¿Qué es la Clase de Disparo? Entendiendo los Interruptores Automáticos de Protección de Motor y los Relés Térmicos

Respuesta directa

La Clase de Disparo es un sistema de clasificación estandarizado definido por las normas IEC 60947-4-1 y NEMA que especifica el tiempo máximo que un dispositivo de protección del motor (relé de sobrecarga térmica o disyuntor de protección del motor) tardará en dispararse y desconectar un motor cuando se somete a 600% (o 7.2×) de su corriente nominal. El número de clase indica directamente el tiempo máximo de disparo en segundos: la Clase 10 se dispara en 10 segundos, la Clase 20 en 20 segundos y la Clase 30 en 30 segundos a este nivel de sobrecarga. Esta clasificación asegura que el tiempo de respuesta del dispositivo de protección coincida con la curva de daño térmico del motor, previniendo el fallo del aislamiento del bobinado y evitando disparos intempestivos durante las condiciones normales de arranque.

---

Puntos Clave

• ✅ Definición de la Clase de Disparo: El número de clase (5, 10, 10A, 20, 30) representa los segundos máximos para disparar a 600% (NEMA) o 7.2× (IEC) del ajuste de corriente del relé, asegurando que la protección se alinee con los límites térmicos del motor.
• ✅ Normas NEMA vs. IEC: Los motores NEMA típicamente requieren protección de Clase 20 (diseñados para un factor de servicio de 1.15 y una capacidad térmica robusta), mientras que los motores IEC requieren Clase 10 (con clasificación de aplicación con un factor de servicio de 1.0 y márgenes térmicos más ajustados).
• ✅ Criterios de selección: Elija la Clase 10 para aplicaciones de respuesta rápida (bombas sumergibles, motores herméticamente sellados, motores accionados por VFD), la Clase 20 para motores NEMA de propósito general y la Clase 30 para cargas de alta inercia que requieren un tiempo de aceleración prolongado.
• ✅ Coincidencia de la Curva de Daño Térmico: La clase de disparo debe alinearse con la capacidad de resistencia térmica del motor; una protección no coincidente puede causar una falla prematura (subprotección) o disparos intempestivos (sobreprotección).
• ✅ Comportamiento de Arranque en Frío vs. Caliente: Las curvas de disparo tienen en cuenta tanto las condiciones de arranque en frío (motor a temperatura ambiente, tiempos de disparo más largos aceptables) como los escenarios de reinicio en caliente (motor cerca de la temperatura de funcionamiento, se requiere una protección más rápida).

---

Entendiendo la Clase de Disparo: La Base de la Protección del Motor

Lo que Realmente Significa la Clase de Disparo

La Clase de Disparo no es simplemente una especificación de tiempo; representa una correlación cuidadosamente diseñada entre las características de respuesta del dispositivo de protección y la capacidad del motor para resistir el estrés térmico. Según la norma IEC 60947-4-1, la clase de disparo define dos puntos de funcionamiento críticos que establecen la curva de protección completa:

Punto de Definición Primaria (Corriente Alta):

• Norma NEMA: Disparo dentro del tiempo de la clase (segundos) a 600% del ajuste del relé.
• La Norma IEC: Disparo dentro del tiempo de la clase (segundos) a 7.2× el ajuste del relé.

Punto de Definición Secundaria (Sobrecarga Moderada):

• A 125% del ajuste: NO debe dispararse en 2 horas (arranque en frío).
• A 150% del ajuste: Debe dispararse dentro de un tiempo específico basado en la clase (IEC 10A: <2 minutos).

Esta definición de doble punto crea una curva característica de tiempo inverso que refleja el perfil de daño térmico del motor: cuanto mayor es la sobrecarga, más rápida es la respuesta de disparo.

La Física Detrás de la Selección de la Clase de Disparo

El aislamiento del bobinado del motor sigue la “regla de los 10 grados”: por cada aumento de 10 °C por encima de la temperatura nominal, la vida útil del aislamiento se reduce a la mitad. Durante las condiciones de sobrecarga, el calentamiento I²R en los bobinados aumenta exponencialmente con la corriente. La clase de disparo debe asegurar que el dispositivo de protección interrumpa la energía antes de que la energía térmica acumulada (∫ I²·t dt) exceda la capacidad de resistencia térmica del motor.

