Compilación de datos de motores eléctricos de inducción para poder tener a mano la mayoría de los cálculos de los parámetros de los motores.

1. 1
MOTORES ELECTRICOS
COMPILACION
DATOS
EMPRESA NACIONAL DE FRIGORIFICOS
MURALLA no. 454 ENTRE CRISTO Y VILLEGAS
HABANA VIEJA
CUBA
Autor: Ing. Jaime F Alvarido M
Dpto. Técnico Industrial

2. 2
MOTORES ELECTRICOS
Velocidad de sincronismo NS
p por fase
50
Hz
60
Hz
1 (2 polos) 3000 3600
2 (4polos) 1500 1800
3 (6 polos) 1000 1200
4 (8 polos) 750 900
5 (10 polos) 600 720

3. 3
Los motores bobinados para 50 Hz pueden ser, por regla general, conectados a redes de
60 Hz, si la tensión de red aumenta proporcionalmente con la frecuencia. Los valores
relativos para el par de arranque y el par máximo quedan prácticamente sin variación,
aumentándose ligeramente la intensidad de arranque. La velocidad aumenta un 20%
(60Hz es un 20% mayor que 50 Hz) y la potencia asignada es de un 15% a un 20% mayor.
La frecuencia:
Es el número de veces que un determinado evento se repite en un determinado intervalo
de tiempo.
La frecuencia de la red de alimentación utilizada en Latinoamérica es 50 Hz o 60 Hz,
dependiendo del país. Eso significa que la tensión de la red repite su ciclo cincuenta o
sesenta veces por segundo.
Es un factor importante, ya que influye directamente en la rotación del motor eléctrico.
Un ejemplo para calcular la velocidad de un motor conociendo el número de polos es:
 Ns = (60 x Hz) / (número de polos / 2)
Ejemplo:
Motor de 4 polos conectado a una línea de 50Hz le velocidad síncrona sería:
 Ns= (60×50) / (4/2) = 1500rpm
Esto es muy práctico cuando variamos la frecuencia a través de variadores de velocidad,
de esa manera podremos informar al cliente a qué velocidad girará el motor en función de
la frecuencia que establezcamos.
CAPACIDAD DE SOBRECARGA:
Los motores trifásicos pueden, en régimen de calentamiento, sobrecargarse durante 15
segundos con 1,5 veces el par asignado a la tensión asignada. Esta capacidad de
sobrecarga según IEC 60036-1 parte 1, no origina un calentamiento perjudicial. Utilizando
la clase térmica F, los motores clase B pueden funcionar continuamente con una
sobrecarga del 12%.
Como ya mencionamos al comenzar este artículo, si un motor diseñado para 50 Hz se
conecta a una red de 60 Hz sin aumentar la tensión, no es posible aumentar la potencia
asignada, la velocidad aumentará un 20%. Los valores de par de arranque y par máximo se
reducen muy poco o nada algo menos del 82% y la intensidad de arranque al 90% o igual.
Los motores bobinados para 50 Hz pueden ser, por regla general, conectados a redes de
60 Hz, si la tensión de red aumenta proporcionalmente con la frecuencia. Y los valores
relativos para el par de arranque y el par máximo quedan prácticamente sin variación,
6 (12 polos) 500 600
8 (16 polos) 375 540

4. 4
aumentándose ligeramente la intensidad de arranque. La velocidad aumenta un 20% y la
potencia asignada en un 15%. No es ocioso repetir este concepto.
A menor nivel de carga menor factor de potencia, es decir, mas malo será y lo mismo
sucede con el rendimiento del motor, mientras mas nos alejemos del nivel de carga para
el cual fue diseñado peor será, pues los valores de fp y rendimiento se mantendrán hasta
el 75 % de la carga, es decir, por debajo de tres cuarto de la carga nominal. Por debajo de
ese valor ya el cos fi y el rendimiento bajaran considerablemente. .
Para la tensión asignada de los motores se admite una tolerancia de ±5%. Para las
tensiones de red se prescribe una tolerancia del ±10%.
La vida útil de los rodamientos viene determinada por la carga y la frecuencia, para
motores horizontales con cargas y frecuencias nominales pueden durar hasta 40000 horas
(10 años a 10 hrs diarias), siempre que no haya cargas axiales en el acoplamiento a la
salida del eje del motor. Con las máximas cargas admisibles pueden durar hasta 20000 (5
años a 10 hrs diarias) si la carga aumenta y la frecuencia o una de las dos, la vida útil de los
rodamientos se verá afectada.
La corriente nominal, In, es la corriente absorbida por el motor alimentado a 400 V, 50 Hz,
y se calcula mediante la fórmula: In=Kw*1000/(√3*V*cosφ*ή) El par nominal, en Nm, se
calcula mediante la fórmula: Mn=Kw*1000/ω Siendo ω la velocidad angular;
ω=v(rpm)*2π/60
Deslizamiento: El concepto de deslizamiento es usado para describir la diferencia entre la
rotación sincrónica y la rotación efectiva en la punta del eje del motor. Factores como la
carga, inclusive la variación de la tensión de la red de alimentación y la frecuencia, pueden
influenciar en la rotación del motor.
El Factor de servicio Fs.- Puede estar entre 1.15 y 1.50 según el fabricante para cada tipo
de motor. Potencia máxima en sobrecarga = Factor de Servicio x Potencia del Motor.
El factor de servicio de un motor indica que tanto, sobre la capacidad en su potencia,
puede operar el motor, sin que falle en forma inmediata. La mayoría de los motores
nuevos tienen un factor de servicio de 1.15, debido a la alta calidad de los materiales
aislantes que pueden soportar temperaturas más elevadas. Sin embargo, antes de
sobrecargar los motores para tomar ventaja de estos factores de servicios altos, hay
algunos puntos que se deben de considerar. [5] • La mayoría de los motores son
ineficientes cuando operan por arriba de su potencia nominal, la mayoría de los motores
tienen su máxima eficiencia a % de carga, los factores de carga altos reducen la eficiencia.
• Aun cuando los motores no fallan en forma inmediata cuando operan entre su velocidad
de plena carga y su factor de servicio nominal, tendrán una vida de operación más corta. •
Los problemas con la calidad de la energía eléctrica, tales como bajos voltajes, armónicas
o desbalance de voltajes, provocarán en el motor un alto factor de servicio, por lo cual
reducirá la eficiencia en los motores y su vida de operación. Por estas razones no se
recomienda que un motor opere a una capacidad mayor que la de su operación nominal,

5. 5
es posible que el motor por su factor de carga en determinados periodos opere más allá
de su capacidad nominal, pero esta condición en algunos casos se interpreta como si ese
motor se pudiera sobrecargar sin que haya deterioro en el motor. [5] El Factor de servicio
en un motor indica a qué capacidad es posible operar ese motor, pero es recomendable
que sea en periodos de tiempo cortos "picos de carga. "
El factor de carga: se determina mediante la siguiente ecuación:
Factor de carga = (kW demandados / 0.746) / (Potencia de placa / eficiencia a plena
carga).
Como ya es conocido la carga se define como la salida mecánica de un motor. Esta carga
se mide en hp ó watts, la potencia nominal en hp indica la potencia máxima de salida que
normalmente debe producirse, el factor de carga es un indicador de la capacidad a la cual
está trabajando el motor. Es importante determinar el factor de carga de los motores para
estar seguros de que están dimensionados en forma apropiada para sus aplicaciones y
para ayudar a identificar problemas potenciales, como los mencionados con anterioridad
cuando los motores están sobrecargados. La fórmula para determinar el factor de carga
en un motor es:
%Fc = Potencia de Entrada / Potencia NomJ Eff nom
Los motores de inducción operan a una mayor eficiencia cuando trabajan cerca de su
potencia nominal, sobrecargarlos no solo representa mayores pérdidas sino el deterioro
acelerado de su aislamiento y si no se toman provisiones el motor puede fallar. Sin
embargo, en las instalaciones industriales es más frecuente encontrar motores que
operan con baja carga que sobrecargados, esto es sobre dimensionados, las razones van
desde una selección inadecuada de origen de la potencia del motor, hasta la sustitución
de un motor averiado, por otro de mayor potencia que se dispone en ese momento y que,
desafortunadamente se deja conectado de manera permanente.
Variación de voltaje en %. La variación porcentual es la relación entre el voltaje nominal
con respecto al voltaje de operación, se obtiene mediante la siguiente ecuación:
%Variación de Voltaje = ((Valor promedio medido / Voltaje Nominal)-1) x 100
Desbalanceo de voltaje. El desbalanceo de voltaje está definido como la máxima
desviación del voltaje de línea y el voltaje promedio en un sistema trifásico, dividido entre
el voltaje promedio, se obtiene mediante la siguiente ecuación: % Desbalanceo de Voltaje
= (Máxima Diferencia al Promedio / Voltaje Promedio) x 100
Máxima Diferencia al promedio = Volt máximo -Volt promedio, ó , Volt promedio - Volt
mínimo.
Si los voltajes están desbalanceados, la eficiencia del motor disminuirá a medida que
aumente el desbalanceo de voltaje.
La potencia eléctrica que demande un motor está totalmente relacionada con la eficiencia
de este y con el factor de carga.

