NORMA TÉCNICA
NTC
COLOMBIANA
3477
2016-12-07
MÁQUINAS ELÉCTRICAS ROTATORIAS.
MÉTODOS PARA LA DETERMINACIÓN DE LAS
PÉRDIDAS Y DE LA EFICIENCIA A PARTIR DE
ENSAYOS (EXCLUYENDO LAS MÁQUINAS PARA
VEHÍCULOS DE TRACCIÓN)
E: ROTATING ELECTRICAL MACHINES. STANDARD METHODS FOR DETERMINING LOSSES AND EFFICIENCY FROM TESTS (EXCLUDING MACHINES FOR TRACTION VEHICLES)
CORRESPONDENCIA: esta norma es Idéntica (IDT) por traducción de IEC 60034-2-1: 2014
DESCRIPTORES: maquina eléctrica rotatoria; motor; motor eléctrico; generador eléctrico; pérdidas; eficiencia; método de ensayo.
I.C.S.: 43.060.40
Editada por el Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (ICONTEC) Apartado 14237 Bogotá, D.C. - Tel. (571) 6078888 - Fax (571) 2221435
Prohibida su reproducción Cuarta actualización
PRÓLOGO
El Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación, ICONTEC, es el organismo nacional de normalización, según el Decreto 1595 de 2015.
ICONTEC es una entidad de carácter privado, sin ánimo de lucro, cuya Misión es fundamental
para brindar soporte y desarrollo al productor y protección al consumidor. Colabora con el sector gubernamental y apoya al sector privado del país, para lograr ventajas competitivas en los mercados interno y externo.
La representación de todos los sectores involucrados en el proceso de Normalización Técnica está garantizada por los Comités Técnicos y el período de Consulta Pública, este último caracterizado por la participación del público en general.
La NTC 3477 (Cuarta actualización) fue ratificada por el Consejo Directivo de 2016-12-07. Esta norma está sujeta a ser actualizada permanentemente con el objeto de que responda en todo momento a las necesidades y exigencias actuales.
A continuación se relacionan las empresas que colaboraron en el estudio de esta norma a través de su participación en el Comité Técnico 131 Máquinas eléctricas rotatorias.
ASEA BROWN BOVERI FUVEIN S.A.S. LABORATORIO TECNOELECTRICO SIEMENS UNIVERSIDAD DE LA COSTA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE OCCIDENTE
UNIVERSIDAD DEL VALLE UNIVERSIDAD NACIONAL WEG COLOMBIA
Además de las anteriores, en Consulta Pública el Proyecto se puso a consideración de las siguientes empresas:
ASOCIACIÓN NACIONAL DE EMPRESARIOS -ANDI- CIDET
CODENSA
CONSORCIO INDUSTRIAL S.A. CUMMINS API S.A.
EMPRESA DE ENERGÍA DEL PACIFICO -EPSA-
ENERCON INGENIERÍA ENERSA LTDA.
EXTRACTORES Y MOTORES INDUSTRIALES LTDA.
GENELEC DE COLOMBIA S.A.S. IME LTDA
INSTITUCIÓN UNIVERSITARIA PASCUAL BRAVO
INTECOL
INTELECA LTDA. LKS LTDA.
M&M BOBINADOS INDUSTRIALES LTDA. MANTETRONIC S.A.S.
MINISTERIO DE MINAS Y ENERGÍA NIDEC MOTOR COLOMBIA S.A.S. SCHNEIDER ELECTRIC
SEI SOLUCIONES S.A.S. SKF
UNIDAD DE PLANEACIÓN MINERO ENERGÉTICA -UPME-
UNIVERSIDAD DE LA SALLE UNIVERSIDAD DEL NORTE
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PEREIRA
ICONTEC cuenta con un Centro de Información que pone a disposición de los interesados
normas internacionales, regionales y nacionales y otros documentos relacionados.
