright: 2014 Eng Jairo Flechas V.52Fuente: ABB

EL MOTOR ELÉCTRICO

IDENTIFIQUE LAS PERDIDAS

EFICIENCIA ENERGETICA EN MOTORES

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Copyright: 2014 Eng Jairo Flechas V.53

Contenido

La gestión energética y la ISO 50001 Los motores eléctricos y su incidencia en los

sistemas de gestión energética – indicadores La selección correcta de un motor eléctrico La eficiencia energética en los motores Normativas y tendencias de los motores eficientes Conclusiones e recomendaciones

MOTORES DE ALTA EFICIENCIA

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Copyright: 2014 Eng Jairo Flechas V.54 54

MOTORES DE ALTA EFICIENCIA

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ARMONIZACION ENTRE NORMAS

IEC y NEMA (IEEE)

55

MOTORES DE ALTA EFICIENCIA

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Copyright: 2014 Eng Jairo Flechas V.56 56

PARTNERS LISTING OF NEMAPREMIUM®COMPLIANT ELECTRIC MOTORS

Empresas que ofrecen los motores eléctricos que cumplen con laespecificación de la eficiencia NEMA Premium.

NOTA: Esta lista se actualizará periódicamente ya que los fabricantes actualizan sus ofertas de productos.

MOTORES DE ALTA EFICIENCIA

MOTORES DE ALTA EFICIENCIA

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Copyright: 2014 Eng Jairo Flechas V.57

En general, se tiende a utilizar el motor totalmente cerrado, es decir, quese enfríe en forma externa el motor, evitando que la contaminación delaire externo deteriore las partes internas del motor.

Motor Eléctrico AbiertoMotor Eléctrico Cerrado

TEFCOPD

En todas las Normas se hace distinción entre losmotores abiertos y totalmente cerrados.

"Totally Enclosed, Fan Cooled".ODP (Open Drip Proof motor)

MOTORES DE ALTA EFICIENCIA

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Copyright: 2014 Eng Jairo Flechas V.58

¿Que se ha modificado para obtener mejor eficiencia? 

Nuevo sistema de perfil aerodinámico innovador y con perdidas mecánicas y ruidosextremamente reducidos

MOTORES DE ALTA EFICIENCIA

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Copyright: 2014 Eng Jairo Flechas V.59 ALFREDO AGUILAR

MOTORES DE ALTA EFICIENCIA

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Copyright: 2014 Eng Jairo Flechas V.60

MOTORES DE ALTA EFICIENCIA

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Copyright: 2014 Eng Jairo Flechas V.61

EL MOTOR ELÉCTRICO DE ALTA EFICIENCIA

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Copyright: 2014 Eng Jairo Flechas V.62Fuente: Fide México

EL MOTOR ELÉCTRICO DE ALTA EFICIENCIA

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Copyright: 2014 Eng Jairo Flechas V.63

Características de Diseño

de los Motores Eficientes

Conductores del estator de mayor sección Ranuras del estator más amplias

Barras y anillos de rotor de mayor sección Mayor longitud de la estructura ferromagnética (menor

densidad de campo en el núcleo)

Ventiladores más pequeños y diseños aerodinámicosen los disipadores de calor

Técnicas avanzadas para la manufactura

Fuente: GERS

MOTORES DE ALTA EFICIENCIA

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Copyright: 2014 Eng Jairo Flechas V.64

EL MOTOR ELÉCTRICO DE ALTA EFICIENCIA

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Copyright: 2014 Eng Jairo Flechas V.65Fuente: Filiberto Bojaca, Siemens

EL MOTOR ELÉCTRICO DE ALTA EFICIENCIA

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Copyright: 2014 Eng Jairo Flechas V.66Fuente: Electric Motor MEPS Guide

 ANALISIS COMPARATIVO DE NORMATIVAS

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Copyright: 2014 Eng Jairo Flechas V.67

CEMEP, NEMA e IEC 60034-30

*CEMEP declar que a partir del 16 de Junio de 2011 la utilización de la marca registrada“EFF” no será ́  empleada más.

