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Calculadora de desbalance de voltaje trifásico (NEMA)

Porcentaje de desbalance (desequilibrio) de voltaje de una red trifásica a partir de las tres tensiones de línea (métodos NEMA MG-1 e IEC), factor de reducción del motor y calentamiento adicional.

Voltaje de línea A–B

Voltaje de línea B–C

Voltaje de línea C–A

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Cómo funciona

NEMA: % de desbalance = 100 × (desviación máxima respecto al voltaje de línea promedio) ÷ promedio · IEC: VUF = V₂ ÷ V₁ = √[(1 − √(3 − 6β)) ÷ (1 + √(3 − 6β))], β = (Vab⁴ + Vbc⁴ + Vca⁴) ÷ (Vab² + Vbc² + Vca²)² · aumento extra de temperatura ≈ 2 × (% de desbalance)²

Las tensiones desiguales entre fases generan corrientes de secuencia negativa que giran en contra del campo del motor y calientan los devanados mucho más de lo que sugiere la pequeña diferencia de voltaje. NEMA MG-1 define el desbalance como la mayor desviación respecto al voltaje de línea promedio, recomienda reducir la potencia de los motores por encima del 1% y desaconseja operarlos por encima del 5%; el Departamento de Energía de EE. UU. indica que la temperatura del devanado sube aproximadamente 2 × (% de desbalance)² por ciento. La definición IEC —tensión de secuencia negativa entre la de secuencia positiva— da casi el mismo valor y aquí se calcula solo con las tres magnitudes.

Ejemplo resuelto

Con voltajes de línea de 460, 467 y 450 V el promedio es 459 V y la mayor desviación es 9 V (la de 450 V), así que el desbalance NEMA es 9 ÷ 459 = 1.96% (IEC: 2.15%). Interpolando la curva NEMA, el motor debe reducirse a unos 0.95 de su potencia nominal; el calentamiento del devanado aumenta un 7.7% y las corrientes de fase pueden desbalancearse entre 12% y 20%.

Fuentes: US DOE — Motor Systems Tip Sheet #7: Eliminate voltage unbalance · NEMA MG 1 — Motors and Generators, 14.36 Effects of unbalanced voltages

Preguntas frecuentes

¿Cuál es un desbalance de voltaje aceptable?

NEMA recomienda mantenerlo por debajo del 1% para usar el motor a plena potencia; ANSI C84.1 indica que las redes deben diseñarse para no más de 3% en vacío. Por encima de 2% los motores se calientan notablemente, y por encima de 5% NEMA desaconseja operarlos.

¿Cómo se calcula el desbalance de voltaje?

Promedia los tres voltajes entre líneas, busca la lectura que más se aleja del promedio, divide esa desviación entre el promedio y multiplica por 100.

¿Por qué un pequeño desbalance de voltaje causa un gran desbalance de corriente?

La impedancia de secuencia negativa de un motor es parecida a su impedancia con rotor bloqueado, mucho menor que la de operación, así que 1% de desbalance de voltaje suele causar 6–10% de desbalance de corriente.

¿Qué causa el desbalance de voltaje?

Cargas monofásicas repartidas de forma desigual en un sistema trifásico, un fusible quemado en un banco de capacitores, transformadores en delta abierta, conexiones flojas o un cambiador de derivaciones defectuoso. Rebalancear las cargas suele ser la primera solución.

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Esta calculadora tiene fines informativos. Verifica los resultados importantes antes de tomar decisiones.