Placa de Motores Eléctricos Calculo Conductores

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Placa de motores elctricosCreo que la mayora de los ingenieros sale de la universidad creyendo que de un motor, solo hace falta conocer la potencia (HP) y el voltaje de alimentacin, de hecho eso era lo que necesitbamos para hacer los famosos clculos de protecciones, hasta el factor de potencia y la eficiencia eran datos tpicos (0.85 y 90%), no fue sino hasta que hice mi primer levantamiento que ca en cuenta de toda la informacin faltante, que era mucha en realidad.

La verdad, hasta abrumadora me pareci la informacin que tenan de placa los motores, un montn de nmeros y acrnimos (seguramente en ingles) los cuales no entend en un principio, bueno, no me quedo de otra que anotar todo y despusbuscarel significado, esto fue lo que encontr.

HP:Es la potencia del eje, es decir, la salida sin incluir las perdidas y desde luego no tiene componente reactivo, por lo que su equivalente en potencia elctrica esta en Vatios (W). Es por eso que se usa la eficiencia y el factor de potencia para finalmente determinar la potencia aparente de entrada en el motor.

Volt:Es el voltaje de operacin del motor, puede que tenga mas de un valor si el motor admite varias configuraciones en sus terminales.

Hz:Es la frecuencia de alimentacin, usualmente 60Hz, 50Hz en motores Europeos o de Asia.

SF:Factor de servicio(Service Factor), es indicador de un multiplicador de la potencia nominal, usualmente ese valor es 1.15, lo que quiere decir que el motor podra trabajar al 115% de su carga nominal de manera sostenida sin presentar fallas estructurales, digamos que es un margen de seguridad a la hora del diseo, por eso este valor puede encontrarse entre 1 y 2, aunque SF mayores de 1.15 no son muy comunes, a menos que laaplicacionlo requiera por las caractersticas de la carga.

FLA:Amperios a plena carga(Full Load Amperes),es la corriente que "consume" el motor cuando entrega el par nominal.

Phase:Indica la cantidad de fases, entonces tenemos que puede ser monofsico o trifsico, se ha de evitar la confusin de llamarlo Bifsico cuando el motor se alimenta con 2 lneas activas, cuando en realidad esa configuracin es monofsica.

RPM: Revoluciones por minuto, aqu puede existir una pequea confusin, ya que usualmente aqu se expresa la velocidad de sincronismo, en motores de induccin esta no es la verdadera velocidad a la que trabaja bajo carga, ya que la misma se encuentra en valores que oscilan entre el 1% y 6% (a esto se le conoce como deslizamiento), dependiendo de las caractersticas del motor, en la mayora de los casos los motores de mayor potencia tienen menos deslizamiento que los pequeos.

Insulation class: Clase de aislamiento, esto es segn la NEMA, se asignan letras dependiendo del tipo de aislamiento trmico del motor, lo que le permite operar en determinadas condiciones detemperatura.Letra NEMAMximatemperaturade operacin permitida

oCoF

A105221

B130266

F155311

H180356

Locked-rotor code letter:Letra cdigo de rotor bloqueado, esta es una de las caractersticas mas importantes, ya que indica la magnitud de la corriente de arranque del motor, usualmente se asume entre 6-8 veces la corriente nominal, pero al conocer la letra cdigo, se puede obtener un valor mas preciso.

NEMACode LetterKVA/HPCon rotor bloqueado

A0-3.14

B3.15-3.55

C3.55-3.99

D4.0-4.49

E4.5-4.99

F5.0-5.59

G5.6-6.29

H6.3-7.09

J7.1-7.99

K8.0-8.99

L9.0-9.99

M10.0-11.19

N11.2-12.49

P12.5-13.99

R14.0-15.99

S16.0-17.99

T18.0-19.99

U20.0-22.39

V22.4-and up

Note que el valor lo da en kVA/HP por lo que al multiplicar la potencia del motor en HP por el factor, obtenemos los kVA durante el arranque, asi que se debe usar el voltaje y el factor de potencia para obtener la corriente de arranque.

NemaFrame:Carcasa Nema, define las dimensiones fsicas del motor, usualmente son 4 caracteres alfanumricos, este cdigo da las medidas que debe tener el motor en ciertos lugares, por ejemplo, la distancia de la base al eje o la distancia entre los pernos de agarre con la base. Existen al menos 3 tipos de cdigos nema, por que a lo largo del tiempo se han cambiado los cdigos, los mas nuevos tienen la letra T al final del cdigo (Ejemplo: 364T).

NEMA design letter:Letra de diseo NEMA, otra letra mas del NEMA, esta letra nos indica las caracteristicas de par/velocidad que tiene el motor en el aranque y bajo carga, por lo general los motores tienen asociado la letra B, lo que indica que son de uso general.

Enclosure:Cerramiento de motores, nos indica las caracteristicas constructivas del motor en cuanto al tipo de enfriamiento yresistenciaa agentes externos, por ejemplo polvo o agua.

