Cálculos Eléctricos

Guía Practica, caso: Motor de 20HP
Iniciando el ciclo de guías practicas, vamos a ver casos en donde tenemos que determinar los materiales a usar, para ello, usaremos las herramientas disponibles en este blog, como: “Cálculos Eléctricos” y “MiniCalc”, que nos van a ayudar a dar con la solución de manera rápida.

Supongamos que tu jefe llega un día de estos y te dice: “Necesito la memoria decalculo para una bomba centrifuga de 20Hp en 220V trifásica, que está a 200 metros del centro de control”, uno pregunta: ¿Para cuando? a lo que responde amablemente: “Para Ya….”. Inmediatamente surgen las típicas preguntas: ¿Que cable uso?, ¿Cual es la protección adecuada?, ¿Cual será la caída de tensión? y ¿Que tipo de protección debo seleccionar?. Pues buen, he aquí el procedimiento básico paradefinir esas cosas:

1.- Determinar la Corriente Nominal
Para ello nos vamos a valer de “Minicalc”, en nuestro caso el motor es de 20HP y 220V trifásico, trabajaremos con 60Hz. Abrimos el programa y colocamos la potencia y el voltaje, con lo que obtenemos:



Tenemos entonces que la corriente nominal es de: 49,51 A y la corriente de arranque es 297,07 A. Con estos datos Procedemos al próximopaso.

2.- Selección del Conductor
Bueno, suponiendo que vamos a usar una canalización con un máximo de 3 conductores, directamente enterrado o usando ductos. Usamos la tabla a continuación:

Tabla 310.16



En nuestro caso, seleccionamos el cable con una temperatura de operación de 75ºC que es el mas común (aunque si queremos usamos uno de 90ºC) el CEN (o el NEC) nos indica, el conductordel alimentador de un motor debe ser dimensionado del tal manera que pueda admitir de manera continua una corriente de hasta 125% la corriente nominal del motor, en nuestro caso seria:

Corriente de Diseño= 1.25 X Corriente nominal.

Id = 61.88 A

A primera vista vemos que el cable inmediato superior es de 65A correspondiente a un cable Nº 6, sin embargo debemos tomar en cuenta que: latabla esta creada en base a una temperatura ambiente de 30ºC, por lo que valores mayores o menores a este conllevan al uso de un factor de corrección, pues bien, siguiendo con nuestro ejemplo, supondremos que el motor se va a instalar en la bella pero recalentada ciudad de Maracaibo (donde vivo) con unos 38ºC de temperatura ambiente, si vemos en la parte inferior de la tabla, el valor del factorcorrespondiente es 0.88, esto es, al multiplicar los 65A nominales del cable por 0.88, nos da que la capacidad real del conductor es en realidad: 57.2 A, por lo que no nos sirve, entonces escogemos el inmediato superior, que el numero, con una capacidad nominal de 85 A (Nº4 AWG), al multiplicarlo por el factor de 0.88, obtenemos la capacidad real del: 74,8 A, Bingo! este cable nos sirve. ahora pasamosa la siguiente fase.

3.- Calculo de caída de tensión
Por allí dicen que nada es perfecto, y eso se debe a que vivimos en un mundo perfectamente imperfecto…. y debemos lidiar con las consecuencias de ese hecho, llevando este pensamiento filosófico a algo mas practico, nos encontramos con que existen las perdidas en los cables (puesto que no son conductores perfectos), por lo que la tensión alfinal de circuito puede bajar considerablemente, supongamos entones que nuestro motor va a estar a una distancia de 100m, algo considerable, y que por regulación, el valor de la caída de tensión no puede exceder el 3% (consulte su regulación local para determinar este valor, pero usualmente esta entre el 3% y 5%) de nuestra tensión nominal. Nos valemos entonces de “Cálculos Eléctricos” paradeterminar el valor de la caída de tensión, la hoja nos muestra los siguiente:



Como vemos, la distancia de 100 m, hace que tengamos una excesiva perdida de voltaje, superior al 3% permitido, entonces lo que hacemos es probar con un conductor superior en este caso el Nº 3 tampoco nos sirve, vamos entonces mas arriba, con el Nº 2, este arroja lo siguiente:



Por lo que finalmente usaremos el...