**De acuerdo con la norma IEC 60034‐31 ed. 1 ‐ DTS – FE.

EL MOTOR ELÉCTRICO DE ALTA EFICIENCIA

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Copyright: 2014 Eng Jairo Flechas V.68

Comercialmente ya existen eficiencias mejoradas 

Síncrono IE5 ? 

EL MOTOR ELÉCTRICO DE ALTA EFICIENCIA

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Copyright: 2014 Eng Jairo Flechas V.69

Diferencias en el costo inicial

En comparación con los motores estándar, losmotores Premium son en promedio un 20 % más costosos.

En países como Estados Unidos y algunos de la UE sesubsidia la compra de motores Premium para disminuir elimpacto de la inversión inicial y estimular el proceso decambio.

Fuente: GERS

STANDAR

EL MOTOR ELÉCTRICO DE ALTA EFICIENCIA

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Logotipo indicativo de losmotores de alto rendimiento quecumplen con EEAct y EPActverificados por UL (Underwriters

Laboratories Inc. )

Logotipo indicativo de los motores de altorendimiento que cumplen con el AcuerdoVoluntario Europeo

EL MOTOR ELÉCTRICO DE ALTA EFICIENCIA

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Copyright: 2014 Eng Jairo Flechas V.71

Aplicabilidad de los Motores Premium Cuando el motor opera constantemente y cerca de su

valor nominal.

Cuando necesita reemplazarse motoressobredimensionados.

Como parte de un programa de URE o ISO 50001.

Cuando se necesita adquirir un motor nuevo.

Cuando se va a usar en conjunto con variador develocidad.

Fuente: GERS

EFICIENCIA ENERGETICA EN MOTORES

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Copyright: 2014 Eng Jairo Flechas V.72

Contenido

La gestión energética y la ISO 50001 Los motores eléctricos y su incidencia en los

sistemas de gestión energética – indicadores La selección correcta de un motor eléctrico La eficiencia energética en los motores Normativas y tendencias de los motores eficientes Conclusiones e recomendaciones 

Conclusiones y Recomendaciones

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Copyright: 2014 Eng Jairo Flechas V.73

Los Clientes demandan productos de mayor eficiencia

La Compañías Generadoras dan descuentos en base alperformance.

Las Necesidades del usuario final requieren diferentesniveles de eficiencia.

Múltiples definiciones de eficiencias Premium causan

confusión en el mercado e incrementa el costo de losmotores.

PorquéUtilizar motores NEMA Premium? IE3

Conclusiones y Recomendaciones

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Copyright: 2014 Eng Jairo Flechas V.74

Los beneficios de invertir en motores de alta eficiencia son:

 Ahorros por el consumo de la energía eléctrica, lo que implica menorescostos de operación, menores cargos por demanda máxima,

Menores perdidas en vacío, Menor temperatura de operación.

Mayor vida útil de aislamiento, Mayor capacidad de sobrecarga, Mayor confiabilidad, Reducción de costos de mantenimiento, Utilización de nuevas tecnologías, Mejoras en los procesos de producción y/o producto.

Mejor operación en condiciones ambientales criticas (areascontaminadas, elevación sobre nivel del mar mayor a 2 000 m.s.n.m.

Mejor respuesta ante variaciones de tensión.

BENEFICIOS POR EL USO DEMOTORES DE ALTA EFICIENCIA O EFICIENCIA PREMIUM

Fuente: CENYTEC

Conclusiones y Recomendaciones

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Disminución de recursos no renovables y calentamiento global obligarona los países a tomar medidas.

Se han creado  normas regionales o nacionales de eficiencia yclasificación de energía, creando confusión y malentendidos entre losfabricantes y los usuarios.

Muchos países basaron sus desarrollos en estas primeras normas

porque el cambio en los mercados a motores de mayor eficiencia yetiquetado voluntario es muy lento.

