Hoy día, los motores eléctricos representan un 68% del uso de energía en la industria. No obstante, una gran parte de esta energía se desperdicia ya que las organizaciones
utilizan soluciones mal diseñadas o inapropiadas para el uso previsto. Con la reducción de este desperdicio, las empresas no sólo contribuyen a proteger el medioambiente, sino
también a reducir sus costos y a mejorar la rentabilidad.

En WEG, nos comprometemos a ofrecer soluciones diseñadas para ayudar a la industria a alcanzar estos objetivos. Y una de estas soluciones es nuestra revolucionaria gama W22
de motores de inducción trifásicos, diseñados para ofrecer no sólo un consumo de energía significativamente menor, sino también menos ruido y vibración, más confiabilidad, un
mantenimiento más sencillo y menores costos de propiedad. Compuesta por cuatro productos, cada uno diseñado para superar los requisitos de las clases de eficiencia IE1, IE2, IE3 y IE4, la gama W22 de WEG puede reducir las pérdidas de energía entre 10% y 40% en comparación con otros motores típicos. Es una forma extremadamente eficaz de reducir su
huella de carbono, así como sus costos energéticos. Pero su asombrosa eficiencia energética no es la única característica del W22 que le ahorrará dinero. Aquí describimos 22
características del producto que lo diferencian de otros motores de su tipo y que ofrecen ahorros significativos y una rápida recuperación de la inversión.

1. Máxima disipación del calor a través de un área ampliado de la carcasa.

Una de las funciones principales de la carcasa de un motor eléctrico es proporcionar una protección mecánica al devanado. También proporciona una interfaz de instalación por medio de patas o bridas.

La carcasa de un motor TEFC tiene un papel crucial en el rendimiento térmico ya que es el responsable por transferir el calor generado en el interior del motor a la superficie de la carcasa donde el aire soplado por el ventilador promoverá la disipación del calor.

El concepto de la carcasa del W22 se toma muy en serio la disipación del calor con cáncamos situados de tal forma que no bloqueen el flujo de aire que pasa por las aletas y también por medio de la posición de la caja de conexiones que está situada en la parte frontal de la carcasa (carcasas 225S/M hasta 355A/B). La cantidad y la distribución de las aletas tienen también un gran impacto sobre el rendimiento de la disipación de calor.

2. Patas sólidas e integradas para aumentar la rigidez mecánica y facilitar la instalación.

Cuando transforma energía eléctrica en mecánica el motor necesita de puntos de apoyo en los cuales el empuje mecánico, proporcional al par de torsión de carga solicitado, se aplicará a la base. Estos puntos de apoyo son las patas del motor.

Dicho esto podemos concluir que patas más fuertes garantizan una operación más confiable, principalmente en aplicaciones de gran carga, por ejemplo trituradoras.

El diseño del W22 integra patas laterales en la parte delantera y trasera para una mayor rigidez mecánica. Son sólidas para una mejor distribución del empuje mecánico impuesto por la carga.

3. Superficies planas distribuidas en la parte delantera (2 en la carcasa) y trasera (2 en la tapa y 1 una en la carcasa) para el monitoreo de la vibración en las carcasas 160M hasta 355A/B.

La IEC 60034-14 define dos niveles de vibración, A y B, y clasifica un motor por el tamaño de carcasa con límites de velocidad de vibración que el motor debe respetar.
Estos límites tienen en cuenta un motor desacoplado, lo que significa que en condiciones de carga el grupo tendrá su propio nivel de vibración. El nivel de vibración durante la operación depende de la alineación imperfecta entre motor y carga y de las masas no equilibradas restantes del motor y de la carga.
Un control periódico de los niveles de vibración proporciona una buena indicación del estado de los rodamientos y del comportamiento general de la aplicación. Una falla de rodamiento lleva a menudo un rotor bloqueado, es decir, la quema del devanado del motor. Pensando en esto, la gama del W22 tiene como característica estándar superficies planas
para el monitoreo de la vibración: dos en la parte trasera de la carcasa, desplazadas 90º entre ellas y tres en la delantera: dos en la tapa y otra en la propia carcasa.

4. Flexibilidad en la posición de montaje de la caja de conexiones proporcionando inventarios reducidos y a una rápida modificación.

