Motores eléctricos de 200 y 250 kW: red, arranque, transporte y repuestos

Un motor IE3 de 4 polos y 250 kW absorbe unos 418 A a plena carga en una red de 400 V; con arranque directo, esa corriente sube hasta unos 3000 A. Pesa más de una tonelada y entrega alrededor de 1600 Nm en el eje. Con estas cifras, elegir un motor de 200 o 250 kW deja de ser una simple compra y se convierte en un pequeño proyecto: si transformador, arrancador, cables, cimentación, izado y repuestos no se planifican junto con el motor, incluso el modelo correcto dará problemas en obra.

Qué dice la línea del catálogo

En el catálogo IE3 de HEM Motor, las dos potencias ocupan estas carcasas (corrientes a 400 V):

• 2 polos: 200 kW IE3-315L2-2, 2980 rpm, unos 331 A; 250 kW IE3-355M-2, 2982 rpm, unos 414 A.
• 4 polos: 200 kW IE3-315L2-4, 1490 rpm, unos 334 A, 1282 Nm; 250 kW IE3-355M-4, 1490 rpm, unos 418 A, 1602 Nm.
• 6 polos: 200 kW IE3-355M2-6, 990 rpm, unos 346 A; 250 kW IE3-355L-6, 990 rpm, unos 433 A.

En 4 polos, el rendimiento IE3 es del 96,0 % y el factor de potencia de 0,90 en ambas potencias. La corriente de arranque ronda 7,1 veces la nominal, el par de arranque unas 2 veces y el par máximo unas 2,2 veces. En el motor de 2 polos y 250 kW, la relación de par de arranque baja a 1,6; si va a mover un compresor que arranca con carga o un ventilador de gran inercia, hay que comprobar aparte el par que exige la carga.

La clase de eficiencia depende del mercado

Según el reglamento europeo de Ecodiseño (UE 2019/1781), los motores de 2, 4 y 6 polos entre 75 y 200 kW deben ser IE4 desde julio de 2023; por encima de 200 kW el mínimo sigue siendo IE3. Una máquina destinada a la UE puede, por tanto, tener reglas distintas para un motor de 200 kW y otro de 250 kW. La normativa aplicable en el lugar de instalación debe aclararse antes de pedir oferta. HEM Motor ofrece IE3, IE4 e IE5 en el mismo sistema de carcasas en estas potencias; en 4 polos, el límite IE4 es del 96,7 % y el IE5 del 97,4 %. Los tramos se detallan en la obligación de eficiencia IE3 e IE4.

A este tamaño, las décimas cuentan: un motor de 250 kW que trabaja 7000 horas al año a plena carga ahorra unos 13.000 kWh anuales con los 0,7 puntos que separan IE3 de IE4.

Red eléctrica y método de arranque

El arranque directo a 200–250 kW solo es viable con un transformador holgado y una carga de arranque ligera. En la mayoría de plantas se elige entre:

• Estrella-triángulo: reduce corriente y par de arranque a un tercio; en un motor de 250 kW y 4 polos, de unos 3000 A a cerca de 1000 A. Exige un bobinado de 400/690 V que trabaje en triángulo a 400 V. Como el par también baja a un tercio, sirve para bombas y ventiladores que arrancan en vacío o con válvula cerrada, no para cintas cargadas.
• Arrancador suave: limita la corriente a unas pocas veces la nominal y arranca en rampa; muy habitual en bombas y ventiladores. En arranques con carga, el límite de corriente debe permitir el par necesario.
• Autotransformador: conserva más par que la estrella-triángulo en arranques largos y pesados, teniendo en cuenta la toma elegida y su servicio de corta duración. Más detalles en arranque escalonado por autotransformador.
• Variador de frecuencia: mantiene la corriente de arranque cerca de la nominal y es la opción natural si el proceso requiere regular la velocidad.

Sea cual sea el método, conviene conocer la potencia y la potencia de cortocircuito del transformador, y comprobar si las cargas sensibles conectadas a él notarán la caída de tensión.

¿400 V o 690 V?

