La selección y dimensionamiento de variadores de frecuencia es crucial para el control eficiente de motores eléctricos industriales. Una calculadora precisa garantiza seguridad, cumplimiento normativo y optimización energética en instalaciones eléctricas.
Descubre cómo calcular, seleccionar y aplicar variadores de frecuencia según IEC, IEEE y NTC 2050. Aprende fórmulas, ejemplos y casos reales para dominar el proceso.
Calculadora con inteligencia artificial (IA) – Calculadora de variadores de frecuencia para control de motores – IEC, IEEE, NTC 2050
- ¡Hola! ¿En qué cálculo, conversión o pregunta puedo ayudarte?
- ¿Qué variador necesito para un motor trifásico de 15 kW, 400 V, 50 Hz, según IEC?
- Calcular el tamaño del variador para un motor de 10 HP, 220 V, 60 Hz, bajo NTC 2050.
- ¿Qué protección requiere un variador para un motor de 30 kW, 480 V, según IEEE?
- Seleccionar variador para motor de 5.5 kW, 380 V, 50 Hz, con factor de servicio 1.15.
Tabla de valores comunes para la Calculadora de variadores de frecuencia para control de motores – IEC, IEEE, NTC 2050
| Potencia Motor (kW) | Potencia Motor (HP) | Tensión Nominal (V) | Corriente Nominal (A) | Frecuencia (Hz) | Tipo de Motor | Factor de Servicio | Tipo de Variador | IEC/IEEE/NTC | Protección Recomendada |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0.75 | 1 | 220 | 4.2 | 50/60 | IE2 | 1.0 | V/F | IEC 61800-5-1 | Disyuntor 6A, Clase C |
| 1.5 | 2 | 220/380 | 7.2/4.1 | 50/60 | IE3 | 1.15 | Vectorial | IEEE 519 | Fusible 10A, Clase gG |
| 2.2 | 3 | 380 | 5.2 | 50/60 | IE2 | 1.0 | V/F | NTC 2050 | Disyuntor 10A, Clase D |
| 5.5 | 7.5 | 400 | 12.1 | 50/60 | IE3 | 1.15 | Vectorial | IEC 61800-3 | Fusible 16A, Clase aM |
| 7.5 | 10 | 400/480 | 16.5/13.2 | 50/60 | IE2 | 1.0 | V/F | IEEE 1566 | Disyuntor 20A, Clase C |
| 11 | 15 | 400/480 | 23.2/18.7 | 50/60 | IE3 | 1.15 | Vectorial | NTC 2050 | Fusible 25A, Clase gG |
| 15 | 20 | 400/480 | 31.0/25.2 | 50/60 | IE2 | 1.0 | V/F | IEC 61800-5-1 | Disyuntor 32A, Clase D |
| 18.5 | 25 | 400/480 | 38.0/30.5 | 50/60 | IE3 | 1.15 | Vectorial | IEEE 519 | Fusible 40A, Clase aM |
| 22 | 30 | 400/480 | 45.0/36.0 | 50/60 | IE2 | 1.0 | V/F | NTC 2050 | Disyuntor 50A, Clase C |
| 30 | 40 | 400/480 | 60.0/48.0 | 50/60 | IE3 | 1.15 | Vectorial | IEC 61800-3 | Fusible 63A, Clase gG |
| 37 | 50 | 400/480 | 74.0/59.0 | 50/60 | IE2 | 1.0 | V/F | IEEE 1566 | Disyuntor 80A, Clase D |
| 45 | 60 | 400/480 | 90.0/72.0 | 50/60 | IE3 | 1.15 | Vectorial | NTC 2050 | Fusible 100A, Clase aM |
| 55 | 75 | 400/480 | 110.0/88.0 | 50/60 | IE2 | 1.0 | V/F | IEC 61800-5-1 | Disyuntor 125A, Clase C |
| 75 | 100 | 400/480 | 150.0/120.0 | 50/60 | IE3 | 1.15 | Vectorial | IEEE 519 | Fusible 160A, Clase gG |
Fórmulas para la Calculadora de variadores de frecuencia para control de motores – IEC, IEEE, NTC 2050
El cálculo y selección de un variador de frecuencia requiere aplicar varias fórmulas fundamentales, considerando la normativa vigente. A continuación, se presentan las fórmulas más relevantes, explicando cada variable y sus valores típicos.
