NEMA

NEMA (National Electrical Manufacturers Association).

La National Electrical Manufacturers Association (NEMA) (Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos) es una asociación industrial estadounidense, creada el  1  de  septiembre  de  1926  tras  la  fusión  de  la  Associated  Manufacturers  of Electrical  Supplies  (Fabricantes  de  Suministros Eléctricos  Asociados)  y  la Electric Power Club (Club de Potencia Eléctrica). Su sede principal está en Rosslyn, en Arlington (Virginia), y cuenta con más de 400  miembros  asociados.  Este organismo  es  el  responsable  de  numerosos estándares industriales comunes usados en el campo de la electricidad.

Entre  otros,  la  NEMA  ha  establecido  una  amplia  gama  de  estándares  para encapsulados de equipamientos eléctricos, publicados como NEMA Standards Publication 250. Además de su sede en Rosslyn, Virginia, NEMA también tiene oficinas en Beijing y Ciudad de México.

El  objetivo  fundamental  de  NEMA  es  promover  la  competitividad  de  sus compañías   socias,   proporcionando   servicios   de   calidad   que   impactarán positivamente  en  las  normas,  regulaciones  gubernamentales,  y  economía  de mercado.

Una  norma  de  la  NEMA  define  un  producto,  proceso  o  procedimiento  con referencia a las siguientes características:

·         Nomenclatura 

·         Composición

·         Construcción

·         Dimensiones

·         Tolerancias

·         Seguridad

·         Características operacionales

·         Performance

·         Alcances

·         Prueba

·         Servicio para el cual es diseñado

La  NEMA  establece  una  clasificación  para  describir  las  características  de  los tipos de motores y generadores desde el punto de vista mecánico, o sea de su construcción, así como desde el punto de vista eléctrico.

DISEÑO MECÁNICO.

Al hablar de diseño mecánico nos referimos al tipo de construcción que posee el motor para hacerlo capaz de trabajar en condiciones satisfactorias para que sus partes internas no se vean afectadas perjudicialmente por las condiciones ambientales en las que va a operar el motor. Los diferentes tipos de carcasa, tal como los define la NEMA, se encuentra en la siguiente lista (el número entre paréntesis es el número de la NEMA):

Hermético. Hermético al agua, al polvo, etc., cuando está construido de forma que la carcasa excluya el material especificado. (IC50-18)

A prueba de. A prueba de salpicaduras, de polvo, etc., cuando esté construida, protegida o tratada   de manera que su funcionamiento correcto  no  sea  interferido  cuando  esté  sujeto  al  material  o  condición especificados. (IC50-20)

Resistente.  Resistente  a  la  humedad,  al  humo,  etc.,  cuando  esté construida,  protegida  de  tal forma que no se vea dañado cuando esté sujeto al material especificado.(IC50-23)

Máquina  con  ventilación  propia.  Máquina  cuyo  aire  de  ventilación circula por medios integrados en la máquina. (MG50-41)

Máquina   con   ventilación   independiente.   Máquina   cuyo   aire   de ventilación está proporcionado por un ventilador independiente o externo a la máquina. (MG50-41)

Máquina  abierta.  Máquina  con  ventilación  propia  que  no  tiene  otra restricción   a   la   ventilación   que   la   necesaria   para   su   construcción mecánica. (MG50-40)

Máquina  a  prueba  de  goteo.  Máquina  en  la  cual  las  aberturas  de ventilación  están construidas  de  forma  que  los  líquidos  vertidos  o  las partículas  sólidas  caen  sobre  la máquina  con  un  ángulo  no  mayor  de 150º de la vertical y no pueden entrar a la máquina, ya sea directamente o  golpeando  y  corriendo  a  lo  largo  de  una  superficie  horizontal  o inclinada hacia dentro. (MG50-14)

Máquina  a  prueba  de  salpicaduras.  Máquina  en  la  cual  las  aberturas de ventilación de forma que las gotas de líquido o las partículas sólidas que caen sobre la máquina en línea recta con cualquier ángulo no mayor de  1000º  de  la  vertical,  no  pueden  entrar  en  la  máquina  de  ninguna forma. (MG50-16)

Máquina  totalmente  cerrada.  Máquina  cerrada  de  tal  forma  que  se impida el cambio de aire entre el interior y el exterior de la carcasa, pero no tan cerrada como para considerarse herméticamente al aire.