Relación de la constante de tiempo térmica:

τ_motor > τ_relé × Margen de Seguridad

Donde:

• τ_motor = Constante de tiempo térmica del motor (típicamente 30-60 minutos para motores cerrados)
• τ_relé = Constante de tiempo térmica del relé (varía según la clase)
• Margen de Seguridad = Típicamente 1.2-1.5× para tener en cuenta las variaciones ambientales

---

Clases de Disparo Estándar: Comparación Completa

Clases de Disparo IEC 60947-4-1

Clase de Disparo	Tiempo de Disparo a 7.2× Ir	Aplicaciones Típicas	Compatibilidad con el Tipo de Motor
Clase 5	≤5 segundos	Protección extremadamente rápida para motores térmicamente sensibles	Compresores herméticamente sellados, pequeñas bombas sumergibles
Clase 10	≤10 segundos	Motores IEC estándar, aplicaciones VFD	Motores IEC Diseño N, motores refrigerados artificialmente, cargas de respuesta rápida
Clase 10A	≤10 segundos a 7.2× ≤2 minutos a 1.5×	Protección mejorada para condiciones de reinicio en caliente	Motores IEC con ciclos frecuentes de arranque/parada
Clase 20	≤20 segundos	Motores NEMA de propósito general	Motores NEMA Diseño A/B con 1.15 SF, aplicaciones industriales estándar
Clase 30	≤30 segundos	Cargas de alta inercia y aceleración extendida	Motores para trabajo pesado, trituradoras, ventiladores grandes, centrífugas

Normas NEMA para la Clase de Disparo

Las normas NEMA se alinean con las definiciones de la IEC, pero utilizan 600% (6×) en lugar de 7.2× como punto de referencia. La diferencia práctica es insignificante: ambos sistemas producen curvas de protección equivalentes.

Consideraciones clave específicas de NEMA:

• Dominio de la Clase 20: ~85% de los motores NEMA están diseñados para protección de Clase 20 debido al factor de servicio estandarizado de 1.15 y al diseño térmico robusto
• Tiempo de Rotor Bloqueado: NEMA MG-1 requiere que los motores ≤500 HP soporten la corriente de rotor bloqueado durante ≥12 segundos a la temperatura normal de funcionamiento, lo que se alinea con la protección de Clase 20
• Interacción del Factor de Servicio: Los motores con SF de 1.15 pueden manejar una sobrecarga continua del 115%, lo que requiere curvas de disparo que no interfieran con esta capacidad

---

Guía de Selección de Clase de Disparo: Adaptación de la Protección a la Aplicación

Matriz de Decisión: ¿Qué Clase de Disparo Necesita?

Característica del Motor	Clase de Disparo Recomendada	Razonamiento
NEMA Diseño A/B, 1.15 SF	Clase 20	Capacidad térmica estándar, resistencia al rotor bloqueado de 12-20 segundos
IEC Diseño N, 1.0 SF	Clase 10	Clasificado para la aplicación, márgenes térmicos más ajustados, resistencia al rotor bloqueado de 10 segundos
Motores de bomba sumergible	Clase 10 o Clase 5	Refrigerado por líquido, aumento térmico rápido cuando se detiene el flujo
Motores accionados por VFD	Clase 10	Refrigeración reducida a bajas velocidades, sin factor de servicio cuando se alimenta con inversor
Cargas de alta inercia (>5 segundos de aceleración)	Clase 30	Tiempo de arranque prolongado, evita disparos molestos
Arranque/parada frecuente (>10 ciclos/hora)	Clase 10A	Protección de reinicio en caliente, disparo de 2 minutos al 150%
Motores herméticamente sellados	Clase 5 o Clase 10	Sin refrigeración externa, aumento rápido de la temperatura

Escenarios de Aplicación Críticos

Escenario 1: Bomba Centrífuga con Motor NEMA de 15 HP

Especificaciones del Motor:

• Corriente a Plena Carga (FLA): 20A
• Factor de Servicio: 1.15
• Corriente de Rotor Bloqueado: 120A (6× FLA)
• Tiempo de Aceleración: 3 segundos

