Corriente por HP, grados IP y componentes de variador

Tablas de corriente a plena carga por HP y tensión, grados IP y su equivalencia NEMA, clases de aislamiento, calibres de cable y caída de tensión. Y el detalle de todo lo que va alrededor del variador: fusibles, termomagnéticos, resistencias de frenado, filtros EMC, supresores, encoders, filtros de salida y reactores.

Sección 12 · Referencia Técnica

Referencias
Rápidas

Tablas de consulta inmediata para el equipo técnico y comercial. Sin necesidad de abrir manuales — los datos más usados en un solo lugar.

⚡ Corriente por HP

🛡 Grados IP

📦 Frames NEMA

🔴 Códigos de Falla

🔌 Calibres de Cable

Corrientes nominales aproximadas a plena carga (FLA) para motores trifásicos de inducción, 60Hz. Usar solo como referencia — siempre verificar placa de datos del motor.

Motor a 220V — 3 Fases

HP	kW	FLA (A)	LRA típico (A)
0.5	0.37	2.2	13
1	0.75	4.0	24
1.5	1.1	5.6	34
2	1.5	7.2	43
3	2.2	10.4	62
5	3.7	16.7	100
7.5	5.5	24.2	145
10	7.5	30.8	185
15	11	46.2	277
20	15	59.4	357
25	18.5	74.8	449
30	22	88.0	528
40	30	114	684
50	37	143	858
75	55	212	1,272
100	75	282	1,692
125	93	346	2,076
150	112	414	2,484
200	150	552	3,312
⚠ >200 HP a 220V — poco común. Evaluar 440/480V para reducir corriente y costos de cableado

Motor a 440V — 3 Fases (hasta 1000 HP)

HP	kW	FLA (A)	LRA típico (A)
0.5	0.37	1.1	7
1	0.75	2.0	12
1.5	1.1	2.8	17
2	1.5	3.6	22
3	2.2	5.2	31
5	3.7	8.4	50
7.5	5.5	12.1	73
10	7.5	15.4	93
15	11	23.1	139
20	15	29.7	179
25	18.5	37.4	225
30	22	44.0	264
40	30	57.0	342
50	37	71.5	429
75	55	106	636
100	75	141	846
125	93	173	1,038
150	112	207	1,242
200	150	270	1,620
250	187	340	2,040
300	224	405	2,430
350	261	473	2,838
400	298	540	3,240
450	336	606	3,636
500	373	675	4,050
600	448	810	4,860
700	522	945	5,670
800	597	1,080	6,480
900	671	1,215	7,290
1000	746	1,350	8,100
⚠ ≥600 HP a 440V — Evaluar media tensión (2.3kV / 4.16kV) para reducir corriente y costos

Motor a 480V y Media Tensión — Alta Potencia

HP	kW	480V FLA (A)	2,300V FLA (A)	4,160V FLA (A)	Recomendación
200	150	248	51.7	28.6	480V o 440V estándar
300	224	372	77.5	42.8	480V o evaluar MV
400	298	496	103	57.1	Evaluar media tensión
500	373	620	129	71.4	Media tensión recomendada
600	448	745	155	85.7	Media tensión preferida
700	522	868	181	100	Media tensión preferida
800	597	992	207	114	Media tensión preferida
900	671	1,116	233	129	Media tensión preferida
1000	746	1,240	259	143	Media tensión preferida

Para motores y drives ≥500 HP, evalúa siempre media tensión (2.3kV o 4.16kV). La corriente se reduce en proporción al voltaje — un motor de 1000 HP a 4,160V requiere solo ~143A vs ~1,350A a 440V. Esto reduce dramáticamente el costo y sección del cableado, el tamaño de las protecciones y las pérdidas en la línea. Marcas disponibles: Danfoss VACON NXP MV, ABB ACS2000, WEG CFW11M.

Primer Dígito — Protección contra Sólidos

Dígito	Protección contra sólidos
0	Sin protección
1	Objetos ≥50mm (mano)
2	Objetos ≥12.5mm (dedo)
3	Herramientas ≥2.5mm
4	Alambres ≥1mm
5	Protegido contra polvo (limitado)
6	Hermético al polvo (total)

Segundo Dígito — Protección contra Líquidos

Dígito	Protección contra agua
0	Sin protección
1	Gotas verticales
2	Gotas hasta 15°
3	Lluvia hasta 60°
4	Salpicaduras en cualquier dirección
5	Chorro de agua directo
6	Chorro potente / ola de mar
7	Inmersión hasta 1m
8	Inmersión continua

IPs más usados en el portafolio SEIVARSA

IP	Aplicación típica	Equipo SEIVARSA
IP20	Interior limpio, tablero cerrado	VFDs Danfoss FC pequeños, montaje en tablero
IP21	Interior con gotas verticales	Motores WEG uso interior general
IP44	Interior con polvo y salpicaduras	Motores estándar, uso industrial general
IP54	Exterior protegido, polvo moderado	Motores WEG/Marathon exteriores
IP55	Exterior con chorro de agua	VFDs Danfoss FC-102, motores de lavado
IP65	Hermético al polvo + chorro	Equipo en zona de lavado / alimentos
IP66	Hermético total + chorros potentes	Zona húmeda intensiva, industria cárnica
IP67	Inmersión temporal	Motores para bombas sumergibles

Dimensiones estándar NEMA para motores de inducción. Dimensiones en pulgadas. El frame define las medidas físicas del motor — crítico para reemplazos directos. Motores >449T son frames de gran potencia con diseño específico del fabricante.

