nema premium motores

Eficiencia de MOTORES Eficiencia de MOTORES NEMA PremiumNEMA Premium

NORMAS y RegulacionesNORMAS y Regulaciones

Ing. Gene Eckhart12 mayo 2009

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

Haga el Cambio!HagaHaga el el CambioCambio!!

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

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

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

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

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

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

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

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

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?

?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


CambioImplementadoDefinidoLabrequerido


CambioImplementadoDefinidoMtodo de Prueba

2011200820072005200119971992Elementos Eficiencia

FEMP- Programa Federal de Administracin de Energa

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

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

Etiquetado e IdentificacinEtiquetado e IdentificaciEtiquetado e Identificacinnz Eficiencia Nominal Definida por NEMA en MG1

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

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

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/

NEMA Premium Laminado MsLargo

Acero Premium Menores Prdidas

Ms Cobre Estator ms densa

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

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

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

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

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

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.

Oportunidad de Ahorro de Energa en Motores Industriales IHP por AoBasado en 10 centavos de Dolar/kwh a 5000 horas por ao

-

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

n

e

r

g

y

S

a

v

e

d

i

n

K

W

H

-

100,000

200,000

300,000

400,000

500,000

600,000

700,000

800,000

U

n

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7

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E

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i

m

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t

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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

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

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

P

o

r

c

e

n

t

a

j

e

d

e

U

n

i

d

a

d

e

s

NEMA PremiumEpactOtros

Penetracin al Mercado despus de seis aos a 20-25%

Eficiencia Esperada para 2008- 2013Eficiencia Esperada para 2008Eficiencia Esperada para 2008-- 20132013

01020304050607080

2008 2009 2010 2011 2012 2013

Years

P

e

r

c

e

n

t

o

f

u

n

i

t

s

NEMA PremiumEpactOther

Pronostico de la revisin Regulatoria modelo1 TO 200HP bajo voltaje CA

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

Haga el Cambio!Haga el Cambio!Haga el Cambio!

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

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