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1La placa de caractersticasdel motor elctrico de induccin
Presentado por: Oscar Nez Mata, Ing.
Consultor [email protected]
T. 8919 1408
Mercado globalIEC vs NEMA
IEC $5.5B
59%
NEMA $3.9B
41%IEC $5.5BNEMA $3.9B
NEMAAsociacin de Fabricantes de Mquinas 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.
2Nema En 1926 nace NEMA
como una organizacin comercial sin fines de lucro.
Busca, adems de la estandarizacin, ser un enlace entre los fabricantes y los usuarios.
CaractersticasSu rango de accin es principalmente
en USA, Canad y Mxico.Construccin robusta.Permite sobrecargas.Dimensiones en pulgadas.
IECComisin Electrotcnica Internacional
Fundada en 1906Propsito: Unificacin de los
estndares electrotcnicos a nivel global.
Incluye: Mas de 40 pases
3CaractersticasUtilizado en el resto del mundo.Construccin menos robusta
que NEMA.No permite sobrecargas.Dimensiones en milmetros.Grado de proteccin con la
designacin IP.
La Placa de caracteristicasEn ambos estndares: NEMA e IEC, las placas indican las caractersticas mas importantes del motor.Para USA es norma NEMA.Para Europa y muchos pases del mundo la norma vigente es la IEC.
Placa NEMA
4Placa IEC
Motor construido bajo normas IEC
Potencia Nominal del motor
Nmero de fases
Frecuencia redVoltajes Nominales
Corrientes Nominal de operacin (FLA)
Conexin para tensin alta (1Y-serie)
Conexin para tensin baja (2Y-paralelo)
Velocidad nominal
Factor de Servicio (capacidad de sobrecarga)
Caractersticas geomtricas CARCAZA
Temperatura ambiente mxima
Tipo (No estandarizado)
Nmero del rodamiento al lado del eje (Carga)
Nmero del rodamiento al lado del abanico
Diseo del rotor y Letra de cdigo
Clase de Aislamiento
Nmero de identificacin del motor
5Alimentacin elctricaVoltaje (Voltage)
Es el voltaje al cual el motor esta diseado para operar. La variacin debe limitarse a 10% NEMA, y 5% IEC. Los estndar NEMA son: 115V, 208V, 230V y 460V. Los IEC son: 220V, 380V, 415V, 575V, 660V, 440V.
Frecuencia (Frecuency) Frecuencia de la red de alimentacin. Usualmente es 50 60Hz. Cuando mas de una frecuencia es permitida, la placa de
caractersticas debe indicar como cambian los otros parmetros.Ejemplo: 50Hz 230/400V D/Y 26.5/15.3A 7.5Kw 1455rpm
60Hz 460V Y 14.7 A 8.6Kw 1755rpm La variacin mxima permitida es de 5%. La suma de la variacin total Voltaje+Frecuencia debe limitarse a
10%.
Fases (Phases) Representa el numero de lneas de
potencia que deben alimentar el motor: Trifsico o monofsico.
Corriente (Current) Consumo de corriente en
Amperios cuando entrega toda su potencia.
FLA por sus siglas en ingls
Letra de Cdigo (Code) La letra de cdigo 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 estndar para esta caracterstica, es libre para que
los fabricantes la usen a su propio criterio. Se debe consultar con cada fabrica para conocer su significado.
6IA/IN en motores IEC
En motores IEC no existe la Letra de Cdigo. En su lugar se establece IA/IN, que indica la
cantidad de veces de la corriente de arranque IAen funcin 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 )
Relacin entre potencia activa y potencia aparente: PF=KW/KVA.
Para el motor de induccin, el PF varia con la carga: El mejor PF se obtiene despus de 50% de la carga.
Muchas veces las placas indican el condensador recomendado.
Se expresa: 0 a 1 o en Porcentaje (0,8 80%).
Aspectos mecnicosPotencia Es una medida de la salida
mecnica 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
7Velocidad (rpm)
La velocidad a la cual el torque a plena carga es entregado con la potencia de salida mxima.
