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BOLETÍN MENSUAL PREPARADO POR WWW.MOTORTICO.COM, COSTA RICA DICIEMBRE 2014

Cuando se selecciona un motor eléctrico uno de las principales consideraciones es definir el tipo de recinto o cerramiento (Enclosure en inglés), ya

que se deben tomar en cuenta diversos factores para hacer la correcta escogencia. El recinto debe cumplir con los requisitos ambientales específicos para restringir la entrada de objetos extraños, como el agua, el polvo y otras partículas, así como los requisitos de seguridad para la protección personal. Tambien se toman en cuenta consideraciones de enfriamiento del motor, lo que añade otros aspectos al diseño del tipo de recinto. Todo motor incluye una carcasa que contiene todos los componentes de trabajo, la cual debe ser diseñada y construida de cierta manera para cumplir con los requerimientos de la aplicación. En este boletín se revisan algunos aspectos para una mejor selección.

Consideraciones Generales

Al seleccionar el tipo de recinto se toman en cuenta numerosos aspectos, las cuales se resumen de manera general en la Tabla 1.

Tabla 1 Consideraciones generales para selección del recinto

Dentro de las consideraciones de la primera columna están las siguientes:

- Motor de propósito general para condiciones libres de humedad y contaminación, para uso en interiores. - Motor de propósito general para condiciones húmedas y sucias, para uso en exteriores, posibilidad de recibir lluvia. - Motor para aplicaciones lavables, como la industria alimenticia que lava con agua a presión (Futuros boletines). - Motor para localizaciones peligrosas o a prueba de explosión (Futuros boletines). - Motor para condiciones severas, para cumplir las normas IEEE 841, API541 o API547, o con denominaciones en inglés como: Severe,

Corrosion, Automotive, Marine, Farm Duty (Futuros boletines).

Tipos de recintos en motores eléctricos

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Cada estandar de fabricación define sus particularidades en el momento de establecer los tipos de recinto, a continuación se revisan ambas normas.

Estándar de fabricación NEMA

La Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos (NEMA), que rige la fabricación de motores en Norte América, proporciona un estándar mínimo para motores de uso general en CA tipo inducción de jaula de ardilla. Esta norma se designa como MG 1. Dentro de ésta, se proporcionan descripciones de varias clasificaciones de protección para los recintos. En general, hay dos tipo de categorías, estas son: máquinas abiertas y totalmente cerradas. Un motor abierto tiene aberturas que permiten que el aire exterior pase por encima y alrededor de los devanados del motor, lo que proporciona la refrigeración necesaria. Por otro lado, la carcasa de un motor cerrado no significa que es totalmente hermético, en él la refrigeración de los devanados se hace por algún medio externo, como un ventilador o refrigeración por fluidos. La Tabla 2 presenta un resumen de los tipos de recintos NEMA.

Tabla 2 Clasificación de recintos NEMA

Estándar de fabricación IEC

Fuera de Norte América (USA y Canadá), la norma que rige la fabricación de motores es definida por la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC). Muchos de los requisitos son similares a las de NEMA. La norma IEC ha proporcionado una descripción más detallada de la protección del motor contra el ambiente, además de las pruebas para determinar la designación de recinto, por medio del Índice de Protección (IP) o Grado de Protección. Estas clasificaciones de los grados de protección se han incluido en la norms MG-1. La Tabla 3 y 4 presentan el índice de protección, para el primer y segundo dígito. La designación IEC para grados de protección consiste en las letras "I" y "P" seguida de dos números. El primero representa el nivel de protección contra partículas sólidas. El segundo define la posibilidad de entrada de líquidos que el recinto debe proteger. Por ejemplo, un motor con grado de protección IP22 indica que es abierto, con la posibilidad de entrada máxima de partículas de 2.5mm (primer número 2), y la inclinación máxima permitida de entrada es de 15° para la gota de fluido (segundo número 2). Se trata de un motor abierto, similar al ODP de NEMA.

Tabla 3 Significado del primer dígito: IP*X

Otro ejemplos son:

• Motor IP54: el 5 de la Tabla 3 indica protección contra polvo, y el 4 de la Tabla 4 indica protección contra chorros de agua a baja presión, lo que significa que es un motor cerrado, similar al TEFC, pero no lavable.

• Motor IP56: el 5 de la Tabla 3 indica protección contra polvo, y el 6 de la Tabla 4 indica protección contra chorros de agua alta presión, lo que significa que es un motor cerrado, similar al TEFC, pero lavable. Los fabricantes NEMA usan Washdown para designar motores lavables.

• Motor IP68: el 6 indica motor sellado, y el 8 permite inmersión completa, lo que significa un motor sumergible.

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Tabla 4 Significado del segundo dígito: IPX*

La Fig. 1 muestra ejemplos ensayos de prueba del Índice de Protección en laboratorio.

Figura 1 Pruebas reales del Índice de Protección IP

Comparación NEMA e IEC

La Tabla 5 presenta una comparación en ambas normas en cuanto al tipo de recinto, incluyendo algunos adicionales, como el Washdown relacionado con motores para aplicaciones lavables, donde el motor recibe agua a presión.

Tabla 5 Comparación de tipos de recintos NEMA vrs. IEC

Adicionalmente, se presenta en la Fig. 2 parte del índice de la norma MG-1 que ayuda a determinar las equivalencias NEMA e IEC.

Por ejemplo, el motor TEFC es equivalente al IP54 como mínimo, ya que podría ser también equivalente a IP55 o IP56 si el motor NEMA presenta alguna especificación especial de fabricación como: Washdown, IEEE 841 (Será explicado en un futuro boletín), Farm Duty, Automotive Duty, otros.

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Figura 2 Extracto Índice de la norma NEMA MG-1 sobre tipo de protección y método enfriamiento

Fuente: Norma NEMA MG-1 2004

Método de Enfriamiento en IEC

A diferencia de NEMA, donde el tipo de recinto incluye también el método de enfriamiento, IEC usa el códico IC para designar la forma en que se enfria el motor. La Fig. 3 presenta los más usados, pero se aclara que son muchos más. Además, en la descripción se indica el equivalente NEMA para el código.

Figura 3 Algunos Códigos de Enfriamiento IC de IEC

Fuente: Norma IEC 60034 Parte 6.

Por ejemplo, la Fig. 4 muestra una descripción de un fabricante para un motor IEC, donde el equivalente NEMA sería ODP, específicamente un WPI. Se resalta en los datos (otro color) cómo sevindica que el motor es IP23, y tiene un código de enfriamiento IC01.

Figura 4 Ejemplo de motor de media tensión de un fabricante indicando Grado de Protección (IP) y Método de Enfriamiento (IC)