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Grupo de Motores y generadores eléctricos
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Experiencias con motores de 50 Hz que funcionan a 60 Hz y Viceversa

Carlos Hernando
Ingenieria electrica universidad auton...
Escrito por Carlos Hernando Ramirez Gutierrez el 16/09/2009 | Nivel Medio

En el mundo los motores son fabricados bajo normas IEC(Internacional) y NEMA (USA), no obstante muchos de nosotros hemos tenido que afrontar situaciones en las cuales motores Europeos o fabricados bajo IEC deben funcionar en Sur América, Centro América y Norte América, esto conlleva a realizar análisis previos antes de tomar decisiones con relación a que debemos hacer, el debate se abre para intercambio de conocimientos a cerca del tema y para saber las experiencias de todos los colegas participantes.

Gracias de antemano por vuestros valiosos aportes

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Norberto Carnevale
Ingeniero electricista universidad tec...
Escrito por Norberto Carnevale el 17/09/2009 | Nivel Medio

Estimado Carlos

En Argentina (380V-50Hz) se da ,en algunas ocasiones ,la utilización de motores de 440V- 60Hz. Esto no representa inconveniente ya que solo hay ligeras diferencias de comportamiento,salvo en lo que hace a la velocidad. Por supuesto La tensión ,la frecuencia y el numero de conductores por fase definen el Flujo magnético ,que en el motor es el responzable de su comportamiento en cuanto a potencia y cupla entre otras cosas. La relación tensión / frecuencia para 380V-50Hz es de 7. 6 contra 7. 333 para 440V-60Hz. Esto nos dice que ,un motor de 440V-60Hz conectado a 380V-50Hz presenta :

Una cupla Maxima ligeramente mayor ,del orden del 7. 4% ya que varia practicamente con el cuadrado del flujo

Una cupla de arranque practicamente invariable ,ya que depende de las resistencias estatoricas y rotorica

Una corriente de arranque mayor aprox en un 3. 6% ,ya que la frecuencia afecta el valor de la reactancia,aunque no linealmente debido a que tambien intervienen otros factores como el largo de cabezas de bobinas ,largo del paquete magnetico,etc (el comportamiento del flujo disperso en esos sectores)

Coseno de Fi y rendimiento muy poco influenciados ,tendería haber una debil disminución de ambos

Espero que sea de utilidad

Saludos Ing Norberto.A.Carnevale



Carlos Hernando Ramirez Gutierrez
Ingenieria electrica universidad auton...
Escrito por Carlos Hernando Ramirez Gutierrez el 17/09/2009 | Nivel Medio

Hola Norberto,

Gracias por tus comentarios, efctivamente los motores de 380-50 pueden funcionar optimamente a 460-60 pues la relación V/Hz se conserva y con eso el motor magnéticamente es el mismo, no obstante existen otros casos como algunos motores que pueden funcionar con 2 tensiones diferentes a 2 frecuencias diferentes, como son los fabricados por WEG brazil, usted que está mas cerca sabe que en brazil y paraguay también es posible encontrar 380 V-60 Hz y WEG Desarrolla motores con 12 cables desalida donde se pueden realizar las siguientes conexiones : Delta Paralelo,Delta,Estrella Paralelo y Estrella, la primera puede se utiliza para 230V-60 Hz, la segunda para 380 V-50 Hz y 460V -60 Hz, la tercera para 380 V-60 Hz y la cuarta para 660 V -50 Hz, haz tenido la oportunidad de trabajar alguno de estos motores a 380 V-60 Hz en conexión Doble estrella? Si la respuesta es si, cual fue el comportamiento de este motor?

Gracias por su opinión.

Carlos


Norberto Carnevale
Ingeniero electricista universidad tec...
Escrito por Norberto Carnevale el 18/09/2009 | Nivel Medio

Como estas Carlos?

No,realmente no he tenido ocasión de trabajar con el tipo de motores que comentas ,en nuestro país casi no se da. No tenemos caso de uso en doble frecuencia o tensión. Los WEG que ingresan al pais vienen para 50Hz

Te puedo comentar ,como experiencia personal he tenido que calcular motores que trabajen a dos tensiones diferentes 380 v Triangulo y 550 v Estella ,Esto sucedia porque la Planta Textil ,que ya no existe mas , tenia estas tensiones en distintos sectores y querian que los motoresde repuesto funcionaran con ambas tensiones. Es algo complicado pero se puede

Saludos Norberto


Sergio Moroso Morales
Tecnico superior en electronica indust...
Escrito por Sergio Moroso Morales el 30/09/2009 | Nivel Medio

En experiencia donde yo trabajo hemos trabajado con 380 VAC, 60 Hertz para poder ganar un poco mas de velocidad y el motor no ha tenido problemas ya llevan trabajando mas de 3 años,sin necesitar hasta el momento de mantenimeinto correctivo,se tuvo que utilizar una frecuencia mayor (60 Hz) ya que el control anterior era de corriente continua y el motor tenia una velocidad mayor aprox 500 rpm y no se lograba un 100 % de velocidad para un buen control automatico.