Esto da como resultado barreras técnicas al comercio

Esto se resolvió con el trabajo conjunto de IEC, NEMA, CEMEP, IEEE,

etc. Armonizando normas de pruebas, clasificación de eficiencia ysubsecuentemente el etiquetado, necesario para reconocer productos de

alta eficiencia en el mercado!. Note: EPAct- Energy Policy Act 1992, MEPS for US motors at IE2MEPS-Mandatory Energy Performance Standards Electric Motor MEPS Guide By Sergio Ferreira / Published on Fri, 2009 -02-06 10:06Eff1/Eff2/Eff3- Efficiency classification 1999 CEMEP/EU (European Union) CEMEP European committee of manufacturers of electrical

Armonización  IEC y NEMA [IEEE]

Conclusiones y Recomendaciones

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Copyright: 2014 Eng Jairo Flechas V.76

OTROS beneficios de invertir en motores de alta eficiencia son:

BENEFICIOS POR EL USO DEMOTORES DE ALTA EFICIENCIA O EFICIENCIA PREMIUM

Fuente: CENYTEC

Por ser de un motor con menos perdidas, se reduce considerablemente elaumento de temperatura del motor, factor determinante en la vida útil delmotor.

Por tener factores de servicio superiores, permite operaciones en regímenesintermitentes, con picos de carga superiores al nominal

Tienen mayor reserva de potencia para operar en ambientes contemperaturas superiores a 40ºC y en zonas de altitudes superiores.

Son más adecuados en las aplicaciones con variadores de frecuencia

Reducido coste de mantenimiento

Conclusiones y Recomendaciones

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Copyright: 2014 Eng Jairo Flechas V.77Fuente: CENYTEC

Ventajas de los Motores Premium

Menor temperatura en los bobinados = incremento en la vidaútil. Una reducción de 10º C en la temperatura promedioincrementa al doble la vida útil.

Menor deslizamiento = mayor velocidad que se traduce enmejora de la ventilación.

Mayor robustez y manufactura más cuidadosa se refleja enmenores costos de mantenimiento y mayor vida útil.

Disminución de los costos de operación (ahorro de energía e

insumos).

Disminución de las emisiones de ruido audible.

Conclusiones y Recomendaciones

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Copyright: 2014 Eng Jairo Flechas V.78

La eficiencia de motor es relevante a la hora de determinar laeficiencia total del proceso.

Las políticas de mejora en la eficiencia de motores eléctricos debenser acordes con el costo final del producto.

Se requiere una inversión importante en infraestructura y equipos delaboratorio junto con personal calificado para realizar mediciones deeficiencia según norma IEC – IEEE.

La determinación de eficiencia, certificación y clasificación de motorsegún norma, brinda oportunidad de negocios para las empresas.

La clasificación de motores según eficiencia promueve la gestiónenergética en los procesos.

Eficiencia de Motores de Inducción 

Fuente: Filiberto Bojaca, Siemens

EL MOTOR ELÉCTRICO

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Copyright: 2014 Eng Jairo Flechas V.79

Medición Calidad de Potencia

Medición de vibraciones mecánicas

 Análisis del envejecimiento de aislamiento eléctrico

 Planificación del mantenimiento  Técnicas de análisis predictivo de fallas

 Análisis de confiabilidad de los motores:

 Motores con conversor de frecuencia

 Motores en ambiente químico corrosivo

 Procedimientos de operación.

FUENTE: ALFREDO MUÑOZ U. CHILE

BUENAS PRACTICAS / MANTENIMIENTO

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APENDICE

TABLAS DE EFICIENCIAMOTORES ELECTRICOS

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

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Copyright: 2014 Eng Jairo Flechas V.81

National Electrical Manufacturers Association (NEMA)  Find additional information on the NEMA premium standards, visitwww.nema.org.

Electrical Apparatus Service Association (EASA)—See guideline on motor repair/rewind practices at www.easa.com 

Motor Decisions Matter —Download a motor management planning kit at www.motorsmatter.org for tips on an in-plant motorinventory, decision rules, critical planning, and motor replacement.

