Motor eléctrico asíncrono trifásico de 90 kW: carcasa 280M y 315M, velocidad y arranque

Al elegir un motor eléctrico asíncrono trifásico de 90 kW, la primera decisión es la velocidad; la carcasa, la corriente, el par e incluso la preparación de la bancada se derivan de esa decisión. En la gama de 90 kW de HEM Motor, los modelos de 3000 y 1500 rpm están en la carcasa IEC 280M, mientras que el modelo de 1000 rpm está en la carcasa del escalón superior, 315M. Los tres modelos tienen bobinado de 400/690 V (Δ/Y); este bobinado es directamente apto para el arranque estrella-triángulo en una red de 400 V. En este artículo tratamos estas diferencias propias de los 90 kW, las opciones de arranque y la información que debe prepararse para el cálculo del cuadro y del cable.

Tres velocidades, dos carcasas: comparación de los modelos de 90 kW

A igual potencia, cuanto menor es la velocidad, mayor es el par que el motor debe producir en el eje. Al crecer el par, también crecen el paquete del rotor y del estátor; por eso el motor de 90 kW y 6 polos pasa a una carcasa mayor que sus equivalentes de 2 y 4 polos. Los valores siguientes proceden de los registros de producto de HEM Motor (equivalente a 125 HP, corriente nominal a 400 V):

De la tabla se extraen dos conclusiones prácticas. Primera: el par del modelo de 1000 rpm es aproximadamente el triple del de 3000 rpm; esta diferencia se tiene en cuenta al dimensionar el acoplamiento, la entrada del reductor y los pernos de la bancada. Segunda: las corrientes son parecidas; en el lado del cuadro la diferencia entre los tres modelos es pequeña, la diferencia real está en el lado mecánico. Los tres modelos tienen carcasa de fundición, protección IP55 y aislamiento clase F; están bobinados para una red de 50 Hz.

¿Qué significa en obra la diferencia de carcasa según la velocidad?

El número de carcasa IEC indica en milímetros la altura del eje respecto a la base de las patas. Al pasar de la carcasa 280M a la 315M, el eje sube y cambian las medidas de fijación de las patas y el diámetro del eje. Por tanto, colocar en la misma bancada un motor de 90 kW y 6 polos en lugar de uno antiguo de 90 kW y 4 polos no es posible directamente; hay que replantear la bancada, la alineación del acoplamiento y la relación de transmisión.

Si se plantea un cambio de velocidad, aclare primero la velocidad de eje que necesita la máquina. Por ejemplo, en un accionamiento con reductor, pasar de 1500 a 1000 rpm también cambia la velocidad de salida del reductor. Para comparar las medidas de la carcasa y los taladros de las patas con la bancada, utilice los planos técnicos 2D por carcasa; tome las cifras de medidas del plano en lugar de estimarlas.

Qué revisar al sustituir el motor actual

• El código de carcasa (como 280M, 315M) y la velocidad nominal de la placa del motor antiguo.
• Forma de montaje: en esta potencia se usa sobre todo con patas (B3); el uso con brida se confirma aparte en el pedido.
• Tipo de acoplamiento o unión por polea; en transmisión por correa, la carga lateral que soportará el eje.
• En qué lado está la caja de bornes y la dirección de la entrada de cables.

Bobinado de 400/690 V y opciones de arranque

En la placa de los tres modelos figura 400/690 V (Δ/Y). Esto significa que el motor funciona a plena tensión conectado en triángulo en una red de 400 V y conectado en estrella en una red de 690 V. Estar bobinado para la tensión de trabajo en triángulo en una red de 400 V hace que el motor sea apto para el arranque estrella-triángulo. A 90 kW, el arranque directo carga demasiado la red en la mayoría de las instalaciones, por lo que la elección del método es importante.

• Estrella-triángulo: En el arranque el motor se conecta en estrella; la corriente de arranque tomada de la red y el par de arranque bajan a aproximadamente un tercio respecto al arranque directo. Es una solución habitual para cargas que arrancan en vacío o con poca carga, como ventiladores, bombas centrífugas y compresores. Si la carga exige un par elevado en el arranque, el motor puede no acelerar lo suficiente en la posición de estrella; también se tiene en cuenta el pico de corriente en la conmutación.
• Arrancador suave: Limita la corriente elevando la tensión de forma progresiva; como el par disminuye con el cuadrado de la tensión, en arranques con carga el ajuste se hace con cuidado. En bombas también se aprovecha su función de reducir el golpe de ariete en la parada.
• Variador de frecuencia: Mantiene la corriente de arranque en el nivel más bajo y es la única solución si se necesita regular la velocidad. Nuestras series trifásicas son aptas para el control de velocidad con variador de frecuencia; en funcionamiento prolongado a baja velocidad con par pleno puede ser necesario un ventilador independiente, y si el cable entre variador y motor es largo se valora un filtro dv/dt o senoidal; estas condiciones se indican en el pedido.

