El sector de los bancos de prueba para motores eléctricos registra un crecimiento sostenido del 6,5 % anual, alcanzando un valor de mercado global de 1,8 mil millones de USD en 2024 según MarketsandMarkets. En este contexto, las empresas manufactureras necesitan soluciones de alimentación cada vez más fiables para garantizar ensayos precisos y repetibles.
Para una gran multinacional del sector energético e industrial, Ortea ha diseñado y fabricado un autotransformador multiprisas de 800 kVA destinado a un banco de pruebas de motores combinado con un convertidor de frecuencia a 60 Hz. El objetivo: obtener tensiones de prueba precisas en motores con especificaciones diferentes para garantizar la seguridad, la estabilidad y la máxima fiabilidad del sistema.
CUÁLES SON LOS DESAFÍOS AL ALIMENTAR UN BANCO DE PRUEBA DE MOTORES
El diseño de sistemas de alimentación para bancos de prueba de motores plantea retos técnicos complejos, especialmente cuando se requieren potencias elevadas y varios niveles de tensión.
REQUISITOS TÉCNICOS PRINCIPALES
Los bancos de prueba modernos deben soportar distintos estándares internacionales. En este caso concreto, los principales requisitos técnicos eran:
- Potencia nominal: 800 kVA
- Tensión de entrada: 400 V (1.155 A)
- Salidas con tomas múltiples: 440 V, 480 V, 600 V, 690 V
- Corriente de inserción admitida: máximo 3 veces la nominal (3·In)
ESTABILIDAD Y PRECISIÓN: POR QUÉ SON CRÍTICAS
Según estudios sectoriales, una parada de producción provocada por fallos en los bancos de prueba puede costar entre 10.000 y 200.000 EUR al día, dependiendo del tamaño de la planta. Por este motivo, la estabilidad de la tensión de alimentación y la repetibilidad de las mediciones son parámetros innegociables.
GESTIONAR MOTORES CON ESPECIFICACIONES DIFERENTES
Las tomas múltiples permiten adaptar la tensión a los distintos estándares de motor (NEMA, IEC) sin sustituir el equipo de alimentación, reproduciendo las condiciones reales de servicio durante el ensayo y reduciendo tiempos y costes de puesta a punto.
LOS RIESGOS DE UN DIMENSIONAMIENTO INCORRECTO: CORRIENTES DE INSERCIÓN Y TOMAS MÚLTIPLES
El diseño de un autotransformador con tomas múltiples para bancos de prueba de motores presenta criticidades específicas que requieren competencias electromagnéticas avanzadas.
EL PROBLEMA DE LA CORRIENTE DE INSERCIÓN (INRUSH CURRENT)
En máquinas de 800 kVA, limitar la corriente de inserción a 3 veces la nominal supone un importante desafío de ingeniería. Los picos transitorios en el arranque pueden alcanzar valores de 10 a 15 veces superiores a la corriente nominal si no se adoptan medidas constructivas específicas.
COMPLEJIDAD DEL DISEÑO CON TOMAS MÚLTIPLES EN GRANDES POTENCIAS
En un autotransformador de 800 kVA, el número reducido de espiras limita las combinaciones posibles para obtener cuatro niveles de salida precisos. Conseguir tensiones de 440 V, 480 V, 600 V y 690 V con precisión, equilibrio térmico y rendimiento superior al 98 % (norma IEC 60076) exige cálculos electromagnéticos avanzados y una amplia experiencia de diseño.
ESFUERZOS ELECTRODINÁMICOS Y GESTIÓN TÉRMICA
Un autotransformador debe gestionar corrientes superiores a las que su potencia nominal podría sugerir, lo que requiere barras conductoras de gran sección y trayectos de baja impedancia. La gestión de los esfuerzos electrodinámicos y de la dissipación térmica se vuelve crítica cuando componentes “voluminosos” deben coexistir en espacios reducidos.
