Calculadora del tamaño del conductor de alimentación del variador

La correcta selección del tamaño del conductor de alimentación del variador es esencial para la seguridad eléctrica. El cálculo preciso garantiza eficiencia, cumplimiento normativo y protección de equipos críticos en instalaciones industriales.

Este artículo explica cómo calcular el tamaño del conductor de alimentación del variador según NEC y NTC 2050. Encontrarás tablas, fórmulas, ejemplos prácticos y una calculadora inteligente para facilitar el proceso.

Calculadora con inteligencia artificial (IA) – Calculadora del tamaño del conductor de alimentación del variador – NEC, NTC 2050

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¿Cuál es el tamaño del conductor para un variador de 30 HP, 480 V, 3 fases, 50 m?
Calcular el calibre del conductor para un variador de 15 kW, 220 V, 3 fases, 30 m de longitud.
¿Qué tamaño de conductor necesito para un VFD de 60 HP, 380 V, 3 fases, 80 m?
Determinar el conductor adecuado para un variador de 10 HP, 208 V, 3 fases, 20 m, cobre, THHN.

Tablas de selección de conductores para variadores según NEC y NTC 2050

La siguiente tabla muestra los tamaños de conductores más comunes para alimentación de variadores, considerando cobre, aislamiento THHN, temperatura de 75°C, y distancias típicas. Los valores están basados en la Tabla 310.16 del NEC 2020 y la NTC 2050, ajustados por factores de corrección y caída de tensión.

Potencia del Variador (HP)	Potencia (kW)	Voltaje (V)	Corriente Nominal (A)	Calibre AWG/MCM (Cobre, THHN)	Longitud Máxima Recomendada (m)	Caída de Tensión (%)	Protección Termomagnética (A)
3	2.2	220	9.6	14 AWG	25	2.5	20
5	3.7	220	15.2	12 AWG	30	2.5	25
7.5	5.5	220	22	10 AWG	35	2.5	30
10	7.5	220	28	8 AWG	40	2.5	40
15	11	220	42	6 AWG	45	2.5	60
20	15	220	54	4 AWG	50	2.5	70
25	18.5	220	68	3 AWG	55	2.5	90
30	22	220	80	2 AWG	60	2.5	100
40	30	220	104	1/0 AWG	65	2.5	125
50	37	220	130	2/0 AWG	70	2.5	150
60	45	220	156	3/0 AWG	75	2.5	175
75	55	220	192	4/0 AWG	80	2.5	225
100	75	220	248	250 MCM	90	2.5	300
3	2.2	480	4.2	14 AWG	40	2.5	15
5	3.7	480	7.6	14 AWG	45	2.5	20
10	7.5	480	14	12 AWG	50	2.5	25
20	15	480	27	10 AWG	60	2.5	35
30	22	480	40	8 AWG	70	2.5	50
50	37	480	65	6 AWG	80	2.5	80
75	55	480	96	3 AWG	90	2.5	110
100	75	480	124	1/0 AWG	100	2.5	150

Estos valores son orientativos y deben ajustarse según condiciones específicas de instalación, temperatura ambiente, agrupamiento y tipo de aislamiento.

Fórmulas para el cálculo del tamaño del conductor de alimentación del variador

El cálculo del tamaño del conductor de alimentación del variador se basa en la corriente nominal del variador, factores de corrección y caída de tensión. A continuación, se presentan las fórmulas principales:

1. Corriente nominal del variador (I_VFD):

I_VFD = (P × 746) / (√3 × V × η)

P: Potencia del variador (HP)
V: Voltaje de alimentación (V)
η: Eficiencia del variador (típicamente 0.95)
746: Conversión de HP a W

2. Corriente de selección del conductor (I_cond):

I_cond = I_VFD × 1.25

El factor 1.25 es requerido por NEC Artículo 430.122 y NTC 2050 para alimentación de variadores.

3. Selección del calibre del conductor:

Seleccionar el calibre cuyo ampacity ≥ I_cond

Consultar la Tabla 310.16 (NEC) o tabla correspondiente en NTC 2050.

4. Cálculo de caída de tensión (ΔV):

ΔV = (2 × L × I_cond × R) / 1000

L: Longitud del conductor (m)
R: Resistencia del conductor (Ω/km, según tabla de fabricante)
La caída de tensión recomendada es ≤ 3%.

