Introducción:
Donde se quiere que exista progreso, la presencia del motor eléctrico es imprescindible desempeñando un importante papel para la sociedad, los motores son el corazón de las máquinas modernas, por esa razón es necesario conocer sus principios fundamentales de funcionamiento, desde la construcción hasta sus aplicaciones.
En ese orden de ideas los fabricantes presentan unos datos característicos en unas placas que tienen la función de mostrar la información correspondiente al funcionamiento para lo cual fue diseñado el motor, estos son de mucha importancia tenerlos e interpretarlos adecuadamente ya que estos equipos son muy utilizados en las diversas áreas de la vida moderna tanto en la vivienda, comercio e industrias, por sus bondades para las diversas aplicaciones como: movilidad o transporte, ventilación, refrigeración entre otras aplicaciones.
Estos datos tanto los mecánicos como los eléctricos son necesarios ya que con estos se podrá diseñar el sistema de maniobra y protección asociada a él motor, así como mantener las características de trabajo cuando se realiza una recuperación del motor en un sistema. Todo esto sin olvidar el ambiente donde se instalara el motor y las exigencias mecánicas de la carga que moverá.
La placa característica del motor eléctrico.
Cada máquina eléctrica rotativa debe estar provista de una placa y esta no es más que el documento de identidad del motor eléctrico que el fabricante según normas establecidas (NEMA o ANSI) con la cual el fabricante lo elaboro y debe mostrar los datos que la identifican para su correcto funcionamiento.
Estas placas deben estar hechas de un material durable y montadas con la seguridad suficiente en la carcasa para soportar las condiciones a las que se verá sometida durante el funcionamiento de la máquina y situada de modo que sea legible en la posición de uso según el tipo de construcción y montaje dispuesto para la máquina.
En el caso de que la máquina esté encajada o sea una parte de un equipo en el cual no se pueda tener acceso directo a la máquina, el fabricante debe, bajo pedido, suministrar una segunda placa de características para que sea montada sobre el equipo en cuestión.
Ahora:
¿Cómo saber si mi motor es Norma NEMA o IEC?
Figura 1. Diferencias físicas entre MotoresIEC y NEMA. Tomado de: https://www1.elvatron.com/motores/c%C3%B3mo-saber-si-mi-motor-es-norma-nema-o-iec
En la Imagen anterior se puede observar una de las maneras de como diferenciar un motor fabricado con normas NEMA (color dorado) y otro motor con normas IEC (color celeste), otra de la diferencia está en las unidades de medición,los motores hechos bajo la NEMA están fabricados con medida Americana, (pulgadas). Mientras que la IEC utiliza el Sistema Internacional con milímetros.
Si quiere saber más revisar:
https://www1.elvatron.com/motores/c%C3%B3mo-saber-si-mi-motor-es-norma-nema-o-iec
http://www.emb.cl/electroindustria/articulo.mvc?xid=1154&edi=61&xit=motores-nema
¿Qué debe contener la placa según la norma NEMA o IEC?
Las placas de características deben tener un contenido mínimo de datos que viene establecido por las normas que dicta la IEC (Unión Europea) o la NEMA (Estados Unidos). Su información es necesaria para determinar su conexión y capacidades, pero incluye mucho más que lo que expresamente figura escrito. A continuación se detallan qué datos se pueden extraer de la placa de un motor asíncrono, tanto los visibles como los ocultos.
http://josecasares.com/como-leer-la-placa-de-un-motor/
Tabla N° 1 Comparación de parámetros entre norma IEC y la NEMA
Parámetros
IEC
Nema
Tensión nominal de alimentación o rango de tensiones nominales de alimentación
V Rango de variación aceptable del ±5%
V Rango de variación aceptable del ±10%
La corriente o el rango de corrientes nominales.
Expresada en A
ÍDEM a la IEC
Velocidad
Viene dada en R.P.M. y depende de la frecuencia de alimentación y el número de polos del motor
ÍDEM a la IEC
Frecuencia nominal o rango de frecuencias
F en Hz Rango de variación aceptable del ±2%
F en Hz Rango de variación aceptable del ±5%
Número de fases.
Pueden ser 1 Ø o 3Ø
ÍDEM a la IEC
Factor de Servicio
Expresado con el numero 1 o 1,15 según la condición de servicio que soporte por condición de fabricación.
ÍDEM a la IEC
Potencia
Expresada en KW
Expresada HP
Eficiencia del motor
Expresada en IE-3 o IE-2 o IE 1
Identificada con NEMA Premium efficiency o Energy Efficiency/ EPACT o Standard
Código internacional de Enfriamiento
La describe con códigos Ej: IC-410.
Se describe con las letras iniciales según el tipo de encapsulado de carcasa y su refrigeración. Ej: TENV
Grado de protección (IP)
Se describe con un código (IP) para conocer su tipo de encapsulado.
