Eficiencia Energética en Redes Eléctricas de B.T, Arranque de Motores Asíncronos

JUSTIFICACIÓN

La generación de armónicos y su influencia en el resto de equipos, incluidos los dispositivos de compensación de energía reactiva, constituye un problema cada vez más frecuente, que ha de ser conocido por el técnico industrial.

OBJETIVOS

• Adquirir los conocimientos prácticos, apoyados por los fundamentos teóricos, necesarios para diseñar, operar y mantener instalaciones de accionamiento electromécanico basados en el motor de inducción.
• Diseñar y operar estas instalaciones con criterios de eficiencia energética, con especial atención a las técnicas horizontales en el uso de motores de inducción o asíncronos y a la compensación y mitigación de armónicos y energía reactiva.

Temario

1. Introducción a la eficiencia energética

• 1.1. Eficiencia intrínseca de las instalaciones eléctricas
• 1.2. Eficiencia en accionamientos electromecánicos.

2. El motor asíncrono o de inducción

• 2.1. Principio de funcionamiento
  • 2.1.1. El motor de inducción de Tesla
  • 2.1.2. La base teórica del funcionamiento del motor de inducción
  • 2.1.3. El campo giratorio y el deslizamiento
  • 2.1.4. Par y deslizamiento
  • 2.1.5. La curva de funcionamiento del motor asíncrono
  • 2.1.6. La máquina asíncrona como generador y como freno
• 2.2. Descripción general del motor asíncrono
  • 2.2.1. Motores de rotor bobinado y rotor en jaula de ardilla
  • 2.2.2. Construcción del rotor en jaula de ardilla
  • 2.2.3. Construcción del rotor bobinado
  • 2.2.4. Construcción del estátor
  • 2.2.5. El motor de doble jaula de ardilla
  • 2.2.6. Motores especiales. Dahlander y de doble devanado
  • 2.2.7. La placa de conexión
  • 2.2.8. Conexión del motor de inducción
  • 2.2.9. Elementos mecánicos del motor
  • 2.2.10. Averías mecánicas más habituales y sus posibles soluciones
  • 2.2.11. Tipología de motores. Accesorios y complementos
  • 2.2.12. Normalización. Tamaños normalizados y formas constructivas
  • 2.2.13. El motor monofásico
  • 2.2.14. Clase de aislamiento
  • 2.2.15. Clase de servicio
  • 2.2.16. Equipos no normalizados
• 2.3. Parámetros eléctricos y características fundamentales
  • 2.3.1. La placa de características
  • 2.3.2. Tensión nominal
  • 2.3.3. Intensidad nominal
  • 2.3.4. Velocidad nominal y número de polos
  • 2.3.5. Rendimiento y pérdidas en el motor de inducción
  • 2.3.6. Potencia y par nominal
• 2.4. Funcionamiento a frecuencia variable
• 2.5. Funcionamiento a tensión variable
• 2.6. El flujo magnético
  • 2.6.1. Zona de funcionamiento de par constante
  • 2.6.2. Zona de funcionamiento a potencia constante
• 2.7. Protección de motores asíncronos

3. El motor síncrono

• 3.1. Construcción del motor síncrono. Principio y modos de funcionamiento
• 3.2. Técnicas emergentes en el uso de motores síncronos

4. Métodos y sistemas de arranque del motor de inducción

• 4.1. Par de arranque. Intensidad de arranque. Influencia de la tensión.
• 4.2. Arranque directo
• 4.3. Inversión de giro
• 4.4. Arranque de motores de doble jaula de ardilla
• 4.5. Arranque estrella-triángulo
• 4.6. Arranque por resistencias estatóricas. Arranque por autotransformador
• 4.7. Arranque por resistencias rotóricas
• 4.8. Árbol o eje eléctrico
• 4.9. Introducción a la electrónica de potencia
  • 4.9.1. Diodo rectificador
  • 4.9.2. Tiristor o rectificador controlado
  • 4.9.3. Tiristor de apagado por puerta GTO
  • 4.9.4. Transistor bipolar de  unión (BJT)
  • 4.9.5. Transistor MOSFET
  • 4.9.6. Transistor bipolar de puesta aislada (IGBT)
  • 4.9.7. Principales equipos convertidores de potencia
• 4.10. Arranque directo por tiristores
• 4.11. Arranque por tiristores en raíz de 3
• 4.12. Arranque con variador de velocidad