Análisis:

• Duración del rotor bloqueado (3s) < Tiempo de disparo de Clase 20 (20s) → ✅ Sin disparos molestos
• Motor NEMA Diseño B → Estándar de Clase 20
• 1.15 SF permite 23A continuos sin disparo

Selección: Relé de sobrecarga térmica de Clase 20, ajustado a 20A

Escenario 2: Bomba de Pozo Sumergible con Motor de 5 HP

Especificaciones del Motor:

• Corriente a Plena Carga: 14A
• Factor de Servicio: 1.0 (sin SF para sumergible)
• Corriente de Rotor Bloqueado: 84A (6× FLA)
• Refrigeración: Dependiente del flujo de agua

Análisis:

• Pérdida de flujo de agua = sobrecalentamiento rápido (sin refrigeración externa)
• Requiere protección rápida para evitar el quemado
• El fabricante especifica protección de Clase 10

Selección: Relé de sobrecarga térmica de Clase 10, ajustado a 14A

Escenario 3: Molino de Bolas con Motor de 200 HP (Alta Inercia)

Especificaciones del Motor:

• Corriente a Plena Carga: 240A
• Tiempo de Aceleración: 18 segundos
• Corriente de Rotor Bloqueado: 1,440A (6× FLA)
• Tipo de Carga: Alta inercia, constante de tiempo mecánica >10s

Análisis:

• Tiempo de aceleración (18s) > Tiempo de disparo de Clase 20 (20s) → ⚠️ Marginal
• Tiempo de aceleración (18s) < Tiempo de disparo de Clase 30 (30s) → ✅ Margen seguro
• La alta inercia requiere una tolerancia de arranque extendida

Selección: Relé de sobrecarga térmica de Clase 30, ajustado a 240A

---

Protección de Motores NEMA vs. IEC: Comprensión de las Diferencias Fundamentales

Comparación de la Filosofía de Diseño

Aspecto	Motores NEMA	Motores IEC
Enfoque de Diseño	Conservador, sobrediseñado para versatilidad	Específico de la aplicación, optimizado para el servicio exacto
Factor de servicio	Normalmente 1,15 (capacidad de sobrecarga continua del 15 %)	Normalmente 1,0 (sin margen de sobrecarga)
Capacidad térmica	Alta masa térmica, sistemas de aislamiento robustos	Diseño térmico optimizado, mínima capacidad excedente
Clase de disparo estándar	Clase 20 (20 segundos al 600 % de FLA)	Clase 10 (10 segundos a 7,2 × Ir)
Resistencia al rotor bloqueado	≥12 segundos (NEMA MG-1 para ≤500 HP)	~10 segundos (IEC 60034-12)
Clase de aislamiento	Normalmente Clase F (155 °C) con elevación de Clase B	Normalmente Clase F con elevación de Clase F
Corriente de arranque	6-7× FLA (NEMA Diseño B)	5-8× In (IEC Diseño N)

Por qué los motores IEC requieren una protección más rápida

Los motores IEC están diseñados con márgenes térmicos más ajustados porque están diseñados para aplicaciones específicas en lugar de para uso general. Esta filosofía de “clasificación de aplicación” significa:

1. Sin búfer de factor de servicio: Un motor IEC clasificado para 10 kW entrega exactamente 10 kW continuamente, sin un margen de sobrecarga del 15 % como los motores NEMA 1.15 SF
2. Enfriamiento optimizado: Los sistemas de enfriamiento están dimensionados precisamente para la carga nominal, no sobredimensionados
3. Respuesta térmica más rápida: Una menor masa térmica significa que la temperatura aumenta más rápidamente durante la sobrecarga
4. Estándares de eficiencia global: Los requisitos de eficiencia IEC IE3/IE4 impulsan diseños térmicos más ajustados

Implicación práctica: El uso de un relé de Clase 20 en un motor IEC puede permitir de 10 a 20 segundos de sobrecarga dañina antes de dispararse, lo que podría exceder el límite térmico de 10 segundos del motor.

