La correcta selección y dimensionamiento del variador de frecuencia depende del cálculo preciso del factor de sobrecarga. La “Calculadora del factor de sobrecarga del variador – IEC, fabricante” permite determinar la capacidad de sobrecarga según normativas y especificaciones.
Este artículo explica cómo calcular el factor de sobrecarga, muestra tablas, fórmulas, ejemplos reales y casos prácticos. Descubre cómo optimizar la selección de variadores según IEC y fabricantes.
Calculadora con inteligencia artificial (IA) – Calculadora del factor de sobrecarga del variador – IEC, fabricante
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- ¿Cuál es el factor de sobrecarga para un variador de 30 kW, 150% durante 60 segundos según IEC 61800-2?
- Calcular la corriente máxima admisible para un variador de 45 kW, 400 V, con factor de sobrecarga 120%.
- ¿Qué factor de sobrecarga necesito para un motor de 75 kW con arranques frecuentes según el fabricante ABB?
- Comparar el factor de sobrecarga de un variador Siemens frente a la norma IEC para 55 kW.
Tabla de factores de sobrecarga comunes según IEC y principales fabricantes
| Potencia del Variador (kW) | Corriente Nominal (A) | Factor de Sobrecarga IEC 61800-2 | Tiempo de Sobrecarga (s) | Factor de Sobrecarga ABB | Factor de Sobrecarga Siemens | Factor de Sobrecarga Schneider | Corriente Máxima Admisible (A) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0.75 | 2.1 | 150% | 60 | 150% | 150% | 150% | 3.15 |
| 1.5 | 3.4 | 150% | 60 | 150% | 150% | 150% | 5.1 |
| 2.2 | 5.1 | 150% | 60 | 150% | 150% | 150% | 7.65 |
| 4 | 9.0 | 150% | 60 | 150% | 150% | 150% | 13.5 |
| 5.5 | 12.0 | 150% | 60 | 150% | 150% | 150% | 18.0 |
| 7.5 | 16.0 | 150% | 60 | 150% | 150% | 150% | 24.0 |
| 11 | 23.0 | 150% | 60 | 150% | 150% | 150% | 34.5 |
| 15 | 31.0 | 150% | 60 | 150% | 150% | 150% | 46.5 |
| 18.5 | 37.0 | 150% | 60 | 150% | 150% | 150% | 55.5 |
| 22 | 43.0 | 150% | 60 | 150% | 150% | 150% | 64.5 |
| 30 | 59.0 | 150% | 60 | 150% | 150% | 150% | 88.5 |
| 37 | 72.0 | 150% | 60 | 150% | 150% | 150% | 108.0 |
| 45 | 88.0 | 120% | 60 | 120% | 120% | 120% | 105.6 |
| 55 | 105.0 | 120% | 60 | 120% | 120% | 120% | 126.0 |
| 75 | 145.0 | 120% | 60 | 120% | 120% | 120% | 174.0 |
| 90 | 170.0 | 120% | 60 | 120% | 120% | 120% | 204.0 |
| 110 | 210.0 | 120% | 60 | 120% | 120% | 120% | 252.0 |
| 132 | 250.0 | 120% | 60 | 120% | 120% | 120% | 300.0 |
| 160 | 302.0 | 120% | 60 | 120% | 120% | 120% | 362.4 |
| 200 | 380.0 | 120% | 60 | 120% | 120% | 120% | 456.0 |
La tabla anterior muestra los valores más comunes de factores de sobrecarga para variadores de frecuencia según la norma IEC 61800-2 y los principales fabricantes (ABB, Siemens, Schneider). Los valores pueden variar según la aplicación, el tipo de carga y la política de cada fabricante.
Fórmulas para la Calculadora del factor de sobrecarga del variador – IEC, fabricante
El cálculo del factor de sobrecarga es fundamental para garantizar la protección y el correcto funcionamiento del variador y el motor. A continuación, se presentan las fórmulas más relevantes, explicando cada variable y sus valores típicos.
Corriente máxima admisible = Corriente nominal × Factor de sobrecarga
- Corriente máxima admisible: Es la corriente que el variador puede soportar durante el tiempo de sobrecarga especificado.
- Corriente nominal: Es la corriente de salida nominal del variador, especificada por el fabricante (A).
- Factor de sobrecarga: Es el porcentaje de incremento sobre la corriente nominal permitido durante un tiempo limitado (por ejemplo, 150% o 120%).
Potencia máxima = Potencia nominal × Factor de sobrecarga
- Potencia máxima: Es la potencia que el variador puede entregar durante el tiempo de sobrecarga.