Frames NEMA — Pequeña y Mediana Potencia

Frame NEMA	HP típico	Diám. eje (pulg)	Sep. pernos	Altura eje
56	0.33 – 1 HP	0.625″	2.5″ × 2.5″	3.5″
143T	1 – 1.5 HP	0.875″	2.25″ × 4″	3.5″
145T	1.5 – 2 HP	0.875″	2.25″ × 4″	3.5″
182T	3 HP	1.125″	2.75″ × 4.5″	4.5″
184T	3 – 5 HP	1.125″	2.75″ × 4.5″	4.5″
213T	5 – 7.5 HP	1.375″	3.5″ × 5.5″	5.25″
215T	7.5 – 10 HP	1.375″	3.5″ × 5.5″	5.25″
254T	15 HP	1.625″	4.25″ × 6.25″	6.25″
256T	15 – 20 HP	1.625″	4.25″ × 6.25″	6.25″
284T	20 – 25 HP	1.875″	4.75″ × 7.75″	7″
286T	25 – 30 HP	1.875″	4.75″ × 7.75″	7″
324T	30 – 40 HP	2.125″	5.25″ × 8.25″	8″
326T	40 HP	2.125″	5.25″ × 8.25″	8″
364T	40 – 50 HP	2.375″	5.875″ × 9.5″	9″
365T	50 HP	2.375″	5.875″ × 9.5″	9″
404T	60 – 75 HP	2.875″	6.625″ × 10.5″	10″
405T	75 HP	2.875″	6.625″ × 10.5″	10″
444T	100 HP	3.375″	7.5″ × 11.25″	11″
445T	100 – 125 HP	3.375″	7.5″ × 11.25″	11″

Frames NEMA — Alta Potencia (≥125 HP)

Frame NEMA	HP típico	Diám. eje (pulg)	Notas
447T	125 – 150 HP	3.375″	Frame extendido 445T
449T	150 – 200 HP	3.375″	Último frame estándar NEMA
504T	200 – 250 HP	3.875″	Serie grande, consultar fab.
505T	250 HP	3.875″	Serie grande, consultar fab.
5010T	300 – 350 HP	4.375″	Diseño específico fabricante
5012T	350 – 400 HP	4.375″	Diseño específico fabricante
580T / 5814T	400 – 500 HP	4.875″	Alta potencia — verificar con WEG/Marathon
680T / 6810T	500 – 700 HP	5.375″	Diseño especial — cotizar con fab.
680T / especial	700 – 1000 HP	5.875″	Media tensión recomendada ≥600 HP
⚠ Motores >449T: siempre verificar dimensiones directamente con el fabricante

Frames IEC — Equivalencia (mm)

Frame IEC	HP aprox.	Altura eje (mm)	Frame NEMA equiv.
80	0.5 – 1 HP	80mm	56
90	1 – 1.5 HP	90mm	143T
100	2 – 3 HP	100mm	182T
112	3 – 5 HP	112mm	184T
132	5 – 10 HP	132mm	213T / 215T
160	10 – 20 HP	160mm	254T / 256T
180	20 – 30 HP	180mm	284T / 286T
200	30 – 50 HP	200mm	324T / 326T
225	50 – 75 HP	225mm	364T / 365T
250	75 – 100 HP	250mm	404T / 405T
280	100 – 150 HP	280mm	444T / 445T
315	150 – 250 HP	315mm	449T / 504T
355	250 – 450 HP	355mm	504T – 580T
400	450 – 700 HP	400mm	Diseño especial
450+	700 – 1000 HP	450mm+	Media tensión preferida

Códigos Danfoss FC — Los más comunes

Código	Descripción	Causa típica
OC / Trip 1	Sobrecorriente instantánea	Cortocircuito, carga bloqueada
OV / Trip 7	Sobretensión bus DC	Frenado sin resistencia, red alta
UV / Trip 8	Subtensión bus DC	Falla de fase, corte de alimentación
OT / Trip 29	Sobretemperatura VFD	Ventilación bloqueada, temperatura alta
ETL / Trip 11	Protección térmica motor	Motor sobrecargado, corriente alta
GF / Trip 14	Falla a tierra	Cable dañado, devanado a tierra
Trip 62	Error de frecuencia de salida	Límites de frecuencia incorrectos
Trip 38	Falla comunicación interna	Tarjeta opción dañada o mal conectada

Códigos ABB ACS — Los más comunes

Código	Descripción	Causa típica
3210	Sobrecorriente	Carga mecánica bloqueada
3220	Sobretensión DC	Frenado rápido, red alta
3130	Falla de fase de entrada	Fusible quemado, cable suelto
2310	Sobretemperatura variador	Temperatura ambiente alta
7010	Sobretemperatura motor	Motor sobrecargado
7011	Sobretemperatura IGBT	Ciclo de trabajo excesivo
5050	Error de comunicación	Protocolo no configurado

Clases de Aislamiento — Temperatura Máx

Clase	Temp. máx. devanado	Uso típico
A	105°C	Motores pequeños, uso doméstico
B	130°C	Motores estándar industriales
F	155°C	Motores IE3, aplicaciones exigentes
H	180°C	Motores inverter duty, VFD

Selección de calibre de conductor de cobre (Cu) para motores y VFDs. Basado en NEC tabla 310 a 75°C en conduit. Para alta potencia (>500 HP) se requieren conductores en paralelo. Siempre verificar con el electricista responsable.