5. Variación de velocidad

• 5.1. El variador de velocidad. Componentes
• 5.2. El rectificador. Tipos
• 5.3. La etapa intermedia
  • 5.3.1. Condensadores
  • 5.3.2. El Chopper de frenado
  • 5.3.3. Resistencias de frenado
• 5.4. Sistema de control y panel de operación HMI (Human Machine Interface)
  • 5.4.1. El ondulador. Introducción a la tecnología PWM
  • 5.4.2. Modos de operación y comunicación del variador
• 5.5. Compatibilidad electromagnética. Las protecciones en el variador de velocidad
  • 5.5.1. Filtración de entrada
  • 5.5.2. Atenuación del ruido
  • 5.5.3. La influencia de la longitud del cable. El uso de cables apantallados
  • 5.5.4. Protecciones en accionamientos con variador de velocidad
• 5.6. Modos de control de velocidad con variadores
  • 5.6.1. Control escalar V/F
  • 5.6.2. Control vectorial en lazo abierto
  • 5.6.3. Control vectorial en lazo cerrado
  • 5.6.4. Control DTC
• 5.7. Parametrización del variador de velocidad.
  • 5.7.1. Parámetros de configuración del motor
  • 5.7.2. Parámetros de mando y modo de marcha
  • 5.7.3. Parámetros de consigna de la velocidad.
  • 5.7.4. Parámetros de modo de arranque y parada
  • 5.7.5. Parámetros de lectura de variables eléctricas de funcionamiento.
  • 5.7.6. Parámetros especiales. Control de marcha en vacío de bombas.
  • 5.7.7. Parámetros especiales. Control de resonancias electromecánicas y electrónicas.
  • 5.7.8. Alarmas y fallos.
• 5.8. Variadores y regeneración de energía
  • 5.8.1. El variador conectado en régimen generador.
  • 5.8.2. Variadores regenerativos.
  • 5.8.3. Configuraciones con bus de continua.
  • 5.8.4. Configuraciones con resistencias de frenado.
• 5.9. Variación de velocidad por variación de la tensión de alimentación
• 5.10. Variadores de velocidad y arrancadores mecánicos.

6. Accionamientos electromecánicos

• 6.1. Condiciones de estabilidad de un accionamiento.
• 6.2. Componentes del par resistente de un accionamiento
  • 6.2.1. Componente constante de un par resistente
  • 6.2.2. Componente lineal de un par resistente
  • 6.2.3. Componente cuadrática de un par resistente
  • 6.2.4. Componente proporcional inversa
  • 6.2.5. La componente inercial
  • 6.2.6. Par de despegue
• 6.3. Ejemplos de par resistente
  • 6.3.1. Ventilador
  • 6.3.2. Bomba hidráulica centrífuga
  • 6.3.3. Bomba hidráulica positiva
  • 6.3.4. Elevación
  • 6.3.5. Cinta transportadora

7. Armónicos y perturbaciones. Power Quality (PQ)

• 7.1. Generalidades y fundamentos teóricos
• 7.2. Fuentes de generación de armónicos
• 7.3. Efectos de los armónicos
• 7.4. La compensación de armónicos
  • 7.4.1. Filtración pasiva
  • 7.4.2. Filtración activa
  • 7.4.3. Filtración híbrida
• 7.5. La compensación del factor de potencia en presencia de armónicos

8. Energía reactiva

• 8.1. El triángulo de potencia y el factor de potencia
• 8.2. La energía reactiva
• 8.3. Compensación de la energía reactiva. La compensación de energía reactiva como medio para lograr una instalación eléctrica más eficiente
• 8.4. Estrategias de compensación de energía reactiva
  • 8.4.1. Compensación única en cabecera de la instalación
  • 8.4.2. Compensación distribuida en planta
  • 8.4.3. Compensación individual fija de transformadores y motores
  • 8.4.4. Compensación en alta y baja tensión
• 8.5. Baterías de condensadores y armónicos

9. Técnicas horizontales de eficiencia energética con motores de inducción

• 9.1. Selección adecuada del calibre del motor
• 9.2. Selección de motores de alta eficiencia
• 9.3. Accionamientos de velocidad variable en bombas centrífugas
  • 9.3.1. Comportamiento de la bomba variando el caudal a velocidad fija
  • 9.3.2. Comportamiento de la bomba a velocidad variable
• 9.4. Accionamientos de velocidad variable en ventiladores
  • 9.4.1. Funcionamiento a velocidad fija
  • 9.4.2. Funcionamiento a velocidad variable
  • 9.4.3. Ventiladores trabajando en paralelo
• 9.5. Accionamientos de velocidad variable en compresores
  • 9.5.1. Funcionamiento a carga variable
  • 9.5.2. Funcionamiento a velocidad variable

10. Conclusiones

11. Bibliografia