Muchas empresas trazan mapas de sus procesos principales e identifican las máquinas que son esenciales para mantener en marcha estos procesos. La mayoría mantiene motores de recambio como repuesto para el caso de alguna falla que pueda comprometer la producción.

Los distribuidores también tienen en inventario motores con la caja de conexiones armada en posiciones diferentes para adecuarse a solicitudes
específicas del cliente, o adaptan los inventarios desarmando y reensamblando motores. Ambas situaciones significan inversión de dinero, de mano de obra y de espacio en el almacén.

El diseño del W22 permite una rápida modificación, lo que proporciona necesidades reducidas de inventarios y de tiempo para transformar la posición de montaje de la caja de conexiones. Un motor con la caja de conexiones en el lado izquierdo puede transformarse en un motor
con caja de conexiones en el lado derecho simplemente girando el dispositivo adaptador (carcasas 225S/M hasta 355A/B).

También puede transformarse en una caja de conexiones armada en el topo, sacando el dispositivo adaptador y ajustando el largo de los cables. Al mismo tiempo, un motor con caja de conexiones de montaje superior puede transformarse en uno con caja de conexiones armada lateralmente utilizando un kit disponible en WEG.

5. Niveles reducidos de presión sonora: limitados a 80 dB(A) a 1 m del motor para motores DOL de 50 Hz bidireccionales (incluidos 2 polos) hasta carcasa 355M/L.

Las normas de higiene y seguridad empujan hacia niveles de ruido reducidos, buscando ofrecer mejores condiciones para los operarios en la industria. Con los motores W22, el sistema de refrigeración se ha diseñado para un equilibrio óptimo del flujo de aire y nivel de ruido. El ventilador proporciona cantidades mayores de aire para enfriar el motor y la tapa deflectora, con su diseño aerodinámico, está diseñada para evitar la recirculación del aire (pérdida derendimiento) y dirigir mejor el flujo de aire a través de las aletas del motor.
Como resultado, toda nuestra gama de 50 Hz está limitada a 80 dB(A) a 1 m del motor sin comprometer la flexibilidad: todos los ventiladores son bidireccionales.

6. Temperaturas de operación reducidas por medio del diseño optimizado del sistema de refrigeración (ventilador, tapa deflectora y carcasa).

La vida útil de una máquina eléctrica está determinada por la vida útil de su material aislante. El envejecimiento del material aislante es directamente proporcional a su temperatura de operación. El sistema de refrigeración de la gama W22, compuesto por ventilador, tapa
deflectora y carcasa del motor está optimizado proporcionando una excelente disipación de calor. Esto permite temperaturas de operación reducidas que no llevan hasta sus límites al material deaislamiento. También elimina cualquier punto caliente, proporcionando una distribución de temperatura uniforme a lo largo de la carcasa.

7. Confiabilidad de tapa deflectora: resiste a la prueba de impacto IK08 para protección mecánica extra.

Una forma de verificar si un motor es apropiado para aplicaciones difíciles y duras es la comprobación de su protección mecánica respecto a los impactos. La norma EN 62262 – Degree of protection provided by enclosures for electrical equipments against external mechanical impacts (código IK) clasifica la protección del motor especificando, en una escala en Joules, cuanto un motor debe soportar.
Los motores W22 en las carcasas 160M hasta 355A/B están construidos totalmente de hierro fundido y los son clasificado IK08, lo que significa que los motores son resistentes a un impacto de 5J.

8. Caja de conexiones de mayor volumen interno para una conexión de los cables más sencilla y segura.

La caja de conexiones es la interfaz principal del motor con el personal de instalación y mantenimiento. El gran volumen interno proporciona un acceso sencillo y una mejor ergonomía durante la instalación y las intervenciones de mantenimiento.
Los motores W22 tienen una caja de conexiones de mayor tamaño y de corte diagonal, lo que proporciona óptimas condiciones a los operarios para acceder a los terminales de alimentación y accesorios.

9. Conector para montaje rápido de accesorios.

Para monitoreo continuo, ajuste de alarma y desconexión o para evitar la condensación adentro del motor, pueden utilizarse diferentes tipos de accesorios buscando asegurar más horas de operación y más seguras.

La gama del W22 introduce un tipo de conector que no requiere tornillos para fijar los terminales. Los terminales están firmemente armados asegurando una operación confiable. Además, este conector puede alojar fácilmente módulos adicionales.