5. Ajuste por temperatura y agrupamiento:

Ampacidad ajustada = Ampacidad × Factor de corrección por temperatura × Factor de agrupamiento

Consultar tablas de factores de corrección en NEC o NTC 2050.

Variables comunes y sus valores típicos:

P (Potencia): 1 a 100 HP (0.75 a 75 kW)
V (Voltaje): 208, 220, 380, 400, 440, 480 V
η (Eficiencia): 0.95 (95%)
L (Longitud): 10 a 100 m
R (Resistencia): 0.00821 Ω/m para 10 AWG cobre, 0.0129 Ω/m para 12 AWG cobre, etc.

Ejemplos prácticos de cálculo según NEC y NTC 2050

Ejemplo 1: Variador de 30 HP, 480 V, 3 fases, 50 m de distancia

Datos:

Potencia: 30 HP
Voltaje: 480 V
Longitud: 50 m
Tipo de conductor: Cobre, THHN, 75°C
Eficiencia: 0.95

1. Calcular la corriente nominal del variador:

I_VFD = (30 × 746) / (√3 × 480 × 0.95) = 22,380 / (1.732 × 480 × 0.95) ≈ 22,380 / 786.24 ≈ 28.48 A

2. Corriente de selección del conductor:

I_cond = 28.48 × 1.25 = 35.6 A

3. Selección del calibre del conductor:

Según NEC Tabla 310.16, 8 AWG cobre THHN soporta 50 A a 75°C.
8 AWG es suficiente para 35.6 A.

4. Verificación de caída de tensión:

Resistencia de 8 AWG cobre: 0.00651 Ω/m

ΔV = (2 × 50 × 35.6 × 0.00651) / 1000 = (100 × 35.6 × 0.00651) / 1000 ≈ (3560 × 0.00651) / 1000 ≈ 23.17 / 1000 ≈ 0.023 V

La caída de tensión es insignificante, muy por debajo del 3% permitido (14.4 V).

5. Protección termomagnética:

Se recomienda un interruptor de 50 A.

Resultado: El conductor adecuado es 8 AWG cobre THHN, protección de 50 A.

Ejemplo 2: Variador de 15 kW, 220 V, 3 fases, 30 m de distancia

Datos:

Potencia: 15 kW
Voltaje: 220 V
Longitud: 30 m
Tipo de conductor: Cobre, THHN, 75°C
Eficiencia: 0.95

1. Calcular la corriente nominal del variador:

I_VFD = (15,000) / (√3 × 220 × 0.95) = 15,000 / (1.732 × 220 × 0.95) ≈ 15,000 / 361.8 ≈ 41.45 A

2. Corriente de selección del conductor:

I_cond = 41.45 × 1.25 = 51.81 A

3. Selección del calibre del conductor:

Según NEC Tabla 310.16, 6 AWG cobre THHN soporta 65 A a 75°C.
6 AWG es suficiente para 51.81 A.

4. Verificación de caída de tensión:

Resistencia de 6 AWG cobre: 0.00411 Ω/m

ΔV = (2 × 30 × 51.81 × 0.00411) / 1000 = (60 × 51.81 × 0.00411) / 1000 ≈ (3108.6 × 0.00411) / 1000 ≈ 12.78 / 1000 ≈ 0.0128 V

La caída de tensión es muy baja, dentro del límite permitido (6.6 V).

5. Protección termomagnética:

Se recomienda un interruptor de 70 A.

Resultado: El conductor adecuado es 6 AWG cobre THHN, protección de 70 A.

Consideraciones adicionales y mejores prácticas

Siempre verifica los factores de corrección por temperatura ambiente y agrupamiento de conductores.
Utiliza conductores de aluminio solo si la ampacidad y caída de tensión lo permiten, ajustando los valores.
Consulta siempre la última versión del NEC (NFPA 70) y la NTC 2050 (ICONTEC).
Para distancias largas, considera aumentar el calibre para reducir la caída de tensión.
La protección debe coordinarse con la corriente máxima admisible del conductor y la capacidad del variador.

El uso de herramientas inteligentes y tablas actualizadas facilita la selección precisa del conductor, asegurando seguridad, eficiencia y cumplimiento normativo en instalaciones industriales y comerciales.