Amperaje de Motores y Proteccion de Ramales

7/31/2019 Amperaje de Motores y Proteccion de Ramales

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AMPERAJE DE MOTORES Y PROTECCION DE

RAMALESIng. Ovidio Reyes C.I.V: [email protected]

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TABLAS DE AMPERAJE DE MOTORES Y PROTECCION DE RAMALESPublicado porOvidio Reyes en 10:100 comentarios

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Etiquetas: MOTORES

VIERNES, 20 DE MAYO DE 2011

AUTOMATISMO

AUTOMATISMOS ELECTRICOSPor: Ing. Ovidio Reyes

INVERSIN DE GIRO DE UN MOTOR TRIFSICOPara lograr la inversin de giro de un motor basta con montar dos contactores enparalelo, uno le enviar las 3 fases en un orden y en otro intercambiar dos de lasfases entre s manteniendo la tercera igual. El esquema de potencia quedar comosigue.

En el esquema de mando tendremos que tener la precaucin de que los doscontactores no puedan funcionar a la vez, ya que ello provocar un cortocircuito atravs del circuito de potencia. Para evitarlo se montarn unos contactos cerrados,llamados de enclavamiento, en serie con las bobinas de los contactorescontrarias. En el mercado tambin existen contactores ya construidos a tal efectoque incluyen unos enclavamientos mecnicos para una seguridad adicional.

A.Inversor de giro pasando por paro. Mando de dos contactoresmediante dos pulsadores de marcha (S2 y S3) y parada a travs del contacto delrel trmico F2 o pulsador S1. Ambos contactores no pueden funcionar a la vez

(enclavamientos elctricos). La marcha de un contactor debe pasar por paro. Encaso de avera por sobre intensidad lucir HAv.
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B. Inversor de giro sin pasar por paro. Mando de dos contactores a travsde los pulsadores S2 y S3. Parada del motor por avera F2 o el pulsador S1. Slopuede funcionar uno y la inversin de marcha no es necesario pasar por paro.


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TEMPORIZADORESLos temporizadores son unos rels que cambian sus contactos en funcin deltiempo. Bsicamente son de dos tipos:

Temporizador a la conexin: cuando conectamos la bobina, y la mantengamos as,los contactos cambiarn pasado el tiempo que tengan programado. Una vezdesconectada estos vuelven inmediatamente a su posicin de reposo.

Temporizador a la desconexin: al activar la bobina los contactos cambianinmediatamente y es al desconectarla cuando temporizan, pasado el tiempoprogramado retornan a reposo.

En el mercado existen multitud de temporizadores, los hay con contactos de losdos tipos, que incluyen contactos instantneos, con contactos intermitentes, etc.

La numeracin de los contactos es la correspondiente a los especiales.

Ejemplos de esquemas con temporizadores:

1. Desconexin del contactor al cabo de un tiempo de accionar el SM.


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2. Conexin de KM pasado un tiempo del accionamiento de SM. Parada porSP.

3. Conexin y desconexin intermitente de KM al accionar SM.


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4. Conexin secuencial de tres contactores a travs de SM. Parada total conSP.


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ARRANQUE ESTRELLA-TRIANGULOUn motor trifsico, en el momento del arranque, consume entre 3 y 7 veces laintensidad nominal. Estas puntas de corriente, aunque no perjudican el motor,pueden ocasionar trastornos en los dems aparatos. Para evitar esto se realizanunos arranques especiales y uno de ellos es la estrella-tringulo.

Para realizar dicho arranque necesitamos acceder a los 6 bornes del motor y quetrabaje nominalmente en tringulo. Con este arranque reducimos la tensin en elprimer punto a 3 veces menor (conexin de KLnea y KEstrella), de esta manerala intensidad tambin se reduce. Pasado un tiempo KT aplica la tensin nominal almotor (deja conectado KLnea y KTringulo).

El esquema de potencia es como sigue:

Esquemas de mando existen varios, uno de ellos es el de figura siguiente que esuno de los ms seguros que hay. Por ejemplo; si KL no funciona la maniobra no seinicia, una vez utilizado el temporizador este es desconectado, si KT est clavadono arranca el motor, etc.