6. 6
Potencia de demandada = Potencia de salida / eficiencia
De tal manera que al mejorar la eficiencia del motor la demanda eléctrica para la misma
operación disminuye.
Situación Estándar Alta
Eficiencia
Potencia del Motor en HP 40 30
Factor de Carga 45% 63%
Eficiencia 82% 93%
Potencia Eléctrica Demandada kW 18.18 16.03
Potencia Mecánica Entregada kW 14.91 14.91
Consumo de Energía Eléctrica 13,089.60 11,541.37
Costo de la Demanda $748.09 $659.61
Costo por Consumo $4,026.62 $3,550.36
Costo por Ajuste en Combustibles $1,178.06 $1,038.72
Costo Mensual por Energéticos $5,952.78 $5,248.68
El reemplazo conduce a un ahorro de 2.15 kW y 1,548 kWh. Los resultados económicos
indican un ahorro al año de $8,449, el costo de adquisición del equipo es de $13,440 que
se recuperan con los mismos ahorros en 1.6 años.
Potencia angular del motor:
P = M[Nm]×ω[rad/s]
Donde:
M es el momento en Nm
ω es la velocidad angular en radianes por segundos.
Potencia transmitida por el tiempo (energía): Para obtener la potencia eléctrica consumida
por el motor (kW.h), se divide la potencia en kW por su eficiencia (η).
Ejemplo:
η = 84,5% (Dato de placa para motor de 4Kw / 5,50 CV)
P (kW/h) = (4,00/ 0,845) = 4,73/ kW h es decir: W = P[W]× t[s]
Potencia mecánica suministrada:

7. 7
P [W] valor numérico de la potencia mecánica suministrada al árbol motor; la relación
entre potencia, par y velocidad: P [W] = T [Nm]×ω [rad/s]. La salida de potencia mecánica
es siempre inferior a la entrada de energía eléctrica, ya que la energía se pierde durante la
conversión (eléctrica a mecánica) en diversas formas, como el calor y la fricción.
El diseño de un motor eléctrico tiene como objetivo minimizar estas pérdidas para
mejorar la eficiencia.
Potencia Total:
Los motores de inducción requieren potencia real y reactiva para funcionar. La potencia
real (kW) produce trabajo y calor. La potencia reactiva (kVAR) establece el campo
magnético en el motor que le permite operar.
Por tanto, la potencia eléctrica total kVA tiene dos componentes: potencia real kW y
potencia reactiva kilovoltaje-amperios reactivos (kVAR) – matemáticamente descrita
como:
kVA2=kW 2+kVAR 2
Potencia nominal suministrada:
Pn [W] valor numérico de la potencia mecánica suministrada al árbol motor a las
características nominales Pn (W) = Tn [Nm]×ωn [rad/s]
Potencia eléctrica activa o real absorbida:
Pa [W] valor numérico de la potencia eléctrica activa absorbida por la red de
alimentación; valen las siguientes relaciones: sistema trifásico Pa [W] = √3V[volt]
I[amp]cosφ sistema monofásico Pa [W] = V[volt] I[amp]cosφ
Potencia eléctrica reactiva absorbida:
Qa [VAr] valor numérico de la potencia eléctrica reactiva absorbida por la red de
alimentación; valen las siguientes relaciones: sistema trifásico Qa [W] = √3V[V] I[A] senφ
sistema monofásico Qa [W] = V[V] I[A] senφ
Potencia reactiva suministrada por una batería de condensadores:

8. 8
Qc [VAr] valor numérico de la potencia eléctrica reactiva suministrada por una batería de
condensadores de capacidad C [μF], dada por la relación, para sistemas trifásicos: Qc=√3V
2 [V]C[mμF]2πfn [Hz]
La potencia demandada: también puede obtenerse mediante mediciones. Conociendo
las RPM de operación del motor, el deslizamiento se obtiene de la siguiente ecuación:
Deslizamiento = (RPM síncronas - RPM medidas) Ahora se puede estimar la carga del
motor y la eficiencia a partir del deslizamiento: Factor de carga = deslizamiento / RPM
síncronas - RPM de placa.
Este método para calcular el factor de carga y eficiencia del motor no debe ser utilizado
con motores rebobinados o que no operen al voltaje de diseño. Sólo cuando se realicen
los ajustes en la eficiencia necesaria. La potencia de salida o al eje del motor se obtiene de
la siguiente ecuación: Potencia de salida o en la flecha = Factor de carga x Potencia de
placa.
Por último, la eficiencia se determina como:
Eficiencia del motor = Potencia de salida /Potencia demandada
Eficiencia del motor = 0.746 x HP de salida /kW demandados
Rendimiento:
η es la relación entre la potencia mecánica suministrada y la potencia eléctrica absorbida
η = P / Pa η% = P / Pa ×100 conocido el rendimiento de la máquina, la potencia
suministrada al árbol se puede calcular según las fórmulas: motor asincrónico trifásico P
[W] = √3V[V] IV[A] η cosφ motor asincrónico monofásico P [W] = E[V] IE[A] η cosφ
(relación entre valores medidos de potencia suministrada y potencia absorbida) -15% di
(1-h) La mayoría de los motores eléctricos están diseñados para funcionar entre el 50% y
el 100% de la carga nominal. La eficiencia máxima suele estar cerca del 75% de la carga
nominal, de nuevo: ɳ%= Potencia mecánica (absorbida) de salida / potencia
eléctrica que entra (suministrada) X 100
Así, un motor de 10 caballos de fuerza (hp) tiene la eficiencia máxima a 7,5 hp. La
eficiencia de un motor tiende a disminuir drásticamente por debajo del 50% de carga. Sin
embargo, el rango de buena eficiencia varía con los motores individuales y tiende a
extenderse en un rango más amplio para motores más grandes
Se desea calcular la eficiencia de un motor eléctrico de 20hp, con un voltaje de conexión
de 480Volt, f.p =0,86 y I=23,4.
Aplicando la formula obtenemos: Ef=(20hpx746) /(√3x480Vx0,86×23,4A) =0,89, lo
multiplicamos por 100 y nos da el resultado en porcentaje, osea una eficiencia del 89%.

9. 9
Eficiencia = P.salida / P.entrada = P.entrada – pérdidas/ P.entrada
= P.salida / P.salida + perdidas
Velocidad sincrónica.
ωs [rad/s] o ns [min -1]
Para la velocidad de rotación del árbol motor al sincronismo en ausencia de carga valen
las siguientes relaciones:
Ns = 120×fn / p [min -1];
ωs = 4p×fn / p [rad/s];
ωs = ns / 9,55 [rad/s]
donde: Fn = frecuencia nominal de la red de alimentación [Hz];
p = número de polos del motor.
Momento de inercia:
J [kg×m2 ] Producto entre la masa rotativa m [kg] y el cuadrado del radio equivalente de
rotación r [m]: J = Mr 2 En el sistema práctico se usa el PD 2 producto del peso [kgp] por el
cuadrado del diámetro equivalente de rotación D [m]; por ende PD 2 [kgp×m2] =
4J[kg×m2] Hay que tener en cuenta que el peso en el sistema práctico corresponde (en
valor numérico) a la masa en el sistema S.
-Al calcular los tiempos de aceleración y frenado, hay que sumar al momento de inercia
del motor Jm el momento de la carga conectada Jext, para obtener el momento de inercia
total: Jt = Jm + Jext y análogamente: PD 2 t = PD 2 m + PD 2 txt
Corriente de vacío: Es la corriente que consumirá la máquina cuando no se encuentre
operando con carga y es aproximadamente del 20% al 30% de su corriente nominal.
Corriente de arranque: Todos los motores eléctricos para operar consumen un excedente
de corriente, mayor que su corriente nominal, que es aproximadamente de dos a ocho
veces superior.
Corriente a rotor bloqueado: Es la corriente máxima que soportara la máquina cuando su
rotor esté totalmente detenido. Con cualquier dispositivo de arranque específico es el 20%
Factor de potencia:
Dado que la potencia reactiva no realiza ningún trabajo, el F.P indica el porcentaje de
energía útil (Real) de la energía total, y es mejor cuando está lo más cerca posible de la

