La conversión y cálculo de la potencia del variador es esencial para la selección y dimensionamiento eléctrico. Aquí descubrirás cómo calcular la potencia del variador en HP o kW según NEC y NTC 2050.
Aprende a utilizar fórmulas, tablas y ejemplos reales para dimensionar variadores de frecuencia conforme a normativas internacionales. Optimiza tu selección y evita errores costosos en tus proyectos eléctricos.
Calculadora con inteligencia artificial (IA) – Calculadora de la potencia del variador (en HP o kW) – NEC, NTC 2050
- ¡Hola! ¿En qué cálculo, conversión o pregunta puedo ayudarte?
- ¿Qué potencia de variador necesito para un motor trifásico de 15 HP, 220 V, 60 Hz?
- Calcular el variador adecuado para un motor de 11 kW, 380 V, eficiencia 92%, factor de servicio 1.15.
- ¿Qué variador selecciono para un motor de 5 HP, 440 V, con un factor de potencia de 0.85?
- Dimensionar variador para motor de 30 HP, 460 V, carga pesada, según NTC 2050.
Tablas de selección de potencia del variador (HP y kW) según NEC y NTC 2050
La correcta selección del variador de frecuencia (VFD) depende de la potencia del motor, tensión, corriente y condiciones de operación. Las siguientes tablas presentan los valores más comunes de potencia de variadores en HP y kW, junto con los valores típicos de corriente nominal y tensión, basados en las normativas NEC (National Electrical Code) y NTC 2050 (Norma Técnica Colombiana).
| Potencia Motor (HP) | Potencia Motor (kW) | Tensión Nominal (V) | Corriente Nominal (A) | Variador Sugerido (HP) | Variador Sugerido (kW) |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 0.75 | 220 | 3.4 | 1 | 0.75 |
| 2 | 1.5 | 220 | 6.0 | 2 | 1.5 |
| 3 | 2.2 | 220 | 8.2 | 3 | 2.2 |
| 5 | 3.7 | 220 | 13.6 | 5 | 3.7 |
| 7.5 | 5.5 | 220 | 20.0 | 7.5 | 5.5 |
| 10 | 7.5 | 220 | 27.2 | 10 | 7.5 |
| 15 | 11 | 220 | 40.0 | 15 | 11 |
| 20 | 15 | 220 | 54.0 | 20 | 15 |
| 25 | 18.5 | 220 | 68.0 | 25 | 18.5 |
| 30 | 22 | 220 | 80.0 | 30 | 22 |
| 1 | 0.75 | 380 | 1.9 | 1 | 0.75 |
| 3 | 2.2 | 380 | 4.2 | 3 | 2.2 |
| 5 | 3.7 | 380 | 7.2 | 5 | 3.7 |
| 10 | 7.5 | 380 | 13.6 | 10 | 7.5 |
| 15 | 11 | 380 | 20.0 | 15 | 11 |
| 20 | 15 | 380 | 27.0 | 20 | 15 |
| 25 | 18.5 | 380 | 34.0 | 25 | 18.5 |
| 30 | 22 | 380 | 40.0 | 30 | 22 |
| 40 | 30 | 380 | 52.0 | 40 | 30 |
| 50 | 37 | 380 | 65.0 | 50 | 37 |
| 60 | 45 | 380 | 77.0 | 60 | 45 |
| 75 | 55 | 380 | 96.0 | 75 | 55 |
| 100 | 75 | 380 | 124.0 | 100 | 75 |
Estas tablas permiten una rápida referencia para seleccionar el variador adecuado según la potencia del motor y la tensión de alimentación. Es importante considerar siempre un margen de seguridad y las condiciones de carga del motor.
Fórmulas para calcular la potencia del variador (en HP o kW) – NEC, NTC 2050
El cálculo de la potencia del variador se basa en la potencia nominal del motor, la tensión de alimentación, el factor de potencia y la eficiencia. A continuación, se presentan las fórmulas fundamentales y la explicación detallada de cada variable.
Potencia (kW) = Potencia (HP) × 0.746
- Potencia (HP): Potencia nominal del motor en caballos de fuerza.
- Potencia (kW): Potencia nominal del motor en kilovatios.
Potencia (kW) = (√3 × V × I × FP × η) / 1000
- V: Tensión de línea a línea (V), típicamente 220 V, 380 V, 440 V, 460 V.
- I: Corriente de línea (A), obtenida de la placa del motor.
- FP: Factor de potencia, usualmente entre 0.80 y 0.95 para motores industriales.
- η (Eficiencia): Eficiencia del motor, típicamente entre 0.85 y 0.95.
I = (Potencia (kW) × 1000) / (√3 × V × FP × η)
- Permite calcular la corriente que debe soportar el variador.
Potencia del variador ≥ Potencia del motor × Factor de servicio
- Factor de servicio: Usualmente 1.15 para cargas pesadas o arranques frecuentes.