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Ing. Ovidio Reyes C.I.V: [email protected]

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CALCULO DE ALIMENTADOR Y PROTECCION PARA MOTORES

En los ejemplos y estudios siguientes; mostramos, la forma correcta de dimensionaralimentadores de motores y de seleccionar sus protecciones contra sobre-corrientes. Segnrequerimientos del CEN (Cdigo Elctrico Nacional).

En una primera parte explicamos cmo seleccionar los dispositivos de proteccin contra uncorto circuito y la proteccin de falla de tierra para varias conexiones tpicas de motores.

Entendiendo como punto crucial de ese artculo, el no sobre calcular el dispositivo de laproteccin, y se requieren los clculos separados de corto circuito y la proteccin de falla detierra, para obtener resultados reales.

Por otra parte tambin existe confusin, en lo que se refiere a proteccin de dimensionamiento

de corto circuito y de falla de tierra para un alimentador comn que abastece a ms que unmotor. Por lo tanto indicamos los clculos del circuito ramal y luego lo referente a la seleccin
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del alimentador principal, as como las protecciones respectivas, siguiendo las recomendacionesdel CEN y poder obtener resultados correctos.

Los conductores del circuito ramal. SECCION 430.6 del CEN (Determinacin de las capacidadesde corriente y nominal de los motores), los conductores del circuito ramal que alimenten unsolo motor, tendrn una capacidad de corriente no menor que el 125 % de la corriente nominala plena carga del motor (FLC).

Para ilustrar esto, consideremos el caso de: Motor 3 HP, monofsico, 115V. La FLA del motor esde 34 AMPS., calculemos el alimentador y los fusibles del elemento dual para el corto circuito yla proteccin de falla de tierra.

Por CEN, Tabla 430.148, la corriente FLC es 34 AMPS.

Por tanto 34 AMPS. 125 el % = 43 AMPS.

Por CEN, Tabla 310.16, se selecciona el conductor ms cercano que clasifique, puede sercalibre # 6 AWG - TW 60C CAP. 55 AMPS, el indicado calibre # 6 AWG THHN 75C, CAP.65 AMPS.

Para el clculo del dispositivo de proteccin, con referencia SECCION 430.52 del CEN(Capacidad nominal o ajuste para circuitos de un solo motor), el dispositivo de proteccincontra cortocircuito y falla a tierra del circuito ramal del motor, ser capaz de soportar lacorriente de arranque del motor y ser seleccionado de acuerdo a los factores indicado en Tabla430-152 del CEN, segn el tipo de motor el tipo de dispositivo de proteccin. Cuando losvalores del dispositivo de proteccin obtenido, no corresponda con la valuacin estndar dedispositivos de proteccin, usted debe usar el siguiente dispositivo ms alto. Para ilustrar esto,volvamos al ejemplo 1.

Por CEN, Tabla 430-152, multiplique: 34 AMPS. 175 % = 59,5 AMPS.

Por tanto se selecciona un Fusible con retardo de tiempo de 60 AMPS.


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Para el caso de este ejemplo, seguimos los siguientes pasos:

1.- Dimensionamos los circuitos ramales y los dispositivos de proteccin de acuerdo con loindicado en el ejemplo 1, para cada motor, una vez realizado esto, usted est listo a pasar alpaso siguiente.

2. calculamos el alimentador principal comn para los dos (2) motores. De acuerdo con laSECCION 430-24 del CEN (Conductores que alimentan varios motores), los conductores quealimentan a dos o ms motores tendrn una capacidad igual a la suma del valor nominal de lacorriente a plena carga de todos los motores, mas el 125% del valor de la corriente del motorms grande del grupo.

As tenemos en SECCION 430-17 del CEN, se considera como motor de mayor potencia aquelque tenga la ms alta corriente a plena carga (FCL).