Se describe con Nema Tipe 1 o 3, 3R, Entre otros, aunque actualmente también se pueden conseguir identificados como la en IEC
Clase de Aislamiento
Se describen con letras según la temperatura que soporta
ÍDEM a la IEC
Incremento de Temperatura
Diferencia de temperatura entre la T de ambiente y el incremento al conseguir la T nominal
IDEM a la IEC
Altitud
La altitud ESTÁNDAR en la norma para la cual la máquina se diseñan es de 1000 metros sobre el nivel del mar.
ÍDEM a la IEC
Frame
Medidas de la carcasa dadas en mm para cada parte de la misma
Medidas de la carcasa dadas en pulgadas para cada parte de la misma
Torque
Se representa con una curva donde se observan los diferentes puntos de torque según la condición de trabajo del motor
ÍDEM a la IEC (Diferencia el nombre de cada punto de la curva)
Par Motor
Clasificada en categorías con las letras N, H y D.
Clasificada en Diseño NEMA con las letras A, B, C y D
Meléndez (2021)
- La posición de los datos no es estandarizado.
- Cuando una máquina se repara o se rebobina, a menos de que se trate de una tarea normal de mantenimiento, la compañía que realiza la reparación o rebobinado debe proporcionar una placa de características adicional indicando su nombre, año de reparación y cambios realizados. (Aplica para ambas normas)
Interpretar La placa característica.
Ahora para poder explicar cómo se interpreta una placa característica, es muy importante que se conozcan los significados de cada una de las siglas eléctricas contenidas en una placa de identificación que poseen los motores eléctricos, En una placa de ejemplo de un motor trifásico que se muestra debajo la cual vamos usar en nuestra explicación. Con las distintas informaciones (parámetros eléctricos y mecánicos) que suelen mostrar.
Cabe destacar que estas placas de son de fácil entendimiento y no poseen secreto alguno.
PLACA DE UN MOTOR:
Interpretación de los Datos de placa: Descripción del significado de cada campo en una placa de identificación.
1- Código de motor:Esta codificación es el número de serie del motor y está presente en todos los motores trifásicos y monofásicos. Su código es: 11198877.
2- Número de fases:Este indicara el número de fases que operara el motor. En este caso el motor es trifásico de corriente alterna.
3- Tensiones nominales de operación: (380/660V) estas son las tensiones nominales que el motor puede soportar al ser conectados.
4- Régimen de servicio o trabajo: Todos los motores pueden estar sometidos a diversas condiciones de trabajo respecto al tiempo de funcionamiento y el tiempo de parada se determinan una serie de “Clases de servicio” normalizadas y este indica la carga permisible que puede ser aplicada continuamente al motor. Para este motor de ejemplo es S1 que significa un régimen de trabajo con carga constante o por tiempo de trabajo indefinido. La indicación del régimen del motor debe ser hecho por el comprador, de la forma más exacta posible.
Profundice en: https://motordirect.es/WIKI/clases_de_servicio.html
5- Eficiencia o Rendimiento del motor: Este define la eficacia con que esta realiza la conversión de la energía eléctricaabsorbida de la red por el motor y la transforma en energía mecánica disponible en el eje. Llamando “Potencia útil” P a la potencia mecánica disponible en el eje y “Potencia absorbida” P a la potencia eléctrica que el motor retira de la red, el rendimiento será la relación entre las dos. Este valor variara con la carga que el motor está sometido.
6- Tamaño de la carcasa:El tipo de carcasa permite identificar en grande parte las dimensiones mecánicas. El tamaño de la carcasa está definido por la potencia y rotación del motor y está identificada normalmente por una letra, que indica el tamaño de la base del soporte del motor hasta el centro del eje, medida en mm. La altura H es exactamente igual al modelo de la carcasa del motor. Para este caso se identifica con 225S/M.
7- Grado de protección (IP55): Indica la protección del motor contra la entrada de cuerpos extraños (polvos, fibras, otros.), contacto accidental y penetración de líquidos (agua). Así, como por ejemplo, un equipamiento a ser instalado en un local sujeto a chorros de agua, debe poseer una carcasa capaz de soportar tales chorros, bajo ciertos valores de presión y ángulo de incidencia, sin que exista penetración de agua que perjudique el funcionamiento del motor.
El grado de protección es definido por dos letras (IP) seguido de dos números. El primer número indica la protección contra la entrada de cuerpos extraños y contacto accidental, En cuanto al segundo indica la protección contra la entrada de agua.
Para profundizar consulte: https://airelimpioglobal.com/que-es-la-calificacion-de-proteccion-de-ingreso/
8- Clase de aislamiento o ISOL: Indica la temperatura de operación de los materiales aislantes utilizados en la bobina del motor, ejemplo: Clase F= Significa que la bobina de este motor soporta una temperatura de hasta 105 °C.
Cabe destacar que existen otras clases, son ellas:
· Clase A 105°C
· Clase E 120°C
· Clase B-130°C
· Clase F-155°C
· Clase H que soporta hasta 180°C.