U.S. Department of Energy (DOE)— For more information on motor and motor-driven system efficiency and to download the

MotorMaster+ software tool, visit the Advanced Manufacturing Office (AMO) website at manufacturing.energy.gov. 

 Anibal T. de Almeida, “Super Premium Class,” Faktor, No. 28, October 2010.

Swiss Federal Department of the Environment, Transport, Energy and Communications, “Economic Viability, Applications and Limits

of Efficient Permanent Magnet Motors,” 30 June 2009.

Frank J. Bartos, “IPM Motors for Highest Energy Efficiency,” Control Engineering, 1 October 2008. Anibal T. de Almeida, “Time for aChange,” Faktor, No. 28, October, 2010.

Rob Boteler, Nidec Motor Corporation, Presentation, “SR Motor Drive Technology: Applications, Operation and Performance.” 

Switched Reluctance Drives, Ltd., “Switched Reluctance: The Most Significant Technological Advance in Variable-Speed Drives forGenerations,” 2002.

Dale Basso, WEG Electric Corp., Presentation, “WEG Quattro Super Premium Motors: Line- Start Permanent Magnet Motors.” 

NEMA MG1 Table 12-11 (EPACT)

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2 Pole 4 Pole 6 Pole 8 Pole 2 Pole 4 Pole 6 Pole 8 Pole

1.0 0.0 82.5 80.0 74.0 75.5 82.5 80 74

1.5 82.5 84.0 84.0 75.5 82.5 84 85.5 77

2.0 84.0 84.0 85.5 85.5 84 84 86.5 82.5

3.0 84.0 86.5 86.5 86.5 85.5 87.5 87.5 84

5.0 85.5 87.5 87.5 87.5 87.5 87.5 87.5 85.5

7.5 87.5 88.5 88.5 88.5 88.5 89.5 89.5 85.5

10.0 88.5 89.5 90.2 89.5 89.5 89.5 89.5 88.5

15.0 89.5 91.0 90.2 89.5 90.2 91 90.2 88.5

20.0 90.2 91.0 91.0 90.2 90.2 91 90.2 89.5

25.0 91.0 91.7 91.7 90.2 91 92.4 91.7 89.5

30.0 91.0 92.4 92.4 91.0 91 92.4 91.7 91

40.0 91.7 93.0 93.0 91.0 91.7 93 93 91

50.0 92.4 93.0 93.0 91.7 92.4 93 93 91.7

60.0 93.0 93.6 93.6 92.4 93 93.6 93.6 91.7

75.0 93.0 94.1 93.6 93.6 93 94.1 93.6 93

100.0 93.0 94.1 94.1 93.6 93.6 94.5 94.1 93

125.0 93.6 94.5 94.1 93.6 94.5 94.5 94.1 93.6

150.0 93.6 95.0 94.5 93.6 94.5 95 95 93.6

200.0 94.5 95.0 94.5 93.6 95 95 95 94.1

250.0 94.5 95.4 95.4 94.5 95.4 95 95 94.5

300.0 95.0 95.4 95.4 94.5 95.4 95.4 95 94.5

350.0 95.0 95.4 95.4 94.5 95.4 95.4 95 94.5

400.0 95.4 95.4 95.4 94.5 95.4 95.4 95 94.5

450.0 95.8 95.8 95.4 94.5 95.4 95.4 95 94.5

500.0 95.8 95.8 95.4 94.5 95.4 95.8 95 94.5

HP

ODP TEFC

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NEMA MG1 Table 12-12 (NEMA Premium ® )

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2 Pole 4 Pole 6 Pole 2 Pole 4 Pole 6 Pole

