NORMAS APLICABLES A LA
ELECTROTECNOLOGÍA DE MOTORES
Arteaga Noguera, Luis Enrique.luis.arteaga@aunar.edu.co Facultad de Ingeniería
Corporación Universitaria Autónoma de Nariño
Abstract: In today's world there are millions of devices that contain electronic components and use or produce electricity. International Standards and Conformity Assessment systems to operate and comply to each other securely are used. This article presents NEMA and IEC standards applicable to electric motors. Índice de Términos—NEMA, IEC, Motores eléctricos, Protección IP.
1. INTRODUCCIÓN
En el mundo actual existen millones de dispositivos que contienen componentes electrónicos y utilizan o producen electricidad, los cuales se valen de las Normas Internacionales y los Sistemas de Evaluación de la Conformidad para funcionar y adecuarse unos a otros de forma segura.
Este interés es común a los gobiernos y consumidores. Los gobierno, desean proteger a la población frente a riesgos innecesarios. Los compradores desean pruebas de la seguridad, el funcionamiento y la fiabilidad de un producto o sistema, y los usuarios de equipos y los consumidores quieren confiar en los productos o servicios que compran.
Las Normas Internacionales son la base para la evaluación de la conformidad y disminuyen la circulación de productos de baja calidad. Asimismo, hacen que los productos sean más seguros, lo que, a su vez, aumenta la confianza de los consumidores y la seguridad pública. En el sector eléctrico las regulaciones de los países se basan en las normas: NEMA y las IEC.
2. NORMAS NEMA
La Asociación Norteamericana de Manufacturas Eléctricas (NEMA) Es la asociación de comercio más grande en los Estados Unidos, la cual representa los intereses de los fabricantes de la industria eléctrica, y cuyo objetivo es establecer la estandarización de este sector. Fue fundada en 1926 y sus oficinas principales se encuentran cerca de Washington, DC. Sus miembros son compañías fabricantes de productos eléctricos utilizados en las áreas de transmisión, generación, distribución, control y consumo de la energía eléctrica.
3. NORMAS IEC
La Comisión Electrotécnica Internacional, IEC (International Electrotechnical Commission), es una organización de normalización en los campos eléctrico, electrónico y tecnologías relacionadas, la cual fue fundada en 1906 y tiene su sede en Suiza. Varias de sus normas se desarrollan
conjuntamente con la ISO (normas ISO/IEC).
4. CLASIFICACIÓN DE LOS
MOTORES SEGÚN LAS NORMAS NEMA Y IEC.
A nivel mundial, los fabricantes de motores adoptan las normas de marcación de terminales de acuerdo con la normalización vigente en su respectivo país, derivadas principalmente de las normativas I.E.C. y NEMA. Destacándose que en los motores fabricados bajo norma NEMA sus cables de conexión son marcados con números desde el 1 al 12 y los fabricados bajo norma IEC tienen una marcación que combina las letras U, V, W y los números desde el 1 hasta el 6.
Tabla 1.Nomenclatura terminales de conexión NEMA/IEC.
NEMA T1 T2 T3 T4 T5 T6
IEC U1 V1 W1 U2 V2 W2
NEMA T7 T8 T9 T10 T11 T12
IEC U5 V5 W5 U6 V6 W6
Los diseños incluyen las tensiones a las cuales podrán ser energizados y cada norma en particular realiza su marcación de terminales de conexión. La gran mayoría de fabricantes diseñan los motores con bobinados para operar a dos (2) tensiones de servicio, destacándose que los Motores NEMA tienen una relación de conexionado de 1:2, es decir que una tensión es el doble de la otra. Ej.230/460 V y en los Motores
IEC se presenta un diseño con una relación de1:1,732, Ej. 220/380V.
Existen diseños en los cuales esto no se cumple y se fabrican motores para operar a un sólo voltaje y con una sola conexión.
5. CLASIFICACIÓN DE MOTORES SEGÚN LA NORMA NEMA
Según el esfuerzo que va a realizar el motor las normas NEMA identifican con su nombre y una letra las condiciones de arranque de cada motor, lo cual permite seleccionar el indicado para cada tipo de carga a mover.