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 3477 (Cuarta actualización)
RESUMEN
CONTENIDO
Página
1. OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN ... 1
2. REFERENCIAS NORMATIVAS ... 1
3. TÉRMINOS Y DEFINICIONES ... 2
4. SÍMBOLOS Y TÉRMINOS ABREVIADOS ... 6
4.1 SÍMBOLOS ... 6
4.2 SUBÍNDICES ADICIONALES ... 8
5. REQUISITOS BÁSICOS ... 10
5.1 DETERMINACIÓN DIRECTA E INDIRECTA DE LA EFICIENCIA ... 10
5.2 INCERTIDUMBRE ... 10
5.3 MÉTODOS PREFERIDOS Y MÉTODOS PARA ENSAYOS DE ACEPTACIÓN ESPECÍFICOS PARA CLIENTES, ENSAYOS DE CAMPO Y ENSAYOS DE RUTINA ... 10
5.4 ALIMENTACIÓN DE ENERGÍA ... 10
5.5 INSTRUMENTACIÓN ... 11
5.6 UNIDADES ... 12
5.7 RESISTENCIA ... 13
5.8 ESTADO DE LA MÁQUINA QUE SE SOMETE A ENSAYO Y CATEGORÍAS DE ENSAYO ... 14
5.9 MEDICIONES DEL CIRCUITO DE EXCITACIÓN ... 15
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 3477 (Cuarta actualización)
RESUMEN
Página
6. MÉTODOS DE ENSAYO PARA LA DETERMINACIÓN DE LA EFICIENCIA
DE LAS MÁQUINAS DE INDUCCIÓN ... 16
6.1 MÉTODOS DE ENSAYO PREFERIDOS ... 16
6.2 MÉTODOS DE ENSAYO EN CAMPO O ENSAYOS DE RUTINA ... 30
7. MÉTODOS DE ENSAYO PARA LA DETERMINACIÓN DE LA EFICIENCIA DE LAS MÁQUINAS SINCRÓNICAS ... 47
7.1 MÉTODOS DE ENSAYO PREFERIDOS ... 47
7.2 MÉTODOS DE ENSAYO PARA ENSAYO DE CAMPO O DE RUTINA ... 57
8. MÉTODOS DE ENSAYO PARA LA DETERMINACIÓN DE LA EFICIENCIA DE LAS MÁQUINAS DE C.C ... 65
8.1 MÉTODOS PARA ENSAYOS EN CAMPO O DE RUTINA ... 65
BIBLIOGRAFÍA ... 91
DOCUMENTO DE REFERENCIA ... 92
ANEXOS ANEXO A (Normativo) CÁLCULO DE LOS VALORES PARA EL MÉTODO EH ESTRELLA (EH-STAR) ... 82
ANEXO B (Informativo) TIPOS DE SISTEMAS DE EXCITACIÓN ... 85
ANEXO C (Informativo) MEDICIÓN DEL DESLIZAMIENTO DE LA MÁQUINA DE INDUCCIÓN ... 86
ANEXO D (Informativo) FORMATO DE INFORME DE ENSAYO PARA EL MÉTODO 2-1-1B ... 88
ANEXO E (Informativo) IDENTIFICACIÓN DE CAMBIOS DE LA NTC 3477 (CUARTA ACTUALIZACIÓN) CON RESPECTO A LA VERSIÓN ANTERIOR ... 90
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 3477 (Cuarta actualización)
RESUMEN
Página
FIGURAS
Figura 1. Esquema para el ensayo de medición del par de torsión ... 17
Figura 2. Determinación de la eficiencia de acuerdo con el método 2-1-1A ... 17
Figura 3. Determinación de la eficiencia de acuerdo con el método 2-1-1B ... 19
Figura 4. Ajuste de los datos de pérdida residual ... 24
Figura 5. Determinación de la eficiencia de acuerdo con el método 2-1-1-C ... 26
Figura 6. Diagrama vectorial para obtener el vector de corriente del ensayo con tensión reducida ... 28
Figura 7. Tolerancia asignada para las pérdidas adicionales con carga PLL ... 29
Figura 8. Determinación de la eficiencia de acuerdo con el método 2-1-1-D ... 31
Figura 9. Diagrama para el ensayo de alimentación doble en oposición ... 31
Figura 10. Determinación de la eficiencia de acuerdo al método 2-1-1E ... 32
Figura 11. Determinación de la eficiencia de acuerdo con el método 2-1-1F ... 34
Figura 12. Determinación de la eficiencia de acuerdo con el método 2-1-1G ... 38
Figura 13. Circuito de ensayo Eh-estrella ... 39
Figura 14. Máquina de inducción, modelo T con resistencia equivalente de pérdida en el hierro ... 42
Figura 15. Determinación de la eficiencia de acuerdo con el método 2-1-1H ... 42
Figura 16. Máquinas de inducción, modelo reducido para cálculo ... 46
Figura 17. Diagrama para el ensayo de medición del par de torsión ... 48
Figura 18. Determinación de la eficiencia de acuerdo con el método 2-1-2A ... 49
Figura 19. Determinación de la eficiencia de acuerdo con el método 2-1-2B ... 50
Figura 20. Determinación de la eficiencia de acuerdo con el método 2-1-2C ... 56
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 3477 (Cuarta actualización)
RESUMEN
Página
Figura 22. Diagrama para ensayo de alimentación doble en oposición ... 58
Figura 23. Determinación de la eficiencia de acuerdo con el método 2-1-2E ... 59
Figura 24. Ensayo de alimentación única en oposición para máquinas sincrónicas ... 59
Figura 25. Determinación de la eficiencia de acuerdo con el método 2-1-2F ... 61
Figura 26. Determinación de la eficiencia de acuerdo con el método 2-1-2G ... 65
Figura 27. Esquema para el ensayo de medición del par de torsión ... 66
Figura 28. Determinación de la eficiencia de acuerdo con el método 2-1-3A ... 67
Figura 29. Determinación de la eficiencia de acuerdo con el método 2-1-3B ... 68