AWG / kcmil → mm² y Capacidad de Corriente

AWG/kcmil	mm²	Cap. (A) 75°C	Motor aprox. 440V
14 AWG	2.1	20	Hasta 1.5 HP
12 AWG	3.3	25	Hasta 2 HP
10 AWG	5.3	35	Hasta 5 HP
8 AWG	8.4	50	Hasta 7.5 HP
6 AWG	13.3	65	Hasta 10 HP
4 AWG	21.2	85	Hasta 15 HP
2 AWG	33.6	115	Hasta 25 HP
1/0 AWG	53.5	150	Hasta 40 HP
2/0 AWG	67.4	175	Hasta 50 HP
3/0 AWG	85.0	200	Hasta 60 HP
4/0 AWG	107	230	Hasta 75 HP
250 kcmil	127	255	Hasta 100 HP
300 kcmil	152	285	Hasta 125 HP
350 kcmil	177	310	Hasta 150 HP
400 kcmil	203	335	Hasta 150 HP
500 kcmil	253	380	Hasta 200 HP
600 kcmil	304	420	Hasta 200 HP
750 kcmil	380	475	Hasta 250 HP (1 cond.)
2 × 4/0	2×107	460	Hasta 250 – 300 HP
2 × 250	2×127	510	Hasta 300 – 350 HP
2 × 350	2×177	620	Hasta 400 HP
2 × 500	2×253	760	Hasta 500 HP
3 × 500	3×253	1,140	Hasta 700 – 800 HP
4 × 500	4×253	1,520	Hasta 1000 HP a 440V
⚠ Conductores en paralelo: deben ser de igual longitud, sección y material. Siempre calcular con ingeniería.

Factores de Derating de Cable

Temperatura Ambiente	Factor
Hasta 30°C	1.00
31 – 40°C	0.88
41 – 50°C	0.75
51 – 60°C	0.58

Cables en Conduit — Factor por Agrupamiento

Nº de conductores	Factor
1 – 3	1.00
4 – 6	0.80
7 – 9	0.70
10 – 20	0.50

Consideraciones Especiales ≥200 HP

Potencia	Consideración crítica
200 – 300 HP	Evaluar 2 conductores en paralelo por fase
300 – 500 HP	Paralelo obligatorio. Reactores de línea recomendados
500 – 700 HP	3 conductores en paralelo. Analizar armónicos
700 – 1000 HP	4+ conductores en paralelo o media tensión. Requiere ingeniería eléctrica formal
>500 HP con VFD	Cable apantallado blindado obligatorio. Filtro dV/dt o reactor de salida
Media tensión	Cable especial XLPE 5kV o 15kV. No usar cable estándar

Para drives de ≥500 HP (Danfoss VACON NXP, ABB ACS880, WEG CFW11), considera siempre: reactor de línea de entrada (protege al drive y la red), filtro armónico (12 o 18 pulsos para cargas críticas) y reactor de salida o filtro du/dt si el cable al motor supera 50m.

Sección 13 · Ingeniería de Aplicación

Componentes y
Accesorios VFD

Cada componente tiene un propósito específico, criterios de selección precisos y consecuencias claras si se omite o selecciona mal. Esta sección te da el dominio técnico completo para asesorar y cotizar correctamente.

⚡ Fusibles

🔲 Termomagnético

🛑 Resist. Frenado

📡 Filtro EMC

⚡ Supresor Picos

🔄 Encoder

🌊 Filtro Salida

🔋 Reactores

⚡

Fusibles para VFD y Motor

Función: Protección contra cortocircuito — elemento de sacrificio controlado

Un fusible no protege contra sobrecarga — eso lo hace el relé térmico o la protección interna del VFD. El fusible solo protege contra cortocircuito. Confundir estos conceptos lleva a seleccionar el tipo incorrecto y perder protección real.

📋 ¿Para qué sirve un fusible?

Interrumpe el circuito en microsegundos ante una falla de cortocircuito — mucho más rápido que cualquier interruptor termomagnético. Su misión es proteger los semiconductores (IGBTs) del VFD, que son extremadamente sensibles a picos de corriente. Un VFD sin fusibles correctos puede quemarse en milisegundos ante un cortocircuito.

También protege el cableado y demás equipos ante una falla catastrófica.

REGLA: El fusible protege de cortocircuito — el relé térmico protege de sobrecarga

🔧 Tipos de fusibles — Cuándo usar cada uno

Tipo gG / gL (uso general): Para circuitos de distribución. NO usar en VFDs — actúan muy lento para proteger semiconductores.

Tipo aR (semiconductor / ultrarrápido): Obligatorio en la entrada del VFD. Acción en microsegundos. Protege IGBTs.