10. Confiabilidad en las conexiones: el diseño de la placa bornera evita la rotación de los cables asegurando una protección extra.

Las placas borneras se utilizan normalmente para permitir procedimientos de mantenimiento sencillos y rápidos.
Pero tienen también un papel importante proporcionando conexiones seguras y confiables para los terminales de alimentación del motor. 

La placa bornera utilizada en los motores W22 tiene paredes que evitan la rotación de los cables, asegurando una protección extra
contra el contacto accidental entre terminales. WEG también utiliza la misma placa bornera en máquinas Ex.

11. Cojinete aislado eléctricamente: se necesita menos recambio en comparación con rodamientos aislados (que también son muy costosos).

Los motores grandes pueden presentar corrientes inducidas en el eje en razón de la forma de onda no equilibrada y de los componentes de alta frecuencia de la alimentación. Los motores accionados por convertidores de frecuencia pueden también experimentar circulación de corriente
eléctrica a través de los rodamientos debido a un efecto llamado tensión de modo común. La tensión de modo común es un potencial eléctrico de alta frecuencia en relación a un valor de referencia común (generalmente el link CC) presente debido a la topología del convertidor que hace que la suma de las tensiones del vector en cualquier momento sea diferente a cero. La experiencia práctica muestra que una frecuencia de conmutación mayor tiende a aumentar el voltaje/corriente de modo común.
Para evitar corrientes circulantes en los rodamientos se acepta generalmente aislar uno de los rodamientos de la máquina y cortocircuitar el eje y la carcasa en el otro rodamiento. Normalmente se utilizan un rodamiento aislado y una escobilla de puesta a tierra para esta función. Los
rodamientos aislados son caros y tienen tendencia a desgastarse, lo que significa que deben ser reemplazados.
Los motores W22 tienen cojinete aislado como estándar en las carcasas 315S/M y superior o opcional en las carcasas 225S/M hasta 280S/M.

12. El diseño de la tapa delantera consigue una excelente disipación de calor por medio de aletas optimizadas dispuestas donde las temperaturas son más altas y también por medio de un cojinete más expuesto.

Las tapas son elementos fundamentales para el motor, de manera que el par generado es transmitido a la carga de forma eficaz y confiable. El diseño de la tapa debe tener en cuenta las características dimensionales de las superficies de interfaz mecánica y la disipación de calor.
En la gama del W22 la tapa delanetera está diseñada utilizando el software de Análisis de Elementos Finitos, lo que da como resultado un diseño más fuerte y expone los rodamientos a un área de disipación mayor. También las aletas de la tapa delantera están situadas en el punto de
mayor concentración de calor, lo que permite temperaturas reducidas a los rodamientos.

13. Intervalos de lubricación ampliados – una menor intervención proporciona menores costos de mantenimiento.

El intervalo de mantenimiento es determinado en función de la armazón del motor (horizontal o vertical), de la velocidad nominal, del tamaño del rodamiento, del tipo de grasa y de la elevación de temperatura.
En el diseño del W22, se consiguen intervalos de lubricación ampliados, principalmente en razón de la elevación de temperatura reducida de los rodamientos.
Los intervalos de lubricación son hasta 26% mayores en comparación con el diseño del W21, lo que significa una menor intervención para la lubricación.
Como cualquier intervención depende del personal y del equipo, cuanto menos mantenimiento requiera el equipo, menor será el costo total de propiedad.

14. Sistema de lubricación eficaz – canales de entrada y salida de grasa desarrollados para mejorar la trayectoria de la grasa hasta el rodamiento y desde el rodamiento hasta el exterior del motor.

Después de la instalación y la puesta en marcha, los motores de inducción de CA no necesitan muchas intervenciones. Pero, se
recomiendan comprobaciones de vibración periódicas para evaluar las condiciones de aplicación generales (para más información sobre el control de la vibración, vea el número 3) y para seguir estrictamente el programa de lubricación de los rodamientos. La lubricación tiene un papel muy importante, puesto que es el punto de mantenimiento único para garantizar una operación segura y confiable.

En el diseño del W22 el sistema de lubricación ha recibido una atención especial, tanto en términos de la trayectoria de la grasa en la tapa hasta el rodamiento, como desde el rodamiento hasta el exterior del motor y también los anillos de fijación del rodamiento.

