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Los misterios de las placas de los motores Creo que la mayoría de los ingenieros sale de la universidad creyendo que de un motor, solo hace falta conocer la potencia (HP) y el voltaje de alimentación, de hecho eso era lo que necesitábamos para hacer los famosos cálculos de protecciones, hasta el factor de potencia y la eficiencia eran datos típicos (0.85 y 90%), no fue sino hasta que hice mi primer levantamiento que caí en cuenta de toda la información faltante, que era mucha en realidad. La verdad, hasta abrumadora me pareció la información que tenían de placa los motores, un montón de números y acrónimos (seguramente en inglés) los cuales no entendí en un principio, bueno, no me quedo de otra que anotar todo y después buscar el significado, esto fue lo que encontré. 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 eléctrica está 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 operación del motor, puede que tenga mas de un valor si el motor admite varias configuraciones en sus terminales. Hz: Es la frecuencia de alimentación, 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 podría 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 diseño, por eso este valor puede encontrarse entre 1 y 2, aunque SF mayores de 1.15 no son muy comunes, a menos que la aplicacion lo requiera por las características 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 monofásico o trifásico, se ha de evitar la confusión de llamarlo Bifásico cuando el motor se alimenta con 2 líneas activas, cuando en realidad esa configuración es monofásica. RPM: Revoluciones por minuto, aquí puede existir una pequeña confusión, ya que usualmente aquí se expresa la velocidad de sincronismo, en motores de inducción 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 características del motor, en la mayoría de los casos los motores de mayor potencia tienen menos deslizamiento que los pequeños. Insulation class: Clase de aislamiento, esto es según la NEMA, se asignan letras dependiendo del tipo de aislamiento térmico del motor, lo que le permite operar en determinadas condiciones de temperatura.

Máxima temperatura de operación permitida Letra NEMA o

C

o

F

A

105

221

B

130

266

F

155

311

H

180

356

Locked-rotor code letter: Letra código de rotor bloqueado, esta es una de las características 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 código,

se

puede

obtener

un valor mas

NEMA Code Letter

KVA/HP Con rotor bloqueado

A

0-3.14

B

3.15-3.55

C

3.55-3.99

D

4.0-4.49

E

4.5-4.99

F

5.0-5.59

G

5.6-6.29

H

6.3-7.09

J

7.1-7.99

K

8.0-8.99

L

9.0-9.99

M

10.0-11.19

N

11.2-12.49

preciso.

P

12.5-13.99

R

14.0-15.99

S

16.0-17.99

T

18.0-19.99

U

20.0-22.39

V

22.4-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. Nema Frame: Carcasa Nema, define las dimensiones físicas del motor, usualmente son 4 caracteres alfanuméricos, este código 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 códigos nema, por que a lo largo del tiempo se han cambiado los códigos, los mas nuevos tienen la letra T al final del código (Ejemplo: 364T). NEMA design letter: Letra de diseño 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 y resistencia a agentes externos, por ejemplo polvo o agua.

Codigos de Cerramientos DP

Drip Proof

DPFG

Drip Proof Fully Guarded

FV

Force Vent

SV

Separate Vent

TEBC

Totally Enclosed Blower-Cooled

TEFC

Totally Enclosed Fan-Cooled

TENV

Totally Enclosed Non-Vent

XP

Explosion-Proof

El código KVA decodificado El código KVA es usado más comúnmente para especificar un arrancador de voltaje reducido, los cuáles son comunes y reconocidos para motores trifásicos y de alto caballaje, ya que necesitan más amperaje que los motores monofásicos. Como las instalaciones sumergibles y los motores dentro de ellas son más grandes, los amps con rotor bloqueado también aumentan en los equipos. Por ejemplo, un sistema con un motor de 6 pulgadas, 50 hp y 460 V tiene una carga máxima de 77 amperes. Sin embargo, ese mismo motor tiene amperaje en la flecha de 414 amps para rotor bloqueado. Si el motor es arrancado directamente de la línea (llamada DOL en inglés por estar direct-on-line), intentará de agarrar 414 amps en el momento del arranque. En muchos casos, esto es mucho más amperaje que lo que el servicio eléctrico puede proveer, es aquí donde los arrancadores de voltaje reducido entra en acción.

Los arrancadores de voltaje reducido permiten al motor ir incrementando poco a poco el voltaje en vez de hacerlo de manera inicial. El arrancador de voltaje reducido ayuda al sistema que necesita de mucho amperaje en el arranque y en este caso el motor nunca va a agarrar los 414 amps de rotor bloqueado, protegiendo al sistema de dispararse y/o posible sobrecarga. El código KVA es usado para especificar cuál arrancador de voltaje reducido se necesita para un motor específico. Este código de letras define un grupo de motores basados en una combinación de su voltaje, amps de rotor bloqueado y caballaje. Así que, cómo obtenemos el código de letras de KVA? Este rango de números se calcula usando la siguiente ecuación: K = Kilo (1000) V = Voltaje A = Amperaje (Amps de rotor bloqueado) Monofásicos : (Volts x Amps) / 1000 = KVA Trifásicos : (Volts x Amps x 1.73) / 1000 = KVA KVA / HP = Valoración (Código de Letras) Cada código de letras KVA corresponde a un rango KVA/HP universal, que es definido por NEMA.

Regresando a nuestro motor de 6 pulgadas, 50 hp y 460 V: (460 x 414 x 1.73) / 1000 = 329 329 / 50 hp = 6.6 Referenciando la tabla del Código KVA, podemos ver la letra que corresponde es la H, hemos llegado a la valoración correcta de KVA. Afortunadamente, los cálculos vienen dentro de nuestro Manual AIM, al igual que los datos de los motores.