LA TECNOLOGÍA DE POLOS IMPRESOS: UNA ALTERNATIVA PARA MEJORAR LA CALIDAD DE LA ENERGÍA Susana Prado Iratchet* Fabiana Ferreira Aicardi** Andrea Pinzón* Maximilano Veliz* * Instituto de Industria-Universidad Nacional General Sarmiento- Los Polvorines- Buenos Aires **Facultad de Ingeniería-Universidad de Buenos Aires- Buenos Aires

TECNOLOGÍA DE POLOS IMPRESOS WRITTEN-POLE ® Qué es? Rotor: Jaula de ardilla con una capa de Ferrite Ferrite: con alta anisotropía en la dirección orientada del campo B Estator: una bobina concentrada Que imprime polos en el rotor.

FUNCIONAMIENTO MODO DE ARRANQUE MODO DE TRANSICIÓN EE MODO DE ARRANQUE MODO DE TRANSICIÓN MODO DE FUNCIONAMIENTO MODO DE RE-ARRANQUE

MODO DE ARRANQUE

MODO DE TRANSICIÓN O SÍNCRONO RPM POLOS 600 12 800 9 1440 5 1600 4.5 1800 4 Imprime y reimprime polos en cada vuelta El campo en el rotor es producido por las corrientes inducidas y por los polos impresos ¡¡¡trabaja como un motor síncrono entre wt a ws!!!!!!

Limitaciones de la tecnología convencional Corriente de arranque elevada Igual números de polos en rotor y estator Dependencia de la velocidad con el N° de polos

CARACTERÍSTICAS DE CALIDAD Baja corriente de arranque Factor de potencia unitario y buena eficiencia energética en rango amplio de velocidad Diseño robusto y simple Baja temperatura de funcionamiento Capacidad de arrancar cargas de alta inercia Capacidad de re-arranque instantáneo

MOTOR MONOFÁSICO DE POLOS IMPRESOS

BAJA CORRIENTE DE ARRANQUE Corriente de arranque mucho menor (1/3) o (1/4) No provoca hueco de tensión durante el arranque. Arranque con tensión plena. El arranque puede durar más tiempo evitándose el penduleo. Monofásico Convencional Monofásico Polos Impresos Potencia [HP] Inom[A] Iarr[A] 5 22 150 20 68 130 7.5 28 220 30 100 185 10 39 288 40 245 15 70 377 60 200 360

Factor de potencia unitario buena eficiencia energética En Estado Estacionario no hay circulación de crrte en las barras del rotor. Mejor eficiencia, menores costos fijos, menor facturación Al tener baja crrte de arranque: Disminución de los costos de la distribución: sección de los cables, transformadores Disminución de la protección: contactores, factor de potencia cercano a la unidad no necesita compensar reactivo

motor monofásico convencional de 230 V y motor monofásico de Polos impresos (Written-Pole®) de 230 V.

Diseño robusto y simple Arranca a tensión plena No emplea convertidores de fase: No introduce armónicas en la red reduciendo la complejidad de la instalación disminuyendo las necesidades de mantenimiento.

Baja temperatura de funcionamiento Al ser la Crrte de arranque 1/3 de un convencional, el motor de Polos impresos genera 1/9 menos de calor durante el arranque. la confiabilidad, La duración del arranque puede aumentar. Mejorar la eficiencia Se alarga la vida de los rodamientos y de las bobinas del motor.

arranca cargas de alta inercia Puede arrancar cargas 10 veces mayores que un motor convencional. Funcionamiento más suave disminuye el desgaste del sistema. CORRIENTE (P.U.)

re-arranque instantáneo Al poder arrancar con la tensión asignada se puede re-arrancar instantáneamente. No produce transitorios: por ende armónicos. Soporta cortes de energías de hasta 15 segundos sin desengancharse.