---

Arranque en frío frente a reinicio en caliente: la complejidad oculta

Impacto del estado térmico en el comportamiento de disparo

Las especificaciones de la clase de disparo se basan en condiciones de arranque en frío: el motor y el dispositivo de protección están ambos a temperatura ambiente. Sin embargo, las aplicaciones del mundo real implican reinicios en caliente después de una operación reciente, lo que cambia fundamentalmente la dinámica de protección.

Características de arranque en frío:

• Devanados del motor a temperatura ambiente (~40 °C)
• Capacidad térmica total disponible
• Mayor duración aceptable de la sobrecarga
• La curva de disparo sigue las especificaciones publicadas

Características de reinicio en caliente:

• Devanados del motor cerca de la temperatura de funcionamiento (~120-155 °C)
• Capacidad térmica reducida (ya parcialmente “utilizada”)
• Duración segura de sobrecarga más corta
• La curva de disparo se desplaza hacia la izquierda (disparo más rápido)

IEC Clase 10A: la solución de reinicio en caliente

IEC 60947-4-1 define la Clase 10A específicamente para abordar las deficiencias de protección de reinicio en caliente en los relés estándar de Clase 10/20. La diferencia clave:

Condición	Clase 20 estándar	IEC Clase 10A
A 7,2 × Ir (frío)	≤20 segundos	≤10 segundos
A 1,5 × Ir (caliente)	~8 minutos	≤2 minutos
Aplicación	Propósito general	Arranque/parada frecuentes, servicio cíclico

Por qué esto importa: Un motor que funciona a plena carga alcanza el equilibrio térmico a ~120 °C (aislamiento de Clase F). Si se dispara por sobrecarga y se reinicia inmediatamente, una sobrecarga del 150 % puede dañar el aislamiento en 2 minutos. Los relés estándar de Clase 20 pueden tardar de 4 a 8 minutos en dispararse a este nivel, lo que permite daños térmicos. La Clase 10A garantiza la protección en 2 minutos.

---

Interruptores automáticos de protección del motor (MPCB) frente a relés de sobrecarga térmica

Comparación de tecnología

Característica	Relé de sobrecarga térmica (TOR)	Interruptor automático de protección del motor (MPCB)
Mecanismo de disparo	Calentamiento de tira bimetálica o aleación eutéctica	Magnético (instantáneo) + térmico (sobrecarga)
Disponibilidad de clase de disparo	Fijo (específico del dispositivo) o ajustable (electrónico)	Fijo o ajustable (unidades de disparo electrónico)
Protección contra cortocircuitos	❌ No (requiere interruptor/fusible separado)	✅ Sí (disparo magnético integrado)
Detección de pérdida de fase	✅ Sí (inherente al diseño trifásico)	✅ Sí (modelos electrónicos)
Ajustabilidad	Ajuste de corriente ajustable, clase generalmente fija	Corriente + clase ajustable (modelos electrónicos)
Método de reinicio	Manual o automático	Manual (mecanismo de disparo libre)
Aplicaciones Típicas	Arrancadores basados en contactores, aplicaciones IEC	Protección de motor autónoma, híbrido NEMA/IEC
Normas	IEC 60947-4-1 (TOR), NEMA ICS 2	IEC 60947-4-1 (MPSD), IEC 60947-2 (interruptor)

Cuándo usar cada tecnología

Elija relés de sobrecarga térmica cuando:

• Utilice arrancadores de motor basados en contactores (configuraciones estándar IEC/NEMA)
• La protección contra cortocircuitos es proporcionada por un interruptor o fusibles aguas arriba
• Aplicaciones sensibles a los costos
• Reemplazo/modernización en sistemas de contactores existentes

Elija interruptores de protección de motor cuando:

• Se requiere protección integrada (sobrecarga + cortocircuito) en un solo dispositivo
• Restricciones de espacio (MPCB más compacto que contactor + TOR + interruptor)
• Arranque directo (DOL) sin contactor
• Se requiere conmutación manual frecuente (MPCB tiene función de desconexión incorporada)

---

Errores comunes en la selección de la clase de disparo y soluciones

Error 1: Usar protección de clase 20 en motores IEC

Síntoma: El motor falla prematuramente, avería del aislamiento del devanado, no se produjo ningún disparo

Causa raíz: Motor IEC diseñado para protección de clase 10 (límite térmico de 10 segundos) pero protegido por un relé de clase 20 (tiempo de disparo de 20 segundos). La brecha de 10 segundos permite daños térmicos.