Lo que decide el método es el par que exige la máquina en el arranque y en qué medida la red (potencia del transformador y demás cargas) puede soportar la corriente de arranque. Cuando estos dos datos estén claros, consulte los modelos HEM Motor adecuados y los precios actuales.

Información que hay que preparar para el cable y el cuadro

La sección del cable y la aparamenta de un motor de 90 kW las calcula el ingeniero de proyecto o de cuadros; no se leen solo en la placa del motor. Para que el cálculo sea correcto, conviene entregar al ingeniero juntos los siguientes datos:

• Corriente nominal: 152 A (280M-2), 155 A (280M-4) o 161 A (315M-6) a 400 V.
• Método de arranque: en estrella-triángulo llegan al motor dos grupos de cables separados y los contactores se eligen según la corriente de fase; en un sistema con variador, el cable de salida del variador y la necesidad de filtro se valoran aparte.
• Longitud del trazado del cable, forma de instalación (canal, bandeja, enterrado) y temperatura ambiente.
• Caída de tensión admisible del cuadro al motor y potencia de cortocircuito de la red.
• Esquema de protección: rango de ajuste del relé de protección térmico o electrónico y, si es necesario, petición de sensores de temperatura en el bobinado.

Encontrará información general sobre cómo se ajusta el relé de protección según la corriente nominal en nuestro artículo sobre protección de motores.

Transporte, elevación y cimentación

Los motores de carcasa 280M y 315M no tienen un tamaño que permita moverlos a mano. Antes de la entrega hay que prever una grúa o una carretilla elevadora en obra, y el motor debe elevarse solo por los cáncamos de la carcasa. Nunca se eleva por el extremo del eje, la tapa del ventilador o la caja de bornes.

La cimentación se prepara para soportar sin vibraciones el par nominal del motor y la fuerza de reacción en el arranque; en este sentido, el par nominal de unos 870 Nm del 315M-6 supone el triple de carga que el 280M-2. La superficie de la bancada debe ser plana, no deben quedar huecos bajo las patas y la alineación del acoplamiento debe comprobarse antes del primer arranque y de nuevo tras las primeras horas. Si el motor no se monta de inmediato, se guarda en un lugar seco y sin vibraciones.

Ejemplo hipotético: motor de 90 kW para una bomba centrífuga

Ejemplo hipotético: Una instalación de riego busca un motor de 90 kW para una bomba centrífuga que trabaja a unas 1480 rpm. Como la bomba requiere poco par en el arranque y el transformador de la instalación es limitado, se prevé un arranque estrella-triángulo. El modelo que coincide con la velocidad de la bomba es el 280M-4 (1486 rpm, 155 A). El ingeniero de cuadros calcula la sección con la corriente nominal de 155 A, el trazado del cable y la forma de instalación; la bancada no cambia porque es la misma que la del antiguo motor de carcasa 280M. Si la bomba hubiera necesitado 1000 rpm, habrían hecho falta una carcasa 315M y una bancada nueva.

Encontrará información específica para aplicaciones de bombeo en nuestra página de motores eléctricos para bombas, y toda nuestra gama de carcasa grande en la categoría de modelos con carcasa de fundición.

Conclusión e información necesaria para el pedido

La elección de un motor de 90 kW empieza por la velocidad: carcasa 280M a 3000 y 1500 rpm, carcasa 315M a 1000 rpm. Después vienen el método de arranque, los datos del cuadro y del cable, y la preparación del transporte y de la cimentación. Antes del pedido, prepare la potencia, la velocidad, la forma de montaje, la tensión de red, el método de arranque, la aplicación y, si es posible, una foto de la placa del motor actual.

Consulte los modelos de 90 kW y los precios actuales en nuestra tienda online. Envíe la foto de la placa, la velocidad y los datos de montaje de su motor actual a través de la página de envío de placa y pida una oferta para el modelo adecuado.

Preguntas frecuentes

¿Cuántos HP tiene un motor de 90 kW?

90 kW equivalen a unos 121 HP; en el mercado y en los registros de producto este escalón se denomina 125 HP. La selección se basa en el valor en kW.

¿Por qué el motor de 90 kW y 1000 rpm tiene una carcasa mayor?

A igual potencia, el par aumenta al bajar la velocidad, y para producir ese par se necesita un paquete magnético mayor. Por eso el modelo de 90 kW y 6 polos tiene carcasa 315M y los de 2 y 4 polos, carcasa 280M.

¿Se puede arrancar en directo un motor de 90 kW?

Técnicamente es posible, pero como la corriente de arranque sube a varias veces la nominal, en la mayoría de las instalaciones el transformador y la red no son adecuados para ello. Normalmente se prefiere estrella-triángulo, arrancador suave o variador de frecuencia.

¿Quién determina la sección del cable de un motor de 90 kW?

El ingeniero de proyecto o de cuadros calcula la sección del cable según la corriente nominal, el método de arranque, la longitud del trazado, la forma de instalación y la temperatura ambiente.