Especificaciones del fabricante actuales Potencia [h.p.] 15 20 30 40 50 60 75 100 Velocidad(rpm) 1800 1800/3600 Tensión asignada (V) 230 230/460 460 Frecuencia(Hz) Corriente Nominal (A) 54 71 105/52 123/69 86 103 128 170 Corriente de arranque 125 166 200/100 282/128 155 196 225 280 Eficiencia % 90 91 93 93.5 94.0 94.5 95 95.5 Rango de Temp ambiente Temp ambiente 4ºC a 40ºC

(Written-Pole®) TRIFÁSICAS- ROESEL

GRUPO M-G ROESEL® Eficiencia mayor durante la operación Factor de Potencia Unitario en régimen EE Baja corriente de arranque:. Tolerancia a las tensiones desequilibradas: Sincronización flexible: Tolerancias a las sobretensiones y a los armónicos: Restablecimiento instantáneo: Eliminación del sistema de UPS: Posibilidad de un Sistema de Potencia Inteligente:

ESPECIFICACIONES M-G ROESEL Motor- Generador Roesel (MGR) Potencia [kVA] 35 kVA 40 kVA 50 kVA 60 kVA Tensión C.A.[V] (+10% - 15%) de entrada 3 fases, 4 hilos 208 208 / 480 480 Corriente nominal[A] 100A 105A / 45A 130A 67A Corriente de arranque 250A 263A / 113A 239A, 168A Factor de potencia para carga asignada 0.95 (Min) Potencia de salida [kW] 28 32 40 48 Factor de potencia de carga 0.9 adelanto a 0.8 atraso Transitorio (0-50 msec) < 50% variación de la carga -15% to +10% Transitorio (50 msec – 500 msec) < 50% variación de la carga ± 8% Tasa de distorsión armónica (Cargas lineales) ≤ 3%

CONCLUSIONES La baja corriente de arranque se ve reflejada en que produce MENOS HUECOS ARRANQUE CON TENSIÓN PLENA ARRANQUE DE CARGAS DE GRAN INERCIA PERMITE RE-ARRANQUES ARRANQUES SUAVES Y TIEMPOS LARGOS Mayor eficiencia en régimen nominal Factor de potencia unitario SOPORTA INTERRUPCIONES DE 15 SEGUNDOS No se la conoce, no se sabe como funcionará en nuestro país. Existe para 60 hz. Su costo inicial se amortiza con el ahorro de costos fijos y de instalación. El elevado costo de MGR (ROESEL®) se justifica en centros de cómputos, telecomunicación y procesos críticos. Alta potencia en monofásico. Diseño simple y robusto, requieren pocos equipos para regular la frecuencia y la tensión de salida.

LECCIONES APRENDIDAS Usado fundamentalmente como bombas y ventiladores. Para riego, tratamiento de aguas residuales. Ensayos de verificación en laboratorios acreditados con resultados que confirman los valores del fabricante. El conjunto ROESEL® (MGR) es aplicado desde 1988 en instalaciones que requieren proteger equipos costosos, datos o procesos críticos.

RECOMENDACIONES El motor monofásico de Polos impresos (Written-Pole®) se emplea en los sistemas de riego, secado y manejo de granos, acondicionadores de aire, trenes de laminación y en la explotación de petróleo, Su bajo costo de mantenimiento justifican la inversión inicial. Se necesita preparar profesionales para su mantenimiento. Se puede usar un motor monofásico con un generador trifásico. Muy buena perfomance del conjunto Motor Generador Trifásico ROESEL® que compensa su costo, porque además de tener las mismas bondades que la máquina monofásica se agrega su buena tolerancia a desequilibrios de tensión, a las armónicas y a las sobretensiones, que no genera armónicas y que elimina la necesidad de UPS.

MUCHAS GRACIAS Susana Prado: miratchet@ungs.edu.ar Andrea Pinzón: apinzon@ungs.edu.ar Maximiliano Véliz: mveliz@ungs.edu.ar Instituto de Industria, Universidad Nacional General Sarmiento, J. M. Gutierrez 1150 (C.P.:1613), Los Polvorines, Buenos Aires, Argentina Fabiana Ferreira: fferreir@gmail.com Facultad de Ingeniería, Universidad de Buenos Aires, Av Paseo Colón 850, Buenos Aires Argentina Pablo Massa: massa@ing.unlp.edu.ar Departamento de Electrotecnia, LEDE-SIECIT, Universidad Nacional de La Plata, Calle 48 y 116, La Plata, Buenos Aires, Argentina.