-
Potencia eléctrica del motor (kW):P = √3 × V × I × cosφ / 1000
- P: Potencia en kilovatios (kW)
- V: Tensión de línea (V), valores comunes: 220, 380, 400, 480 V
- I: Corriente de línea (A), según placa del motor
- cosφ: Factor de potencia, típicamente 0.8 a 0.95
-
Corriente nominal del motor (A):I = P × 1000 / (√3 × V × cosφ)
- I: Corriente nominal (A)
- P: Potencia (kW)
- V: Tensión (V)
- cosφ: Factor de potencia
-
Selección del variador de frecuencia:IVDF ≥ Imotor × FS
- IVDF: Corriente nominal del variador (A)
- Imotor: Corriente nominal del motor (A)
- FS: Factor de servicio, comúnmente 1.0 o 1.15
-
Conversión de potencia HP a kW:P (kW) = P (HP) × 0.746
- P (HP): Potencia en caballos de fuerza
- P (kW): Potencia en kilovatios
-
Selección de protección (disyuntor/fusible):Iprotección = IVDF × 1.25
- Iprotección: Corriente del dispositivo de protección (A)
- IVDF: Corriente nominal del variador (A)
- El factor 1.25 es recomendado por IEC y NTC 2050 para protección contra sobrecarga.
-
Selección de cableado:S = IVDF / J
- S: Sección del conductor (mm²)
- IVDF: Corriente nominal del variador (A)
- J: Densidad de corriente, típicamente 4-6 A/mm² para cobre
Estas fórmulas permiten dimensionar correctamente el variador, la protección y el cableado, asegurando el cumplimiento de IEC 61800, IEEE 519 y NTC 2050.
Ejemplos del mundo real: Aplicación de la Calculadora de variadores de frecuencia para control de motores – IEC, IEEE, NTC 2050
Caso 1: Selección de variador para motor de 15 kW, 400 V, 50 Hz, según IEC
Un ingeniero debe seleccionar un variador para un motor trifásico de 15 kW, 400 V, 50 Hz, factor de potencia 0.88, factor de servicio 1.0.
- P = 15 kW
- V = 400 V
- cosφ = 0.88
- FS = 1.0
Cálculo de la corriente nominal del motor:
Selección del variador:
Se selecciona un variador estándar de 27 A (valor comercial más cercano superior).
Protección recomendada:
Se selecciona un disyuntor de 35 A, clase D, según IEC 60898.
Cableado:
Se selecciona cable de 6 mm² de cobre.
- Normativa aplicada: IEC 61800-5-1, IEC 60364, NTC 2050
- Referencias: IEC Standards
Caso 2: Selección de variador para motor de 10 HP, 220 V, 60 Hz, bajo NTC 2050
Se requiere seleccionar un variador para un motor de 10 HP, 220 V, 60 Hz, factor de potencia 0.85, factor de servicio 1.15.
- P (kW) = 10 × 0.746 = 7.46 kW
- V = 220 V
- cosφ = 0.85
- FS = 1.15
Cálculo de la corriente nominal del motor:
Selección del variador:
Se selecciona un variador de 28 A (valor comercial superior).
Protección recomendada:
Se selecciona un disyuntor de 35 A, clase C, según NTC 2050.
Cableado:
Se selecciona cable de 6 mm² de cobre.
- Normativa aplicada: NTC 2050, IEEE 519
- Referencias: IEEE Standards
Variables y consideraciones adicionales en la selección de variadores de frecuencia
- Tipo de carga: Las cargas de par constante (bombas, ventiladores) y par variable (compresores, cintas transportadoras) requieren diferentes configuraciones de variador.
- Condiciones ambientales: Temperatura, humedad y altitud afectan la capacidad del variador y deben considerarse según IEC 61800-5-1.
- Compatibilidad electromagnética (EMC): Es fundamental cumplir con IEC 61800-3 para evitar interferencias.
- Armónicos: IEEE 519 establece límites de distorsión armónica. Puede requerirse el uso de filtros.
- Protección térmica: Los variadores modernos incluyen protección térmica electrónica, pero se recomienda protección adicional según NTC 2050.
- Arranque y frenado: Seleccionar variadores con rampas de aceleración/desaceleración ajustables para proteger el motor y la carga.
La correcta aplicación de estas variables y fórmulas asegura la selección óptima del variador, cumpliendo con las normativas internacionales y nacionales.
Recomendaciones finales y recursos adicionales
- Consultar siempre la placa de datos del motor y la documentación técnica del fabricante del variador.
- Verificar la normativa local y las recomendaciones de IEC, IEEE y NTC 2050.
- Utilizar herramientas de cálculo y simulación para validar la selección.
- Capacitar al personal en la operación y mantenimiento de variadores de frecuencia.
- Referencias adicionales:
La Calculadora de variadores de frecuencia para control de motores – IEC, IEEE, NTC 2050 es una herramienta esencial para ingenieros eléctricos, garantizando eficiencia, seguridad y cumplimiento normativo en cualquier proyecto industrial.