Tipo D (Clase J / CC americano): Alternativa ultrarrápida para protección de drives. Usados con Danfoss y ABB en América.

Tipo gM / gI (motor): Para protección directa de motor sin VFD.

Para VFDs: Siempre tipo aR o Clase J — nunca gG ni gL

Criterios de Selección — Paso a Paso

Datos necesarios para seleccionar el fusible

Corriente nominal del VFD (A)De placa del drive

Voltaje de trabajo220 / 440 / 480V

Corriente de cortocircuito disponible (kA)Del tablero de origen

Tipo de fusible requeridoaR para VFD

Factor de selección típico1.5 – 2.0 × In VFD

Capacidad de ruptura mínima≥ Icc disponible

Fórmula y ejemplo de selección

Fusible = In(VFD) × 1.5 a 2.0
Ejemplo: VFD de 25 HP / 440V
In VFD ≈ 37 A
Fusible = 37 × 1.75 = 63 A aR / 500V
(seleccionar valor comercial superior)

Valores comerciales comunes (A)16, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 315, 400, 500, 630, 800

❌ Error 1 — Usar fusible gG en VFD

El fusible gG actúa en milisegundos — demasiado lento para proteger los IGBTs del VFD que pueden quemarse en microsegundos. El VFD quedará dañado antes de que el fusible actúe. Siempre tipo aR o Clase J para protección de drives.

❌ Error 2 — Subdimensionar el fusible

Un fusible muy pequeño actuará en cada arranque pesado del motor (corriente de magnetización), generando disparos innecesarios y daño al fusible. El factor mínimo de 1.5× la corriente nominal del drive evita actuaciones en arranque normal.

❌ Error 3 — No verificar capacidad de ruptura

Si la corriente de cortocircuito disponible en el tablero (Icc) supera la capacidad de ruptura del fusible, en caso de falla habrá una explosión. Siempre confirmar Icc disponible vs Icu del fusible seleccionado.

✓ Posición correcta del fusible en el circuito

Orden correcto de izquierda a derecha:

Red → Fusibles aR → Contactor (si aplica) → VFD → Motor

Los fusibles van ANTES del VFD en la alimentación de entrada. Nunca en la salida del VFD hacia el motor — los fusibles en la salida pueden generar sobretensiones que dañen el drive.

Fusibles de salida al motor: NO. Solo en la entrada al VFD.

🔢 Calculadora de Selección de Fusibles

Datos del VFD / Circuito

Potencia del motor (HP)

Voltaje trifásico (V)

Eficiencia motor (%)

Factor de potencia motor

Factor de selección fusible (1.5–2.0)

Resultado de Selección

—A FLA (corriente motor)

—A calculado

—A → Seleccionar fusible aR

Tipo: aR ultrarrápido o Clase J
Voltaje fusible: ≥ —V
Ruptura mínima: ≥ Icc disponible del tablero

🔲

Interruptor Termomagnético (Circuit Breaker)

Función: Protección de sobrecarga + cortocircuito — rearme manual o automático

El termomagnético nunca reemplaza al fusible ultrarrápido en la protección directa de un VFD. Su tiempo de actuación es demasiado lento para proteger semiconductores. Su rol correcto es proteger el circuito general, no el drive específicamente. En sistemas con VFD, se usan fusibles aR + termomagnético de protección del circuito derivado.

📋 ¿Para qué sirve el termomagnético?

Disparo magnético (instantáneo): Actúa ante cortocircuito severo. Tiempo: 1–50ms.

Disparo térmico (retardado): Actúa ante sobrecarga prolongada. Tiempo: segundos a minutos según la curva.

A diferencia del fusible, el termomagnético se rearma manualmente — no requiere reemplazo tras cada actuación.

En circuitos con VFD, el termomagnético protege el alimentador general — el fusible aR protege el drive específicamente.

Termomagnético = protección del circuito · Fusible aR = protección del VFD

📐 Tipos de curva — Selección correcta

Curva B (3–5× In): Circuitos resistivos, iluminación, circuitos electrónicos sensibles. Disparo rápido.

Curva C (5–10× In): Uso general — motores pequeños, cargas mixtas. La más común.

Curva D (10–20× In): Motores grandes, transformadores, cargas con alta corriente de arranque. Evita disparos en arranque.

Curva MA (solo magnético): Para circuitos con VFD — el variador gestiona la protección térmica del motor.

Motor con arranque directo: Curva D · Motor con VFD: Curva C o MA

Criterios de Selección para Circuitos con VFD

Fórmula de selección

In(termomagnético) = In(VFD) × 1.25
Curva recomendada: C o D

Ejemplo: VFD 50 HP / 440V → In VFD ≈ 72A
Termomagnético = 72 × 1.25 = 90A → Seleccionar 100A curva D

Parámetros a verificar siempre

Corriente nominal (In)Ajustable o fijo

Voltaje nominal≥ Voltaje de trabajo

Capacidad de ruptura (Icu)≥ Icc disponible

Curva de disparoC para VFD / D para motor

Número de polos3 polos para 3F

¿Con relé de fuga a tierra?Diferencial si aplica

❌ Termomagnético como única protección del VFD

El termomagnético actúa en 10–50 ms ante cortocircuito. Los IGBTs del VFD se dañan en microsegundos. Un termomagnético solo NO protege el VFD ante falla interna. Siempre combinar: termomagnético en el circuito derivado + fusibles aR en la entrada del VFD.