5.1 NEMA A: Son motores con par de
arranque relativamente alto, de 1,5 a 1,75 veces del nominal, deslizamiento nominal bajo, entre el 2 y 4 % y corriente de arranque alta, entre 5 y 7 veces la nominal. Este tipo de máquina es de uso general.
5.2 NEMA B: Son motores con par de
arranque normal, entre1,4 a 1,6 veces del nominal , deslizamiento nominal normal, 3,5 % y corriente de arranque normal, entre 4,5 y 5 veces la nominal. Este tipo de máquina es de uso general.
5.3 NEMA C: Son motores con par de
arranque alto, entre 2 y 2,5 veces del nominal, deslizamiento nominal normal, entre el 4 y 5 % y corriente de arranque normal, entre 3,5 y 5 veces la nominal. Este tipo de máquina es de uso en arranques difíciles, como bombas y compresores a pistón.
5.4 NEMA D: Son motores con par de
arranque alto, entre 2,5 y 3 veces del nominal, deslizamiento nominal alto, entre el 8 y 13 % y corriente de arranque baja. Este tipo de máquina es
de uso en servicios pesados, como cizallas o guillotinas, por el elevado par de arranque.
5.5 NEMA F: Son motores con par de
arranque bajo, 1,25 veces del nominal, deslizamiento nominal mayor al 5 % y corriente de arranque baja, entre 2 y 4 veces la nominal. Este tipo de constructivo se usa en motores de 25 Hp o mayores, en arranques directo, aprovechando el beneficio de tener una corriente de arranque baja.
6. CLASIFICACIÓN DE MOTORES SEGÚN LA NORMA IEC
6.1 S1. Servicio continuo o Permanente: régimen normal. Carga
constante, el motor elegido debe permitir establecer un régimen de trabajo continuo sin presentar alteraciones en sus parámetros de trabajo establecidos por el fabricante, condiciones de explotación normal, el ambiente de trabajo no presenta condiciones a destacar.
Figura 1. Tipo de servicio S1. 6.2 S2. Servicio de breve duración
(Corto o limitado): Para que el servicio pueda ser evaluado con esta
clasificación, el tiempo de la pausa, entre dos períodos consecutivos de trabajo, debe ser tal, que permita al motor alcanzar la temperatura ambiente, luego de haber llegado al límite de temperatura admisible en el período de funcionamiento.
Figura 2. Tipo de servicio S2. 6.3 S3. Servicio intermitente (sin
influencia del arranque): Para seleccionar un motor de acuerdo con este régimen de trabajo, la corriente de arranque no influye sobre la temperatura del bobinado, los períodos de reposo permiten alcanzar al bobinado la temperatura ambiente antes de recibir la nueva orden de arranque.
6.4 S4. Servicio intermitente (Con influencia del arranque): Serie de ciclos idénticos, en cada uno de ellos con un período de arranque significativo, uno de funcionamiento a carga constante y una pausa. Las pérdidas y su duración hacen que la fase de arranque no pueda ignorarse. Se debe de clasificar bajo este régimen de trabajo, cuando la corriente de arranque influye sobre la
temperatura del bobinado, el proceso de parada es libre o por frenado mecánico.
Figura 3. Tipo de servicio S3.
Figura 4. Tipo de servicio S4. 6.5 S5. Servicio intermitente (Servicio
ininterrumpido con influencia del frenado eléctrico): Serie de ciclos
idénticos cada uno de ellos con un período de arranque significativo, uno de funcionamiento a carga constante, uno de frenado eléctrico y una pausa. Esta clasificación comprende a las máquinas que son controladas por frenado eléctrico, y la corriente de arranque y la del sistema de frenado eléctrico influyen sobre la temperatura del bobinado, el motor va incrementando la temperatura de sus bobinados en forma escalonada, hasta alcanzar la temperatura de régimen establecida por el fabricante.
Figura 5. Tipo de servicio S5. 6.6 S6. Servicio continuo con carga
intermitente: Serie de ciclos idénticos, cada uno de ellos con un período de funcionamiento a carga constante y uno de funcionamiento sin carga. No existen pausas. El motor funciona en forma permanente y su estado cambia de plena carga a vacío,
sin interrupción de tensión de alimentación.