Sergio Moroso Morales
Tecnico superior en electronica indust...
Escrito por Sergio Moroso Morales el 30/09/2009 | Nivel Medio

Ah se me olvidava que el control de frecuencia lo daba un convertidor e frecuencia


Norberto Montefiore
Ing. eléctrica universidad nacional de...
Escrito por Norberto Montefiore el 06/10/2009 | Nivel Medio

Un gran saludo para toda la comunidad de tecnicos, en la gran Latinoamérica y España.

Unsaludo especial para Carlos y para mi tocayo, Don Norberto.

Justamente tengo que realizar una implemenación donde tengo este problema. Trabajo en un proyecto donde estamos empezando a construir una Refineria. Esta planta se compro usada en EEUU y la estamos adaptando, es decir que tenemos el tema de los 440/60 contra los 380/50 dando vueltas. La gran mayoría de las bombas de proceso vinieron en buen estado (se megaron todos los motores y estan bien) y la idea de la gerencia es tratar de reutilizarlas los motores. Se trata de bombas centrifugas, el producto que circula por ellas es nafta virgen. Mi iea es colocarles convertidores de frecuencia para obtener los 1800 RPM en el ej del motor y asi no tener caidas sustanciales en la performance de la bomba. Mi duda es como se van a comportar los motores desde el punto de vista del calentamiento y el consumo.

Saludos y espero comentarios.


Carlos Hernando Ramirez Gutierrez
Ingenieria electrica universidad auton...
Escrito por Carlos Hernando Ramirez Gutierrez el 06/10/2009 | Nivel Medio

Hola Norberto,

Cordial Saludo y gracias por participar. Si , colocar convertidores de frecuencia (Variadores) es lo mejor, pero es importante que tengas en cuenta que los devanados de los motores sean aptos para funcionar con los mismos(puedes ver articulo sobre el tema que esta disponible en nuestro grupo), desde el punto de vista del funcionamiento de los motores estoy de acuerdo que sean operados a 60 Hz por el tema de la velocidad pues en bombas la velocidad del motor afecta notablemente la eficiencia y perfomance del sistema de bombeo, como los motores son 440/60 la relacion V/Hz deberà ser cumplida para que al ser alimentados por el convertidor el motor magneticamente sea el mismo y no haya problemas de calentamientos y de par(Cuplas), el calentamiento esta descartado ya que las aspas de refrigeraciòn del motor ya estan diseñadas para funcionar a 60 Hz.. Existe otra opcion y es la de alimentar directamente los motores con 380/50 pero manipulando o reemplazando los diametros de los impulsores de las bombas, para no afectar las curvas de bombeo, pero eso es tema de análisis económico y de realizar la comparativa de costes entre colocar los convertidores y modificar los impulsores de las bombas ,además implicarìa que los motores funcionaran a mas baja velocidad con los respectivos problemas de calentamiento. Teniendo en cuenta que vas a bombear nafta los convertidores tendran que ser a prueba de explosion y para funcionar en ambientes petroleros.

Nota que 460/60 = 380/50 lo que magneticamente no afectaria el motor.

Espero esto pueda ayudar

Carlos


Manuel Corona Cárdenas
Ingeniero mecanico electricista univer...
Escrito por Manuel Corona Cárdenas el 17/10/2009 | Nivel Medio

Hola a todos:
tengo una consulta, entiendo que los motores provenintes de los estados unidos estan diseñados para operar a 60 hz y que teniendo un motor 4 polos girara a 1800 rpm, de tal forma que al conectarlos aun sistema de 50 hz un motor de 4 polos girara a 1500 rpm, es correcto? Si un variador de velocidad te permite variar la velocidad del 0 al 100 % ó de 0 a 1500 rpm, como podran hacerlo girar a 1800 rpm?

saludos cordiales!