❌ Termomagnético diferencial con VFD

Los VFDs generan corrientes de fuga capacitivas hacia tierra (corrientes de modo común). Un termomagnético diferencial estándar puede disparar continuamente sin haber falla real. Si se requiere protección diferencial, usar interruptores diferenciales específicos para cargas con VFD (clase A o clase B según norma).

🔢 Calculadora de Selección de Termomagnético

Datos del Circuito

Potencia del motor (HP)

Voltaje (V)

Eficiencia motor (%)

Factor de potencia motor

Tipo de arranque

Resultado de Selección

—A FLA motor

—A calculado

—A → Seleccionar termomagnético

Curva recomendada: —
Polos: 3P para circuito trifásico
Capacidad ruptura: ≥ Icc disponible en tablero

🛑

Resistencia de Frenado (Braking Resistor)

Función: Disipar energía regenerativa del motor en frenado — protege el bus DC del VFD

Cuando un motor frena, actúa como generador y devuelve energía al bus DC del VFD. Si esa energía no tiene donde ir, el voltaje del bus sube hasta disparar una falla de sobretensión (OV / Trip 7) y en casos graves daña el VFD. La resistencia de frenado es la válvula de escape que disipa esa energía en calor de forma controlada.

📋 ¿Cuándo se necesita una resistencia de frenado?

Siempre que:
— La aplicación requiere frenado rápido (tiempo de rampa corto).
— La inercia de la carga es alta (ventiladores grandes, volantes, centrífugas).
— Se presentan fallas OV repetitivas en el VFD al frenar.
— El motor frena cargas que descenderán por gravedad (grúas, elevadores).
— La aplicación requiere parada de emergencia en tiempo definido.

No siempre que: Si el tiempo de frenado puede ser largo (rampa lenta), muchas veces no se necesita.

Primera señal de necesidad: Error OV (sobretensión bus DC) durante frenado

📐 Parámetros de selección

Resistencia (Ω): Define la corriente de frenado máxima.
R_min = V_bus² / P_frenado

Potencia (W / kW): Depende del ciclo de trabajo de frenado.
Si frena frecuentemente → potencia alta.
Si frena ocasionalmente → potencia menor.

Energía pico: La resistencia debe soportar la energía cinética de la carga en cada frenado sin sobrecalentarse.

Ciclo de trabajo: % del tiempo en frenado activo.

Regla rápida: R_min(Ω) = V_bus² / P_VFD | Para 440V bus DC ≈ 620V

Fórmula y Ejemplo de Selección

Datos del ejemplo: Motor 30 HP (22 kW), 440V, frenado 10% del tiempo
Voltaje bus DC = 440V × √2 × 1.35 ≈ 620V DC
R_mínima = (620)² / (22,000 × 1.5) = 384,400 / 33,000 = 11.6 Ω mínimo
Potencia resistencia = P_motor × ciclo de trabajo = 22 kW × 0.10 = 2.2 kW mínimo
→ Seleccionar: Resistencia 12 Ω / 3 kW (con margen de seguridad 40%)

✓ Unidad de Frenado (Chopper) Integrada vs Externa

Chopper integrado: Muchos VFDs (Danfoss FC-202, FC-302, ABB ACS580) incluyen el transistor de frenado integrado. Solo debes conectar la resistencia externa a los terminales R+ / R-.

Chopper externo: Necesario cuando el VFD no incluye el transistor, o cuando la potencia de frenado supera la capacidad del chopper interno (frecuente en >100 HP).

Revisar datasheet del VFD: ¿incluye chopper integrado o requiere externo?

❌ Errores más comunes en resistencias de frenado

— Seleccionar resistencia con Ω menor al mínimo → sobrecorriente en el chopper → daño al VFD.
— Potencia insuficiente → la resistencia se quema en los primeros frenados.
— No tener protección térmica en la resistencia → riesgo de incendio.
— Instalarla en compartimiento cerrado sin ventilación → La resistencia puede alcanzar 300°C+.

La resistencia de frenado SIEMPRE en zona ventilada con protección térmica

🔢 Calculadora de Resistencia de Frenado

Datos de la Aplicación

Potencia del motor (HP)

Voltaje de red (V)

Ciclo de trabajo de frenado (%)

Factor de margen de seguridad

Resultado de Selección

—V DC bus

—Ω mínimoR_min = Vbus² / Pkw

—kW potencia mínima

Seleccionar resistencia:

— Ω / — kW

📡

Filtro EMC (Electromagnetic Compatibility)

Función: Reducir interferencias electromagnéticas del VFD hacia la red eléctrica y equipos vecinos

Los VFDs son fuentes importantes de interferencia electromagnética (EMI). Sin filtro EMC, las interferencias del drive pueden corromper señales de sensores, PLCs, equipos de medición e instrumentación cercanos, y en muchos países violar normas de compatibilidad electromagnética (IEC 61800-3, EN 55011).

📋 ¿Para qué sirve el filtro EMC?

