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La placa de característicasdel motor eléctrico de inducción

Presentado por: Oscar Núñez Mata, Ing.

Consultor Privadoonunezm@hotmail.com

T. 8919 1408

Mercado globalIEC vs NEMA

IEC $5.5B

59%

NEMA $3.9B

41%IEC $5.5BNEMA $3.9B

NEMAAsociación de Fabricantes de Máquinas de

USA

Los primeros pasos se dieron en 1905 con la Electrical Manufacturers Alliance.En 1915 se convierte en la Associated Manufactures of Electrical Supplies.En 1916 se crea el Electrical Manufactures Council, con representantes de varias organizaciones de fabricantes.

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NemaEn 1926 nace NEMA como una organización comercial sin fines de lucro.Busca, además de la estandarización, ser un enlace entre los fabricantes y los usuarios.

CaracterísticasSu rango de acción es principalmente en USA, Canadá y México.Construcción robusta.Permite sobrecargas.Dimensiones en pulgadas.

IECComisión Electrotécnica Internacional

Fundada en 1906Propósito: Unificación de los estándares electrotécnicos a nivel global.Incluye:

Mas de 40 países

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CaracterísticasUtilizado en el resto del mundo.Construcción menos robusta que NEMA.No permite sobrecargas.Dimensiones en milímetros.Grado de protección con la designación IP.

La Placa de caracteristicasEn ambos estándares: NEMA e IEC, las placas indican las características mas importantes del motor.Para USA es norma NEMA.Para Europa y muchos países del mundo la norma vigente es la IEC.

Placa NEMA

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Placa IEC

Motor construido bajo normas IEC

Potencia Nominal del motor

Número de fases

Frecuencia redVoltajes Nominales

Corrientes Nominal de operación (FLA)

Conexión para tensión alta (1Y-serie)

Conexión para tensión baja (2Y-paralelo)

Velocidad nominal

Factor de Servicio (capacidad de sobrecarga)

Características geométricas CARCAZA

Temperatura ambiente máxima

Tipo (No estandarizado)

Número del rodamiento al lado del eje (Carga)

Número del rodamiento al lado del abanico

Diseño del rotor y Letra de código

Clase de Aislamiento

Número de identificación del motor

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Alimentación eléctricaVoltaje (Voltage)

Es el voltaje al cual el motor esta diseñado para operar.La variación debe limitarse a ±10% NEMA, y ±5% IEC.Los estándar NEMA son: 115V, 208V, 230V y 460V.Los IEC son: 220V, 380V, 415V, 575V, 660V, 440V.

Frecuencia (Frecuency)Frecuencia de la red de alimentación. Usualmente es 50 ó 60Hz.Cuando mas de una frecuencia es permitida, la placa de características debe indicar como cambian los otros parámetros.Ejemplo: 50Hz 230/400V D/Y 26.5/15.3A 7.5Kw 1455rpm

60Hz 460V Y 14.7 A 8.6Kw 1755rpmLa variación máxima permitida es de ±5%.La suma de la variación total Voltaje+Frecuencia debe limitarse a ±10%.

Fases (Phases)Representa el numero de líneas de potencia que deben alimentar el motor: Trifásico o monofásico.

Corriente (Current)Consumo de corriente en Amperios cuando entrega toda su potencia.FLA por sus siglas en inglés

Letra de Código (Code)La letra de código define los kVA/hp en el Arranque, con carga.NEMA las define de la A a la V.Un motor de reemplazo con mayor kVA/hp puede requerir diferentes equipos de maniobra.Muchos motores indican la LRA Corriente de Arranque.

Tipo (Type)No existe un estándar para esta característica, es libre para que los fabricantes la usen a su propio criterio.Se debe consultar con cada fabrica para conocer su significado.

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IA/IN en motores IEC

En motores IEC no existe la Letra de Código.En su lugar se establece IA/IN, que indica la cantidad de veces de la corriente de arranque IAen función de la corriente nominal IN.

Ejemplo: IA/IN = 8, significa que en el arranque el motor tiene una corriente de 8 veces la corriente nominal, con carga.

Factor de potencia (PF, cos φ)

Relación entre potencia activa y potencia aparente: PF=KW/KVA.Para el motor de inducción, el PF varia con la carga: El mejor PF se obtiene después de 50% de la carga.Muchas veces las placas indican el condensador recomendado.Se expresa: 0 a 1 o en Porcentaje (0,8 ó 80%).

Aspectos mecánicosPotenciaEs una medida de la salida

mecánica en el eje del motor. Relacionada con la capacidad de entregar torque requerido por la carga a la velocidad que indica la placa.Es expresada en HP o KW:

HP=Torque x Velocidad/5250

Torque en lb-ft y Velocidad en rpm

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Velocidad (rpm)

La velocidad a la cual el torque a plena carga es entregado con la potencia de salida máxima.Se expresa en rpm: revoluciones por min.Es la velocidad a plena carga, la cual no es constante, cambia con la carga.