Una salida de 418 A a 400 V implica cables en paralelo y aparamenta voluminosa. Si la planta dispone de distribución a 690 V, o la va a construir, el mismo motor conectado en estrella a 690 V trabaja con unos 240 A, y el coste de cables, embarrados y variador baja en proporción. Suele ser una decisión de toda la instalación, no de un solo motor. Las consecuencias en la caja de bornes y en el arranque se explican en elección de motor asíncrono a 690 V.

Funcionamiento con variador: rodamientos y refrigeración

En motores grandes alimentados por variador puede aparecer tensión en el eje que se descarga a través de los rodamientos y deja estrías en las pistas. En estas carcasas pueden necesitarse rodamientos aislados o escobilla de puesta a tierra del eje, por lo que el uso con variador debe indicarse en el pedido. Con cables largos se valoran filtros dv/dt o senoidales. Si el motor va a trabajar mucho tiempo muy por debajo de su velocidad nominal, pregunte si hace falta ventilación forzada, porque el ventilador del eje pierde caudal. Los sistemas de refrigeración se tratan en refrigeración IC411 e IC416.

Transporte, cimentación y puesta en marcha

El catálogo indica unos 1194 kg para el motor de 2 polos y 200 kW y unos 1685 kg para el de 250 kW; los de 4 y 6 polos están en el mismo orden. En la práctica:

• Prevea el acceso de grúa, carretilla o polipasto hasta su posición y compruebe puertas y pasillos.
• La cimentación debe soportar el peso y el par de reacción en el arranque; una bancada flexible da lecturas de vibración altas que no vienen del motor.
• Alinee el acoplamiento con láser y vuelva a comprobarlo en caliente.
• Mida el aislamiento antes del primer arranque y verifique el sentido de giro con el acoplamiento suelto.

Repuestos y suministro

A esta potencia, una avería suele parar toda la línea. En accionamientos críticos hay que responder pronto a tres preguntas: ¿se guardará un motor de reserva en planta?, ¿puede una sola reserva cubrir varios motores de la misma carcasa?, ¿cómo seguirá funcionando la línea mientras se repara el motor averiado? Unificar potencias y polaridades es la forma más eficaz de reducir repuestos, y el motor almacenado también necesita protección frente a humedad y daños en rodamientos.

Conclusión

Elegir un motor de 200 o 250 kW empieza por la línea del catálogo y termina con la clase de eficiencia adecuada al mercado, una tensión y un arranque acordes con la red, las exigencias del variador y las condiciones físicas de instalación. Estas potencias forman parte de los motores eléctricos con carcasa de fundición gris de HEM Motor. Si envía a nuestro equipo técnico la potencia del transformador, el método de arranque y la forma de montaje, revisaremos juntos el modelo adecuado y su disponibilidad.

Preguntas frecuentes

¿Qué transformador necesita un motor de 250 kW?

No hay una cifra única: influyen la potencia del transformador, su potencia de cortocircuito, el método de arranque y el resto de cargas. Como en arranque directo la corriente supera siete veces la nominal, lo habitual es usar estrella-triángulo, arrancador suave o variador.

¿Puede ser IE3 un motor de 200 kW para una máquina destinada a la UE?

Según el reglamento UE 2019/1781, los motores de 2, 4 y 6 polos entre 75 y 200 kW deben ser IE4 desde julio de 2023. Para máquinas que van a la UE conviene prever IE4 a 200 kW y comprobar si alguna excepción aplica a las condiciones de uso.

¿Los motores grandes necesitan siempre rodamientos aislados?

Con alimentación directa de red, normalmente no. En carcasas grandes alimentadas por variador aumenta el riesgo de corrientes en los rodamientos y pueden necesitarse rodamientos aislados o puesta a tierra del eje, algo que debe indicarse en el pedido.

¿Un motor de 2 polos y 250 kW sirve para arranques con carga?

El catálogo indica un par de arranque de unas 1,6 veces el nominal. Si la carga exige más al arrancar o el arranque es largo, hay que revisar el método de arranque y el motor con la curva de la carga.