Dimensionamiento de Conductores de Motor: Por qué la Corriente de Rotor Bloqueado No es la Base

Respuesta Directa: No.

Los conductores de circuito de motor no se dimensionan para la Corriente de Rotor Bloqueado (LRC / LRA). Se dimensionan para la Corriente de Carga Completa (FLC) de la placa de características del motor (o Tabla NEC 430.248/250), con multiplicadores y ajustes específicos.

Por qué LRC es Incorrecto para el Dimensionamiento de Conductores

  1. Transitorio, No Continuo: LRC (600–1000 % FLC) dura 0,1–2 segundos durante el arranque. Los conductores están clasificados para equilibrio térmico continuo. Dimensionar para LRC significaría conductores 6–10 veces más grandes—costo enorme, imposibilidad de terminación, caída de voltaje irrelevante.
  2. La Protección Maneja LRC: El Dispositivo de Protección contra Sobrecorriente (OCPD) (Disyuntor de Tiempo Inverso o Fusible de Retardo de Tiempo) está diseñado específicamente para soportar LRC durante el arranque (a través de su curva tiempo-corriente) pero disparar en sobrecarga sostenida/cortocircuito. El conductor solo necesita sobrevivir a la energía de paso (I²t) del OCPD—lo cual hace si se dimensiona según las reglas de FLC.
  3. El Motor se Autoprotege (Térmico): Los devanados del motor tienen masa térmica. Un pulso corto de LRC no los sobrecalienta. La propia sobrecarga térmica del motor (o relé de sobrecarga electrónico) protege contra sobrecarga sostenida (>FLC).

El Método Correcto de Dimensionamiento (NEC 430.22 / IEC 60364-5-52)

Paso 1: Determinar Corriente de Carga Completa (FLC)

  • Mejor: FLA de la placa de características del motor (Full Load Amps).
  • Mínimo de Código: Tabla NEC 430.248 (monofásico) o 430.250 (trifásico) — use estos valores para dimensionar conductor/OCPD, no la placa de características (que puede ser menor/mayor).

Paso 2: Aplicar Regla del 125 % para Servicio Continuo (NEC 430.22(A))

Ampacidad Mínima del Conductor = 1,25 × FLC

  • Los motores se consideran cargas continuas (funcionan >3 horas).
  • Excepción: Motores de servicio intermitente/corto tiempo (430.22(E)).

Paso 3: Seleccionar Conductor de la Tabla de Ampacidad (NEC 310.16)

  • Use la columna de 75 °C (las terminaciones típicamente están clasificadas a 75 °C según 110.14(C)).
  • Aplique Corrección de Temperatura Ambiente (310.15(B)(1)) si >30 °C.
  • Aplique Derating por Relleno de Conducto (310.15(C)(1)) si >3 CCC.

Paso 4: Verificación de Caída de Voltaje (Práctica de Ingeniería Recomendada)

  • NEC recomienda ≤ 3 % rama, ≤ 5 % alimentador+rama (210.19(A), 215.2(A)).
  • Vd = (2 × L × I × R) / 1000 (monofásico) o (1,732 × L × I × R) / 1000 (trifásico).
  • A menudo requiere sobre dimensionamiento más allá de la ampacidad, especialmente para recorridos largos a bombas/compresores.

Dimensionamiento del OCPD: Donde LRC Realmente Importa

El OCPD (Disyuntor/Fusible) sí se selecciona considerando LRC:

Tipo de OCPDClasificación Máxima (NEC 430.52 / 430.53)Ajuste Típico para Soportar LRC
Disyuntor de Tiempo Inverso (Térmico-Magnético)250 % FLC (300 % ≤100 A, 250 % >100 A)Disparo magnético 8–13× FLC (electrónico ajustable) o curva fija dimensionada > pico de LRC.
Fusible de Retardo de Tiempo (Clase RK5, RK1, J, CC)175 % FLC (máximo 225 % para RK1/J)Diseñado para mantener 500 % durante 10 s (RK5) / 10 s (RK1/J).
Fusible sin Retardo de Tiempo (Clase K, H)300 % FLCNo adecuado para motores de alta inercia/arranque largo.
Protector de Circuito de Motor Electrónico (MCP)800 % FLC (ajustable)Ajuste justo por encima de LRC (por ejemplo, 13× FLC). Sin elemento térmico.

Clave: El OCPD protege al conductor de cortocircuito/falla a tierra. El Relé de Sobrecarga (o térmico del motor) protege al motor del sobrecalentamiento. El conductor está protegido porque el I²t de paso del OCPD es < la resistencia I²t del conductor.

Casos Especiales Donde LRC Influye en los Conductores

  • Arrancadores de Voltaje Reducida (Estrella-Triángulo, Autotransformador, Arrancador Suave, VFD): Reducen LRC → Pueden permitir OCPD más pequeño → pero el conductor sigue dimensionado al 125 % FLC.
  • Conductores de Salida de VFD: Dimensionados para la corriente nominal de salida del VFD (≈ FLC del motor), no para LRC del motor. El VFD limita la corriente electrónicamente.
  • Motores de Bombeo contra Incendios (NEC 695): Reglas especiales. Conductores 125 % FLC. OCPD según 695.4 (sin relé de sobrecarga). La resistencia a LRC es crítica.
  • Cargas de Alta Inercia / Aceleración Larga: Si el tiempo de arranque > curva estándar de disyuntor/fusible, se necesita un estudio de coordinación especial. ¿Pueden requerirse conductores más grandes para soportar más I²t? No—la resistencia I²t del conductor es enorme (kcmil Cu ≈ 0,0297×A²×t). Generalmente se resuelve con OCPD especial (MCP, fusible de retardo extendido), no con cable más grueso.

Ejemplo Resuelto: Motor de 25 HP, 460 V, Trifásico

  • FLA de la placa: 32 A. FLC de la Tabla NEC 430.250: 34 A.
  • Ampacidad Mínima del Conductor = 1,25 × 34 = 42,5 A.
  • Tabla 310.16 (75 °C Cu): 8 AWG = 50 A. Seleccionar 8 AWG Cu.
  • Caída de Voltaje (recorrido de 200 ft): 8 AWG R = 0,628 Ω/kft. Vd = 1,732 × 200 × 34 × 0,628 / 1000 = 7,4 V (1,6 %). OK.
  • OCPD: Disyuntor de tiempo inverso máximo = 250 % × 34 = 85 A → Disyuntor de 80 A (tamaño estándar). Disparo magnético ~10× = 800 A. LRC ≈ 6×34 = 204 A. 800 A > 204 A → soporta el arranque.
  • Relé de Sobrecarga: Ajuste a 32 A (placa) o 34 A (tabla). Clase 10/20/30 según tiempo de arranque.

Resumen

Conductores = 125 % FLC (Tabla 430.250). OCPD = Dimensionado para soportar LRC (disyuntor 250 % FLC, fusible TD 175 %). Relé de Sobrecarga = Ajustado a FLA de la placa. Tres números diferentes, tres propósitos diferentes. Confundir LRC con FLC para el dimensionamiento de conductores es un error clásico (y costoso).