LA SOLUCIÓN DE ORTEA: AUTOTRANSFORMADOR DE 800 KVA CON DISEÑO A MEDIDA
Ortea ha desarrollado la solución mediante un proceso de diseño completo, conforme a la IEC 60076-11:2019 para transformadores secos, en vigor desde julio de 2019 y actualizada con nuevos requisitos de seguridad y prestaciones.
DISEÑO ELECTROMAGNÉTICO Y CÁLCULO 3D
El equipo de ingeniería ha realizado:
- Modelado electromagnético avanzado para optimizar el circuito magnético y la geometría de los devanados
- Análisis termomecánico 3D para gestionar la disipación térmica y los esfuerzos electrodinámicos
- Cálculos FEM (Finite Element Method) para verificar la distribución de flujos de dispersión y limitar las pérdidas
CONSTRUCCIÓN MECÁNICA PARA LA MÁXIMA ROBUSTEZ
La fabricación ha incluido soluciones constructivas específicas:
- Geometrías optimizadas del núcleo para reducir los flujos de dispersión
- Devanados con sección transversal sobredimensionada para limitar la impedancia
- Barras conductoras con trayectos de baja resistencia para minimizar las pérdidas
- Sistemas de refrigeración dimensionados para ciclos de ensayo prolongados
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS FINALES DE LA MÁQUINA
El proyecto a medida de autotransformadores con tomas múltiples ha dado lugar a una máquina con prestaciones óptimas:
- Eficiencia superior al 99 % a plena carga
- Corriente de inserción contenida dentro de 3·In
- Pérdidas totales inferiores al 2 % de la potencia nominal
- Conformidad con las clases climáticas E2 C2 F1 según IEC 60076-11
POR QUÉ ELEGIR LA EXPERIENCIA DE ORTEA NEXT PARA LAS PARTES MAGNÉTICAS
Con más de 50 años de experiencia en el desarrollo de soluciones magnéticas a medida, Ortea es un socio fiable para aplicaciones industriales críticas.
FIABILIDAD CERTIFICADA PARA APLICACIONES CRÍTICAS
Las soluciones de Ortea se diseñan conforme a las normativas internacionales más estrictas:
- IEC 60076-11 para transformadores secos
- IEC 60076-5 para la resistencia a cortocircuitos
- IEC 60076-10 para el control del ruido
- Certificaciones de calidad ISO 9001 e ISO 14001
SOLUCIONES 100 % PERSONALIZADAS SEGÚN LOS REQUISITOS DEL CLIENTE
Cada proyecto se desarrolla mediante un proceso estructurado que incluye análisis de requisitos, selección de materiales óptimos, dimensionamiento electromagnético avanzado e ingeniería 3D para optimizar volumen y prestaciones.
CONFORMIDAD CON LAS NORMATIVAS INTERNACIONALES
Todos los autotransformadores Ortea se diseñan conforme a la familia de normas IEC 60076, estándar de referencia internacional actualizado en 2024 con nuevos criterios de eficiencia energética y sostenibilidad medioambiental.
PREGUNTAS FRECUENTES (FAQ) SOBRE AUTOTRANSFORMADORES PARA BANCOS DE PRUEBA
- ¿Por qué es adecuado un autotransformador en bancos de pruebas de 60 Hz?
Porque permite más niveles de tensión con un tamaño y una eficiencia mejores que un transformador, lo que lo hace ideal cuando se necesita variar la tensión manteniendo la estabilidad y la precisión. - ¿Para qué sirven las tomas múltiples (440/480/600/690 V)?
Para adaptar la tensión a los diferentes estándares de los motores y replicar las condiciones reales de funcionamiento en las pruebas, sin sustituir el equipo de alimentación. - ¿Cómo se limita la corriente de inserción a 3In para grandes potencias?
Con geometrías optimizadas del núcleo/bobinados, gestión de los flujos dispersos, selección cuidadosa de los materiales y las rutas de corriente, además de medidas constructivas específicas desarrolladas en aplicaciones similares. - ¿Por qué se necesitan barras «sobredimensionadas»?
Para mantener una baja impedancia y reducidas pérdidas a altas corrientes, garantizando la estabilidad termomecánica y la fiabilidad incluso durante transitorios y ciclos de prueba prolongados.