Para profundizar consulte:
https://ikastaroak.birt.eus/edu/argitalpen/backupa/20200331/1920k/es/IEA/AI/AI05/es_IEA_AI05_Contenidos/website_26_clases_de_aislamiento.html
9- Aumento de temperatura permisible por diseño: Este motor ha sido diseñado para la una variación de temperatura de 80°K por encima de la de ambiente considerada 40°C.
10- Frecuencia: 50HZ, Frecuencia de la red eléctrica que se debe aplicar a este motor.
11- Potencia nominal del motor: (KW 30 y HP 50) Es la fuerza que el motor genera para mover la carga en una determinada velocidad. Esta fuerza es medida en HP (horsepower), cv(caballo vapor) o en KW (KiloWatt). Los HP y los cv son unidades diferentes a los KW.
12- Velocidad nominal del motor en RPM: Indica las revoluciones por minuto de rotación nominal del motor eléctrico.
13- Corriente nominal de operación: Es la corriente que el motor absorbe de la red cuando funciona a potencia nominal, su tensión y frecuencia nominales. El valor de la corriente nominal depende del rendimiento y del factor de potencia del motor: Para este caso es de 70,1 A es la corriente nominal para 380V y 40,4 A corriente nominal en 660V; A= Significa Amperios.
14- Factor de potencia: Indica el valor del factor de potencia del motor, ósea, la relación existente entre la potencia activa (KW) y la potencia aparente (KVA). El motor eléctrico absorbe energía activa (que produce potencia útil) y energía reactiva (necesaria para la magnetización del bobinado). El valor del factor de potencia de la máquina para este caso es 0,87.
15- Temperatura ambiente máxima: Significa temperatura máxima ambiente de trabajo del motor, la mayoría de los motores son proyectados para 40°C.
16- Factor de servicio(1.00): Este significa el valor del factor el cual el motor podrá exceder su carga nominal, este no puede sobrepasar su carga, solo tienen los que poseen un factor de servicio de 1.15; ya que se podría multiplicar el nominal por el FS de la tabla.
Para profundizar consulte: https://www.thesnellgroup.com/blog/lo-que-se-necesita-conocer-acerca-del-factor-de-servicio
17- Altitud: (ALT) Es la altura máxima de trabajo de diseño del motor considerando o nivel del mar, cuando este valor no está expreso en la placa se entiende que su valor es de 1000 metros.
18- Peso del motor: 362 Kg este indica el peso del motor eléctrico.
19- Especificación del rodamiento delantero:Se debe utilizar el número 6314-C3 de rodamiento.
20- Especificaciones del rodamiento trasero:Se debe utilizar el número 6314-C3 de rodamiento.
21- Tipos de grasa de los rodamientos: Acá se especifica el tipo de grasa utilizada en los rodamientos. (POLYREX EM ESSO)
22- Diagrama de conexión para tensión nominal: El esquema de conexión para la tensión nominal dependerá del tipo de motor. Para el caso más común los motores de inducción pueden ser con 3, 6, 9 o 12 terminales externos. En el caso de un motor de 6 o más terminales existen dos tipos de conexión (Triangulo y estrella)
Ver: https://coparoman.blogspot.com/2016/10/conexiones-del-motor-industrial.html
23- Diagrama de conexión para tensión de arranque: El esquema de conexión para el arranque dependerá del motor a encender y la disponibilidad de energía en la red de alimentación al momento de arrancar. Per se debe considerar que para el arranque del motor, el funciona como un transformador con el secundario en corto circuito, por lo tanto exige de la red eléctrica una corriente mucho mayor que la nominal, pudiendo crecer cerca de 8 veces el valor de la misma.
24- Intervalo de lubricación en horas: Son 14000 horas entre intervalos de lubricación.
25- Certificaciones: En este punto se especifican las normas y certificados por lo cual se regulo la fabricación de este motor eléctrico.
26- Fecha de fabricación: Fue fabricado el 3 de febrero del año 2010
27- Categoría de par: este parámetro esta expresado con la CAT N la cual indica que este motor fue proyectado para trabajar con cargas normales ejemplo: Bombas, ventiladores, cintas transportadoras etc.
Ver: https://www.slideshare.net/jalexito/diseno-y-categoria-en-motores-electricos
28- Número de serie: Es el código serial con el cual se identifica al motor eléctrico.
29- Cantidad de grasa en el rodamiento delantero: 27g este valor indica la cantidad de grasa que debe ser usado en el rodamiento delantero.
30- Cantidad de grasa en el rodamiento trasero: 27g este valor indica la cantidad de grasa que debe ser usado en el rodamiento trasero.
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Referencias electrónicas:
https://instrumentacionycontrol.net/datos-de-placa-de-un-motor-y-formulas-electricas/
https://www.robertdicastecnologia.com.br/2014/08/placa-de-identificacao-de-motores/
https://www.mundodaeletrica.com.br/escorregamento-de-motor-o-que-e-e-como-calcular/
https://ensinandoeletrica.blogspot.com/2011/04/motores-eletricos.html
http://ingenieriaelectricafravedsa.blogspot.com/2014/12/placa-de-caracteristicas-de-las.html
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