Motor eléctrico y cuadro a la vez: cómo especificar las protecciones en el pedido

Día de puesta en marcha. El electricista abre la caja de bornes y, junto a los tres bornes de potencia, encuentra dos cables finos: los terminales de las sondas PTC alojadas en el bobinado. En el cuadro, sin embargo, no hay ningún relé de termistor donde conectarlos. O se dejan sueltos y el motor arranca sin vigilancia térmica, o la puesta en marcha se retrasa una semana. También ocurre al revés: el cuadro lleva un relé con entrada PTC, el motor llega sin sondas y alguien puentea la entrada. Detrás de ambas situaciones hay lo mismo: motor y cuadro se compraron por separado, sin que nadie cruzara los datos. La protección es una cadena que va de piezas dentro del motor a aparatos dentro del cuadro, y conviene especificarla como un conjunto.

Las dos mitades de la cadena de protección

Resulta útil repartir los elementos de protección de un motor asíncrono en dos grupos:

• En el motor o dentro de él: sondas de temperatura del bobinado (PTC o PT100), resistencia anticondensación, bornes auxiliares en la caja, entradas de cable y, en carcasas grandes alimentadas por variador, rodamiento aislado o puesta a tierra del eje. Se montan en fábrica; añadirlos después es difícil o directamente imposible.
• En el cuadro: protección contra cortocircuito (fusibles o guardamotor), protección contra sobrecarga (relé térmico o electrónico), control de pérdida y secuencia de fases, el relé que evalúa la sonda, el contacto que alimenta la resistencia y el propio arrancador.

El primer grupo va en el pedido del motor; el segundo, en el del cuadro. El problema es que los dos pedidos suelen salir de mesas distintas. Qué aparato actúa ante cada fallo lo explicamos en el artículo sobre relé térmico, guardamotor y fusible; aquí el tema es que ambas mitades encajen.

Qué añadir al pedido del motor

Sondas de temperatura en el bobinado

Los aparatos que miden corriente solo estiman el calentamiento. Con la tapa del ventilador obstruida, una sala caliente o muchas horas a baja velocidad con variador, la corriente puede parecer normal mientras el bobinado se sobrecalienta. Por eso las sondas tienen sentido en motores con variador, con arranques frecuentes o en ambientes calurosos. En las series trifásicas de HEM Motor, PTC y PT100 son opciones que se eligen al hacer el pedido. La elección condiciona el aparato del cuadro: la PTC dispara un relé a un umbral fijo y la PT100 alimenta una entrada que lee la temperatura de forma continua. Los valores de ajuste están en nuestra guía sobre sondas PT100 y termistores PTC.

Resistencia anticondensación

En motores que pasan mucho tiempo parados, que trabajan a la intemperie o que sufren grandes saltos de temperatura entre el día y la noche, la humedad se condensa dentro de la carcasa. La resistencia se conecta con el motor parado y se desconecta al arrancar, lo que exige en el cuadro una alimentación propia y un enclavamiento mediante un contacto auxiliar del contactor principal. Si se pidió con el motor pero nadie previó su alimentación, no sirve de nada.

Entradas de cable y caja de bornes

Con sondas y resistencia, a la caja llegan uno o dos cables además del de potencia. El número de entradas depende de la carcasa: las H112–132 tienen 2×M32×1,5 y las H160–180, 2×M40×1,5. Como el cable de las sondas no debe compartir prensaestopas con el de potencia, conviene acordar número de entradas y orientación de la caja al hacer el pedido.

Carcasas grandes con variador

En motores grandes alimentados por convertidor de frecuencia puede hacer falta rodamiento aislado o puesta a tierra del eje frente a las corrientes de rodamiento, y con cables largos se añade un filtro dv/dt o senoidal a la salida del variador. Cada uno de estos elementos tiene su reflejo tanto en el motor como en el cuadro. La longitud del cable la tratamos en el artículo sobre distancia de cable entre variador y motor.