Se expresa en rpm: revoluciones por min. Es la velocidad a plena carga, la cual no
es constante, cambia con la carga.
Diseo (Design)
La seccin NEMA MG 1, seccin 1.16 lo define como la caracterstica Torque -Velocidad que tiene un motor.
Las letras definen las categoras. El motor estndar es el diseo B. Tambin hay A, C y D. Pueden fabricarse diseos especiales.
Diferentes diseos NEMA:
8Diseo en IEC: CategoraSegn la Norma IEC 34-12, se definen tres categoras para la caracterstica torque velocidad:N: Par normal, corriente arranque normal. Motores estndar, bajo deslizamiento.H: Par alto, corriente arranque normal. Bajo deslizamiento.D: Par y corriente altos. Alto deslizamiento. Cargas especiales.
Curvas caractersticas IEC
DesempeoEficiencia (Eff)
Es definida como la relacin 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.
9Prdidas
Aplicacin motores eficiencia mejorada
En Octubre 2008 se hicieron modificaciones a la norma IEC-60043, que rige la fabricacin de motores elctricos de bajo voltaje.
La principal diferencia esta en la manera de probarlos, ya que las prdidas adicionales son ahora medidas, y no se les da un valor porcentual fijo.
Esto hace ms estricta la verificacin y certificacin en fbrica. Aunque cada pas deber adoptar sus regulaciones propias, IEC
establece esta gua 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 1.0 1.1, 1.15, 1.2, 1.25, 1.4. No es recomendable disear tomando el
factor de servicio ya que otras caractersticas 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 comn es ciclo Continuo. Aplicaciones intermitentes pueden usar
motores de ciclos especiales. NEMA los expresa en Minutos.
Ciclo de trabajo en IEC
S1: Rgimen continuo.
Permite una operacin a carga constante suficiente para que se alcance el equilibrio trmico.
Rgimen tiempo limitado: S2
Funcionamiento a carga constante, sin llegar al equilibrio trmico, y luego un periodo de reposo para llegar a la temperatura ambiente.
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SeguridadMarcas especiales
CSA: Los sistemas de fabricacin y componentes alcanzan la Asoc. Canadiense de estandarizacin.
UL: Igual pero para Underwriters Lab. Alternativamente, estos motores indican File # XXXXX. Usados tambin en motores para aplicaciones peligrosas.
En IEC: CE: Cumplimiento de estndares de fabricacin
Europeo.
ConfiabilidadClase de aislamiento
(Insulation Class)El estndar NEMA MG-1 a clasificado el sistema de aislamiento de las mquinas elctricas por su habilidad de proveer adecuada resistencia a la temperatura. Se establece:
Temp. Total = Temp. Amb.(40C)+ Levant. Temp.
Clasificacin
180C25C115115CC40 CCERRADO180C30C110110CC40 CABIERTO
H
155C20C9595CC40 CCERRADO155C25C9090CC40 CABIERTO
F
130C15C7575CC40 CCERRADO130C20C7070CC40 CABIERTO
B
105C10C5555CC40 CCERRADO105C15C5050CC40 CABIERTO
A
Temp. Total
Sistema
Tolerancia de punto caliente
Incremento Incremento de de
temperaturatemperatura
Temp. Amb.
Tipo de Proteccin
Clase de aislamiento
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Mxima temperatura ambiente
Indica la mxima temperatura ambiente que puede operar en el cual el motor opera manteniendo la tolerancia segn su clase de aislamiento.
Si la placa no la indica, se asume 40C. Para valores mas altos, se debe pedir un
motor especial a fabrica.
Altitud Indica altura mxima 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).
ConstruccinEncerramiento (Enclosure)
Indica grado de proteccin del ambiente y su mtodo de enfriamiento.
IEC usa el ndice de proteccin IP. NEMA usa:- ODP: Abierto resistente al goteo. 0-15
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A Prueba De Salpicaduras Este armazn es
similar al de a prueba de goteo, con la diferencia de que sta presenta una proteccin contra agua y objetos con una trayectoria de hasta 100 grados respecto a la vertical.