1 77 85.5 82.5 77 85.5 82.5

1.5 84 86.5 86.5 84 86.5 87.5

2 85.5 86.5 87.5 85.5 86.5 88.5

3 85.5 89.5 88.5 86.5 89.5 89.5

5 86.5 89.5 89.5 88.5 89.5 89.5

7.5 88.5 91 90.2 89.5 91.7 91

10 89.5 91.7 91.7 90.2 91.7 91

15 90.2 93 91.7 91 92.4 91.7

20 91 93 92.4 91 93 91.7

25 91.7 93.6 93 91.7 93.6 93

30 91.7 94.1 93.6 91.7 93.6 93

40 92.4 94.1 94.1 92.4 94.1 94.1

50 93 94.5 94.1 93 94.5 94.1

60 93.6 95 94.5 93.6 95 94.5

75 93.6 95 94.5 93.6 95.4 94.5

100 93.6 95.4 95 94.1 95.4 95

125 94.1 95.4 95 95 95.4 95

150 94.1 95.8 95.4 95 95.8 95.8

200 95 95.8 95.4 95.4 96.2 95.8250 95 95.8 95.4 95.8 96.2 95.8

300 95.4 95.8 95.4 95.8 96.2 95.8

350 95.4 95.8 95.4 95.8 96.2 95.8

400 95.8 95.8 95.8 95.8 96.2 95.8

450 95.8 96.2 96.2 95.8 96.2 95.8

500 95.8 96.2 96.2 95.8 96.2 95.8

HP

ODP TEFC

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NEMA MG1 Table 12-14 (NEMA Premium for 50Hz)

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Applies to Open/Dripproof andTotally Enclosed.

Intermediate horsepowers:NEMA use closest standardhp

 

IEC interpolate or useequation 

HP 2 Pole HP 4 Pole HP 6 Pole

1 80.7 1 82.5 1 78.9

1.5 82.8 1.5 84.2 1.5 81.1

2 84.2 2 85.3 2 82.5

3 85.9 3 86.7 3 84.4

5 87.9 5 88.4 5 86.5

7.5 89.2 7.5 89.6 7.5 88

10 90.1 10 90.4 10 89

15 91.2 15 91.5 15 90.3

20 91.9 20 92.1 20 91.2

25 92.4 25 92.6 25 91.8

30 92.8 30 93 30 92.2

40 93.3 40 93.5 40 92.9

50 93.7 50 93.9 50 93.4

60 94 60 94.2 60 93.7

75 94.3 75 94.6 75 94.1

100 94.7 100 95 100 94.6

125 95 125 95.3 125 94.9

150 95.2 150 95.5 150 95.2

200 95.5 200 95.8 200 95.5

250 95.7 250 95.9 250 95.7

300 95.8 300 96 300 95.8

350 95.8 350 96 350 95.8

400 95.8 400 96 400 95.8

450 95.8 450 96 450 95.8

500 95.8 500 96 500 95.8

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IEC: IE1

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Table 3 S tandard Efficiency IE1 50Hz Table 4 S tandard Efficiency IE1 60Hz

2 4 6 2 4 6

0.75 1 72.1 72.1 70.0 0.75 1 77.0 78.0 73.0

1.1 1.5 75.0 75.0 72.9 1.1 1.5 78.5 79.0 75.01.5 2 77.2 77.2 75.2 1.5 2 81.0 81.5 77.0