En la práctica, se recomienda seleccionar el variador con una potencia igual o superior a la del motor, considerando el factor de servicio y las condiciones de carga. Si el motor opera en condiciones severas, se debe aumentar el margen de seguridad.
Explicación detallada de las variables y valores comunes
- Potencia del motor (HP o kW): Es el valor nominal de la placa del motor. Es el punto de partida para el cálculo.
- Tensión nominal (V): Depende del sistema eléctrico. En Latinoamérica, los valores más comunes son 220 V, 380 V, 440 V y 460 V.
- Corriente nominal (A): Se obtiene de la placa del motor o de tablas normalizadas (NEC, NTC 2050).
- Factor de potencia (FP): Indica la eficiencia con la que el motor utiliza la energía. Motores modernos suelen tener FP entre 0.85 y 0.95.
- Eficiencia (η): Relación entre la potencia útil y la potencia consumida. Motores de alta eficiencia superan el 90%.
- Factor de servicio: Indica la capacidad del motor para operar por encima de su potencia nominal. Usualmente 1.15 para cargas pesadas.
La correcta identificación de estos valores es fundamental para evitar la subdimensionamiento o sobredimensionamiento del variador, lo que puede causar fallas o sobrecostos.
Ejemplos del mundo real: Cálculo y selección de variador según NEC y NTC 2050
Ejemplo 1: Selección de variador para motor trifásico de 15 HP, 220 V, carga estándar
- Datos del motor:
- Potencia: 15 HP
- Tensión: 220 V
- Factor de potencia: 0.88
- Eficiencia: 0.90
- Factor de servicio: 1.0 (carga estándar)
Paso 1: Convertir HP a kW
- Potencia (kW) = 15 × 0.746 = 11.19 kW
Paso 2: Calcular la corriente nominal
- I = (11.19 × 1000) / (√3 × 220 × 0.88 × 0.90)
- I = 11190 / (1.732 × 220 × 0.88 × 0.90)
- I = 11190 / (1.732 × 220 = 381.04; 381.04 × 0.88 = 335.31; 335.31 × 0.90 = 301.78)
- I = 11190 / 301.78 = 37.08 A
Paso 3: Seleccionar el variador
- El variador debe soportar al menos 15 HP (11 kW) y 37.08 A.
- Según la tabla, un variador de 15 HP (11 kW) para 220 V es adecuado.
Resultado: Seleccionar un variador de 15 HP (11 kW), 220 V, con corriente nominal igual o superior a 37.08 A.
Ejemplo 2: Selección de variador para motor de 30 HP, 460 V, carga pesada
- Datos del motor:
- Potencia: 30 HP
- Tensión: 460 V
- Factor de potencia: 0.90
- Eficiencia: 0.93
- Factor de servicio: 1.15 (carga pesada)
Paso 1: Convertir HP a kW
- Potencia (kW) = 30 × 0.746 = 22.38 kW
Paso 2: Calcular la corriente nominal
- I = (22.38 × 1000) / (√3 × 460 × 0.90 × 0.93)
- I = 22380 / (1.732 × 460 = 797.72; 797.72 × 0.90 = 717.95; 717.95 × 0.93 = 667.70)
- I = 22380 / 667.70 = 33.52 A
Paso 3: Aplicar factor de servicio
- Potencia requerida = 22.38 kW × 1.15 = 25.74 kW
- En HP: 25.74 / 0.746 = 34.52 HP
Paso 4: Seleccionar el variador
- El variador debe ser de al menos 35 HP (26 kW), 460 V, con corriente nominal igual o superior a 33.52 A.
- Según la tabla, un variador de 40 HP (30 kW) es adecuado para garantizar margen de seguridad.
Resultado: Seleccionar un variador de 40 HP (30 kW), 460 V, para carga pesada.
Recomendaciones adicionales para la selección de variadores según NEC y NTC 2050
- Siempre verifica la placa del motor y consulta las tablas de la norma NTC 2050 y NEC para valores de corriente y potencia.
- Considera el tipo de carga: cargas pesadas (bombas, compresores) requieren mayor margen de seguridad.
- Incluye el factor de servicio en el cálculo para evitar sobrecargas y prolongar la vida útil del variador.
- Verifica la compatibilidad del variador con la red eléctrica (tensión, frecuencia, armónicos).
- Consulta siempre las recomendaciones del fabricante del variador y del motor.
Para mayor información técnica y normativa, consulta los siguientes recursos de autoridad:
- NFPA 70: National Electrical Code (NEC)
- NTC 2050: Norma Técnica Colombiana
- ABB – Selección de variadores de frecuencia
- Schneider Electric – Guía de selección de VFD
La correcta selección y cálculo de la potencia del variador, conforme a NEC y NTC 2050, es fundamental para la seguridad, eficiencia y durabilidad de los sistemas eléctricos industriales.