Como característica opcional, puede suministrarse un tubo de salida de grasa para armarlo en la tapa trasera. Este tubo guía la grasa afuera de la tapa deflectora. Se recomienda mantener limpio el interior de la tapa deflectora.

15. Sistema de sello WSeal® – mayor protección contra contaminantes por medio de un anillo en W (anillo en V’ring de doble labio) más una tapa metálica.

Siguiendo con precisión el programa de mantenimiento del rodamiento, las directrices de engrase y los intervalos de lubricación, se garantizará una mayor vida útil. Es esencial si se mantienen alejados los contaminantes del rodamiento, tales como los líquidos y el polvo.
Adicionalmente, la protección contra contaminantes externos debe ser la adecuada para el entorno en el cual está instalado el motor.
La gama W22 en las carcasas 225S/M hasta 355A/B introduce los desarrollos más recientes en sistema de sello: El WSeal®. El WSeal® está compuesto por un anillo V’ring de doble labio, o un anillo en W más una tapa metálica. El anillo en W recibe grasa y la tapa metálica está armada sobre él.

16. Terminales de puesta a tierra para la seguridad del usuario

La norma IEC 60034-1 “Rotating electrical machines - Part 1: Rating and Performance” define que las máquinas estarán provistas con un terminal de puesta a tierra o de otro dispositivo que permita la conexión de un conductor de protección o un conductor de puesta a tierra.
En la gama del W22, hay un terminal de puesta a tierra en el interior de la caja de conexiones, siguiendo la recomendación de IEC 60034-1, y otro, uno en la carcasa del motor. Esto supera los requisitos de IEC 60034-1 que define terminales de puesta a tierra en la carcasa para potencias superiores a 100 kW.

Cuando utilice la flexibilidad de la posición de ensamble de la caja de conexiones considere también la posición del terminal de puesta a tierra
de la carcasa, flexibilidad esta para estar en línea con la norma IEC que define que “the earthing conductor shall be situated in the vicinity of the terminals for the line conductors” - el terminal de puesta a tierra debe estar situado cerca de los cables de alimentación.

17. Dreno: desde un dreno con protección IP55 hasta el IP66 cambiando solamente la posición del dreno.

Los motores industriales están armados generalmente con drenos para evitar la condensación del agua adentro del motor.
Esta condensación se debe al hecho que, cuando el motor se enfría, tiene tendencia a succionar aire del exterior al interior de la máquina. Dependiendo de la humedad relativa del ambiente, el aire húmedo puede llegar hasta el interior de la carcasa. Esta humedad se condensará eventualmente de manera que el diseño del motor debe tener medios que permitan drenar este agua al exterior de la carcasa.
Los motores de la línea W22 se suministran con orificios de drenaje para drenar el agua condensada en la carcasa del motor. La posición de estos orificios de drenaje asegura un drenaje eficaz del agua condensada del involucro del motor. Los orificios de drenaje tienen armados drenos
de goma en las carcasas 160M hasta 355A/B, que permiten el drenaje continuo del agua condensada en la carcasa del motor (dreno en la posición abierta IP55) y dependiendo de la aplicación del motor, el dreno puede cerrarse para asegurar el grado de protección IP66 en la región de drenaje (otras partes del motor requerirán dispositivos diferentes para garantizar este grado de protección).

18. Nueva gama de tamaños de carcasa con potencias ampliadas.

La norma DIN EN50347 proporciona una tabla de potencias nominales en kW por tamaño de carcasa que los fabricantes deben cumplir. Sin embargo, tiene límites, por ejemplo, de potencias hasta 132 kW y tamaño de carcasa 315S/M, lo que determina que, más allá de esto, los
fabricantes no están limitados a una norma sino a las prácticas del mercado. En la gama del W22, WEG presenta los tamaños de carcasas 315L y 355A/B. Con estos dos tamaños, las potencias estándar ofrecidas se distribuyeron para alojar 315L, 355M/L y 355A/B. En la tabla (derecha) se
muestran los límites de 2 y 4 polos(*):

(*) Este límite corresponde a la gama estándar TEFC. Los motores hechos a medida pueden alcanzar salidas mayores.