TEFC
- TEFC: Totalmente cerrado con abanicoventilador
Ventilacin Forzada Conocido tambin
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 ventilacin
Grado de proteccin IP
Protegido contra largos periodos de inmersin bajo presin8
Protegido contra los efectos de la inmersin 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 presin de todas las direcciones - entrada limitada permitida
Protegido contra polvo - entrada limitada permitida5
Protegido contra rocos directos de todas las direcciones - entrada limitada permitidaProtegido contra objetos slidos de ms de 1mm4
Protegido contra rocos directos a hasta 60 de la vertical
Protegido contra objetos slidos de ms de 2.5mm3
Protegido contra rocos directos a hasta 15 de la vertical
Protegido contra objetos slidos de ms de 12mm2
Protegido contra gotas de agua que caigan verticalmente
Protegido contra objetos slidos de ms de 50mm1
Sin ProteccinSin Proteccin0
Segundo Nmero -Proteccin contra
lquidos
Primer Nmero - Proteccin contra slidos
Carcaza (Frame)
De este numero se pueden deducir importante informacin sobre dimensiones de montaje.
Tales como distancias entre agujeros, altura y dimetro de ejes.
Son valores mximos permitidos.
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Frame NEMA Primeros dos dgitos
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 tambin: Prefijo+Frame+SufijoEjemplos:T: motores hechos despus 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 diseados para integrar motores con aislamiento clase A 105C
Los armazones T fueron diseados para motores con aislamiento B con un rango de hasta 130C
Al incrementar la capacidad de potencia mecnica en un mismo tamao de armazn, se han tenido que incrementar el tamao de los rodamientos y del eje.
Por ejemplo, un motor en 1800 RPM en armazn 254 original de 5 hp tena un eje con dimetro de 1 1/8 , el 254 U de 7 tiene un eje de 1 3/8 y el actual 254T de 15 HP cuenta con un dimetro de eje de 1 5/8
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Tamaos De Armazones Trifsico
365TS405US445S364TS404US444S75
364TS404US444S326TS365US405S60
326T365US405S324TS364US404S50
324T364U404286TS326S365S40
286T326U365284TS324S364S30
294T324U364256T286U364S25
256T286U364254T284U32620
254T284U326215T256U32415
215T256U324213T254U28410
213T254U284184T2152547
184T215254182T2132255
182T213225145T1842243
145T184224145T1842042
145T184204143T1822031
143T1822031
19641952Orig.19641952Orig.
1800 RPM3600 RPMHP
C la letra C adicional al nmero de armazn, indica que el motor lleva una brida C como tapa frontal. Este tipo de brida es la ms comn en los montajes por brida
D es un montaje un tanto especial. A diferencia de la brida C, la brida D presenta un dimetro normalmente mayor al dimetro del motor. El montaje es igualmente por tornillos.
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J esta terminacin 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 mecnico. Este motor tambin est equipado con una brida C.
S la letra S indica que el motor tiene eje corto, segn especificaciones NEMA. Este tamao de eje es utilizado en acoplamiento directo por cople flexible en motores de dos polos normalmente. No debe usarse en transmisin por banda.
T una T al final del nmero de armazn indica que ste pertenece al dimensionamiento actual NEMA.
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Y cuando una Y est presente, se interpreta como una configuracin especial de montaje. No se sabe especficamente que montaje, pero no es estndar.
Z esta Z nos indica modificaciones en el eje nicamente. Modificaciones como longitud, dimetro, forma, roscas, cueros, etc.
RodamientosSi bien NEMA ni IEC lo requieren,
algunas marcas indican los nmeros de roles.
Algunos motores NEMA lo indican con la nomenclatura ABMA.
Otros lo indican con la designacin convencional.
Algunos indican el tipo de grasa, la cantidad y el periodo de relubricacin.
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ConexionesSistemas trifsicos
IL=I
V=VL/3
IL=I x 3
V=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 lneas
IEC 12 lneas