Máquina totalmente cerrada y refrigerada por un ventilador. Máquina cerrada  totalmente  y equipada  para  su  refrigeración  exterior  con  un ventilador o ventiladores, integrados en la máquina, pero externos a las partes encerradas por la carcasa. (MG50-44)

Máquina  a  prueba  de  explosión.  Máquina  en  una  caja  cerrada  que está diseñada y construida para resistir una explosión de un gas o polvo especificado, que pueda ocurrir dentro de ella y para evitar la ignición del gas  o  polvo,  que  por  chispas,  descargas  o  explosiones  pueda  ocurrir dentro de la carcasa de la máquina. (MG50-18)

Máquina a prueba de agua. Máquina totalmente cerrada construida de forma que expulse el agua aplicada sobre ella en forma de chorro.

Máquina  totalmente  cerrada  construida  de  tal  forma  que  un  chorro  de agua (de diámetro no inferior a 1 pulgada) bajo una cabeza de 35 pies y desde  una  distancia  aproximada  de  10  pies se pueda  arrojar  sobre  la máquina  sin  pérdida  alguna,  excepto  la  pérdida  que  pueda producirse alrededor  del  eje  y  que  se  considera  admisible,  dado  que no  puede entrar  en  el  depósito de  aceite  y  que  existe  un  mecanismo  para  el secado automático de la máquina. (MG50-20) 

Máquina  hermética  al  polvo.  Máquina  construida  de  tal  forma  que  la carcasa excluya el polvo. (MG50-22)

DISEÑO ELÉCTRICO.

Por lo que a diseño eléctrico se refiere existen los siguientes diseños NEMA:

DISEÑO  NEMA  B. El diseño NEMA “B” corresponde a aquellos motores cuya corriente y pares de arranque son normales. Corriente  de  arranque  normal  se  considera  aquella  cuyo  valor  se  encuentra entre  5  y  6  veces  la  corriente  de  plena  carga  de  un  motor  y  las  cifras  de  los pares  de  arranque  están  tabuladas  por  las  normas  NEMA,  así  como  por  las normas nacionales   (NOM   y   CDONNIE),   reconocidas   oficialmente   por   la Secretaría de Comercio y elaboradas por los principales fabricantes de motores del país.

Además, el deslizamiento de estos motores a plena carga debe ser de 1 a 5%.

Obviamente,  se  comprende  que  este  motor  es  el  de  mayor  consumo  y aplicación en la industria, ya que por propia conveniencia de los fabricantes de maquinaria llevan a cabo sus diseños de tal manera que los motores que vayan a requerir sean los más apegados a lo que se conoce como motor normalizado (standard), desde el punto de vista de diseño eléctrico.

DISEÑO  NEMA  C.  El  diseño  NEMA  “C” se  refiere  a  aquellos  motores  que teniendo  una  corriente  normal  de  arranque,  desarrolla  pares  de  arranque superiores a los que desarrolla un motor de diseño “B”. Los valores para par de arranque del diseño NEMA “C” también están tabulados tanto en las normas NEMA como en las nacionales.

Las  características  de  este  diseño  hacen  fácil  de  definir  y  comprender  su campo  de aplicación,  ya  que  se  refiere  a  todos  aquellos  casos  en  que  por  la naturaleza  de  la  carga  se  requiere  un  par  con  valor  absoluto  elevado,  par a vencer la inercia y una vez iniciado el movimiento, el comportamiento que se le solicita al motor es idéntico al del Diseño NEMA “B”.

Un   caso   típico   de   aplicación   para   estos   motores   se   refiere  transportadores, que por cualquier causa prevista tenga que iniciar un ciclo de trabajo  con  la  carga  específica.

El  deslizamiento  de  estos  motores  a  plena carga debe ser de 2 a 5%.

DISEÑO NEMA D. El diseño NEMA “D” se refiere a motores que desarrollan un par  de  arranque  nunca  menor  que  el  275%  del  par  a  plena carga  con  una corriente de arranque normal y con un deslizamiento que nos permite hacer 3 grupos: el primero con un deslizamiento de 5 a 8%, el segundo requiere de un deslizamiento de 8 a 13% y el tercero de equipo  viene  dotado  de  un volante  cuya  función  es  almacenar  energía  para “sacar  a flote” al  motor,  durante  los  lapsos  en  que  se presenta la  demanda máxima de potencia.

Por  consiguiente,  al  especificar  un  motor,  entre  otras  características,  es necesario  mencionar  su  tipo  de  diseño  mecánico  (protección  contra  el  medio ambiente) y el tipo de diseño eléctrico.

El deslizamiento se define como la diferencia entre la velocidad síncrona Ns. 

Se expresa generalmente por medio de la siguiente expresión: 

Dónde:  NS =  velocidad  síncrona  del  campo  giratorio.

Nr=  velocidad  del  rotor, que depende principalmente de la carga.

El deslizamiento máximo es del 18% en motores de alto deslizamiento.