10. 10
unidad. El bajo F.P puede contribuir a una baja eficiencia, mayores de pérdidas y cargos de
servicios eléctricos innecesarios.
El F.P unitario o 100% PF, es cuando kVA = kW.
Un F.P en retraso es cualquier F.P que es menos de 100% osea kVAR inductivo, y es típico
en instalaciones comerciales e industriales.
El F.P con kVAR capacitivo, es cualquier F.P que sea mayor que 100%. El F.P líder es
típicamente una condición eléctrica indeseable por una variedad de razones. La variación
en el componente de potencia reactiva no tiene ningún efecto sobre la potencia real
requerida por la carga.
Factor de potencia = kW/ kVA
-1/6 di (1-cosj) 0.02 min
0.07 max
Factor de Carga. La potencia nominal de un motor eléctrico indica la potencia mecánica
de salida o en el eje que es capaz de entregar el motor, el factor de carga es un índice que
indica la potencia que entrega el motor cuando se encuentra ya en operación con relación
a la que puede entregar. Así un motor de potencia nominal 40 HP que trabaja entregando
solo 20 HP, estará trabajando al 50%. Factor de carga = Potencia real entregada /
Potencia de placa del motor.
Desplazamiento a plena carga y a la temperatura de funcionamiento: – Potencia
suministrada ≥ 1kW - Potencia suministrada < 1kW ±20% ±30%
Par con rotor bloqueado: El par de arranque o a rotor bloqueado es el torque que el
motor desarrolla cuando deja de estar parado. Estará entre el -15% y el +25%
Par de arrufo: -15%
Par máximo: Es el máximo torque que desarrolla el motor, es usualmente expresado
como un porcentaje del torque a plena carga. El par máximo de los motores ordinarios
varía entre 1.5 y 3 veces del par de plena carga. -10%
Momento de inercia: ±10%
Nivel de presión sonora: +3dBA
velocidad nominal:
Es la velocidad de rotación del árbol del motor en condiciones nominales de
funcionamiento, a la potencia nominal
Nn [rpm]
ωn [rad/s]
Fuentes comunes de pérdidas de eficiencia de un motor eléctrico:

11. 11
Perdidas de fricción; de inercia, por el hierro; por histéresis; por corrientes de Foucault;
óhmicas y otras, a saber:
Perdidas de fricción
Estas pérdidas se atribuyen a la fuerza que se necesita para superar el arrastre asociado
con la rotación del rotor o armadura del motor. Ejemplos de pérdidas de fricción son la
fricción de cojinetes, bujes o escobillas en un motor de corriente continua de tipo
universal o cepillado. En general, las pérdidas por fricción son proporcionales a la
velocidad del rotor.
Perdidas por inercia
En un motor enfriado por aire, estas pérdidas son causadas por la turbulencia en el aire
que actúa contra la rotación del rotor. Ejemplos de estos son ranuras de armadura o
geometrías que no son cilíndricas o ventiladores. Las pérdidas por inercia se estiman como
proporcionales al cubo de la velocidad del rotor.
Perdidas de hierro
También llamadas pérdidas de núcleo, estas son pérdidas asociadas en las rutas
magnéticas del motor. Por lo general, se caracterizan por la pérdida de vatios por masa.
Los diferentes aceros tienen diferentes características que afectan estas pérdidas. Para
comprender mejor las pérdidas de hierro, podemos dividirlas en pérdidas por histéresis y
pérdidas por corrientes parásitas.
Las pérdidas de histéresis se deben a la cambiante polaridad del flujo en el núcleo de
acero. Las pérdidas de histéresis se efectúan tanto por la capacidad del material para
cambiar la polaridad fácilmente como por la densidad de flujo total en el acero.
Las pérdidas por corrientes de Foucault son corrientes circulantes inducidas en el núcleo
de acero por la polaridad cambiante del flujo.
Las pérdidas de corriente de Foucault se ven afectadas por la densidad de flujo total, la
frecuencia a la que cambia la polaridad del flujo y el área disponible para que fluyan las
corrientes parásitas. Los diseños de motores utilizan núcleos de acero laminado para
reducir el área disponible para que las corrientes de Foucault fluyan porque los electrones
no pueden saltar.
Perdidas óhmicas
Las pérdidas óhmicas o las pérdidas I²R se deben a la corriente que fluye a través de los
conductores del motor. Estas pérdidas son iguales al cuadrado de la corriente multiplicado
por la resistencia del camino a través del cual fluye la corriente. Las pérdidas en el cobre
de una máquina son las pérdidas por calentamiento debido a la resistencia de los
conductores del rotor y del estator: P=I²R.
Otras perdidas
Otras perdidas generalmente se clasifican como pérdidas que no se correlacionan con las
pérdidas explicadas anteriormente. Esto a veces se usa como un factor de seguridad en los
cálculos de diseño.

12. 12
Independientemente del tipo de motor, las pérdidas descritas no pueden diseñarse por
completo. El ingeniero de diseño necesita ver varios diseños posibles para optimizar el
motor para la operación más eficiente. Las concesiones como la minimización de las
pérdidas óhmicas podrían causar un aumento en las pérdidas de hierro.
Las pérdidas en el motor por desbalance en el voltaje:
Un indicador del desbalance de voltaje entre las fases se puede obtener evaluando la
máxima desviación del voltaje de línea al voltaje promedio de un sistema trifásico,
dividido entre el voltaje promedio. El desbalance de voltaje provoca un mal
funcionamiento en los motores, la figura 2.1 la muestra el factor de ajuste a la eficiencia
del motor por desbalance de voltaje. De acuerdo con el porcentaje del desbalance en el
voltaje es el factor de ajuste a la eficiencia del motor. El desbalance del voltaje
generalmente es provocado por la mala distribución de las cargas monofásicas, un mal
funcionamiento en los capacitores, circuitos abiertos en el lado primario (aunque estos
son muy esporádicamente), el criterio para definir el porcentaje del desbalance en el
voltaje fue establecido en la ecuación.
Los voltajes desbalanceados producirán corrientes de secuencia negativa, y provocan un
calentamiento excesivo del embobinado del estator y en las barras del rotor, pero no
producirán potencia de salida útil, es necesaria la disminución de la carga del motor
cuando el desbalanceo de voltaje exceda el 1%. En el desbalance de voltaje se presenta
una situación similar como en la variación del voltaje, la eficiencia disminuirá conforme se
incrementen las pérdidas RI², la potencia de entrada se incrementará, y el factor de carga
cambia provocando disminución en la eficiencia, a un valor menor que la nominal. En los
casos de la variación y desbalanceo en el voltaje se tendrá un mayor factor de carga en el
motor. Como se aprecia la calidad de la energía juega un papel fundamental para el buen
desempeño de los motores. En términos generales el desbalance de voltaje no es
relevante cuando no supera el 1.0% de su magnitud, sin embargo al detectarse algún
problema por desbalance de voltajes mayor al 1.0%, se debe de corregir inmediatamente.
El par resistente:
1. Par resistente prácticamente constante, potencia proporcional a la velocidad de
rotación. Se establece, por ejemplo, en mecanismos elevadores, bombas de émbolo y
compresores que impulsen venciendo una presión constante, soplantes de cápsula,
laminadores, bandas transportadoras, molinos sin efecto ventilador, maquinas
herramientas con fuerza de corte constante.
2. El par resistente crece proporcionalmente con la velocidad de rotación, y la potencia
aumenta proporcionalmente con el cuadrado de la velocidad. Rige, por ejemplo, para
calandrias.

13. 13
3. El par resistente crece proporcionalmente con el cuadrado de la velocidad de rotación,
y la potencia con el cubo de la velocidad de rotación. Rige para bombas centrífugas,
ventiladores y soplantes centrífugos, máquinas de émbolo que alimenten una red de
tuberías abiertas
4. El par resistente decrece en proporción inversa con la velocidad de rotación,
permaneciendo constante la potencia. Solamente se considerará este caso para procesos
de regulación, presentándose en los tornos y máquinas herramienta similares, máquinas
bobinadoras y descortezadoras. Si la transmisión se ejecuta por medio de bandas o de
engranajes, el par resistente se referirá a la velocidad de rotación del motor.
M1 = (M2 * n2) / n1
Siendo:
M1 = par resistente en el eje del motor
M2 = par resistente en el eje de la máquina
n1 = velocidad de rotación del motor
n2 = velocidad de rotación de la máquina
El par resistente en reposo (momento inicial de arranque) tiene que conocerse con la
mayor exactitud posible. Determinación del momento de inercia Además de la curva par-
velocidad, para la verificación de los procesos de arranque y frenado, es también
necesario conocer el momento de inercia de la máquina y del coopling en kgm2 referido a
la velocidad de la flecha de motor. Los momentos de inercia de diferentes masas giratorias
montadas sobre un mismo eje pueden sumarse para obtener un momento de inercia
total. En forma similar, una masa giratoria compleja puede dividirse en secciones con
momentos de inercia de cálculo sencillo, los cuales se suman subsecuentemente para
obtener el momento de inercia total. En el caso de cuerpos complejos, especialmente con
máquinas completas de accionamiento, es mejor determinar el momento de inercia de la
parte giratoria mediante una prueba de desaceleración. Para un cilindro de longitud l
constante y un diámetro d, el momento de inercia es: J = m•d2
con m = p • d2l M x n 975 M x n 716 G x v n Fig. 6 M2 x n2 n1
Cálculo del par motor:
La potencia (kW) o el par motor de accionamiento (kgfm) y la velocidad de rotación (rpm)
durante el servicio nominal de la máquina impulsada, tienen que conocerse con la mayor
exactitud posible. La potencia se expresa de la siguiente forma:

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P [kW] = (M*n) /975 ó
P [HP] = (M*n) /716
Siendo: P = potencia en kW ó HP; M = par motor en kgfm; N = velocidad de rotación en
rpm. Tratándose de una carga G que describa un movimiento rectilíneo con una velocidad
v, la potencia es: P = G x v 1 kW = 102 kgmf/s Siendo: P = potencia en kgmf/s G = carga en
kgf v = velocidad en m/s. El par motor equivalente a una carga sometida a movimiento
rectilíneo es:
M = 9.56 * ((G*v) / n)
Siendo: M = par motor en kgfm; G = carga en kgf; v = velocidad en m/s; n = velocidad de
rotación en rpm.
Conversión de los caballos de fuerza del sistema inglés: potencia (kW) = 0.746 X potencia
(HP). Potencia (HP) = 1.34 x potencia (kW).
Pares e intensidad:
El par que desarrolla un motor trifásico en su flecha presenta una magnitud muy variable
entre n = 0 y n = ns. El curso característico del par respecto a la velocidad de rotación del
motor trifásico con rotor de jaula queda representado en el siguiente diagrama. Siendo:
Mm = par del motor
ML = par resistente
Mb = par de aceleración
Nn = velocidad nominal de rotación
Ma = par inicial de arranque
Mk = par máximo
Mn = par nominal
Ms = par mínimo de arranque
ns = velocidad de rotación de sincronismo.
El margen comprendido entre M = 0 y M = Mn es el de trabajo; entre M = Ma y M = Mk
queda comprendido el margen de aceleración. El límite de la capacidad mecánica de
sobrecarga está constituido por el par máximo. Los valores correspondientes al par inicial
de arranque; al par mínimo de arranque y al par máximo, así como la intensidad en el
arranque para un cierto motor, pueden deducirse de los catálogos correspondientes.
Según las curvas que representan funciones del par motor y de la velocidad de rotación,
se pueden trazar en caso necesario, con suficiente exactitud la característica en función de
la velocidad de rotación y de los pares motores. Teniendo en cuenta estas funciones, el
par inicial de arranque tiene que superar en una magnitud suficiente el par resistente
inicial de arranque de la máquina accionada, encontrándose durante todo el proceso de
arranque el par motor por encima del par resistente, hasta llegar a alcanzar la velocidad
de rotación de servicio. Por otra parte, el momento de aceleración no debe de ser

15. 15
excesivamente grande, puesto que, de lo contrario, los elementos de la transmisión
mecánica y la máquina accionada pueden sufrir daños. Un diseño NEMA superior se
utilizará cuando se pretenda conseguir un par de arranque elevado.
La velocidad nominal de rotación del motor se diferencia de la velocidad de sincronismo
en el deslizamiento nominal Sn.
Siendo:
Sn = deslizamiento nominal en %
Ns = velocidad de rotación de sincronismo en rpm
Nn = velocidad de rotación nominal en rpm
Sn= (Ns * Nn) / Ns o Sn% = ((Ns * Nn) / Ns )*100
Velocidad de rotación del motor:
Nn = (60/2p) × ω = 9.55×ω
El par nominal se calcula de la siguiente forma:
Mn=9.55*Pn * (1000/Nn)
Siendo: Mn = par motor en Nm
Nn = velocidad nominal de rotación en rpm
Pn = potencia nominal en kW
Como se puede calcular la potencia de un motor por su eje, o que potencia es capaz de
mover sin torcerse.
Los diseños de eje hueco generalmente se utilizan en disposiciones verticales, para un
motor de este tipo los cálculos para el diámetro del eje no son tan sencillos. Hay dos
variables: diámetro interior y exterior. Estos diámetros no están normalizados, por lo que
es imposible de usar una relación sencilla para simplificar el cálculo. Por esta razón, es más
fácil para los propósitos ilustrativos determinar específicamente si el diámetro es
suficiente para una potencia dada. Para determinar si este tamaño del eje es suficiente
para transmitir la potencia necesaria utilizaremos la siguiente ecuación:
Ejemplo: 1

16. 16
Tenemos un motor de 200 HP, 4 polos, eje hueco, motor vertical, frame 445TP.
Supongamos que el diámetro exterior del eje es de 3 «(76 mm), y el diámetro interior es
de 2» (51 mm). Determine si este tamaño del eje es suficiente para transmitir la potencia
necesaria
Cuanto mayor es el diámetro externo y menor sea el diámetro interno del eje, mayor será
la resistencia a la torsión. Teóricamente, este eje sería capaz de transmitir 485hp, por lo
que nuestro equipo de 200hp es suficiente.
Ejemplo: 2
Y si el eje es de 3 » y tiene un espesor de pared de sólo 1/4″, ¿Cuál sería la potencia
máxima?
Este tipo de cálculos nos dan una idea del diseño de elementos de máquinas, es
importante conocer los criterios de selección del fabricante, como el tipo de material,
tratamientos térmicos, maquinado y aplicación entre otros.
Un aumento de la temperatura de 8 a 10 grados centígrados por encima de la
establecida por el aislamiento del motor, la vida útil de este se reduce a la mitad.
Vida Útil del Motor: La vida útil depende casi exclusivamente de la vida útil del sistema de
aislamiento de los devanados. Éste es afectado por muchos factores, como humedad,
vibraciones, ambientes corrosivos y otros. Entre todos los factores, el más importante es,
sin duda la temperatura de trabajo de los materiales aislantes empleados. Un aumento de
8 a 10 grados por encima del límite de la clase térmica, en la temperatura del sistema de
aislamiento, puede reducir la vida útil del devanado a la mitad. Cuando hablamos en
disminución de la vida útil del motor, no nos referimos a las temperaturas elevadas,
cuando el aislante se quema, el devanado es destruido. La vida útil del sistema de
aislamiento (en términos de temperatura de trabajo, sensiblemente por debajo de aquella
en que el material se quema), se refiere al envejecimiento gradual del aislante, que va
tornándose reseco, perdiendo el poder aislante, hasta que no soporta más la tensión
aplicada y produce el cortocircuito. La experiencia muestra que la capacidad de
aislamiento de los materiales tiene una duración prácticamente ilimitada, si su
temperatura es mantenida por debajo de un cierto límite. Por encima de este valor, la vida
útil de los materiales aislantes se va tornando cada vez más corta, a medida que la
temperatura de trabajo es más alta. Este límite de temperatura es mucho más bajo que la

17. 17
temperatura de “quema” del aislante y depende del tipo de material empleado. Esta
limitación de temperatura se refiere al punto más caliente del aislamiento y no
necesariamente a todo el devanado. Evidentemente, basta un “punto débil” en el interior
de la bobina para que el devanado que de inutilizado. Recomendamos utilizar sensores de
temperatura como protección adicional del motor eléctrico. Estos sensores podrán
garantizar una mayor vida al motor y confiabilidad al proceso. La especificación de alarma
y/o apagado debe ser realizada de acuerdo con la clase térmica del motor. En caso de
dudas, consulte a WEG. 7.1.3 Clases de Aislamiento Definición de las clases Como fue visto
anteriormente, el límite de temperatura depende del tipo de material empleado. Para
fines de normalización, los materiales aislantes y los sistemas de aislamiento (cada uno
formado por la combinación de varios materiales) son agrupados en CLASES DE
AISLAMIENTO, cada cual definida por el respectivo límite de temperatura, o sea, por la
mayor temperatura que el material o el sistema de aislamiento puede soportar
continuamente sin que sea afectada su vida útil. Las clases de aislamiento utilizadas en
máquinas eléctricas y los respectivos límites de temperatura del aislamiento conforme IEC
60034- 1, son las siguientes:
Clase A ( 105 ºC )
Clase E ( 120 ºC )
Clase B ( 130 ºC ) si 130 + 10 =140 ºC la vida útil de +- 20 años se reduciría a 10 años.
Clase F ( 155 ºC )
Clase H ( 180 ºC ) .
Datos que deben aparecer en la chapa de un motor.
Pn [kW]; Tam; Nn [rpm]; In [A]; Mn [Nm]; Nn% (4/4) limit; Nn% (4/4); Nn%; (3/4)
ηn% (2/4) ; cosφn; Ms/Mn; Is/In; Mmax/Mn; 10ˉ⁴ x Kgm² Kg
Z0 Mb (Nm); dB; Tt TTb T TTB
[10³×1/h];

18. 18
Corrección por
Temperatura
Durante más de medio
siglo, las características de
la resistencia de
aislamiento (IR) versus la
temperatura establecidas
en la IEEE 43, han seguido
la regla simple de que el valor de la IR se dobla cada vez que la temperatura del bobinado
baja 10° C, y a la inversa, que el valor de la IR se reduce a la mitad cuando la temperatura
del bobinado aumenta 10° C. No obstante, se proporciona dos factores de corrección por
temperatura, uno de los cuales utiliza dos fórmulas distintas de corrección. Ahora, los
bobinados se diferencian entre “termoplásticos” o “termoestables”. Los devanados con
aislamientos termoplásticos son aquellos fabricados con sistemas asfálticos y otros
sistemas de aislamiento que fueron usados antes de principios de 1960. Los bobinados

19. 19
con aislamientos termoestables aparecieron a finales de 1960 e incluyen sistemas sobre la
base del polyester y materiales epóxidos.
Desafortunadamente, la regla previa de los “10 grados” aplica a bobinados
termoplásticos, que son devanados relativamente raros ya que se remontan a más de 5
décadas. La “regla” para los sistemas de aislamiento termoestables, los cuales son mucho
más comunes, se expresa mediante dos fórmulas ligeramente complicadas. Una fórmula
cubre las temperaturas del aislamiento que van desde los 10° C hasta menos de 40° C, y la
otra cubre las temperaturas del aislamiento que van desde los 40° C hasta menos de 85°
C. Las fórmulas se muestran a continuación.
Fórmula para temperaturas que van desde los 10° C hasta menos de 40° C:
Kt= exp [-1245 {(1/(T+273) - (1/313)}]
(Ecuación 1)
Fórmula para temperaturas que van desde los 40° C hasta menos de 85° C:
Kt= exp [-4230 {(1/(T+273) - (1/313)}]
(Ecuación 2)
Donde:
T = Es la temperatura (en grados C) a la que fue medida la resistencia de aislamiento.
Kt = Es el factor por el que se debe multiplicar T para poder corregir la resistencia de
aislamiento a 40° C.

