Guia de dimensionamento do fio do circuito do motor

Circuitos motores são onde muitos outros instaladores cuidadosos são tropeçados. No trabalho de iluminação, receptáculo e alimentação geral, as pessoas muitas vezes esperam que o disjuntor e o tamanho do fio se movam juntos em uma sequência simples. Nos termos do artigo 430.o do NEC, o condutor do circuito de ramificação, a protecção contra sobrecargas e a protecção contra curto-circuito e a falha do solo estão relacionados, mas não são dimensionados por uma única regra.

É por isso que um motor de 5 HP pode usar legitimamente um condutor de circuito de ramificação de 125% da corrente de carga total tabulada enquanto o disjuntor de tempo inverso começa em até 250% dessa mesma corrente. Eletricistas, engenheiros e usuários graves de DIY devem trabalhar circuitos motores a partir de NEC 430.22, 430.24, 430.32, 430.52, 430.52, Tabela 310.16, e uma verificação de queda de tensão para longas corridas.

Por que o dimensionamento do fio do motor segue uma lógica diferente

Espera-se que o condutor de um circuito de ramo motor sobreviva à corrente normal de funcionamento, arranques repetidos e ao ambiente real de instalação. O disjuntor ou fusível, no entanto, está lá principalmente para curto-circuito e proteção da falha do solo, e muitas vezes deve tolerar alta corrente de frenagem sem tropeçar incômodo. A proteção contra sobrecarga é mais uma camada, geralmente incorporada ao arranque, unidade ou controlador.

Este é também o lugar onde NEC e IEC pensar alinhar-se. O artigo 430.o do NEC utiliza as suas próprias fórmulas e tabelas, enquanto os projetos IEC muitas vezes giram em torno da coordenação inicial, classes de sobrecarga e dados do fabricante. Mas o princípio da engenharia é o mesmo: o cabo deve permanecer termicamente seguro, o dispositivo de sobrecarga deve proteger os enrolamentos do motor, e o disjuntor ou fusível deve limpar falhas sem derrotar a inicialização.

Circuitos motores quebram a intuição normal do disjuntor. Um disjuntor de motor pode parecer superdimensionado para um usuário DIY, mas uma vez que você separa proteção de sobrecarga da proteção de curto-circuito, a lógica torna-se defensável. — Hommer Zhao, Director Técnico

Tabela de dimensionamento rápido para circuitos motores comuns

Use esta tabela como um ponto de partida amigável ao campo. Assume condutores de cobre, terminações de 75 graus C, sem penalidades ambientais incomuns ou de agrupamento, e aplicações normais de motores industriais ou comerciais.

Estes valores são pontos de partida, não permissões automáticas. As unidades de frequência variável podem alterar os detalhes do condutor e da terminação. As bombas de irrigação ao ar livre e os equipamentos de cobertura podem exigir um redimensionamento de condutores para queda de tensão ou temperatura ambiente, mesmo quando a matemática básica de ampacidade pareça aceitável na Tabela 310.16.

Fluxo de trabalho de dimensionamento de motor recomendado

• Identificar a potência do motor, a tensão, a fase, o dever e se o circuito é monomotor ou multimotor.
• Use a tabela atual de carga completa NEC aplicável em vez de assumir que a placa de nome executando amperes controlar cada passo.
• Dimensionar o condutor de circuito de ramo em 125% da corrente de carga total do motor sob NEC 430.22.
• Colocar a proteção de sobrecarga separadamente sob as instruções do NEC 430.32 ou do fabricante do equipamento.
• Escolha o dispositivo de proteção de curto-circuito e de falha no solo NEC 430.52 e o tipo de dispositivo utilizado.
• Verifique a queda de tensão, o preenchimento do conduíte e os limites de temperatura terminal antes de finalizar o condutor.