Solución:

• Siempre verifique el requisito de clase de disparo del fabricante del motor (consulte la documentación o la placa de características del motor)
• Al reemplazar motores NEMA con equivalentes IEC, verifique la compatibilidad de la clase de disparo
• Utilice relés de sobrecarga electrónicos con clase de disparo ajustable para mayor flexibilidad

Error 2: Relé de clase 10 que causa disparos molestos en motores NEMA

Síntoma: El motor se dispara durante el arranque normal, especialmente con cargas de alta inercia

Causa raíz: Motor NEMA Design B con tiempo de aceleración de 18 segundos protegido por un relé de clase 10 (disparo de 10 segundos). La corriente de rotor bloqueado (6 × FLA) excede el umbral de disparo antes de que el motor alcance la velocidad máxima.

Solución:

• Calcule el tiempo de aceleración real: t_accel = (J · ω) / (T_motor – T_load)
• Asegúrese de que: t_accel < 0.8 × t_{clase de viaje} (margen de seguridad del 20%)
• Para este caso: Use relé de clase 20 o clase 30

Error 3: Ignorar las condiciones de reinicio en caliente

Síntoma: El motor falla después de múltiples ciclos rápidos de arranque/parada, aunque la protección de arranque en frío sea correcta

Causa raíz: El ciclo frecuente mantiene el motor a una temperatura elevada. El relé estándar de clase 20 permite 8 minutos con una sobrecarga del 150%, (condición caliente), pero el motor solo puede soportar 2 minutos.

Solución:

• Para aplicaciones con >6 arranques/hora: Utilice protección IEC Clase 10A
• Implemente retrasos mínimos de tiempo de apagado (permita que el motor se enfríe entre arranques)
• Considere los relés electrónicos basados en modelos térmicos que rastrean el historial de temperatura del motor

Error 4: Sobredimensionamiento del ajuste de corriente del relé

Síntoma: El motor funciona caliente continuamente, eventual falla del aislamiento, el relé nunca se dispara

Causa raíz: Relé configurado a 25A para un motor de 20A (125% de FLA). La carga continua de 23A (115% de la FLA del motor) nunca alcanza el umbral de disparo del relé.

Solución:

• Ajuste la corriente del relé a la FLA de la placa de características del motor (no la corriente del factor de servicio)
• Para motor de 20A con 1.15 SF: Ajuste el relé a 20A, no a 23A
• La curva de disparo del relé al 125% (25A) aún permitirá el funcionamiento del factor de servicio sin disparos molestos

---

Tecnología de clase de disparo electrónica vs. térmica

Relés térmicos bimetálicos/de aleación eutéctica

Cómo funcionan:

• La corriente fluye a través del elemento calefactor
• La tira bimetálica se dobla debido a la expansión térmica diferencial
• El enlace mecánico dispara los contactos del relé cuando se alcanza el umbral de deflexión

Características de la clase de disparo:

• Clase de disparo fija (específica del dispositivo, no se puede cambiar)
• Compensación de temperatura ambiente (la tira bimetálica compensa inherentemente)
• Memoria térmica (retiene el calor después del disparo, afecta el tiempo de reinicio)
• Precisión de la curva de disparo: ±10-20% (tolerancias mecánicas)

Ventajas:

• No requiere alimentación externa
• Inmune al ruido eléctrico/EMI
• Tecnología simple y probada
• Menor costo

Desventajas:

• Clase de disparo fija (debe almacenar múltiples tipos de relés)
• Respuesta más lenta a sobrecargas rápidas
• Desgaste mecánico con el tiempo
• Capacidad de diagnóstico limitada

Relés de Sobrecarga Electrónicos

Cómo funcionan:

• Los transformadores de corriente (TC) miden la corriente del motor
• El microprocesador calcula el modelo térmico: θ(t) = θ₀ + ∫ [(I² – I_clasificado²) / τ] dt
• Se dispara cuando la temperatura calculada excede el umbral

Características de la clase de disparo:

• Clase de disparo seleccionable (Clase 5, 10, 10A, 15, 20, 30 mediante interruptor DIP o software)
• Modelo térmico digital (rastrea la temperatura del motor continuamente)
• Compensación de reinicio en caliente (recuerda el estado térmico después de la pérdida de energía)
• Precisión de la curva de disparo: ±5% (precisión digital)

Ventajas:

• Un solo dispositivo cubre múltiples clases de disparo (reduce el inventario)
• Diagnóstico avanzado (desequilibrio de corriente, pérdida de fase, falla a tierra)
• Capacidad de comunicación (Modbus, Profibus, EtherNet/IP)
• Características programables (umbrales de alarma, retardo de disparo)

Desventajas:

• Requiere fuente de alimentación de control
• Más complejo (mayor costo inicial)
• Susceptible al ruido eléctrico (requiere una conexión a tierra adecuada)
• Es posible que se necesiten actualizaciones de firmware

---

Clase de Disparo y Coordinación del Motor: Tipo 1 vs. Tipo 2

Tipos de Coordinación IEC 60947-4-1

Los sistemas de protección del motor deben coordinarse con los dispositivos de protección contra cortocircuitos (fusibles o disyuntores) para garantizar una interrupción segura de la falla. La clase de disparo afecta esta coordinación:

Coordinación Tipo 1:

• En condiciones de cortocircuito, el contactor o el arrancador pueden sufrir daños
• No hay peligro para las personas o la instalación
• Puede ser necesaria la reparación o el reemplazo antes del reinicio
• Impacto de la clase de disparo: Mínimo: se centra en la protección contra cortocircuitos, no en la sobrecarga

Coordinación Tipo 2:

• En condiciones de cortocircuito, no hay daños en el contactor o el arrancador (excepto la posible soldadura de los contactos)
• No hay peligro para las personas o la instalación
• Equipo listo para el servicio después de que se elimina la falla
• Impacto de la clase de disparo: Significativo: el relé de sobrecarga debe dispararse antes de que se suelden los contactos del contactor

Ejemplo de coordinación:

FLA del motor	Clase de Disparo	Fusible aguas arriba	Tipo de coordinación	Corriente máxima de falla
32A	Clase 10	Fusible gG de 63A	Tipo 2	50 kA
32A	Clase 20	Fusible gG de 63A	Tipo 2	50 kA
32A	Clase 30	Fusible gG de 80A	Tipo 1	50 kA

Perspectiva clave: Las clases de disparo más lentas (Clase 30) pueden requerir fusibles más grandes para lograr la coordinación, lo que podría comprometer el rendimiento de Tipo 2. Los fabricantes proporcionan tablas de coordinación que especifican los tamaños máximos de fusible para cada clase de disparo.

---

Enlaces internos y recursos relacionados

Para una comprensión integral de los sistemas de protección de motores y los componentes eléctricos relacionados, explore estas guías técnicas de VIOX:

• ¿Qué son los relés de sobrecarga térmica? Guía completa sobre dispositivos de protección de motores – Análisis profundo de la tecnología, los tipos y los criterios de selección de los relés de sobrecarga térmica
• Guía de relés de sobrecarga NEMA Clase 20 vs. IEC Clase 10 – Comparación detallada de los estándares de protección de motores NEMA e IEC
• Contactor vs. Arrancador de motor: Comprender las diferencias clave – Aprenda cómo los contactores y los relés de sobrecarga trabajan juntos en el control del motor
• Cómo seleccionar contactores e interruptores automáticos en función de la potencia del motor – Guía práctica de dimensionamiento para sistemas completos de protección de motores
• Estándares eléctricos para contactores: comprensión de las categorías de utilización AC1, AC2, AC3, AC4 – Guía completa de las categorías de utilización IEC 60947-4-1

---

Preguntas frecuentes: Selección y aplicación de la clase de disparo

P1: ¿Puedo usar un relé de sobrecarga de Clase 10 en un motor NEMA clasificado para Clase 20?