20. 20
La Tabla anterior muestra la variación del factor Kt para un rango de temperaturas.
Determinar el valor de Kt utilizando la tabla en lugar de calcularlo con fórmulas, es más
rápido y facilita el proceso.
Note que la Tabla tiene un rango de temperaturas comprendidas entre los 10° C y los 60°
C, mientras que el rango especificado por la fórmula va desde los 10° C hasta
temperaturas inferiores a los 85° C. La IEEE 43 explica esta aparente inconsistencia
mediante una nota que se lee de la siguiente forma: “Las dos ecuaciones 1 y 2 anteriores,
son aproximaciones y podrían llevar a cometer errores significativos si se utilizan para
calcular la resistencia de aislamiento a temperaturas que se encuentren fuera del rango
comprendido entre los 10º C y los 60º C.”
Para ilustrar el efecto del factor de corrección por temperatura utilizando la nueva norma
versus la versión previa, tenemos el siguiente ejemplo: La resistencia de aislamiento de un
bobinado es de 160 megohmios a 20° C (68° F) y la temperatura de referencia para la
resistencia de aislamiento es de 40° C (104° F). Utilizando el método antiguo, tendríamos
que rebajar a la mitad el valor de la IR para obtener su valor a una temperatura que se
encuentre 10° C por arriba. En nuestro ejemplo, tendríamos que hacer esto dos veces,
rebajando a la mitad el valor medido a los 20° C y rebajando a la mitad el valor obtenido a
los 30° C y así calcular la resistencia de aislamiento corregida a la temperatura de
referencia de 40° C.
Matemáticamente estamos multiplicando por ½ y por ½, o lo que es lo mismo,
multiplicando el valor de IR medido a 20° C por ¼. Lo anterior permite corregir el valor de
la resistencia de aislamiento a 40° C. Por tanto, la resistencia de aislamiento de 160
megohmios a 20° C corregida a 40° es de 40 megohmios (160/4).

21. 21
A continuación, convertiremos la medida utilizando la nueva norma. De la Tabla 1,
tenemos que, para una temperatura de 20° C, el factor de conversión es 0.76. Al
multiplicar la resistencia de aislamiento de 160 megohmios por 0.76, obtenemos un valor
de 122 megohmios. Por consiguiente, la resistencia de aislamiento a 40° C es de 122
megohmios. Note que este valor es mucho más alto que el calculado con el método
antiguo. La Tabla 2 muestra la diferencia entre los dos métodos, tomando como base una
resistencia de aislamiento de 100 megohmios a 40° C.
Para obtener mayores detalles sobre la corrección por temperatura, consulte el artículo
publicado en julio de 2013 en la revista Currents de EASA, titulado “Revisiting insulation
resistance temperature correction.”
Resistencia de aislamiento mínima
Se incluye una tabla titulada “Valores mínimos recomendados para la resistencia de
aislamiento a 40° C (todos los valores en MΩ).” El cambio más importante realizado en
esta tabla es, que el valor mínimo de la resistencia de aislamiento para las armaduras pasó
de 100 megohmios a 5 megohmios. La razón para realizar este cambio fue la de reconocer
que independientemente del tipo de bobinado, las barras de cobre expuestas de los
colectores tienen un efecto limitador sobre la resistencia de aislamiento. En la Tabla 3 se
puede apreciar una comparación de los valores de los mínimos valores de resistencia de
aislamiento establecidos por la IEEE 43-2013 y la IEEE 43-2000 para distintos bobinados.
Note que los niveles de resistencia de aislamiento mínimos listados en la primera columna
son los mismos para ambas ediciones de la norma. Además, los cambios relacionados con
las armaduras se resaltan en color azul.
Medición con el megger.

22. 22
Medida de Elevación de Temperatura del Devanado.
Es muy difícil medir la temperatura del devanado con termómetros o termopares, ya que
la temperatura varía de un punto a otro y nunca se sabe si el punto de la medición está
próximo del punto más caliente. El método más confiable para medir la temperatura de
un devanado es a través de la variación de su resistencia óhmica con la temperatura. La
elevación de la temperatura por el método de la resistencia es calculada por medio de la
siguiente fórmula, para conductores de cobre:
R2 - R1
Δt = t2 - ta = (235 + t1) + t1 - ta R1
Donde: Δt = es la elevación de temperatura
t1 = la temperatura del devanado antes del ensayo, prácticamente igual a la del medio
refrigerante, medida por termómetro
t2 = la temperatura del medio refrigerante en el fin del ensayo
ta = temperatura del medio refrigerante al final de la prueba

23. 23
R1 = resistencia del devanado antes del ensayo
R2 = resistencia del devanado en el fin del ensayo
Según el estándar NEMA MG1 con la letra de código para calcular la corriente de arranque
(va desde la A hasta la L y se conoce como Kva/Hp) se puede calcular el nivel de corriente
de rotor bloqueado o corriente de arranque. La tabla siguiente muestra los valores.
Por ejemplo:
Un motor 100hp, 460V, 60Hz, Letra de Código C, trifásico, TEFC, 1750rpm, FLA=138A. La
corriente del rotor bloqueado será:
LRA =(hp*Máximo valor de kVA/Hp*1000 ) / ( V * √3 ) = (100hp * 4 kVA/hp * 1000) / (
460V * √3 ) = 502A.
Para este caso: 502/138 = 3.6 veces la corriente nominal. Letra de Código será la C
efectivamente, según norma NEMA MG1. En el caso de motores construidos bajo normas
IEC, el dato se expresa directamente como Ia/In (corriente de arranque entre la corriente
nominal), esto es la relación de la corriente de arranque a la nominal. Por ejemplo, un
motor IEC con indicación Ia/In=8, significa que la corriente de rotor bloqueado es 8 veces
la nominal.
Ahora, identifica qué tipo de reactancia calcular. La reactancia solo se genera en circuitos
de CA (corriente alterna). Al igual que la resistencia, también se mide en ohmios (Ω).
Existen dos tipos de reactancia que pueden ocurrir en diferentes componentes eléctricos:
 La reactancia inductiva XL se produce por los inductores, también denominados
bobinas. Estos componentes crean un campo magnético que se opone a los
cambios direccionales en un circuito de CA. Mientras más rápido cambie la
dirección, mayor será la reactancia inductiva.
 La reactancia capacitiva XC se produce por los capacitores, que guardan una carga
eléctrica. La fórmula completa para calcula la reactancia capacitiva es: Xc=1/2πƒC
Así como el flujo de corriente en un circuito de CA cambia de dirección, el
capacitor se carga y descarga repetidas veces. Mientras más tiempo tenga que
cargarse el capacitador, más se opone a la corriente. X Fuente de investigación
http://www.learnabout electronics .org/ac_theory/reactance62.php Debido a
esto, mientras más rápido cambie la dirección, más baja será la reactancia
capacitiva.
Como se describió anteriormente, la reactancia inductiva aumenta con la velocidad de
cambio en la dirección de la corriente, o la frecuencia del circuito. Esta frecuencia se
representa con el símbolo ƒ y se mide en hercios (Hz). La fórmula completa para calcular la
reactancia inductiva es XL = 2πƒL, donde L es la inductancia medida en henrios (H).