El VFD genera armónicos de alta frecuencia (switching de IGBTs a 4–16 kHz) que se propagan por dos caminos:

Conducido: Por los cables de alimentación hacia la red — afecta otros equipos conectados.
Radiado: Por radiación electromagnética — afecta equipos cercanos sin conexión física.

El filtro EMC atenúa las interferencias conducidas en la entrada del VFD mediante condensadores y bobinas que cortocircuitan las frecuencias altas hacia tierra.

Obligatorio en: industria alimentaria, farmacéutica, hospitales, entornos con instrumentación sensible

📐 Categorías EMC — Cuándo aplica cada una

Categoría C1: Redes residenciales públicas. Restricciones máximas. Requiere filtro de alta atenuación.

Categoría C2: Redes industriales con alimentación pública. Filtro obligatorio.

Categoría C3: Redes industriales privadas de tensión baja. Filtro recomendado.

Categoría C4: Instalaciones industriales de alta potencia / media tensión. Filtro de aplicación específica.

Muchos VFDs Danfoss FC-102, FC-202 incluyen filtro EMC integrado (clase C3). Verificar en placa.

Verificar si el VFD ya incluye filtro EMC interno antes de cotizar uno externo

Criterios de selección del filtro EMC

Corriente nominal≥ In del VFD

Voltaje nominal≥ Voltaje de alimentación

Frecuencia60 Hz

Categoría EMC requeridaC1 / C2 / C3

Longitud del cable al motorMayor cable = más EMI

¿VFD ya incluye filtro?Verificar placa/datasheet

Instalación correcta — Puntos críticos

Posición: antes del VFD en la línea de entrada✓

Tierra del filtro conectada al chasis del tablero✓ Obligatorio

Cable motor apantallado (blindado)✓ Complemento

Pantalla del cable conectada en ambos extremos✓

Separar cables de potencia de cables de control✓ Mínimo 30cm

Distancia del filtro al VFD: lo más corta posible← Crítico

🔢 Calculadora de Selección Filtro EMC

Datos del Sistema

Potencia del motor (HP)

Voltaje (V)

Eficiencia motor (%)

Factor de potencia

Longitud cable motor (m)

Tipo de entorno

Resultado de Selección

—A FLA (corriente mínima del filtro)

—A → Seleccionar filtro EMC

Categoría requerida:

—

⚡

Supresor de Picos (SPD / Varistor / MOV)

Función: Proteger contra sobretensiones transitorias de la red — rayos, maniobras, switching

Un pico de voltaje de 2,000–10,000V puede durar apenas microsegundos y destruir la etapa rectificadora del VFD o quemar el devanado del motor sin dejar evidencia visible. El supresor de picos absorbe esa energía instantáneamente antes de que llegue al equipo.

📋 ¿Para qué sirve y cuándo se necesita?

Fuentes de picos transitorios:
— Rayos (indirectos — los directos destruyen todo)
— Maniobras de contactores y relés en el tablero
— Operación de bancos de capacitores
— Cortes y reposiciones de la red CFE
— Operación de otros VFDs o arrancadores en la misma red

¿Cuándo es indispensable?
— Zonas con tormentas eléctricas frecuentes
— Redes eléctricas inestables o de calidad deficiente
— Equipos con electrónica sensible (PLC, HMI, VFD)
— Instalaciones con muchas maniobras de contactores

En México: prácticamente toda instalación industrial lo necesita

📐 Tipos de supresores — Selección correcta

Tipo 1 (Clase B): Protección contra rayos directos en entrada de acometida. Para tablero principal de servicio.

Tipo 2 (Clase C): Protección en tableros secundarios y de distribución. El más común en instalaciones industriales.

Tipo 3 (Clase D): Protección puntual en el equipo final. Complemento de Tipo 1 y 2.

MOV (Metal Oxide Varistor): Componente interno de los SPD. Se degrada con cada actuación — los buenos SPD incluyen indicador de fin de vida.

Para VFDs: SPD Tipo 2 en el tablero de distribución + Tipo 3 en entrada del drive.

Instalar SPD Tipo 2 + Tipo 3 en cascada para máxima protección

Parámetros de selección

Tensión máxima de operación continua (Uc)≥ Voltaje de red × 1.1

Corriente de descarga (In)≥ 20 kA para Tipo 2

Nivel de protección (Up)Lo más bajo posible

Número de fases + neutro + tierra3+N+PE para 3F

¿Incluye indicador de fin de vida?Sí — obligatorio

¿Con fusible o termomagnético de respaldo?Sí — protege el SPD

Para 440V trifásico — Valores típicos

Uc mínimo recomendado480 – 550V

In para tablero secundario (Tipo 2)≥ 40 kA

In para VFD individual (Tipo 3)≥ 10 kA

Up recomendado (nivel de protección)≤ 2.5 kV

Norma de referenciaIEC 61643 / UL 1449

🔢 Calculadora de Selección Supresor de Picos (SPD)

Datos de la Instalación

Voltaje de red (V)

Tipo de instalación

Nivel de riesgo de picos

Configuración del sistema

Resultado de Selección SPD

—V — Tensión máx. continua (Uc)

—kA — Corriente descarga nominal (In)

—kV — Nivel de protección (Up) máx.