19. Sistema de aislamiento WISE®: mejores materiales para aplicaciones con convertidores de frecuencia.

La aplicación de nuevas tecnologías se ha tornado cada vez más frecuente en los diferentes sectores de la industria, provocando muchos cambios sobre como aplicar y controlar los motores eléctricos. La utilización de convertidores de frecuencia está reconocida como una de las principales fuerzas motrices para la eficiencia de la energía ya que puede ajustar la potencia de salida del motor para adaptarse de la mejor
forma a los requisitos de carga.

Sin embargo, los picos de tensión provenientes de la forma de onda PWM tienen efectos nocivos sobre el devanado del motor y esto provoca un fallo prematuro en el sistema de aislamiento. Esto empeora a la medida que aumenta la frecuencia de conmutación. Los motores W22 están
construidos con aislamiento WISE® (WEG Insulation System Evolution) que les permite operar accionados por variadores. El WISE® es un sistema compuesto por: alambres de clase H (200 ºC), materiales de aislamiento mejorados y una resina sin disolvente.

Los motores pueden operar accionados por convertidores de frecuencia sin filtros si se respetan las siguientes condiciones:

1 – Para los tres casos anteriores la frecuencia de conmutación máxima recomendada está limitada a 5 kHz.
2 – Si una de las condiciones anteriores no se sigue adecuadamente (incluida la frecuencia de conmutación), debe instalarse un filtro en la salida del convertidor.

20. Curva de eficiencia plana: desde el 75% hasta el 100% de la carga la eficiencia se mantiene constante para el máximo ahorro energético.

La presión para tener enfoques de gran sostenibilidad en todo tipo de industrias, asociada con costos de energía al alza han puesto a los productos eficaces energéticamente en el punto de mira.
Además, se ha confirmado ampliamente que la aplicación con convertidores de frecuencia puede eliminar una gran parte del desperdicio de energía en motores, gracias a su capacidad de adaptar la potencia del motor a los requisitos de carga.
Los motores W22 tienen un papel importante en el ahorro energético en relación con cargas parciales porque su diseño permite una eficiencia constante desde el 75% hasta la carga nominal.

Aunque el rendimiento se mantiene constante desde el 75% hasta el 100% de la carga, el dimensionado debe buscar siempre la colocación
del motor muy cerca del punto de eficiencia máxima, es decir el punto de régimen nominal. Esto garantizará que se maximicen los otros valores de eficiencia, por ejemplo el factor de potencia.

21. Niveles de eficiencia Estándar, Alta Eficiencia y Eficiencia Premium que superan los niveles IE1, IE2, IE3 y IE4 definidos por la IEC 60034-30-1.

La IEC publicó una norma relativa a la eficiencia energética: 60034-30-1. Esta norma propone la armonización de las clases de eficiencia entre las diferentes prácticas de todo el mundo.
Define cuatro clases de eficiencia mínimas y las identifica utilizando el código IE: Eficiencia Estándar (Standard Efficiency - IE1), Alta
Eficiencia (High Efficiency - IE2), Eficiencia Premium (Premium Efficiency - IE3) y Eficiencia Super Premium (Super Premium Efficiency - IE4). La norma también define que la IEC 60034-2-1 debe ser utilizada respecto a los métodos de pruebas.
Los métodos definidos por esta norma están reconocidos como los de menor incertidumbre. Los fabricantes deben declarar en su documentación el método utilizado para determinar las pérdidas de carga por dispersión, ya que no son comparables si se utilizan métodos distintos.
Los motores W22 están disponibles en tres versiones y superan los niveles mínimos establecidos por la IEC 60034-30-1. WEG utiliza el método indirecto definido por la IEC 60034-2-1 con determinación de las pérdidas de carga por dispersión a partir de mediciones.

22. Mismo tamaño de carcasa para motores de Alta Eficiencia y Eficiencia Premium para una completa intercambiabilidad.

La línea W22 está disponible en los tres niveles de eficiencia IEC 60034-30-1 respetando la relación de kW por tamaño de carcasa definida en EN 50347, lo que significa que se puede sustituir un motor IE1 por uno de Eficiencia Premium (IE3) con total tranquilidad.

El diseño del W22 es la respuesta de WEG a las peticiones mundiales de aumentar la eficiencia energética.
También abarca cualquier ventaja de eficiencia en términos de niveles de ruido y vibraciones, de intervalos de lubricación ampliados y de flexibilidad.