2.2 3 79.7 79.7 77.7 2.2 3 81.5 83.0 78.5

3 4 81.5 81.5 79.7 3 4 84.5 85.0 83.5

4 5.5 83.1 83.1 81.4 4 5.5 86.0 87.0 85.0

5.5 7.5 84.7 84.7 83.1 5.5 7.5 87.5 87.5 86.0

7.5 10 86.0 86.0 84.7 7.5 10 87.5 88.5 89.0

11 15 87.6 87.6 86.4 11 15 88.5 89.5 89.5

15 20 88.7 88.7 87.7 15 20 89.5 90.5 90.2

18.5 25 89.3 89.3 88.6 18.5 25 89.5 91.0 91.0

22 30 89.9 89.9 89.2 22 30 90.2 91.7 91.7

30 40 90.7 90.7 90.2 30 40 91.5 92.4 91.7

37 50 91.2 91.2 90.8 37 50 91.7 93.0 91.7

45 60 91.7 91.7 91.4 45 60 92.4 93.0 92.1

55 75 92.1 92.1 91.9 55 75 93.0 93.2 93.0

75 75 92.1 92.1 91.9 75 75 93.0 93.2 93.0

90 125 92.7 92.7 92.6 90 125 93.0 93.5 94.1

110 150 93.0 93.0 92.9 110 150 94.1 94.5 94.1

132 175 93.3 93.3 93.3 150 200 94.1 94.5 94.1

160 215 93.5 93.5 93.5 185 250 94.1 94.5 94.1

200 270 93.8 93.8 93.8 200 270 94.1 94.5 94.1

260 350 94.0 94.0 94.0 260 350 94.1 94.5 94.1

300 400 94.0 94.0 94.0 300 400 94.1 94.5 94.1

335 450 94.0 94.0 94.0 335 450 94.1 94.5 94.1

375 500 94.0 94.0 94.0 375 500 94.1 94.5 94.1

PolesRating

(hp)

Rating

(kW)Rating (kW)

Rating

(hp)

Poles

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IEC: IE2

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Table 5 High Efficiency IE2 50Hz Table 6 High Efficiency IE2 60Hz (EPACT)

2 4 6 2 4 6

0.75 1 77.4 79.6 75.9 0.75 1 75.5 82.5 80.0

1.1 1.5 79.6 81.4 78.1 1.1 1.5 82.5 84.0 85.5

1.5 2 81.3 82.8 79.8 1.5 2 84.0 84.0 86.5

2.2 3 83.2 84.3 81.8 2.2 3 85.5 87.5 87.5

3 4 84.6 85.5 83.3 3.7 5 87.5 87.5 87.5

4 5.5 85.8 86.6 84.6 5.5 7.5 88.5 89.5 89.5

5.5 7.5 87.0 87.7 86.0 7.5 10 89.5 89.5 89.5

7.5 10 88.1 88.7 87.2 11 15 90.2 91.0 90.2

11 15 89.4 89.8 88.7 15 20 90.2 91.0 90.2

15 20 90.3 90.6 89.7 18.5 25 91.0 92.4 91.7

18.5 25 90.9 91.2 90.4 22 30 91.0 92.4 91.7

22 30 91.3 91.6 90.9 30 40 91.7 93.0 93.0

30 40 92.0 92.3 91.7 37 50 92.4 93.0 93.0

37 50 92.5 92.7 92.2 45 60 93.0 93.6 93.6

45 60 92.9 93.1 92.7 55 75 93.0 94.1 93.6

55 75 93.2 93.5 93.1 75 75 93.6 94.5 94.1

75 75 93.8 94.0 93.7 90 125 94.5 94.5 94.1

90 125 94.1 94.2 94.0 110 150 94.5 95.0 95.0

110 150 94.3 94.5 94.3 150 200 95.0 95.0 95.0

132 175 94.6 94.7 94.6 185 250 95.4 95.4 95.0

160 215 94.8 94.9 94.8 200 270 95.4 95.4 95.0

200 270 95.0 95.1 95.0 260 350 95.4 95.4 95.0

260 350 95.0 95.1 95.0 300 400 95.4 95.4 95.0

300 400 95.0 95.1 95.0 335 450 95.4 95.4 95.0

335 450 95.0 95.1 95.0 375 500 95.4 95.4 95.0

375 500 95.0 95.1 95.0

Rating (kW)

Rating

(hp)

Poles Rating

(kW)

Rating

(hp)

Poles

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MUCHAS GRACIAS POR SU AMABLE ATENCIÓN

ESPERAMOS QUE ESTA PRESENTACIONCONTRIBUYA EN EL FUTURO A UNA MAYOR

PRODUCTIVIDAD Y COMPETIVIDAD DE NUESTROPAIS Y A UN MUNDO MÁS VERDE Y SOSTENIBLE.

ING. JAIRO FLECHAS VILLAMIL

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Comprometidos con el desarrollo

permanente y sostenible de nuestros

Grupos de Interés.

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