Figura 6. Tipo de servicio S6. 6.7 S7. Servicio continuo con
arranques y frenados eléctricos:
Serie de ciclos idénticos cada uno de ellos con un período de arranque uno de funcionamiento a carga constante y uno de frenado eléctrico. No existen pausas.
Figura 7. Tipo de servicio S7.
Esta clasificación comprende las máquinas que funcionan en forma permanente con arranque, frenado eléctrico y arranque en sentido contrario, sin tiempo de parada entre cada ciclo.
6.8 S8. servicio continuo con varia-ciones periódicas de velocidad:
Serie de ciclos idénticos, cada uno de ellos con un período de funcionamiento a carga constante a una velocidad de rotación establecida, seguido de uno o más períodos de funcionamiento a carga constante a otras velocidades. No existen pausas. El motor funciona en forma permanente con variación periódica del número de revoluciones, teniendo permanentemente acoplada una carga constante.
Figura 8. Tipo de servicio S8.
En todos los servicios, la duración relativa de conexión, se determina sumando todos los tiempos de conexión y dividiendo por los tiempos totales (conexión más pausa). Este valor nos da una idea, a cual servicio va a ser sometido nuestro motor.
7. GRADOS DE PROTECCIÓN.
El Grado de protección IP hace referencia al estándar internacional de protección utilizado en los datos técnicos de equipamiento eléctrico o electrónico, generalmente de uso industrial; como sensores, medidores, controladores, etc. Especifica un sistema para clasificar los diferentes grados de protección aportados a los mismos por los contenedores que resguardan los componentes que constituyen el equipo.
La clasificación de los grados de protección proporcionados por los cierres de las máquinas de rotación se basan en:
- Estándar IEC 34-5 o EN 60529 para el código IP.
- Estándar EN 50102 para el código IK
7.1 Protección IP
Protección de personas para evitar que entren en contacto (o se acerquen) a las partes móviles y para evitar el contacto con las partes móviles del interior del motor. También se refiere a la protección del motor con respecto a la entrada de objetos sólidos extraños y con respecto al efecto dañino producido por la entrada de agua.
Letra característica: IP más dos dígitos. Primer dígito: Grado de protección a las
personas y a las partes internas del motor
2
: Motores protegidos contra objetos sólidos mayores de 12 mm4
: Motores protegidos contra objetos sólidos mayores de 1mm5
: Motores protegidos contra el polvo.Segundo dígito: Grado de protección
proporcionado por el cierre en relación a los efectos dañinos debido a la entrada de agua
3
: Motores protegidos contra vapor de agua.4
: Motores protegidos contra gotas de agua.5
: Motores protegidos contra chorros de agua.6
: Motores protegidos contra agua marina.7.2 Código IK
Clasificación de los grados de protección de los motores totalmente cerrados con respecto a impactos mecánicos externos.
Letra característica: IK más dos dígitos. Tabla 2. Relación entre el código IK y la energía de impacto en [Julios]
Código IK IK 01 IK 02 IK 03 IK 04 IK 05 Energía de impacto 0.15 0.2 0.35 0.5 0.7 Código IK IK 06 IK 07 IK 08 IK 09 IK 10 Energía de impacto 1 2 5 10 20 5. REFERENCIAS [1] BIENVENIDOS A LA IEC, de http://www.iec.ch/about/brochures/pdf/ about_iec/welcome_to_the_iec-s.pdf. [2] CLASIFICACIÓN DE LOS
MOTORES SEGÚN LAS NORMAS
NEMA Y IEC 4, de
http://es.scribd.com/doc/104480605/No rmas-Nema-de-Los-Motores.
[3] GUIA DEL MOTOR, ABB Motors, de, http://www02.abb.com/global/boabb/bo abb011.nsf/0/6e806ea8a5210e29c12578 e0007e6a7f/$file/gu%C3%ADa+del+m otor+es.pdf
[4] SELECCION DE MOTORES
ELECTRICOS. Rodríguez volta Mateo. Universidad Tecnológica Nacional, de, http://www.frro.utn.edu.ar/repositorio/c atedras/mecanica/4_anio/electrotecnia_ maquinas_electrica/TP6.pdf
