Datos de Placa de un motor y Formulas Electricas

30 Enero 2012

 

DATOS DE PLACA DE UN MOTOR

La placa con los datos característicos nos da toda la información correspondiente almotor. La figura  muestra dos placas típicas de motores.

 

Utilizando los datos correspondientes a 60 Hz de la primera placa mostrada,indicaremos los parámetros siguientes:

 

PARÁMETROS ELÉCTRICOS

•  Tipo de motor          3  ∼ (Trifásico)

•  Potencia               0,14 kW

•  Voltaje nominal        440 V

•  Tipo de conexión       Estrella o Y

•  Corriente nominal      0,34 A

•  Frecuencia nominal     60 Hz

•  Factor de potencia     (cosφ)0,81

 

PARÁMETROS MECÁNICOS O CONSTRUCTIVOS

•  Velocidad nominal      3 310 / min

•  Factor de servicio     (SF) 1,15

•  Tipo de aislamiento   (Th.Cl.) F

•  Tamaño del marco     IEC56

•  Grado de protección   IP54

•  Tipo costructivo        IM B3ç

 

 

Placa característica de motor de inducción

 

Placa característica de motor de inducción

 

 

TEORÍA DE MOTORES


FÓRMULAS ELÉCTRICAS


Ley de Ohm

V = I x R                                (1)

V Voltaje o diferencia de potencial en voltios (V)

I Intensidad de corriente en amperios (A)

R Resistencia en ohmios ( Ω )

 

Potencia en circuitos trifásicos


 

P          Potencia activa en vatios (W)

VL         Voltaje de línea en voltios (V)

IL         Corriente de línea en amperios (A)

cosφ       Factor de potencia

 

Para los motores VL se refiere a la tensión en bornes del motor e IL a lacorriente consumida en un instante determinado.
Ejemplo1: Se realizan las lecturas de voltaje, corriente y factor depotencia para un motor en operación obteniéndose las siguientes lecturas:
Voltaje 440 V
Corriente 115 A
cosφ 0,84
Reemplazando en la fórmula (2) tenemos:
Ejemplo2: Veamos qué sucede si reemplazamos los datos de un motorque tiene los siguientes datos de placa:
Potencia   8,6 kW
Voltaje    460 V
Corriente  14,7 A
cosφ       0,83
… ¿qué pasó?   Según la placa, la potencia debería ser 8,6 kW

Ocurre que cuando empleamos los datos de placa o nominales de unmotor debemos incluir un factor mas llamado eficiencia . La eficiencia,por decirlo de una manera simple, es una medida de la capacidad que tiene el motor para convertir toda la energía eléctrica que lesuministran en energía mecánica. La conversión completa no es posibleya que existen pérdidas en el proceso.
La eficiencia depende de muchos factores como, por ejemplo, lacalidad de los materiales empleados en la fabricación del motor, eldiseño del motor, las condiciones ambientales, el tiempo de uso del motor, entre otros.
Para introducir la eficiencia debemos modificar ligeramente la fórmula (2) de la siguiente manera:
Donde:
η : Eficiencia
En la mayoría de los casos que se presentan para el dimensionamientoo selección de los sistemas de cont rol para los motores, los datos que disponemos son el voltaje de alimentación y la potencia del motor.
Con estos datos… ¿Cómo calculo  la corriente para dimensionarlos equipos de maniobra y protección?

Primero obtengamos la fórmula para la corriente despejando en la expresión (2a) y que la potencia está expresada en kW o HP, que son los casos mas usuales.
Los datos desconocidos son el fact or de potencia y la eficiencia.Típicamente podemos considerar los siguientes valores:
Factor de potencia: Valores típicos a considerar varían desde 0,8 hastaincluso 0,93 a plena carga. Un valor recomendable para cálculos es 0,85.
Eficiencia: aquí el valor a considerar dependerá principalmente del tipoy tamaño de motor. La tabla 1.4 mues tra la variación de la eficiencia para diversos tipos de motor del ti po jaula de ardilla de 4 polos (más
usados).
Eficiencias típicas para motor del tipo jaula de ardilla de 4 polos
De la tabla podemos ver que:
Ejemplo3: Calculemos la corriente de un motor de induccióntrifásico nuevo de 120 HP que trabajará a 220 V.
Reemplazando los valores en la fórmula (3a) asumiendo un factor depotencia de 0,85 y una eficiencia de 95% tenemos:
Con esta corriente ya podemos diseñar nuestros dispositivos de protección y accionamientos.
Ejemplo4: Nos encontramos en una mina a 4 000 msnm y nos han encargado la instalación de un motor de inducción trifásico para un ventilador con las siguientes datos de placa:
Voltaje:                     440 V
Potencia:                  500 kW
Factor de potencia:    0,88
Eficiencia:                 96,8%
Lamentablemente el dato de corriente en la placa es ilegible.
Aparentemente el problemase reduce a reemplazar losdatos en la fórmula (3); sinembargo, estamos olvidan-do un factor muy importante.
¿Tienen las personas elmismo desempeño físico anivel del mar que a 4 200 msnm?.La respuesta es obvia, no.De igual manera un motor anivel del mar se comportará de una manera diferente que en altura.
Será necesario introducir un factor de corrección a la potencia parapoder tener la verdadera corriente nominal en estas condiciones. La tabla muestra los diferentes factores a aplicar para diferentes alturas y para diferentes temperaturas del medio refrigerante.
Factores de correcció n para montaje de motores en
alturas superiores a los 1 000 msnm
La fórmula (3) modificada para nuestro caso será:
Donde K H es el factor de corrección por altura y que para nuestro caso es 0,77.
Reemplazando en la fórmula los datos tenemos:
Ahora sí, ésta es la corriente que consumirá el motor; sin embargo,como veremos más adelante. Los elementos de maniobra y protecciónse ven afectados por un factor para que puedan trabajar en la altura.
De la tabla  también podemos ver que la temperatura ambiente influye en el valor nominal de la potencia, ya que en la mayoría de los casos el refrigerante es el aire.
Podemos decir entonces que la fórmula completa es:
donde:
KT  es el factor de corrección por temperatura.
… mucho cuidado
En la tabla el factor que aparece ya es el producto de KH KT

 

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José Carlos Villajulca

Soy un apasionado ingeniero especializado en Control, Automatizacion e Instrumentación Industrial. Con mas 9 años de experiencia desarrollando proyectos y manteniendo sistemas de control en diversas plantas industriales. Soy director y webmaster de InstrumentacionyControl.NET y de MyAutomationClass.com. Cualquier consulta o comentario lo puedes hacer en la parte de abajo y escribiendo nuestro foro: http://instrumentacionycontrol.net/foros/.

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