Diseño (Design)

La sección NEMA MG 1, sección 1.16 lo define como la característica Torque -Velocidad que tiene un motor.Las letras definen las categorías.El motor estándar es el diseño B.También hay A, C y D.Pueden fabricarse diseños especiales.

Diferentes diseños NEMA:

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Diseño en IEC: CategoríaSegún la Norma IEC 34-12, se definen tres categorías para la característica torque –velocidad:

N: Par normal, corriente arranque normal. Motores estándar, bajo deslizamiento.

H: Par alto, corriente arranque normal. Bajo deslizamiento.

D: Par y corriente altos. Alto deslizamiento. Cargas especiales.

Curvas características IEC

DesempeñoEficiencia (Eff)

Es definida como la relación entre potencia de entrada y de salida.En la placa se indica un promedio para un lote de motores.Los fabricantes deben estar dentro de un rango definido por NEMA.IEC tiene sus propios niveles.

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Pérdidas

Aplicación motores eficiencia mejorada

En Octubre 2008 se hicieron modificaciones a la norma IEC-60043, que rige la fabricación de motores eléctricos de bajo voltaje.La principal diferencia esta en la manera de probarlos, ya que las pérdidas adicionales son ahora medidas, y no se les da un valor porcentual fijo.Esto hace más estricta la verificación y certificación en fábrica.Aunque cada país deberá adoptar sus regulaciones propias, IEC establece esta guía y recomendaciones.

Factor de servicio (S.F.)

Es la capacidad de sobre carga continua que el motor puede soportar.Solo se indica en placa si es mayor a 1.01.1, 1.15, 1.2, 1.25, 1.4.No es recomendable diseñar tomando el factor de servicio ya que otras características se pueden afectar.IEC es mayormente 1.0

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Ciclo de trabajo (Duty)

Define el periodo de tiempo durante el cual el motor puede entregar su potencia en forma segura.Lo mas común es ciclo Continuo.Aplicaciones intermitentes pueden usar motores de ciclos especiales.NEMA los expresa en Minutos.

Ciclo de trabajo en IEC

S1: Régimen continuo.

Permite una operación a carga constante suficiente para que se alcance el equilibrio térmico.

Régimen tiempo limitado: S2

Funcionamiento a carga constante, sin llegar al equilibrio térmico, y luego un periodo de reposo para llegar a la temperatura ambiente.

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SeguridadMarcas especiales

CSA: Los sistemas de fabricación y componentes alcanzan la Asoc. Canadiense de estandarización.UL: Igual pero para Underwriters Lab. Alternativamente, estos motores indican File # XXXXX. Usados también en motores para aplicaciones peligrosas.

En IEC:CE: Cumplimiento de estándares de fabricación Europeo.

ConfiabilidadClase de aislamiento

(Insulation Class)El estándar NEMA MG-1 a clasificado el sistema de aislamiento de las máquinas eléctricas por su habilidad de proveer adecuada resistencia a la temperatura. Se establece:

Temp. Total = Temp. Amb.(40C)+ Levant. Temp.

Clasificación

180ºC25ºC115115ººCC40 ºCCERRADO

180ºC30ºC110110ººCC40 ºCABIERTOH

155ºC20ºC9595ººCC40 ºCCERRADO

155ºC25ºC9090ººCC40 ºCABIERTOF

130ºC15ºC7575ººCC40 ºCCERRADO

130ºC20ºC7070ººCC40 ºCABIERTOB

105ºC10ºC5555ººCC40 ºCCERRADO

105ºC15ºC5050ººCC40 ºCABIERTOA

Temp. Total

Sistema

Tolerancia de punto caliente

Incremento Incremento de de

temperaturatemperatura

Temp. Amb.

Tipo de Protección

Clase de aislamiento

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Máxima temperatura ambiente

Indica la máxima temperatura ambiente que puede operar en el cual el motor opera manteniendo la tolerancia según su clase de aislamiento.Si la placa no la indica, se asume 40ºC.Para valores mas altos, se debe pedir un motor especial a fabrica.

AltitudIndica altura máxima sobre nivel del mar donde el motor opera adecuadamente.El enfriamiento es menor conforme la altura aumenta, debido a que el aire es menos denso. Si es mayor, el motor puede calentarse, y se debe reducirse su HP (Derated).No todas las placas lo tienen, sino lo tiene se asume 3300ft (1000 mts).

ConstrucciónEncerramiento (Enclosure)

Indica grado de protección del ambiente y su método de enfriamiento.IEC usa el índice de protección IP.NEMA usa:

- ODP: Abierto resistente al goteo. 0-15º

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A Prueba De SalpicadurasEste armazón es similar al de a prueba de goteo, con la diferencia de que ésta presenta una protección contra agua y objetos con una trayectoria de hasta 100 grados respecto a la vertical.

TEFC

- TEFC: Totalmente cerrado con abanicoventilador

Ventilación ForzadaConocido también como enfriado por ventilador o con ventilador exterior. El motor es enfriado por un ventilador independiente al motor inyectando aire en su interior.

