Calculadora de corriente de cortocircuito en motores eléctricos – IEEE, NTC 2050

La corriente de cortocircuito en motores eléctricos es un parámetro crítico para la seguridad industrial. Su cálculo preciso previene fallas catastróficas y optimiza la protección eléctrica.

Este artículo explica cómo calcular la corriente de cortocircuito en motores eléctricos según IEEE y NTC 2050. Encontrarás fórmulas, tablas, ejemplos y una calculadora inteligente.

Calculadora con inteligencia artificial (IA) – Calculadora de corriente de cortocircuito en motores eléctricos – IEEE, NTC 2050

• Calcular la corriente de cortocircuito para un motor de 75 kW, 440 V, 3 fases, 50 Hz.
• ¿Cuál es la corriente de cortocircuito de un motor de 30 HP, 220 V, eficiencia 92%?
• Determinar la corriente de cortocircuito para un motor de 100 HP, 480 V, factor de servicio 1.15.
• Calcular la corriente de cortocircuito de un motor de 55 kW, 400 V, arranque directo.

Tablas de valores comunes para la Calculadora de corriente de cortocircuito en motores eléctricos – IEEE, NTC 2050

La siguiente tabla muestra valores típicos de corriente de cortocircuito para motores eléctricos, considerando diferentes potencias, tensiones y tipos de arranque, según recomendaciones de IEEE 242, IEEE 141 y NTC 2050.

Estos valores son aproximados y pueden variar según el fabricante, la eficiencia y el tipo de motor. Para cálculos precisos, siempre consulte la placa del motor y la documentación técnica.

Fórmulas para la Calculadora de corriente de cortocircuito en motores eléctricos – IEEE, NTC 2050

El cálculo de la corriente de cortocircuito en motores eléctricos se basa en la impedancia del motor, la tensión de alimentación y la potencia nominal. Las normativas IEEE 242 (Buff Book), IEEE 141 (Red Book) y NTC 2050 establecen los procedimientos y fórmulas recomendadas.

• I_cc: Corriente de cortocircuito (A)
• V_n: Tensión nominal del motor (V)
• Z_motor: Impedancia total del motor (Ω)

La impedancia del motor se puede calcular a partir del porcentaje de impedancia indicado en la placa o en la documentación técnica:

• S_n: Potencia nominal del motor (kVA)
• Z_%: Impedancia porcentual del motor (%)

Para motores trifásicos, la potencia aparente se calcula como:

• P_n: Potencia activa del motor (kW)
• η: Eficiencia del motor (decimal, por ejemplo 0.92)
• FP: Factor de potencia (decimal, por ejemplo 0.85)

La corriente nominal del motor se calcula como:

La corriente de arranque suele ser de 6 a 8 veces la corriente nominal, y la corriente de cortocircuito puede ser de 10 a 15 veces la corriente nominal, dependiendo de la impedancia y el tipo de arranque.

• Corriente de arranque típica: I_arranque = 6 × I_n
• Corriente de cortocircuito típica: I_cc = 10 × I_n

Valores comunes de variables:

• V_n: 220 V, 380 V, 400 V, 440 V, 480 V, 690 V
• P_n: 7.5 kW a 315 kW (10 HP a 425 HP)
• η: 0.88 a 0.96
• FP: 0.80 a 0.92
• Z_%: 5% a 15%

Ejemplos del mundo real: Calculadora de corriente de cortocircuito en motores eléctricos – IEEE, NTC 2050

Ejemplo 1: Motor de 75 kW, 400 V, eficiencia 94%, factor de potencia 0.88, impedancia 8%

• P_n = 75 kW
• V_n = 400 V
• η = 0.94
• FP = 0.88
• Z_% = 8%

1. Calcular la potencia aparente:


Sn = 75 / (0.94 × 0.88) = 90.8 kVA


2. Calcular la impedancia del motor:


Zmotor = (4002) / (90.8 × 1000) × (8 / 100) = (160,000) / (90,800) × 0.08 ≈ 0.141 Ω


3. Calcular la corriente de cortocircuito:


Icc = 400 / (√3 × 0.141) = 400 / (1.732 × 0.141) = 400 / 0.244 ≈ 1,639 A


4. Corriente nominal:


In = 75,000 / (1.732 × 400 × 0.94 × 0.88) = 75,000 / (573.6 × 0.94 × 0.88) = 75,000 / 473.8 ≈ 158.3 A


La corriente de cortocircuito es aproximadamente 10.4 veces la corriente nominal, lo cual es coherente con los valores típicos.

Ejemplo 2: Motor de 30 HP, 220 V, eficiencia 92%, factor de potencia 0.85, impedancia 12%

• P_n = 30 HP × 0.746 = 22.38 kW
• V_n = 220 V
• η = 0.92
• FP = 0.85
• Z_% = 12%

1. Calcular la potencia aparente:


Sn = 22.38 / (0.92 × 0.85) = 28.6 kVA


2. Calcular la impedancia del motor:


Zmotor = (2202) / (28.6 × 1000) × (12 / 100) = (48,400) / (28,600) × 0.12 ≈ 0.203 Ω


3. Calcular la corriente de cortocircuito:


Icc = 220 / (√3 × 0.203) = 220 / (1.732 × 0.203) = 220 / 0.351 ≈ 627 A


4. Corriente nominal:


In = 22,380 / (1.732 × 220 × 0.92 × 0.85) = 22,380 / (381.04 × 0.92 × 0.85) = 22,380 / 298.6 ≈ 75 A


La corriente de cortocircuito es aproximadamente 8.4 veces la corriente nominal, dentro del rango esperado para motores de esta potencia e impedancia.

Consideraciones adicionales y recomendaciones normativas

• La corriente de cortocircuito depende fuertemente de la impedancia del motor y del sistema de alimentación.
• La NTC 2050 y las normas IEEE recomiendan considerar la máxima corriente posible para dimensionar protecciones y conductores.
• En sistemas industriales, se debe considerar la contribución de otros motores y generadores al cortocircuito total.
• El cálculo debe realizarse para el peor escenario: motor frío, máxima tensión y mínima impedancia.
• La selección de interruptores y protecciones debe basarse en la corriente de cortocircuito calculada.

Para mayor información técnica y normativa, consulte los siguientes recursos:

• IEEE 242-2001 – Protection and Coordination of Industrial and Commercial Power Systems
• IEEE Standards Association
• NTC 2050 – Código Eléctrico Colombiano
• Schneider Electric – Short-circuit current calculation for motors

El cálculo preciso de la corriente de cortocircuito en motores eléctricos es esencial para la seguridad, la confiabilidad y la eficiencia de los sistemas eléctricos industriales. Utilice siempre datos reales del fabricante y siga las recomendaciones normativas para garantizar instalaciones seguras y conformes.