24. 24
 La inductancia L depende de las características del inductor, como el número de
sus bobinas.[6] También es posible medir la inductancia directamente.
 Si estás familiarizado con la circunferencia goniométrica, imagina una corriente
alterna representada con esta circunferencia, con una rotación completa de 2π
radianes que representen un círculo. Si lo multiplicas por ƒ medida en hercios
(unidades por segundo), obtendrás un resultado en radianes por segundo. Esta es
la velocidad angular del circuito y se puede escribir en una omega en minúscula
ω. Podrías ver la fórmula para la reactancia inductiva escrita como XL=ωL.
Calcula la reactancia capacitiva. Esta fórmula es similar a la de reactancia inductiva,
excepto que la reactancia capacitiva es inversamente proporcional a la frecuencia. La
reactancia capacitiva es XC = 1 / 2πƒC. C es la capacitancia del capacitador medida en
faradios (F).
 Puedes medir la capacitancia con un multímetro y algunos cálculos básicos.
 Como se explicó anteriormente, esta se puede escribir como 1 / ωL.
La impedancia total es simple si el circuito tiene varios resistores, pero no inductores ni
capacitores. Primero, mide la resistencia a través de cada resistor (o cualquier
componente con resistencia) o consulta el diagrama de circuitos para la resistencia
marcada en ohmios (Ω). Combínalos según cómo se conectan los componentes:
Los resistores en serie (conectados de punta a punta a lo largo del cable) se pueden sumar
juntos. La resistencia total sería R = R1 + R2 + R3...
Los resistores en paralelo (cada uno en un cable diferente que se conecta al mismo
circuito) se Suma las reactancias similares en el mismo circuito. Si solo hay inductores en
el circuito, o solo capacitadores, la impedancia total es igual a la reactancia total. Haz el
cálculo de la siguiente manera:
Los inductores en serie: Xtotal = XL1 + XL2 + ...
Los capacitores en serie: Ctotal = XC1 + XC2 + ...
Los inductores en paralelo: Xtotal = 1 / (1/XL1 + 1/XL2 ...)
Los capacitores en paralelo: Ctotal = 1 / (1/XC1 + 1/XC2 ...) suman como sus recíprocos. La
resistencia total sería R = 1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3 ...
Resta la reactancia inductiva y la capacitiva para obtener la reactancia total. Dado que uno
de estos efectos aumenta mientras el otro disminuye, estos tienes a anularse entre sí.
Para encontrar el efecto total, resta el más pequeño del más grande.
Obtendrás el mismo resultado de la fórmula Xtotal = |XC - XL|
Calcula la impedancia de la resistencia y de la reactancia en serie. No puedes simplemente
sumar ambas, porque los dos valores están "desfasados". Esto significa que ambos valores
cambian con el tiempo como parte del ciclo de CA, pero alcanzan sus picos en tiempos
diferentes. Afortunadamente, si todos los componentes están en serie (es decir, si solo
hay un cable), podemos usar la fórmula simple Z = √(R2 + X2).

25. 25
Las matemáticas detrás de esta fórmula involucran "fasores"; sin embargo, también
podría parecer familiar desde la geometría. Parece ser que podemos representar los dos
componentes R y X como los catetos de un triángulo rectángulo, con la impedancia Z
como la hipotenusa.
Calcula la impedancia a partir de la resistencia y la reactancia en paralelo. En realidad, esta
es una forma general de expresar la impedancia, pero requiere una comprensión de
números complejos. Esta es la única forma de calcular la impedancia total de un circuito
en paralelo que incluye tanto la resistencia como la reactancia.
Z = R + jX, donde j es el componente imaginario: √(-1). Usa j en lugar de i para evitar la
confusión con I para la corriente.
No puedes combinar los dos números. Por ejemplo, una impedancia se podría expresar
como 60 Ω + j120 Ω.
Si tienes dos circuitos como este en serie, puedes sumar los componentes reales e
imaginarios juntos por separado. Por ejemplo, si Z1 = 60 Ω + j120 Ω y está en serie con un
resistor con Z2 = 20 Ω, entonces Z total = 80 Ω + j120 Ω.
La impedancia total (resistencia y reactancia) también se puede expresar como un número
complejo.
Tanto Kva/Hp como Iarr/Inom son coeficientes.
Corriente de arranque o a rotor trancado (norma NEMA)
Código KVA/H.P.
A 3.15
B 3.15 a 3.55
C 3.55 a 4
D 4 a 4.5
E 4.5 a 5
F 5 a 5.6
Código Kva/Hp
G 5.6 a 6.3
H 6.3 a 7.1
I 7.1 a 8
J 8 a 9
K 9 a 10
L 10 a 11.2
Por ejemplo: si la división del valor KVA por el de los Hp da como resultado que este entre
5.6 y 6.3 el código será el G
Corriente de arranque o a rotor trancado (norma IEC)
La relación entre la Iarranque / Inom según la potencia de los motores trifásicos.
KW Iarr/Inom
0,75 a 1,5 4,5
1,5 a 5 3
5 a 15 2

26. 26
más de 15 1,5
Por ejemplo:
Si In= 4 amp para motor de 0,75 a 1,5 KW
Iarr= 4 x 4,5 = 18 amp
SERVICIO:
Se define “servicio” la condición de carga a la que la máquina se halla sometida, incluidos (si
se aplican) los períodos de arranque, frenado eléctrico, funcionamiento en vacío, pausa, su
duración y su secuencia temporal. El servicio se puede describir mediante uno de los tipos de
servicio indicados a continuación, según IEC 60034-1, o con otro tipo identificado por el
usuario; si resulta necesario se puede utilizar un gráfico que represente la sucesión temporal
de las magnitudes variables; si la sucesión temporal de los valores de las variables no está
definida, se tendrá que elegir una sucesión ficticia equivalente no menos severa que la real,
conforme a uno de los servicios predefinidos; si no se ha precisado de qué servicio se trata,
se aplicará el servicio S1. Los valores indicados en las tablas de datos técnicos de catálogo se
refieren a motores eléctricos de ejecución cerrada, ventilación superficial exterior, a los que,
en las condiciones nominales de ejercicio, se aplica el servicio S1. El tipo de servicio está
indicado en la placa del motor. En caso de servicio no continuo, los motores trifásicos de
ejecución estándar (servicio S1) se pueden sobrecargar
Coeficiente de incremento de la potencia
Servicio
S2 60min. 1,1 30min. 1,2 10min. 1,4
S3 60% 1,1 40% 1,15 25% 1,25 15% 1,35
Otro Consultar con el fabricante.
Servicio continuo S1: Funcionamiento a carga constante de duración suficiente para alcanzar
el equilibrio térmico; para la aplicabilidad, el usuario debe dar indicaciones precisas de la
carga y de las condiciones nominales de ejercicio en las que la máquina debe funcionar
durante un período ilimitado.
Servicio de duración limitada S2: Funcionamiento a carga constante durante un período
determinado, inferior al necesario para alcanzar el equilibrio térmico, seguido de un período
de reposo de duración suficiente para restablecer la igualdad entre la temperatura de la
máquina y la del líquido refrigerante, con una tolerancia de 2°C. El servicio se designa con la
sigla S2 seguida de una indicación de la duración de funcionamiento; el usuario debe dar

27. 27
indicaciones precisas de la carga, de la duración y de las condiciones nominales de ejercicio
en las que la máquina puede funcionar a temperatura ambiente durante un período
limitado. Si la carga no está especificada, se supone que es la nominal. Ejemplo de
designación: S2 30 min.
Servicio intermitente periódico S3: Secuencia de ciclos de funcionamiento idénticos, cada
uno de los cuales incluye un período de funcionamiento a carga constante y un período de
reposo; en este servicio la corriente de arranque no influye en la sobre temperatura de
manera significativa. El servicio se designa con la sigla S3 seguida de la indicación de la
relación de intermitencia; la duración del ciclo, sobre la base del cual se calcula la relación de
intermitencia, es de 10 minutos. El usuario debe dar indicaciones precisas de la carga y de las
condiciones nominales de ejercicio en las que la máquina puede funcionar con ciclo
periódico. Ejemplo de designación: S3 25%.
Servicio intermitente periódico con arranque S4: Secuencia de ciclos de funcionamiento
idénticos, cada uno de los cuales incluye una fase no despreciable de arranque, un período
de funcionamiento a carga constante y un período de reposo. El servicio se designa con la
sigla S4 seguida de la indicación de la relación de intermitencia, del momento de inercia del
motor JT y del momento de inercia de la carga J L, referidos al árbol motor. El usuario debe
dar indicaciones precisas de la carga y de las condiciones nominales de ejercicio en las que la
máquina puede funcionar con ciclo periódico. Ejemplo de designación: S4 25% JT=0,15kgm2
JL=0,7kgm2
Servicio intermitente periódico con frenado eléctrico S5: Secuencia de ciclos de
funcionamiento idénticos, cada uno de los cuales incluye una fase de arranque, un período
de funcionamiento a carga constante, una fase de frenado eléctrico rápido y un período de
reposo. El servicio se designa con la sigla S5 seguida de la indicación de la relación de
intermitencia, del momento de inercia del motor JT y del momento de inercia de la carga JL,
referidos al árbol motor. El usuario debe dar indicaciones precisas de la carga y de las
condiciones nominales de ejercicio en las que la máquina puede funcionar con ciclo
periódico. Ejemplo de designación: S5 25% JT=0,15kgm2 JL=0,7kgm2 Serie M ／ Standard ／
IEC 2.5 SERVICIO CATÁLOGO TÉCNICO 35
Servicio sin interrupción periódico con carga intermitente S6: Secuencia de ciclos de
funcionamiento idénticos, cada uno de los cuales incluye un período de funcionamiento a
carga constante y un período de funcionamiento en vacío; no hay ningún período de reposo.
El servicio se designa con la sigla S6 seguida de la indicación de la relación de intermitencia;
la duración del ciclo, sobre la base del cual se calcula la relación de intermitencia, es de 10
minutos. El usuario debe dar indicaciones precisas de la carga y de las condiciones nominales
de ejercicio en las que la máquina puede funcionar con ciclo periódico. Ejemplo de
designación: S6 40%.
Servicio sin interrupción periódico con frenado eléctrico S7: Secuencia de ciclos de
funcionamiento idénticos, cada uno de los cuales incluye una fase de arranque, un período

