Corriente de entrada del motor
Calcule la corriente de entrada del motor, la caída de tensión durante el arranque y el valor I²t para la selección de fusibles y disyuntores.
Fórmula
Cómo Funciona
Esta calculadora determina la corriente de entrada del motor (rotor bloqueado) para dimensionar los fusibles, los disyuntores y las fuentes de alimentación. Los ingenieros eléctricos, los fabricantes de paneles y los electricistas industriales la utilizan para garantizar que los dispositivos de protección permitan el arranque del motor y, al mismo tiempo, ofrezcan protección contra fallos. La protección de tamaño insuficiente se dispara en cada arranque; la protección sobredimensionada no elimina las averías, lo que corre el riesgo de dañar el equipo.
Según la NEMA MG-1-12.35 y la IEC 60034-12, la corriente de rotor bloqueado (LRC) oscila entre 5 y 8 veces la corriente a plena carga para los motores de inducción de corriente alterna, según la clase de diseño del motor. Los motores NEMA Design B (el tipo industrial más común) especifican una relación LRC/FLA de 6,0 a 7,0 veces. En los motores de corriente continua, la velocidad de entrada está limitada únicamente por la resistencia de la armadura: I_inrush = V/R_a, que puede alcanzar entre 10 y 20 veces la corriente de funcionamiento en los primeros milisegundos antes de que se produzca una contraEMF.
La duración de la ráfaga depende de la inercia del motor y de la carga. Según la norma IEEE 3002.7, los motores pequeños sin carga alcanzan la velocidad máxima en 50-200 ms. Los motores con mucha carga pueden tardar entre 5 y 15 segundos, durante los cuales la corriente permanece elevada. El artículo 430 de NEC especifica la protección de los circuitos derivados del motor: los fusibles con retardo con un 175% de FLA o los disyuntores de tiempo inverso con un FLA del 250% permiten la entrada transitoria a la vez que proporcionan protección contra cortocircuitos. Un motor de 10 A requiere un fusible con retardo de 17,5 A que aguante una entrada de 60 a 70 A durante 0,5 a 2 segundos.
Ejemplo Resuelto
Dimensione la protección del circuito derivado para un motor de inducción trifásico de 7,5 kW, 400 V y 50 Hz (diseño B de NEMA). La corriente a plena carga es de 14,2 A por cada placa de identificación del motor; la letra del código LRC es G (5,6-6,3 × FLA).
Paso 1: Calcule la corriente de entrada: Utilizando una relación LRC de rango medio de 6,0 veces: I_inrush = 6,0 × 14,2 = 85,2 A, pico durante el arranque
Paso 2: Determine la duración de la irrupción: Carga del ventilador con J = 0,5 kg·m², constante de aceleración del motor de 15 rad/s² Tiempo hasta alcanzar la velocidad máxima: t = ω/α = (1450 × π /30)/15 = 10,1 segundos Nota: La corriente decae de 85 A a 14 A durante este período, sin mantenerse en su punto máximo
Paso 3: Seleccione un fusible con retardo temporizado según el NEC 430,52: Para motores de diseño B: fusible inferior o igual al 175% del FLA Potencia nominal del fusible = 1,75 × 14,2 = 24,9 A → seleccione un retardo de 25 A (tipo D) Verificación: el fusible con retardo de 25 A soporta 85 A durante unos 10 segundos según la curva del fabricante
Paso 4: Tamaño del cable de alimentación según el NEC 430,22: Ampacidad del cable ≥ 125% × FLA = 1,25 × 14,2 = 17,75 A Seleccione cobre de 2,5 mm² (nominal de 21 A) según la norma IEC 60364
Resultado: utilice un fusible con retardo de 25 A y un cable de 2,5 mm². La entrada de 85 A, que dura hasta 10 segundos, se borra sin provocar molestos tropiezos. La protección aún elimina una falla sostenida de 85 A (rotor atascado) dentro del límite térmico del motor de 15 segundos según el NEMA MG-1.
Consejos Prácticos
- ✓Según el NEMA MG-1-12.50, limite la duración de la corriente de arranque con arrancadores suaves o VFD para motores de más de 7,5 kW; los arrancadores suaves reducen la entrada a 2-3 veces el FLA y extienden el tiempo de aceleración a 5 a 15 segundos
- ✓Agregue una capacitancia volumétrica de 1000 a 4700 µF según las pautas IEC 61000-4-11 a 100 mm del puente en H del controlador del motor para absorber los picos de entrada de 10 a 20 A sin chocar los rieles de suministro de la MCU
- ✓En el caso de los motores accionados por VFD, el motor no produce ninguna entrada (rampa V/f gradual), pero el rectificador de entrada del VFD extrae de 5 a 10 veces la entrada de la red de corriente alterna; dimensiona el disyuntor de CA para la entrada del VFD, no para la entrada del motor
Errores Comunes
- ✗Uso de fusibles de encendido rápido (tipo gG) para circuitos de motores: según la norma IEC 60269-1, los fusibles rápidos se borran 2,5 veces en 0,1; un fusible de 85 A dispara un fusible rápido de 25 A al instante; especifique siempre el tiempo de retardo (tipo GD/am) para proteger el motor
- ✗Dimensionamiento de la fuente de corriente continua únicamente para corriente de estado estacionario: según la física del motor de corriente continua, la entrada alcanza V/r_A (10-20 veces la corriente de funcionamiento); una fuente no regulada se hunde un 50% o más sin un margen de corriente de 3 a 5 veces o un circuito de arranque suave
- ✗Sin tener en cuenta la caída de voltaje del sistema de baterías: una batería de 48 V con una resistencia interna de 20 mΩ cae a 46 V durante una entrada de 100 A; esta caída del 4% puede restablecer las MCU lógicas de 3,3 V si se supera su caída de LDO
Preguntas Frecuentes
Shop Components
As an Amazon Associate we earn from qualifying purchases.
Calculadoras relacionadas
Motor
Eficiencia del motor
Calcule la eficiencia del motor, las pérdidas de potencia y la disipación de calor a partir de las mediciones de entrada eléctrica y salida mecánica.
Motor
Deslizamiento del motor
Calcule el deslizamiento del motor de inducción, la velocidad síncrona, la frecuencia de deslizamiento y la velocidad del rotor para motores de inducción de corriente alterna.
Motor
Velocidad Motor DC
Calcula la velocidad, par motor, potencia y eficiencia de motores de corriente continua.
Motor
Motor Paso a Paso
Calcula el ángulo de paso, velocidad de rotación, frecuencia de pulsos y par de motores paso a paso.