Proteção contra sobrecarga vs proteção contra disjuntor

A proteção contra sobrecarga do motor destina-se a proteger os enrolamentos do motor contra o superaquecimento. Essa função é comumente manuseada por relés de sobrecarga, aquecedores, proteção do motor eletrônico ou configurações de acionamento integradas. O disjuntor ou fusível do circuito de ramificação está lá principalmente para curto-circuito e proteção da falha do solo.

Na prática, isso significa que você pode ter um condutor de circuito de ramificação dimensionado a partir de 125% da corrente de carga completa, um dispositivo de sobrecarga definido perto das características da corrente do motor, e um disjuntor ou fusível dimensionado muito maior para deixar o motor iniciar sem incômodo operação.

A proteção contra sobrecarga protege o motor. A proteção de curto-circuito protege o sistema de fiação. O circuito motor torna-se muito mais fácil de dimensionamento uma vez que essas duas frases são mantidas separadas em cada trabalho. — Hommer Zhao, Director Técnico

Exemplos trabalhados com números específicos

Exemplo 1: 5 HP, 230V, Compressor de ar monofásico

A tabela NEC 430.248 lista 28A corrente de carga total para um motor monofásico de 5 HP, 230V. Sob NEC 430.22, o condutor do circuito de ramo é verificado em 28A × 125% = 35A. Com terminações de cobre de 75 graus C, 10 cobre AWG é um ponto de partida comum. Para um disjuntor de tempo inverso, o NEC 430,52 frequentemente aponta para 28A × 250% = 70A.

Exemplo 2: 10 HP, 460V, motor de bomba de três fases

NEC Tabela 430.250 lista 14A corrente de carga total para um motor trifásico de 10 HP, 460V. A verificação do condutor é 14A × 125% = 17.5A, então 12 AWG cobre é um ponto de partida comum. Para um disjuntor de tempo inverso, 14A × 250% = 35A. Se a bomba estiver a 180 pés do arranque, uma revisão da queda de tensão pode justificar um condutor maior.

Exemplo 3: Alimentador de três motores a 460V

Suponha que um alimentador serve um motor de 20 HP em 27A, um motor de 10 HP em 14A e um motor de 5 HP em 7.6A. Sob NEC 430.24, o condutor de alimentação começa em 125% do maior motor mais 100% dos outros: 27A × 1,25 = 33,75A, em seguida, adicionar 14A e 7.6A para um total de 55,35A. Isso empurra o alimentador para uma faixa onde 6 cobre AWG é um ponto de partida comum a 75 graus C.

Exemplo 4: 25 HP, 230V, Bomba de Irrigação de Três Fases a 180 pés de distância

NEC Tabela 430.250 lista 68A corrente de carga total para um motor de 25 HP, 230V, trifásico. A verificação do condutor é 68A × 125% = 85A, que geralmente começa em 4 cobre AWG para terminações de 75 graus C. O ponto de partida do disjuntor de tempo inverso é 68A × 250% = 170A, então um dispositivo padrão 175A é uma escolha prática se o equipamento permitir. Como a corrida de ida é de 180 pés, muitos designers atualizam os condutores de fase para 3 AWG ou 2 AWG de cobre para reduzir a queda de tensão inicial.

Longas corridas de motor são onde a conformidade de papel e desempenho de campo divergem. Um condutor que simplesmente passa a regra da ampacidade pode ainda produzir partidas fracas, enrolamentos quentes e viagens de incômodo se a queda de tensão for ignorada. — Hommer Zhao, Director Técnico

Cinco erros que criam problemas de circuito motor

• Usando o tamanho do disjuntor como ponto de partida para dimensionamento do condutor em vez de NEC 430.22 ou 430.24.
• Ignorando configurações separadas de proteção de sobrecarga quando o iniciador ou unidade já lida com essa função.
• Puxando condutores da coluna 90 graus C quando os terminais do motor são limitados a 75 graus C ou 60 graus C.
• Ignorando a revisão de queda de tensão em bombas, ventiladores e compressores de mais de 100 pés.
• Esquecendo que alimentadores multimotores usam 125% do maior motor mais a corrente completa dos outros.