28. 28
de funcionamiento a carga constante y una fase de frenado eléctrico; no hay ningún período
de reposo. El servicio se designa con la sigla S7 seguida de la indicación del momento de
inercia del motor JT y del momento de inercia de la carga JL, referidos al árbol motor. El
usuario debe dar indicaciones precisas de la carga y de las condiciones nominales de
ejercicio en las que la máquina puede funcionar con ciclo periódico. Ejemplo de designación:
S7 JT=0,15kgm2 JL=0,7kgm2
Servicio sin interrupción periódico con variaciones correlacionadas de carga y velocidad S8:
Secuencia de ciclos de funcionamiento idénticos, cada uno de los cuales incluye un período
de funcionamiento a carga constante correspondiente a una velocidad de rotación
preestablecida, seguido de uno o varios períodos de funcionamiento con otras cargas
constantes correspondientes a distintas velocidades de rotación (realizado, por ejemplo,
mediante cambio del número de polos); no hay ningún período de reposo. El servicio se
designa con la sigla S8 seguida de la indicación del momento de inercia del motor JT y del
momento de inercia de la carga J L, referidos al árbol motor, y de las indicaciones de carga,
velocidad y relación de intermitencia, por cada régimen caracterizado por una determinada
velocidad. El usuario debe dar indicaciones precisas de la carga y de las condiciones
nominales de ejercicio en las que la máquina puede funcionar con ciclo periódico. Ejemplo
de designación: S8 JT=0,15kgm2 JL=0,7kgm2 (1,5KW-740min -1 -30%) (2KW-1460min -1 -
30%) (1,1KW-980min -1 -40%).
Servicio con variaciones no periódicas de carga y velocidad S9: Servicio en el que
generalmente la carga y la velocidad varían de modo no periódico en el campo de
funcionamiento admisible; este servicio comprende sobrecargas aplicadas frecuentemente
que pueden ser ampliamente superiores a los valores de plena carga; para este tipo de
servicio se deberán considerar valores de plena carga adecuados como base de referencia
para las sobrecargas. El servicio se designa con la sigla S9; el usuario debe dar indicaciones
precisas de las cargas, la velocidad y demás condiciones, incluidas las sobrecargas, a las
cuales la máquina puede funcionar de modo no periódico.
Clase de aislamiento:
El sistema de aislamiento utilizado para la realización de los motores eléctricos desde el
punto de vista térmico se clasifica mediante una letra característica (IEC60085). En base a la
clase térmica adoptada, la sobre temperatura de las bobinas, entendida como diferencia
entre la temperatura de éstas y la temperatura ambiente, presenta los límites máximos
indicados en la tabla; para medir la sobre temperatura se utiliza el método de la variación de
la resistencia. Para obtener las máximas temperaturas absolutas admitidas para el sistema
de aislamiento adoptado, se hace referencia a una temperatura ambiente máxima de 40°C.
Los motores eléctricos de producción estándar, de acuerdo con la publicación IEC 60034-1,
están realizados con un sistema de aislamiento de las bobinas conforme a la clase térmica F;
la reserva térmica para las potencias unificadas es de una magnitud tal que las sobre
temperaturas no superan los límites impuestos para la clase B; esto garantiza un menor

29. 29
esfuerzo del aislamiento desde el punto de vista térmico, y por lo tanto una mayor duración
de vida del motor. Teniendo en cuenta las condiciones del ambiente de instalación del
motor, como opción es posible realizar ejecuciones conformes a la clase térmica H, para las
cuales se admite la respectiva sobre temperatura. Especifican la temperatura de operación de
los materiales aislantes utilizados en el devanado del motor. Los motores normalmente son
fabricados con clase de aislamiento F, que permite una temperatura máxima de operación
de 155°, pero los motores también pueden ser fabricados con clase de aislamiento H, cuya
temperatura máxima de operación permitida es de 180°.
La temperatura de la clase de aislamiento no significa la temperatura ambiente máxima, y sí
la máxima temperatura que soportará el aislamiento del motor.
El grado de protección IP: hace referencia a la norma internacional CEI 60529 Degrees of
Protección utilizado con mucha frecuencia en los datos técnicos de equipamiento eléctrico o
electrónico, en general de uso industrial como motores, generadores, tableros de fuerza y
control, sensores, medidores, controladores, etc.
El sistema de ventilación es responsable por la refrigeración del motor. Los motores IP55 (cerrados)
son generalmente suministrados con sistema de ventilación TCVE o TEFC. Los motores con grado de
protección IP23(abiertos) poseen sistema de ventilación interna.

30. 30

31. 31
TEMPERATURA DE LOS RODAMIENTOS
Como información básica se considera que un incremento de temperatura máxima (∆T)
adecuada en el rodamiento del lado de la flecha debe ser entre 60 ºC y 65 ºC, esto es,
cuando se mide la temperatura con un termómetro en ese punto y se tiene una temperatura
ambiente de 20 ºC, las lectura esperada oscilarán entre 80 ºC y 85 ºC. No existe una regla
general que se aplique a todos los rodamientos, pero en diferentes investigaciones se ha
encontrado que los rodamientos pueden alcanzar incrementos de temperatura entre el 65%
al 78% del incremento de temperatura de los devanados. Esto es, si un motor clase F con un
incremento clase B registra en devanados una de +120 °C. ∆T= 80ºC, se esperaría que el
rodamiento presente una ∆T entre 52 ºC y 62,4 ºC, dependiendo de factores como la
velocidad y la forma de acoplamiento de la carga. Este razonamiento coincide con el criterio
indicado anteriormente.
La temperatura ambiente es un factor importante, sobre todo en la selección del sistema de
lubricación y el lubricante en sí mismo. Se debe tener un especial cuidado cuando los
motores operarán en condiciones extremas de temperatura, como puede ser -40ºC u +80ºC.
Los motores de uso general no se proyectan para operar bajo este tipo de condiciones
ambientales, sin embargo, en algunos casos puede lograrse un buen desempeño siempre y
cuando la carga haya sido evaluada con respecto al desempeño de él. Los rodamientos
rígidos a bolas abiertos pueden utilizarse hasta una temperatura de funcionamiento
de +120 °C.
Los rodamientos rígidos a bolas con obturaciones de labio pueden utilizarse a temperaturas
de funcionamiento desde –30 °C hasta +110 °C limitadas por la grasa lubricante y por el
material de las obturaciones.
Los rodamientos con tapas de protección se pueden utilizar desde -30 °C hasta+120 °C .
¡Los rodamientos con jaulas de poliamida reforzada con fibra de vidrio son aptos para
temperaturas de funcionamiento de hasta +120 °C!

32. 32
NOTA *voltaje, frecuencia y ruido: Recuerde que la tolerancia MAX de voltaje y frecuencia
son 5% y 2% respectivamente.
También las vibraciones y el ruido deben medirse dentro de lo posible. El nivel de ruido NPS
de los motores eléctricos varia entre 69 y 105 dB según la potencia y velocidad de giro del
motor. Los de 100 dB y hasta 105 dB son motores de 160 KW de 2 y 4 polos, para menores
potencias no llegan a 100 dB.
TABLA DE INTENSIDAD SONORA
Variación Ejemplo de dB (NPS)
Intensidad KPa Ruidos
1 Umbral de audición 0
10 muy silencioso 10
100 susurro 20
1000 ruido muy suave 30
10000 interior de una recamara en silencio 40
100.000 conversación en voz baja 50
1.000.000 aparato de aire acondicionado 60
10.000.000 oficina. Tienda. 70
100.000.000 lavadora. Calle con tráfico intenso. 80
1.000.000.000 esmeril. 90
10.000.000.000. Martillo neumático. Industria textil. 100
100.000.000.000 remachadora. Concierto de rock. 110
1.000.000.000.000 fuegos Artificiales. 120
10.000.000.000.000 avión Reactor despegado. 130
Por debajo de los 45 dB se considera una zona de bienestar y a partir de los 55 dB las
personas empiezan a considerar molesto el ruido. Cuando se sobrepasan los 85 dB se
manifiestan los efectos nocivos. NPS=nivel de presión sonoras su unidad es el dB.
NWS=nivel de potencia sonora su unidad es el vatio y de 10 a 12 vatios es un NWS. 140 dB
umbral del dolor y 1 dB es la unidad más pequeña que puede percibir el oído humano.
EXPOSICIÓN DIARIA (hrs.) NPS PERMITIDO EN dB (A) ponderados.
8 90
7- 6 92
5-4 95
3 97
2 100
1 102
1/2 105
1/4 110
1/8 115