Paquete habitual del cuadro según el método de arranque

Lo que va en el cuadro lo decide sobre todo la forma de arrancar. Estas listas sirven para detectar huecos, no como receta cerrada:

• Arranque directo: guardamotor o fusibles, contactor y relé térmico; si el motor lleva sondas, relé de termistor. Es el conjunto más sencillo, con una corriente de arranque elevada.
• Estrella-triángulo: tres contactores, temporizador y relé térmico. Como el relé suele ir en la línea del contactor principal, se ajusta a unas 0,58 veces la corriente de placa. El motor tiene que estar bobinado para trabajar en triángulo a 400 V; si eso no figura en el pedido, el cuadro no sirve tal como está.
• Arrancador suave: su protección electrónica de sobrecarga suele sustituir al relé térmico. Contactor de bypass, tiempo de rampa y arranques por hora mandan en la elección.
• Convertidor de frecuencia: vigila la corriente, pero no ve la temperatura del bobinado durante largos periodos a baja velocidad. Si se va a usar su entrada PTC, el motor debe pedirse con sondas.

Si se prevé un relé de protección multifunción, el artículo sobre funciones del relé de protección de motor ayuda a decidir cuáles activar.

La hoja de datos que necesita el cuadrista

Para el cuadro no basta el catálogo: hacen falta los datos de este motor concreto. Una página es suficiente:

1. Potencia, corriente nominal y tensión de placa con su conexión (230/400 V o 400/690 V).
2. Método de arranque y comportamiento de la carga al arrancar: ¿ligera, como una bomba, o pesada, como una cinta cargada?
3. Arranques por hora.
4. Opciones del motor: tipo y número de sondas, tensión y potencia de la resistencia.
5. Temperatura ambiente y altitud. Los valores de catálogo valen entre −15 °C y +40 °C y hasta 1000 m; por encima puede ser necesario desclasificar.
6. Longitud del cable entre cuadro y motor, clave cuando hay variador.

Tener esta hoja lista al pedir la oferta del motor hace que ambos proveedores hablen de la misma máquina. Para otros descuidos habituales, vea qué revisar antes de comprar un motor eléctrico.

Lo que suele faltar en obra

Los aparatos grandes rara vez se olvidan. Lo que para una puesta en marcha suelen ser detalles:

• La tensión de alimentación del relé de termistor no coincide con la tensión de mando del cuadro.
• Cable de sonda sin apantallar tendido junto al de potencia, con disparos sin motivo.
• Ningún interruptor ni contacto reservado para alimentar la resistencia.
• Prensaestopas insuficientes en la caja; se taladra otro agujero y se pierde el grado de protección.
• Un relé térmico cuyo rango de ajuste no abarca la corriente de placa.

Conclusión

Tratar la protección como una partida aparte del motor es lo que hace que los dos extremos de la cadena no encajen. Sondas, resistencia y entradas de cable del motor, y relés, alimentaciones y arrancador del cuadro, deben salir de una misma hoja de datos. En nuestros motores eléctricos trifásicos las opciones de sonda y resistencia se indican con el pedido; para cerrar la configuración puede contactar con nuestro equipo técnico.

Preguntas frecuentes

¿Se pueden añadir sondas PTC a un motor ya instalado?

Las sondas se colocan dentro del bobinado para medir su temperatura directamente. En un motor en servicio, añadirlas solo suele ser viable durante un rebobinado, así que conviene pedirlas desde el principio.

Si el motor va con variador, ¿hace falta además un relé térmico?

La mayoría de los variadores protegen contra sobrecarga por corriente y, con un solo motor, suelen hacer innecesario un relé aparte. Sin embargo, no detectan por la corriente la mala refrigeración a baja velocidad, por lo que sondas y entrada del variador deben plantearse juntas.

¿Todos los motores necesitan resistencia anticondensación?

Los motores que trabajan de forma continua en interiores secos y con temperatura estable normalmente no la necesitan. En motores de reserva que pasan tiempo parados, en exteriores y en plantas húmedas es una forma práctica de mantener seco el bobinado.

¿Por qué dar datos del cuadro al pedir el motor?

La conexión, el tipo de sonda y las entradas de cable se deciden en función de los aparatos del cuadro. Si esa información se comparte al principio, el motor se conecta al cuadro existente o nuevo sin cambios adicionales.