Para el ejemplo de estudio tenemos:

Un Motor de 5 HP, 230V (28 AMPS.), motor monofsico


(Uno) de 28 AMPS. y (Uno) de 17 AMPS.

El motor ms grande es 28 AMPS.


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Por tanto el alimentador el alimentador debe ser calculado para:

28 AMPS. 1.25 + 17 AMPS. = 52 AMPS.

Se selecciona el conductor ms cercano Tabla 310-16, que clasifica puede ser un Calibre # 6AWG TW 60C de 55 AMPS. un Calibre # 6 AWG THHN 75C de 65 AMPS.

Para el clculo del dispositivo de proteccin, con referencia SECCION 430.53 (Varios motores ocargas en un circuito ramal). Cuando los valores del dispositivo de proteccin obtenido, nocorresponda con la valuacin estndar de dispositivos de proteccin, usted debe usar elsiguiente dispositivo ms alto.

Para la proteccin se seleccionan Interruptores Automticos de tiempo inverso.

Por CEN, Tabla 430-152, multiplicar las corrientes FLCs. por 250%

Para el motor de 5 HP., multiplicar: 28 AMPS. 250% = 70 AMPS.

Para el motor de 3 HP., multiplicar: 17 AMPS. 250% = 42,5 AMPS.

Por tanto clasifican Interruptores Automticos de capacidades 70 AMPS. y de 45 AMPS,respectivamente para cada motor (ver Figura 3).

Para la proteccin principal consideramos la proteccin del motor ms grande ms la corrienteFCL del motor menor. As tenemos: 70 AMPS. + 17 = 87 AMPS.


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Asumimos la inmediata inferior que es un Interruptor Automtico de 80 AMPS.

Para este caso tenemos:


Un Motor de 7.5 HP, 230V (40 AMPS.), motor monofsico.

El motor ms grande es 40 AMPS.

Por tanto el alimentador el alimentador debe ser calculado para:

40 AMPS. 1.25 + 28 AMPS. = 78 AMPS.

Se selecciona en Tabla 310-16, el conductor ms cercano que clasifica que es el conductorCalibre # 4 AWG THHN para 75C y de capacidad 85 AMPS.


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Para este ejemplo se requiere calcular el alimentador comn, conductor (THHN 75C) y losdispositivos de proteccin para cada uno de los motores (con Interruptores de tiempo inverso),para los siguientes motores grupo de motores:

Tres (3) de 1 HP, monofsicos, 120 V. Tres (3) de 5 HP, monofsicos, 208 V.

Uno (1) de 15 HP, rotor bobinado, trifsico, 208 V.

Dimensionar valores nominales SECCION 240-6, Tabla 430-52 para interruptores automticospara los diferentes tipos de motores. Comience por determinar los FCLs para cada motor deacuerdo con los HP, Voltaje y tipo de motor, en Tablas: 430-48 y 430-49, para cada motorespecifico y luego asignarle la proteccin inmediata superior que le corresponda (sinsobredimensionar).

Para los motores de 1 HP, monofsicos, 120 V: FLC es 16A.16A 250 el % = 40A

Para los motores de 5 HP, monofsico, 208 V: FLC es 30.8A.

30.8A 250 el % = 77A (el Siguiente tamao de arriba es 80A.)

Para el motor de 15 HP, rotor bobinado, trifsico, 208 V: FLC es 46.2A.

46.2A 150 el % (el rotor bobinado)56.9A (el Siguiente tamao de arriba es 70A.)

Alimentadores Ramales para cada motor:


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Tres (3) de 1 HP, monofsicos, 120 V.: FCL es 16 AMPS:

Por tanto 16 AMPS. 125 el % = 20 AMPS.

Por CEN, Tabla 310.16, se selecciona el conductor ms cercano que es el calibre # 14 AWG THHN 90C CAP. 25 AMPS.

Tres (3) de 5 HP, monofsicos, 208 V.: FCL es 30.8 AMPS:

Por tanto 30.8 AMPS. 125 el % = 38.5 AMPS.