Carlos Hernando Ramirez Gutierrez
Ingenieria electrica universidad auton...
Escrito por Carlos Hernando Ramirez Gutierrez el 17/10/2009 | Nivel Medio

Hola Manuel,

La velocidad sincrónica del motor es el resultado de una fórmula = 120F/ P donde F es la frecuencia y P es es el numero de polos, como tu bien apuntas un motor de 4 polos a 60 Hz girará a 120 x 60/4 = 1800 rpm, y si el mismo motor es alimentado con 50 Hz girará a 120 x 50/4 = 1500 rpm. No obstante, en cualquiera de los dos casos el motor deberá comportarse magnéticamente de igual forma por lo que la tensiones de alimentación no serán las mismas, normalmente para 60 Hz se usa 460 V y para 50 Hz se usa 380 V, lo que el variador de frecuencia hace es reducir o aumentar la velocidad del motor mediante la manipulación de la frecuencia producida pero también deberá aplicar la tensión adecuada para evitar que el motor funcione inadecuadamente (Relación V/Hz).

Un Saludo

Carlos


Manuel Corona Cárdenas
Ingeniero mecanico electricista univer...
Escrito por Manuel Corona Cárdenas el 18/10/2009 | Nivel Medio

Lo del comportamiento magnetico esta claro, sin embargo si el sistema de alimentacion electrico es de 50 hz y siendo el motor de 4 polos, el variador aun funcionando al 100% no podra hacerlo girar a 1800 rpm.
que es el caso que ocupa a norberto con los equipos de bombeo de nafta.
de forma tal que necesitaria considerar la propuesta que le hizo usted carlos de rediseñar el sistema de bombeo a fin de conservar flujo y presion de las bombas.
aunque claro con los costes que esto implicaria.
en tal caso habra de hacer una evaluacion tecnico-economica del proyecto


Carlos Hernando Ramirez Gutierrez
Ingenieria electrica universidad auton...
Escrito por Carlos Hernando Ramirez Gutierrez el 18/10/2009 | Nivel Medio

Hola Manuel, aun siendo el sistema de 380/50 Hz, el variador es capaz de producir 60 Hz lo que posibilitará que el motor funcione a 1800 RPM, lo que sucede es que el variador lo hace normalmente por Modulación de Ancho de Pulso.

Saludos

Carlos


Manuel Corona Cárdenas
Ingeniero mecanico electricista univer...
Escrito por Manuel Corona Cárdenas el 19/10/2009 | Nivel Medio

Correcto, desconocia ese dato, muchas gracias!


Juan Castañeda
Ingenieria electrica tecnologico de cu...
Escrito por Juan Castañeda el 15/01/2010 | Nivel Medio

Hola buenos días. Mi nombre es Juan Castañeda y deseo participar. Recién nos lllegó un motor de inducción europeo de 1600 KW a 50 Hertz 10,000 volts en Y de alimentacion. Podrían decirme que precauciones debo tener al conectarlo a 60 hertz? , cuales son los efectos? Cuanta potencia desarrollará a 60 hz?

Agradeceré mucho su respuesta.


Lorenzo Rull Cullen
Tenerife, España
Escrito por Lorenzo Rull Cullen el 27/01/2010 | Nivel Medio

Hola a todas. Soy químico de formación y trabajo en un refinería. Dicha refinería tiene sus máquinas diseñadas a una frecuencia de 60 Hz, cosa de los americanos. Pero la red es de 50 Hz en Europa, incluída España. Hasta hace unos años fabricábamos a 60 Hz la electricidad que consumíamos. Pero desde 2005 hay instalados convertidores de frecuencia para poder acoplarnos a la red de Endesa y no tener que fabricar la electricidad. Como veis mi ámbito de responsabilidad es otro distinto, pero he estado pensando proponer conectarnos directamente a la red de la calle, es decir a 50 HZ, a pesar repito de que nuestros motores son de 60. ¿Por qué? Habría un ahorro de la factura eléctrica del 11% y no sería un problema que las bombas bomben menos, ya que ahora con la crisis estamos al 70% de nuestra capacidad nominal. Por tanto, ¿Me mirarán con cara de loco si propongo conectarnos a 50 Hz? Pensad que en la refinería hay centenares de motores... Pero el ahorro mensual podría ser de decenas de miles de euros mensuales.

Lorenzo


Norberto Carnevale
Ingeniero electricista universidad tec...
Escrito por Norberto Carnevale el 30/01/2010 | Nivel Medio

Hola Lorenzo

El tema no es tan fácil como lo planteas ya que no solo varía la velocidad. Para que no se afecten las características magnéticas y demás (ver arriba mi primer comentario)se debe cumplir que:

Umotor / 60Hz = Umotor2 / 50 Hz

Esto significa que no puedes seguir alimentando los motores con el mismo valor de tensión con 50Hz. La nueva tensión se debe disminuir en la forma indicada.