Codigos de CerramientosDPDrip Proof

DPFGDrip Proof Fully Guarded

FVForce Vent

SVSeparate Vent

TEBCTotally Enclosed Blower-Cooled

TEFCTotally Enclosed Fan-Cooled

TENVTotally Enclosed Non-Vent

XPExplosion-Proof

Gua Practica, caso: Motor de 20HP10:57ANSI,Cables,Calculos Electricos,Electricidad Basica,Excel,IEC,IEEE,Ingenieria,Interruptores,Motores12 commentsIniciando el ciclo de guas practicas, vamos a ver casos en donde tenemos que determinar los materiales a usar, para ello, usaremos las herramientas disponibles en este blog, como: Clculos Elctricos y MiniCalc, que nos van a ayudar a dar con la solucin de manera rpida.Supongamos que tu jefe llega un da de estos y te dice: Necesito la memoria decalculopara una bomba centrifuga de 20Hp en 220V trifsica, que est a 200 metros del centro de control, uno pregunta: Para cuando? a lo que responde amablemente: Para Ya.. Inmediatamente surgen las tpicas preguntas: Que cable uso?, Cual es la proteccin adecuada?, Cual ser la cada de tensin? y Que tipo de proteccin debo seleccionar?. Pues buen, he aqu el procedimiento bsico paradefiniresas cosas:1.- Determinar la Corriente NominalPara ello nos vamos a valer de Minicalc, en nuestro caso el motor es de 20HP y 220V trifsico, trabajaremos con 60Hz. Abrimos el programa y colocamos la potencia y el voltaje, con lo que obtenemos:Tenemos entonces que la corriente nominal es de:49,51 Ay la corriente de arranque es297,07 A. Con estos datos Procedemos al prximo paso.2.- Seleccin del ConductorBueno, suponiendo que vamos a usar una canalizacin con un mximo de 3 conductores, directamente enterrado o usando ductos. Usamos la tabla a continuacin:Tabla 310.16

En nuestro caso, seleccionamos el cable con una temperatura de operacin de 75C que es el mas comn (aunque si queremos usamos uno de 90C) el CEN (o el NEC) nos indica, el conductor del alimentador de un motor debe ser dimensionado del tal manera que pueda admitir de manera continua una corriente de hasta 125% la corriente nominal del motor, en nuestro caso seria:Corriente de Diseo= 1.25 X Corriente nominal.Id = 61.88 AA primera vista vemos que el cable inmediato superior es de 65A correspondiente a un cable N 6, sin embargo debemos tomar en cuenta que: la tabla esta creada en base a una temperatura ambiente de 30C, por lo que valores mayores o menores a este conllevan al uso de un factor de correccin, pues bien, siguiendo con nuestro ejemplo, supondremos que el motor se va a instalar en la bella pero recalentada ciudad de Maracaibo (dondevivo) con unos 38C de temperatura ambiente, si vemos en la parte inferior de la tabla, el valor del factor correspondiente es 0.88, esto es, al multiplicar los 65A nominales del cable por 0.88, nos da que la capacidad real del conductor es en realidad: 57.2 A, por lo que no nos sirve, entonces escogemos el inmediato superior, que el numero, con una capacidad nominal de 85 A (N4 AWG), al multiplicarlo por el factor de 0.88, obtenemos la capacidad real del: 74,8 A, Bingo! este cable nos sirve. ahora pasamos a la siguiente fase.3.- Calculo de cada de tensinPor all dicen que nada es perfecto, y eso se debe a que vivimos en un mundo perfectamente imperfecto. y debemos lidiar con las consecuencias de ese hecho, llevando este pensamiento filosfico a algo mas practico, nos encontramos con que existen las perdidas en los cables (puesto que no son conductores perfectos), por lo que la tensin al final de circuito puede bajar considerablemente, supongamos entones que nuestro motor va a estar a una distancia de 100m, algo considerable, y que por regulacin, el valor de la cada de tensin no puede exceder el 3% (consulte su regulacin local para determinar este valor, pero usualmente esta entre el 3% y 5%) de nuestra tensin nominal. Nos valemos entonces de Clculos Elctricos para determinar el valor de la cada de tensin, la hoja nos muestra los siguiente:Como vemos, la distancia de 100 m, hace que tengamos una excesiva perdida de voltaje, superior al 3% permitido, entonces lo que hacemos es probar con un conductor superior en este caso el N 3 tampoco nos sirve, vamos entonces mas arriba, con el N 2, este arroja lo siguiente:Por lo que finalmente usaremos el Cable N 2 AWG. THHN/THWN ya que es mas comn y nuestro medio ambiente no representa mayor problema para estos aislantes. Pasamos entonces al prximo punto.4.- Protecciones del MotorEl motor posee bsicamente 2 tipos de protecciones, la primera es la proteccin contra corto circuitos (Instantnea / magntica) y la proteccin contra sobrecarga (trmica), si el motor es pequeo encontramos estas dos protecciones en el mismo dispositivo un interruptor termo magntico, pero si ya es mas grande estos elementos estn separados, en nuestro ejemplo los asumiremos separados, por lo que iniciamos con la proteccin contra cortocircuito/sobrecorriente.Lo primero, es determinar los amperios de carcasa (frame) esto es fcil solo debemos seleccionar el valor comercial de un interruptor inmediatamente superior a la corriente nominal (tambin puede usar un factor de 1.15 si lo prefiere), podemose