Especificación mínima SPD:

—

🔄

Encoder (Transductor de Posición y Velocidad)

Función: Retroalimentar al VFD con velocidad y posición real del motor para control de lazo cerrado

El encoder convierte el movimiento mecánico del eje del motor en señales eléctricas que el VFD usa para saber exactamente a qué velocidad y en qué posición está el motor. Sin encoder, el VFD opera en lazo abierto (estimación). Con encoder, opera en lazo cerrado (medición real) — mayor precisión, mayor torque a baja velocidad y mejor respuesta dinámica.

📋 ¿Cuándo se necesita un encoder?

Control de velocidad preciso: Cuando la variación de velocidad admisible es menor al ±1% de la nominal.

Alto torque a baja velocidad: Aplicaciones que requieren torque nominal al 0–5% de la velocidad (extrusoras, prensas, máquinas herramienta).

Control de posición: Cuando se requiere conocer la posición exacta del eje (grúas, posicionadores).

Control vectorial de lazo cerrado: El modo más preciso del VFD requiere encoder obligatoriamente.

Sin encoder: Bombas, ventiladores, bandas, compresores — el control vectorial sin sensor es suficiente.

Regla: Si necesitas precisión <1% de velocidad o torque a 0 Hz → necesitas encoder

📐 Tipos de encoder — Características y selección

Incremental: Genera pulsos por revolución. Informa velocidad y dirección. No retiene posición al apagar. Más económico. Tipo más usado con VFDs.

Absoluto (single-turn): Informa posición exacta dentro de una vuelta. Retiene posición al apagar. Para posicionamiento.

Absoluto (multi-turn): Posición exacta en múltiples vueltas. Para husillos, elevadores, grúas.

Sin-Cos (resolver): Señal analógica sinusoidal. Alta resolución, robusto para ambientes difíciles. Usado en servo.

HTL (24V) vs TTL (5V): HTL más robusto para distancias largas. TTL para distancias cortas.

Para VFDs industriales: Incremental HTL 24V es el más compatible y robusto

Parámetros de Selección

Datos técnicos a especificar

Tipo (incremental / absoluto)Según aplicación

Resolución (pulsos por revolución PPR)1024 / 2048 / 4096 PPR

Nivel de señalHTL 24V o TTL 5V

SalidaPush-pull / Line driver

Diámetro del eje del motorPara acoplamiento

Grado de protección IPIP55 mínimo industrial

Temperatura de operación-20 a +85°C típico

¿Tarjeta de encoder compatible en el VFD?Verificar primero

Compatibilidad con VFDs del portafolio

Danfoss FC-302Tarjeta MCB102 (HTL) o MCB103 (TTL/SinCos)

ABB ACS880Módulo FSE-31 (incremental) o FEN-31

WEG CFW11Tarjeta ENC-01 o ENC-02

Control Techniques Unidrive MMódulo SI-Encoder

Vacon NXPTarjeta OPT-D5 o OPT-D7

PPR típico recomendado1024 PPR para industria

🔢 Calculadora de Selección de Encoder

Datos de la Aplicación

Velocidad máxima motor (RPM)

Resolución requerida (PPR)

Nivel de señal

Longitud del cable al VFD (m)

VFD del sistema

Resultado de Selección

—kHz frecuencia máxima de pulsos

—PPR recomendado

Tarjeta encoder requerida:

—

🌊

Filtros de Salida del VFD

Función: Proteger el motor de sobretensiones generadas por el VFD en el cable de salida

La salida del VFD no es voltaje sinusoidal — es una señal PWM (modulación por ancho de pulso) con pulsos de alta tensión que suben y bajan en nanosegundos. Cuando el cable de salida es largo, se generan reflexiones de onda que pueden duplicar o triplicar el voltaje en los bornes del motor, causando daño prematuro al aislamiento. Los filtros de salida resuelven este problema.

📋 Filtro dV/dt — El más común

¿Qué hace? Reduce la velocidad de subida (dV/dt) de los pulsos PWM, disminuyendo las reflexiones de onda en el cable.

¿Cuándo usarlo?
— Cable motor > 30–50 metros.
— Motor estándar (no inverter duty) conectado a VFD.
— Aplicaciones con motores antiguos o con aislamiento clase B.

Resultado: Reduce el pico de voltaje en el motor de >2× a ≈1.2× el voltaje nominal.

Cable motor >50m: filtro dV/dt siempre. Entre 30-50m: recomendado

📋 Filtro Sinusoidal — El más completo

¿Qué hace? Convierte la salida PWM del VFD en una señal casi completamente sinusoidal.

¿Cuándo usarlo?
— Motores estándar (no inverter duty) en aplicaciones críticas.
— Cables muy largos (>100m).
— Motores existentes que no se pueden reemplazar.
— Cuando el ruido acústico del motor debe minimizarse.
— Motores sumergibles o con restricciones de aislamiento.

Ventaja: El motor “ve” voltaje sinusoidal — opera como si no hubiera VFD.

Filtro sinusoidal = máxima protección del motor, mayor costo

✓ Cuándo NO necesitas filtro de salida

— Cable motor corto (≤30m).
— Motor inverter duty (clase F o H, diseñado para VFD).
— Motor nuevo IE3 de marcas como WEG, ABB, Marathon — diseñados para operar con drives.
— VFD con frecuencia de switching baja (≤4 kHz).