Umotor2 = Umotor x (50 / 60)

Si esto no se cumple aparecen problemas ,relacionados con el aspecto magnético, en los motores

Saludos cordiales


Julio Cesar Meza
Ing. en sistemas electrónicos emi (esc...
Escrito por Julio Cesar Meza el 22/02/2010 | Nivel Medio

Un saludo para la gente de la comunidad, mi nombre es Julio César y trabajo en una planta minera, donde temnemos 440V/50Hz y quisisera comentar la experiencia q tuve ayer, aunque talvez paresca una locura.

Tenemos unas bombas para reactivos, de las cuales un motor de 2900rpm se quemo ayer, y al no encontrar repuesto buscamos entre los viejos y encontramos uno con placa muy desgastada en la cual solo se lee 460V y 3450rpms lo q me hace suponer q es de 60 Hz.

Como emergencia lo instalamos y esta funcionando sin problemas por ahora salvo el calentamiento q tiene, mas quisisera saber cuanto tiempo mas puedo mantenerlo funcionando o q problemas mas podria tener.

Saludos


Javier Barrera
Hidalgo, México
Escrito por Javier Barrera el 05/03/2010 | Nivel Medio

Buen dia a todos los del foro, actualmente tengo una maquina trabajando a 220 VCA 60 HZ trifasico en México pero tenemos que enviarla a Bolivia donde tienen 380 VCA 50 Hz y de acuerdo a la relación tension frecuencia se debe de cumplir tanto en 50 como 60 HZ. Lo cual me da una relacion 220/60=3. 67 y 380/50=7. 6 la conexion en mis motores es de doble estrella en el caso de 220 vca lo que pienso realizar es conectar en serie los devanados para que opere a los 440 VCA/60 HZ (de acuerdo a la placa de datos se puede realizar) obteniendo la relacion 7. 33, cumpliendo la relacion descrita por el Ing. Carnevale. De acuerdo a su experiencia que comportamiento va presentar mi maquina con estas variables.

Presentara problemas de calentamiento, y perdida de potencia par?

Estimado Carlos

En Argentina (380V-50Hz) se da ,en algunas ocasiones ,la utilización de motores de 440V- 60Hz. Esto no representa inconveniente ya que solo hay ligeras diferencias de comportamiento,salvo en lo que hace a la velocidad. Por supuesto La tensión ,la frecuencia y el numero de conductores por fase definen el Flujo magnético ,que en el motor es el responzable de su comportamiento en cuanto a potencia y cupla entre otras cosas. La relación tensión / frecuencia para 380V-50Hz es de 7. 6 contra 7. 333 para 440V-60Hz. Esto nos dice que ,un motor de 440V-60Hz conectado a 380V-50Hz presenta :

Una cupla Maxima ligeramente mayor ,del orden del 7. 4% ya que varia practicamente con el cuadrado del flujo
Una cupla de arranque practicamente invariable ,ya que depende de las resistencias estatoricas y rotorica
Una corriente de arranque mayor aprox en un 3. 6% ,ya que la frecuencia afecta el valor de la reactancia,aunque no linealmente debido a que tambien intervienen otros factores como el largo de cabezas de bobinas ,largo del paquete magnetico,etc (el comportamiento del flujo disperso en esos sectores)

Coseno de Fi y rendimiento muy poco influenciados ,tendería haber una debil disminución de ambos

Espero que sea de utilidad

Saludos Ing Norberto.A.Carnevale


Javier Barrera
Hidalgo, México
Escrito por Javier Barrera el 05/03/2010 | Nivel Medio

Tome el parrafo del ingeniero para estudiarlo bien y pasarles mis necesidades....


Carlos Hernando Ramirez Gutierrez
Ingenieria electrica universidad auton...
Escrito por Carlos Hernando Ramirez Gutierrez el 05/03/2010 | Nivel Medio

Hola Javier

Si el motor trabaja a 220 / 60 en doble estrella, trabajará a 440/60 en estrella lo que nos permite operar el motor a 380/50 Hz en este caso el motor va a trabajar a 50 Hz , y girará mas lento y si la potencia del motor es muy ajustada a la carga podrías tener problemas por falta de refrigeración, además de eso es importante que verifiques la temperatura ambiente y altitud de operación en bolivia por que puedes experimentar una pérdida de eficiencia del motor debido al incremento de las pérdidas por efecto joule y una pérdida de potencia al operar a una altitud mayor que la de diseño, otra cosa importante es que si la aplicación del motor es una bomba o ventilador ahi si que el motor no te valdría ya que estas cargas son dependientes de la velocidad y necesitarías un motor con potencia mucho mas elevada.

Saludos

Carlos




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