33. 33
Se han normalizado internacionalmente unos sistemas de ponderación que su respuesta se
acerque lo más posible a la sensibilidad humana. El llamado "A", más fiel a NPS bajos niveles
que a los altos, se ha adoptado para todos los casos. Los valores medidos con este filtro
aparecen como (A).
Se consideran admisibles:
Descripción Valores
Dentro del Día 40 dB
Hogar Noche 35 dB
Al exterior, Día 65 dB
Calle Noche 50 dB
Zonas sensibles
Escala de ruido
Otros ejemplos:
Descripción Valores en dB
Trabajo
Martillo neumático 110
Sala telares textiles 105
Sierra circular 100
Rotativa periódico 95
Máquina escribir mec. 70
Casa
Aspiradora de polvo 75
Timbre del teléfono 70
Secador de pelo 68

34. 34
TV a medio volumen 60
La nevera 45
Automóviles (Máx. según Normas)
Camiones pesados 92
Camiones ligeros 86
Autocares grandes 90
Autocares 9 plazas 86
Motos (según cil.) 84 a 88
Turismos 84
Ciclomotores 81
Espacios ruidosos
Proximidad avión 135
Pista despegue 101
Sala espera aeropuerto 74
Dentro del avión 81
Andén gran estación 91
Vestíbulo de estación 82
Ambientes típicos
Interior dormitorios 40
Salas de estar públicas, despachos, cafés, bares 60
Donde no molestan grandes ruidos (deben usarse protecciones) 80
Plaza Cibeles Madrid 88
Plaza Catalunya BCN 90
Salón recreativo 84
NIVEL DE PRESIÓN SONORA (NPS):
En la tabla se indican los valores normales de producción del nivel medio de presión sonora L
pA [dB(A)] válidos para los motores trifásicos en funcionamiento en vacío, frecuencia de
alimentación 50Hz, con método de medición según ISO R 1680; tolerancia +3db(A). A 60Hz
los valores se deben aumentar aproximadamente 2dB(A). Los valores se miden en cámara
semianecoica a 1 m de distancia de la superficie exterior del motor situado en campo libre y
sobre plano reflectante. Se han considerado motores estándar en ejecución cerrada con
ventilación superficial exterior (método IC411 según IEC 60034-6).
LpA [dB(A)]
2 (*) 4 (*) 6 (*) 8 (*)
63 56 46 47 44
71 61 48 47 45
80 64 54 52 50
90 65 55 53 51
100 69 57 56 53
112 70 58 56 53
132 76 60 58 56 *Número de polos

35. 35
VIBRACIONES EN MOTORES ELECTRICOS
Ver: Normas: ISO 10816-3; NEMA Stds, MG 1,7 y IEC 60034-14
Causas de las vibraciones:
Los desbalances en el rotor de un motor eléctrico:
Es una de las fuentes más comunes de vibraciones. El desbalance siempre se encuentra
presente, y puede clasificarse de acuerdo con su origen como. • Desbalance estático. •
Desbalance par. • Desbalance dinámico.
Para máquinas industriales con potencia normal superior a 15kW y velocidades nominales
entre 120 y 15,000 RPM cuando se miden in situ. Segunda edición 2009-02-01
Las causas de desbalance:
Son varias entre las que podemos mencionar: • Desgaste y erosiones por rozamiento. •
Corrosión. • Deformaciones en el rotor, falta de alineamiento y también debido a variaciones
de temperatura en el rotor se producen fuerzas que tienden a curvar el rotor, y con ello la
aparición de desbalance. fallas electromagnéticas.
Consecuencias falta de alineación: • Mayor consumo de energía • Fallos en rodamientos •
Rotura de ejes • Problemas en acoplamientos • Incremento en la temperatura de carcasa •
Fugas de aceite u otros fluidos • Daños o aflojamiento en tornillos de sujeción • Incremento
en la vibración axial y radial en la máquina. Falta de excentricidad.
Clasificación según el tipo de máquina, potencia nominal o altura del eje
Grupo 1 : Máquinas grandes con potencia nominal superior a 300 kW; Máquinas eléctricas
con altura de eje H W 315 mm. Estas máquinas normalmente tienen cojinetes de
manguito. El rango de velocidades operativas o nominales es relativamente amplio y varía de
120 r / min a 15 000 r / min.
Grupo 2 : Máquinas medianas con una potencia nominal superior a 15 kW hasta 300 kW
inclusive; Máquinas eléctricas con altura de eje 160 mm u H <315 mm.
Estas máquinas normalmente tienen rodamientos de elementos rodantes y velocidades de
operación superiores a 600 r / min.
Clasificación según la flexibilidad del soporte
Se utilizan dos condiciones para clasificar la flexibilidad del conjunto de soporte en
direcciones específicas - soportes rígidos y - soportes flexibles.
Tabla IV. Clasificación de máquinas según, ISO 2372
CLASE I
Componentes individuales de motores y máquinas, íntegramente conectados con la
máquina completa en sus condiciones normales de funcionamiento (motores eléctricos de
hasta 15 Kw )
CLASE II

36. 36
Máquinas de tamaño medio, (típicamente motores eléctricos con una potencia de salida de
15 a 75 KW) sin cimentaciones especiales, motores montados rígidamente, o máquinas
(hasta 300 KW) sobre cimentaciones especiales.
CLASE III
Motores con grandes fuerzas motrices y máquinas con grandes masas giratorias, sobre
cimentaciones firmes y pesadas que son relativamente rígidas en la dirección de la medición.
CLASE IV
Motores con grandes fuerzas motrices y máquinas sin grandes masas giratorias sobre
cimentaciones que son relativamente amortiguadores en la dirección de la medición de la
vibración (turbogeneradores).
CLASE V
Máquinas y sistemas de transmisión mecánica con efectos de inercia no equilibrados (debido
a movimientos alternativos), montados sobre cimentaciones que son relativamente rígidas
en la dirección de la medición de la vibración.
Como se observa en la tabla V, la severidad de las vibraciones se clasifican en Normal,
Admisible, Límite y No permisible de acuerdo con la clasificación de la máquina que se basa
en el tipo y tamaño de la máquina, el tipo de servicio, el sistema de soporte de la máquina y
el efecto de la vibración en la máquina sobre el entorno de esta.
Tabla V.
43
28
18
11.2
7.1
4.5
2.8
1.8
1.12
0.71
0.45
0.28
0.18
Vel.(mm/s)
TIPOI
TIPOII
TIPOIII
TIPOIV
Admisible
Normal
Admisible
Normal
Normal
Normal
No
permisible
No
permisible
No
Permisible
No
Permisible
Limite
Limite
Limite Admisible
Limite Admisible
Severidad de vibraciones, según ISO 2372 ISO 3945 “Medida y evaluación de la severidad de
vibración en grandes máquinas rotativas; velocidades de operación entre 10 y 200

37. 37
revoluciones por segundo”. Esta norma permite la severidad de las vibraciones en máquinas
grandes para velocidades de operación entre 600 y 1200 RPM. Se aplica a la CLASE III Y IV
definidas anteriormente. La tabla VI muestra la severidad de las vibraciones según la norma
ISO 3945.
Tabla VI.
Tabla ISO 3945 56 ISO 10816 “Evaluación de la vibración en una máquina mediante medidas
en partes no rotativas”. Estas normas son más recientes que las anteriores. El valor eficaz de
la velocidad de vibración se usa para evaluar la condición de la máquina.
Los análisis de vibraciones pueden complementarse con análisis de corriente y tensión de
alimentación cuando se trata de diagnosticar motores eléctricos de inducción.

38. 38
Tabla potencia nominal y velocidad sonido ISO (directriz)

39. 39
Se recomienda leer el artículo de PdMA "Análisis por zonas de fallo" y los siguientes vídeos
que hablan sobre la detección de fallos en:
Estator.
Rotor.
Entrehierro.
Aislamiento.
Circuito de potencia.
Calidad de la alimentación.
Enlaces de interés:
Análisis del retorno de la inversión.
Curso de diagnóstico de motores
eléctricos de inducción.
Pérdida de eficiencia en la reparación de motores:
Las fallas en los motores tienen con frecuencia su origen en los desperfectos mecánicos,
muchas veces acompañadas por daños severos en el aislamiento de los devanados, por lo
que es necesario su rebobinado ó su sustitución. Si bien es técnicamente posible reparar un
motor para que mantenga sus condiciones generales de desempeño, en la práctica se ha
demostrado que la eficiencia se reduce en un promedio del 1 al 2 %, cada vez que un motor
se rebobina en talleres especializados, y porcentajes bastantes mayores en lugares donde no
se cuenta con el equipo adecuado ni personal calificado para realizar las composturas.
Cuando un motor sufre un desperfecto en su devanado y que por ello hay que rebobinarlo,
puede disminuir su eficiencia considerablemente si durante el proceso de reparación se
presentan las siguientes condiciones: * Calentamiento desmedido del hierro al quitar el
devanado. * Daños en las ranuras al quitar el devanado dañado y montar el nuevo.
• Diferente calidad y calibre en el alambre. • Diferente número de vueltas. • Daños a los
cojinetes y mal alineamiento. • Mayor tiempo de secado final.
Por esto es importante que cuando un motor sea reparado los trabajos los efectúe personal
calificado para garantizar que la compostura sea realizada correctamente y que los
materiales empleados sean de calidad igual o superior a los originales. Un motor rebobinado
al ser instalado nuevamente gastará más energía que antes, por esta razón puede ser más
económico sustituir un motor que mandarlo a rebobinar.

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