A lo largo del tiempo, diversos estándares de prueba se han desarrollado para cumplir varios requisitos de aplicación, sin necesariamente apuntar a la medición de eficiencia del motor como prioridad. Estos patrones nos han dado una indicación de eficiencia del motor, pero usarlos como base para comparar eficiencias ha llevado a que motores con diferente perfil energético aparenten tener la misma eficiencia, haciendo difícil para los usuarios tomar una decisión informada.

Una gran noticia ha sido dar la bienvenida a una nueva norma de pruebas internacionales IEC para los motores eléctricos de baja tensión y, en particular, al hecho de que los estándares de medición de eficiencia para motores eléctricos se están armonizando alrededor del mundo.

Un estándar de eficiencia necesario

Hace una década, el etiquetado de eficiencia del motor en el mercado europeo fue dejado a un acuerdo voluntario entre fabricantes de motores. Con el respaldo de la Comisión Europea, acordaron establecer tres bandas de eficiencia -Eff1, Eff2 y Eff3- para motores de inducción de jaula de ardilla de dos y cuatro polos en la gama de potencia 1.1 a 90kW. Las eficiencias debían ser medidas de acuerdo con una versión modificada de la prueba estándar EN 60034-2 (1996).

El sistema europeo fue acertado al eliminar del mercado los motores del rendimiento más bajo, Eff3. Sin embargo, fue menos exitoso en la introducción de más motores en la categoría de alta eficiencia, Eff1. A partir del 2000 hasta 2005, la participación en el mercado de los motores Eff3 decreció de un 43% a un 4%; Eff2 creció de un 54% a un 85%; pero Eff1 había logrado capturar solamente una participación en el mercado del 9% hasta el 2005 a partir de un 3% en el 2000.

Sin embargo, el esquema europeo ya no es un buen indicador de eficiencia del motor y no puede ser utilizado para diferenciar eficiencias entre los motores que han estado disponibles en la banda Eff1.

Métodos de medición de exactitud mejorada

La eficiencia del motor se puede medir directa o indirectamente. La medida directa compara la energía eléctrica de entrada con la potencia de salida en el eje y requiere técnicas extremadamente exactas. También es dependiente de la temperatura en el recinto: una temperatura más baja hará que el motor parezca más eficiente. Con la medición indirecta, en cambio, la potencia de salida es determinada indirectamente midiendo la energía eléctrica de entrada y las pérdidas asociadas dentro del motor. En este caso, la energía mecánica es la energía eléctrica de entrada menos las pérdidas.

El viejo estándar europeo EN60034-2 utilizó un método indirecto. Sin embargo, un tipo de pérdidas del motor, conocido como "pérdidas de carga adicionales", fue asumido arbitrariamente para ser 0,5% de la potencia de entrada a plena carga, otorgando al estándar una amplia tolerancia en la medición. También estipuló que la eficiencia del motor se debe medir con la temperatura de la bobina del estator y del rotor en 95°C, lo que castigó a los motores diseñados para funcionar en una temperatura más baja.

El nuevo estándar, IEC 60034-2-1: 2007-09, permite varios métodos de medición:

• Medición directa, como la utilizada por el método norteamericano IEEE 112-B (una prueba de medición del torque).

• Una medición con las pérdidas de carga adicionales determinadas a partir de mediciones en cargas parciales (método indirecto).

• Medición con las pérdidas de carga adicionales estimadas entre 2.5%-0.5% de la energía de entrada a la carga especificada, dependiendo del tamaño del motor (método indirecto).

• EH-estrella con la medición indirecta de las pérdidas de carga adicionales.

Bajo el nuevo estándar, los fabricantes pueden seleccionar cuál de los métodos de medición aplicar. La documentación del motor debe indicar qué método fue utilizado (ver tabla).

Cifras más exactas

Las pérdidas del motor se pueden dividir en cinco áreas importantes: pérdidas en cobre, pérdidas en hierro, pérdidas del rotor, pérdidas por fricción y roce con el aire, y pérdidas de carga adicionales. Los primeros cuatro tipos de pérdidas pueden ser determinados a partir de la potencia y corriente a la entrada del motor. Las pérdidas de carga adicionales son el resultado de desviaciones de flujo magnético, creadas cuando el motor está funcionando y son mucho más difíciles de determinar. La inconsistencia en los estándares de prueba disminuye principalmente por la medición de las pérdidas de carga adicionales, dependiendo del estándar que el fabricante o el laboratorio utilice.

El nuevo estándar permite la medición de estas pérdidas. Algunos fabricantes utilizarán este método, que requiere que el equipo de medición sea de alta exactitud.

Hasta el 2009, se seguirá aplicando el régimen de etiquetado del motor existente (Eff1, Eff2 y Eff3), así es que los fabricantes tienen hasta entonces para reevaluar sus motores. Cada modelo debe ser probado individualmente, así es que requerirá un esfuerzo significativo.