- Potencia nominal: Es la potencia de salida nominal del variador (kW).
- Factor de sobrecarga: Igual que en la fórmula anterior.
Potencia requerida = Potencia de la carga × Factor de servicio
- Potencia requerida: Es la potencia mínima que debe tener el variador para soportar la carga y la sobrecarga.
- Potencia de la carga: Es la potencia nominal del motor o la carga conectada (kW).
- Factor de servicio: Es un coeficiente que considera condiciones de trabajo severas, arranques frecuentes, etc. (típicamente entre 1.0 y 1.5).
Los valores comunes de cada variable dependen de la aplicación y la normativa:
- Corriente nominal: De 2 A a 400 A según la potencia del variador.
- Factor de sobrecarga: 150% durante 60 s (IEC 61800-2, cargas estándar), 120% durante 60 s (cargas pesadas o variadores grandes).
- Tiempo de sobrecarga: 60 s es el valor típico, aunque algunos fabricantes permiten 3 s a 200% para arranques.
- Factor de servicio: 1.0 (carga estándar), 1.15-1.5 (carga pesada, arranques frecuentes).
Ejemplos del mundo real: Aplicación de la Calculadora del factor de sobrecarga del variador – IEC, fabricante
Caso 1: Selección de variador para bomba de agua con arranques frecuentes
Supongamos una bomba de agua de 45 kW, 400 V, con arranques frecuentes y picos de carga. El fabricante recomienda un factor de sobrecarga de 120% durante 60 segundos.
- Potencia nominal del motor: 45 kW
- Corriente nominal del variador (según tabla): 88 A
- Factor de sobrecarga: 120%
- Tiempo de sobrecarga: 60 s
Paso 1: Calcular la corriente máxima admisible durante la sobrecarga.
Paso 2: Verificar que el variador seleccionado soporte la corriente máxima durante el tiempo requerido. Si la bomba requiere picos de hasta 100 A durante el arranque, el variador cumple con el requisito.
Paso 3: Si la aplicación es más severa (por ejemplo, arranques cada minuto), se recomienda aumentar el factor de servicio y seleccionar un variador de mayor capacidad (por ejemplo, 55 kW).
Caso 2: Comparación entre normativas IEC y especificaciones de fabricante para un motor de 75 kW
Un motor de 75 kW se utiliza en una cinta transportadora con cargas variables. Se desea comparar el factor de sobrecarga según IEC 61800-2 y el fabricante Siemens.
- Potencia nominal del motor: 75 kW
- Corriente nominal del variador (según tabla): 145 A
- Factor de sobrecarga IEC: 120% durante 60 s
- Factor de sobrecarga Siemens: 120% durante 60 s
Paso 1: Calcular la corriente máxima admisible según IEC:
Paso 2: Calcular la corriente máxima admisible según Siemens:
En este caso, ambos valores coinciden. Sin embargo, algunos fabricantes pueden ofrecer factores de sobrecarga superiores para aplicaciones específicas, por ejemplo, 150% durante 60 s para cargas de alto impacto.
Paso 3: Si la cinta transportadora tiene picos de corriente de 170 A durante el arranque, el variador seleccionado es adecuado. Si los picos superan los 174 A, se debe considerar un variador de mayor capacidad o consultar al fabricante para soluciones personalizadas.
Consideraciones adicionales y mejores prácticas
- Siempre consulte la hoja de datos del fabricante para conocer los factores de sobrecarga específicos de cada modelo.
- Considere el ciclo de trabajo real: arranques, paradas, duración de los picos de carga.
- En aplicaciones críticas, utilice un margen de seguridad adicional en la selección del variador.
- La correcta ventilación y el ambiente de instalación afectan la capacidad de sobrecarga del variador.
- La norma IEC 61800-2 es la referencia internacional, pero los fabricantes pueden ofrecer mejoras o restricciones adicionales.
Para información más detallada, consulte las siguientes fuentes de autoridad:
- IEC 61800-2: Adjustable speed electrical power drive systems
- ABB Drives – Catálogos y documentación técnica
- Siemens SINAMICS – Manuales y guías técnicas
- Schneider Electric – Drives and Soft Starters
La “Calculadora del factor de sobrecarga del variador – IEC, fabricante” es una herramienta esencial para ingenieros eléctricos, técnicos y proyectistas. Permite optimizar la selección de variadores, garantizar la protección de los equipos y cumplir con las normativas internacionales y las mejores prácticas de la industria.
Recuerda que una correcta selección y cálculo del factor de sobrecarga prolonga la vida útil del variador y del motor, reduce costos de mantenimiento y evita paradas inesperadas en la operación industrial.