Figura 30. Diagrama para el ensayo de alimentación única en oposición, para la determinación del componente de c.c de las pérdidas adicionales con carga ... 72
Figura 31. Determinación de la eficiencia de acuerdo con el método 2-1-3C ... 75
Figura 32. Determinación de la eficiencia de acuerdo con el método 2-1-3D ... 78
Figura 33. Determinación de la eficiencia de acuerdo con el método 2-1-3E ... 80
Figuras 34. Diagrama para el ensayo de alimentación única en oposición ... 80
TABLAS Tabla 1. Temperatura de referencia ... 14
Tabla 2. Máquinas de inducción: métodos de ensayo preferidos ... 17
Tabla 3. Máquinas de inducción: otros métodos... 30
Tabla 4. Máquinas sincrónicas con excitación eléctrica: métodos de ensayo preferidos ... 48
Tabla 5. Máquinas sincrónicas con imanes permanentes: métodos de ensayo preferidos ... 48
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 3477 (Cuarta actualización)
RESUMEN
Página
Tabla 7. Máquinas de C.C: Métodos de ensayo ... 66 Tabla 8. Factores de multiplicación para relaciones de velocidad diferentes ... 76
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 3477 (Cuarta actualización)
RESUMEN
1 de 91
MÁQUINAS ELÉCTRICAS ROTATORIAS.
MÉTODOS PARA LA DETERMINACIÓN DE LAS PÉRDIDAS Y DE LA EFICIENCIA A PARTIR DE ENSAYOS (EXCLUYENDO LAS MÁQUINAS PARA VEHÍCULOS DE TRACCIÓN)
1. OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN
Esta norma tiene por objeto definir los métodos para la determinación de la eficiencia a partir de ensayos e igualmente especificar los métodos que permiten determinar pérdidas específicas.
La presente norma se aplica a las máquinas de corriente continua, sincrónicas y de inducción de corriente alterna, de todos los tamaños, que son objeto de la NTC 2805 (IEC 60034-1). NOTA Estos métodos pueden aplicarse a otros tipos de máquinas tales como convertidores rotatorios, motores de corriente alterna con colector y motores monofásicos de inducción.
2. REFERENCIAS NORMATIVAS
En este documento se referencian total o parcialmente los siguientes documentos, y son indispensables para la aplicación de esta norma. Para las referencias con fecha, únicamente se aplica la edición citada. Para referencias sin fecha, se aplica la edición más reciente del documento mencionado (incluyendo todas las adendas).
NTC 1515, Máquinas eléctricas rotatorias. Métodos para determinar las magnitudes de máquinas sincrónicas mediante ensayos (IEC 60034-4:2008).
NTC 2805, Máquinas eléctricas rotatorias. Especificaciones nominales y características de funcionamiento (IEC 60034-1:2010).
NTC 3504, Instrumentos eléctricos de medida con indicación análoga y acción directa y sus accesorios. Definiciones y requisitos generales comunes a todas las partes (IEC 60051-1). NTC 4652, Máquinas eléctricas rotatorias. Métodos de ensayo específicos para máquinas de c.c. con alimentación convencional y por rectificadores (IEC 60034-19).
NTC 5269, Máquinas eléctricas rotatorias. Técnicas de carga equivalente y de superposición. Ensayos indirectos para determinar la elevación de la temperatura (IEC 60034-29).
IEC 60027-1, Letter Symbols to be Used in Electrical Technology. Part 1: General.
IEC 60051-1 (todas las partes), Direct Acting Indicating Analogue Electrical Measuring
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 3477 (Cuarta actualización)
RESUMEN
2
3. TÉRMINOS Y DEFINICIONES
Para los propósitos de esta norma, se aplican los términos y definiciones establecidos en la NTC 2805 (IEC 60034-1), la NTC 3504 (IEC 60051-1) y los siguientes:
3.1 Eficiencia (Efficiency). Relación entre la potencia de salida y la potencia de entrada,
expresada en las mismas unidades y generalmente indicada en porcentaje.
3.2 Determinación de la eficiencia directa (Direct Efficiency Determination). Método por el
cual se realiza la determinación de la eficiencia mediante la medición directa de la potencia de entrada y de la potencia de salida.
…
BIBLIOGRAFÍA
IEC 60034-2-2, Rotating Electrical Machines. Part 2-2: Specific Methods for Determining
Separate Losses of Large Machines from Tests. Supplement to IEC 60034-2-1 (NTC 6083)
IEC/TS 60034-2-3, Rotating Electrical Machines. Part 2-3: Specific Test Methods for
Determining Losses and Efficiency of Converter-fed AC Induction Motors.
NORMA TÉCNICA COLOMBIANA
NTC 3477 (Cuarta actualización)
RESUMEN
3