Uno (1) de 15 HP, trifsico, 208 V.: FCL es 46.2 AMPS:

Por tanto 46.2 AMPS. 125 el % = 57.75 AMPS.


Ahora, calculemos el conductor del alimentador comn, para el suministro elctrico a variosmotores, este debe tener una capacidad no menor del 125 % del FLC motor de tasa ms alta

SECCION 430-17 de CEN, y la suma de las FLCs de los otros motores SECCION 430-24 del CEN.


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Continuando con este ejemplo, se suman todas las capacidades, multiplicando el ms altomotor evaluado por 125 %. As tenemos:

(46.2 AMPS. 1.25) + 30.8 AMPS. + 30.8 AMPS. + 16 AMPS. = 136 AMPS.

Segn Tabla 310-16 se selecciona un conductor calibre # 1/0 THHN - 75C, de Cap. 150 AMPS.,

que es el conductor ms adecuado para 136 AMPS. de capacidad.

Para seleccionar el tamao el conductor del alimentador principal, de forma exacta, basta conincluir slo los motores que estn en la misma fase. Por esa razn, estos clculos sloinvolucran a cuatro motores del grupo (ver distribucin de motores en Figura: 4).

Los conductores de un circuito ramal que alimenta un solo motor tendr una capacidad

de corriente no menor que el 125% de la corriente nominal a plena carga del motor.

Los conductores que alimentan dos o ms motores tendrn una capacidad igual a lasuma del valor nominal de la corriente a plena carga de todos los motores, ms el 25 % del

valor de la corriente del motor ms grande del grupo.

Si los motores de mayor potencia del grupo son dos o ms de igual potencia, se

considerar a uno solo de estos motores como el mayor para los clculos anteriores.

Capacidad o juste del dispositivo de proteccin, para el caso de un solo motor, es lacapacidad permitida por el art. 430-52. La proteccin requerida se considera cumplida cuandoeste dispositivo de proteccin tenga una capacidad o ajuste que no exceda los valores dados

en la Tabla 430-152.

Capacidad o juste del dispositivo de proteccin, para el caso de un grupo de motores,es la capacidad permitida por el art. 430-53. Se pueden conectar a un circuito ramal dos oms motores de cualquier capacidad nominal o motores y otras cargas, teniendo cada motordispositivos individuales de proteccin contra sobre carga en marcha, aprobados para

instalacin en grupo.

Un alimentador que sirve a una carga fija y especifica de motores, cuyos conductores

tienen calibres basados en el art. 430-24, deber estar provisto de un dispositivo deproteccin de valor nominal o ajuste no mayor de la capacidad o ajuste del mayor de losdispositivos de proteccin del circuito ramal contra cortocircuito y falla a tierra de cualquierade los motores del grupo (basada en las Tablas 430-152), mas la suma de las corrientes a

plena carga de los motores del grupo.

Recuerde, que los conductores del alimentador del motor, deben estar protegidos en

contra sobre corrientes que resulta de cortos circuitos y o de falla a tierra, para evitar losdaos por recargas del motor. Por lo tanto esta proteccin debe ser la adecuada.

Cuando usted selecciona el siguiente tamao abajo en lugar del siguiente tamao

arriba. Recuerde, que en el CEN, no se requiere que usted excede la proteccin del circuito delramal y Otra vez, recuerde que usted no hace clculos para la proteccin motor en recarga.Usted hace clculos para la proteccin de cortos circuitos y fallas de tierra, nicas no el

recargo.

Para cualquier duda sobre el tema planteado, consulte lo referente a alimentadores ycircuitos ramales de motores SECCION 430 del CEN. En el ejemplo N 8 del cdigo elctriconacional se ilustra esto con nmeros reales, un clculo completo sobre motores, conductores y


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proteccin contra sobre corrientes (Referido a los artculos 430-22, 430-24, 430-32. 430-52,430-62 y las Tablas 430-48, 430-49, 430-50, 430-51 y 430-52).

Recopilado por:Ing. Ovidio Reyes C.I.V.: 45.702Maracaibo Venezuela 2.011

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