Se você quiser uma comparação rápida entre a lógica geral do circuito de ramificação e o framework da exceção motora, compare este artigo com o tamanho do disjuntor e gráfico de tamanho do fio e, em seguida, verificar projetos sensíveis à distância contra o nosso Guia de dimensionamento de fios de longa distância.

Como a NEC e a IEC praticam o encontro em projetos reais

Os usuários do NEC muitas vezes pensam em números de artigos, tabelas e regras de proteção prescritivas. Os usuários da IEC são mais propensos a pensar em termos de coordenação de iniciadores, classe de sobrecarga e dados do fabricante. No trabalho de design real, ambos os sistemas ainda fazem as mesmas perguntas práticas sobre corrente, inrush, aquecimento do condutor e perda de tensão.

É por isso que o melhor fluxo de trabalho de campo é híbrido em espírito, mesmo quando o trabalho é estritamente NEC-governado. Utilizar o artigo 430.o do NEC para conformidade, verificar o desempenho com cálculos de ampacidade e queda de tensão e comparar o resultado com a mentalidade de instalação que você também aplicaria a um projeto de serviço ou alimentador.

FAQ

Por que o disjuntor pode ser muito maior do que a ampacidade do condutor do motor?

Uma vez que o artigo 430.o do NEC separa a protecção contra curto-circuito e a falha do solo do dimensionamento do condutor e da protecção contra sobrecarga. Um motor 28A pode utilizar um condutor verificado em 35A e um disjuntor de tempo inverso a partir de 70A sem violar a lógica do código.

Devo dimensionar um circuito motor da placa de corrente?

Para muitos condutores de circuito de ramificação e cálculos de dispositivo de proteção, as tabelas NEC controlam o ponto de partida. A placa ainda é importante para configurações de sobrecarga, ajuste do controlador e instruções do fabricante, mas não substitui automaticamente os valores de corrente de carga completa tabulada em cada passo NEC 430.

Que fio é um ponto de partida comum para um motor de 10 HP, 460V, 3 fases?

Usando NEC Tabela 430.250, 10 HP a 460V trifásico é 14A. Multiplique por 125% e você recebe 17.5A, o que torna 12 cobre AWG um ponto de partida comum quando terminações e fatores de correção permitem.

Quando devo aumentar o tamanho dos condutores do motor para queda de tensão?

Longas corridas, serviço de utilidade fraca, sistemas alimentados por gerador e cargas de torque de arranque elevado são os principais gatilhos. Muitos designers tornam-se cautelosos uma vez que uma distância de ida atinge cerca de 100 pés, e 150 a 200 pés muitas vezes merece um cálculo formal em vez de um palpite.

Como é que os condutores de alimentação multimotores são dimensionados?

Sob NEC 430.24, use 125% da maior corrente de carga total do motor mais 100% das outras cargas motoras. No exemplo de três motores acima, 33,75A + 14A + 7.6A produziu 55,35A antes de qualquer desvio ou ajuste de voltagem.

O que os usuários de DIY devem verificar antes de copiar um tamanho de fio motor de um gráfico?

Confirme a potência do motor, tensão, fase, tipo de controlador, material condutor, distância unidirecional, limite de temperatura terminal, e se o equipamento inclui instruções do fabricante que sobrepõem um gráfico genérico.

Executar os números antes de puxar o cabo

Use as ferramentas de ampacidade e queda de tensão juntas antes de finalizar qualquer circuito ou alimentador de ramo motor. Essa é a maneira mais rápida de pegar problemas de depreciação, perda de tensão de longo prazo, e escolhas de condutor que parecem conformes no papel, mas desempenho ruim no campo.

Quando o projeto envolve bombas grandes, compressores, iniciadores coordenados ou distribuição industrial, trate o NEC 430 como um fluxo de trabalho de design estruturado em vez de uma pesquisa de gráficos.