La mejor solución de largo plazo es especificar motores inverter duty desde el inicio y evitar el costo del filtro.

Motor inverter duty + cable ≤50m = no necesita filtro de salida

📐 Criterios de selección del filtro de salida

Corriente: ≥ In del motor
Voltaje: ≥ Voltaje de trabajo
Frecuencia max. de switching VFD: Verificar compatibilidad
Longitud del cable: Define si dV/dt o sinusoidal
Tipo de motor: Estándar o inverter duty
Posición: Entre salida del VFD y el motor, lo más cerca del drive

Siempre instalar lo más cerca posible de la salida del VFD

🔢 Calculadora de Selección Filtro de Salida

Datos del Sistema

Potencia del motor (HP)

Voltaje (V)

Longitud del cable al motor (m)

Tipo de motor

Frecuencia switching VFD (kHz)

Resultado de Selección

—A FLA motor

Filtro de salida recomendado:

—

—A — Corriente mínima del filtro

—

🔋

Reactores de Línea y de Bus DC

Función: Proteger el VFD de la red y proteger la red del VFD — mejoran calidad de energía

Los reactores son bobinas (inductancias) que limitan la tasa de cambio de corriente. Son el componente más subestimado del sistema de drives. Un reactor bien seleccionado puede duplicar la vida útil del VFD, reducir armónicos en un 30–50% y proteger el drive de redes débiles o ruidosas.

📋 Reactor de Línea de Entrada (AC Line Reactor)

¿Qué hace?
— Limita los picos de corriente en la entrada del VFD (corriente de carga del bus DC).
— Reduce armónicos de corriente en la red (THDi) en 30–50%.
— Protege el VFD ante desequilibrio de voltaje, micro-cortes y redes débiles.
— Extiende la vida de los capacitores del bus DC del drive.

¿Cuándo es obligatorio?
— Red con desequilibrio de voltaje >3%.
— Múltiples VFDs en la misma alimentación.
— Planta con generador como fuente de respaldo.
— Potencia del VFD >50 HP.

Regla de oro: Para VFDs ≥50 HP, reactor de entrada siempre

📋 Reactor de Bus DC (DC Link Choke)

¿Qué hace?
— Instalado internamente en el bus DC del VFD (algunos modelos lo incluyen).
— Reduce armónicos en un 40–60% — más efectivo que el reactor AC de entrada.
— Suaviza la ondulación de corriente en el bus DC.
— Mejora el factor de potencia de la instalación.
— Protege los capacitores del bus de corrientes de carga pico.

¿Cuándo se usa?
Cuando el fabricante lo ofrece como opción integrada (Danfoss FC-302 lo incluye de serie en ciertos tamaños). Más eficiente que el reactor AC externo.

Danfoss FC-302 y FC-202: verificar si incluye DC choke integrado

Comparativa Reactores — Cuándo usar cada uno

Criterio	Reactor AC Entrada	Reactor Bus DC	Reactor AC Salida
Posición en el circuito	Antes del VFD	Dentro del VFD (bus)	Después del VFD
Reduce armónicos de corriente	30–50%	40–60%	No aplica
Protege el VFD de la red	✅ Sí	✅ Sí	No
Protege el motor del VFD	No	No	✅ Sí
Protege con generador	✅ Sí	Parcialmente	No aplica
Mejora factor de potencia	Parcialmente	✅ Sí	No
Costo relativo	Medio	Bajo (integrado)	Medio-Alto

Criterios de Selección del Reactor de Línea AC

Datos para seleccionar

Corriente nominal≥ In del VFD

Impedancia típica3 – 5% de la potencia

Voltaje nominal≥ Voltaje de trabajo

Frecuencia60 Hz

Inductancia (mH)Calculada por fabricante

Número de fases3F para trifásico

Cuándo incluir reactor de salida AC

Cable al motor >50m✓ Incluir

Motor estándar (no inv. duty)✓ Recomendado

Múltiples motores desde 1 VFD✓ Obligatorio

Cable motor ≤30m + motor inv. duty✗ No necesario

Impedancia típica reactor salida2 – 3%

Pérdida de voltaje por reactor salida2 – 4% de Vn

Resumen Visual — Sistema Completo VFD con Todos los Componentes

RED CFE → [SPD Tipo 1] → Tablero Principal → [SPD Tipo 2] → [Fusibles aR] → [Termomagnético] → [Reactor Línea AC] → [Filtro EMC] → [VFD con DC Choke] → [Reactor Salida AC / Filtro dV/dt] → (Cable apantallado) → [Motor + Encoder]

Los componentes entre [ ] son opcionales según la aplicación. El orden es siempre el mismo. Nunca intercambiar posiciones.
Componentes mínimos para cualquier VFD industrial: Fusibles aR + Termomagnético + VFD. El resto según la aplicación.

🔢 Calculadora de Selección de Reactores

Datos del Sistema

Potencia del motor (HP)

Voltaje de red (V)

Eficiencia motor (%)

Factor de potencia motor

Impedancia del reactor (%)

Tipo de reactor

Resultado de Selección

—A FLA (corriente nominal del reactor)

—mH inductancia aproximada

Especificación del reactor:

—

Referencias rápidas y componentes de un variador

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