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TENV

- TENV: Totalmente cerrado sin ventilación

Grado de protección IP

Protegido contra largos periodos de inmersión bajo presión8

Protegido contra los efectos de la inmersión de 15cm - 1m7

Protegido contra fuertes chorros de agua de todas las direcciones - entrada limitada permitida

Totalmente protegido contra polvo6

Protegido contra chorros de agua a baja presión de todas las direcciones - entrada limitada permitida

Protegido contra polvo - entrada limitada permitida5

Protegido contra rocíos directos de todas las direcciones - entrada limitada permitidaProtegido contra objetos sólidos de más de 1mm4

Protegido contra rocíos directos a hasta 60° de la vertical

Protegido contra objetos sólidos de más de 2.5mm3

Protegido contra rocíos directos a hasta 15° de la vertical

Protegido contra objetos sólidos de más de 12mm2

Protegido contra gotas de agua que caigan verticalmente

Protegido contra objetos sólidos de más de 50mm1

Sin ProtecciónSin Protección0

Segundo Número -Protección contra

líquidos

Primer Número - Protección contra sólidos

Carcaza (Frame)

De este numero se pueden deducir importante información sobre dimensiones de montaje.Tales como distancias entre agujeros, altura y diámetro de ejes.Son valores máximos permitidos.

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Frame NEMAPrimeros dos dígitos indican la altura del eje:

- xx/4 pulg. del frame 143 en adelante.

- xx/16 pulg. los frame 42, 48 y 56.

Distancia entre agujeros

TablaDimensiones en pulgadas

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Frame IEC

El numero de frame indica la altura del eje en mm:

- Frame 132: tiene 132mm del centro del eje a la base.

- Frame 280: tiene 280mm.

FrameExiste también: Prefijo+Frame+Sufijo

Ejemplos:T: motores hechos después de 1964.U: motores hechos entre 1952 y 1964.JM: montaje de cara, especial para

aplicaciones de bombas.FD: montaje de flanger.V: montaje vertical.C: cara C.

Los armazones U fueron diseñados para integrar motores con aislamiento clase A 105ºCLos armazones T fueron diseñados para motores con aislamiento B con un rango de hasta 130ºC

Al incrementar la capacidad de potencia mecánica en un mismo tamaño de armazón, se han tenido que incrementar el tamaño de los rodamientos y del eje. Por ejemplo, un motor en 1800 RPM en armazón 254 original de 5 hp tenía un eje con diámetro de 1 1/8 ”, el 254 U de 7 ½ tiene un eje de 1 3/8” y el actual 254T de 15 HP cuenta con un diámetro de eje de 1 5/8”

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Tamaños De Armazones Trifásico

365TS405US445S364TS404US444S75

364TS404US444S326TS365US405S60

326T365US405S324TS364US404S50

324T364U404286TS326S365S40

286T326U365284TS324S364S30

294T324U364256T286U364S25

256T286U364254T284U32620

254T284U326215T256U32415

215T256U324213T254U28410

213T254U284184T2152547 ½

184T215254182T2132255

182T213225145T1842243

145T184224145T1842042

145T184204143T1822031 ½

143T1822031

19641952Orig.19641952Orig.

1800 RPM3600 RPMHP

C la letra C adicional al número de armazón, indica que el motor lleva una brida C como tapa frontal. Este tipo de brida es la más común en los montajes por brida

D es un montaje un tanto especial. A diferencia de la brida C, la brida D presenta un diámetro normalmente mayor al diámetro del motor. El montaje es igualmente por tornillos.

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J esta terminación es utilizada en armazones 56 y nos indica que se trata de un motor para bomba “jet”, los cuales normalmente traen brida C integrada.

JM las letras jmdesignan un motor con eje especial para bomba, que normalmente utiliza un sello mecánico. Este motor también está equipado con una brida C.

S la letra S indica que el motor tiene eje corto, según especificaciones NEMA. Este tamaño de eje es utilizado en acoplamiento directo por cople flexible en motores de dos polos normalmente. No debe usarse en transmisión por banda.

T una T al final del número de armazón indica que éste pertenece al dimensionamiento actual NEMA.

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Y cuando una Y está presente, se interpreta como una configuración especial de montaje. No se sabe específicamente que montaje, pero no es estándar.

Z esta Z nos indica modificaciones en el eje únicamente. Modificaciones como longitud, diámetro, forma, roscas, cuñeros, etc.

RodamientosSi bien NEMA ni IEC lo requieren, algunas marcas indican los números de roles.Algunos motores NEMA lo indican con la nomenclatura ABMA.Otros lo indican con la designación convencional.Algunos indican el tipo de grasa, la cantidad y el periodo de relubricación.

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ConexionesSistemas trifásicos

IL=Iφ

Vφ=VL/√3

IL=Iφ x √3

Vφ=VL

Estrellay

Delta

NEMA

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6 terminales Estrella-Delta

Cuando arranque Y-D es requerido.En Costa Rica, motores de mas de 25HP.

9 terminales

12 terminales

Permite hacer todas las combinaciones posibles.

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IEC6 líneas

IEC 12 líneas