Un: Técnicamente sí, pero no se recomienda para la mayoría de las aplicaciones. Si bien un relé de Clase 10 proporciona una protección más rápida (potencialmente beneficiosa), puede causar disparos molestos durante el arranque normal, especialmente para cargas de alta inercia o motores con tiempos de aceleración >8 segundos. El motor NEMA está diseñado para manejar de forma segura la tensión térmica asociada con la protección de Clase 20 (resistencia de 20 segundos al 600% FLA), por lo que el uso de la Clase 10 no proporciona un margen de seguridad adicional, solo aumenta el riesgo de disparos no deseados. Excepción: si el fabricante del motor recomienda específicamente la Clase 10 (por ejemplo, para operación VFD o ciclos de trabajo especiales), siga sus instrucciones.

P2: ¿Cómo determino la clase de disparo correcta si la placa de identificación del motor no la especifica?

Un: Siga este árbol de decisiones:

1. Compruebe el origen del motor: Motores NEMA (Norteamérica) → Clase 20; Motores IEC (Europa/Asia) → Clase 10
2. Comprobar el factor de servicio: 1.15 SF → Clase 20; 1.0 SF → Clase 10
3. Comprobar el tipo de aplicación:
   • Bombas sumergibles → Clase 10 o Clase 5
   • Motores accionados por VFD → Clase 10
   • Cargas de alta inercia (aceleración >15s) → Clase 30
   • Industrial general → Clase 20
4. Consultar al fabricante: En caso de duda, póngase en contacto con el fabricante del motor con el número de serie del motor; puede proporcionarle la clase de disparo recomendada en función de las especificaciones de diseño.

P3: ¿Qué ocurre si utilizo la clase de disparo incorrecta?

Un: Dos modos de fallo:

• Protección insuficiente (clase demasiado lenta): El motor experimenta daños térmicos antes de que se dispare el relé. Ejemplo: El relé de clase 20 en un motor de clase 10 permite de 10 a 20 segundos de sobrecarga perjudicial. Resultado: Reducción de la vida útil del motor, fallo del aislamiento, fallo final.
• Protección excesiva (clase demasiado rápida): El relé se dispara durante el funcionamiento normal, provocando paradas molestas. Ejemplo: Relé de clase 10 en carga de alta inercia con aceleración de 18 segundos. Resultado: El motor nunca alcanza la velocidad máxima, tiempo de inactividad de la producción, operarios frustrados que pueden eludir la protección (peligroso).

P4: ¿Los relés electrónicos de sobrecarga proporcionan una mejor protección que los relés térmicos?

Un: No necesariamente “mejor”, sino más flexible y precisa. Los relés electrónicos ofrecen:

• Clase de disparo ajustable (un dispositivo = múltiples aplicaciones)
• Mayor precisión (±5% vs. ±15% para térmicos)
• Diagnóstico avanzado (desequilibrio de corriente, fallo a tierra, estado térmico)
• Comunicación (monitorización remota, mantenimiento predictivo)

Sin embargo, los relés térmicos tienen ventajas:

• No requiere alimentación externa (autoalimentado por la corriente del motor)
• Inmune al ruido eléctrico (importante en entornos EMI hostiles)
• Menor costo (para aplicaciones sencillas y fijas)

Recomendación: Utilice relés electrónicos para aplicaciones críticas, cargas variables o donde se necesiten diagnósticos/comunicación. Utilice relés térmicos para aplicaciones de servicio fijo y sensibles a los costes donde se valore la simplicidad.

P5: ¿Cómo afecta la temperatura ambiente al rendimiento de la clase de disparo?

Un: La temperatura ambiente afecta directamente al tiempo de disparo porque tanto el motor como el dispositivo de protección se ven afectados:

Lado del motor:

• Mayor temperatura ambiente → Menos capacidad térmica disponible → Aumento más rápido de la temperatura
• Clasificación estándar: 40°C ambiente (IEC/NEMA)
• Reducción de potencia necesaria por encima de 40°C (normalmente 1% por °C por encima de 40°C)

Lado del relé:

• Relés bimetálicos: Compensan inherentemente (la tira bimetálica responde al calentamiento ambiente + de la carga)
• Relés electrónicos: Requieren ajuste de compensación ambiental (muchos tienen sensores de temperatura incorporados)

Ejemplo: Un motor en un ambiente de 50°C (10°C por encima del estándar) tiene ~10% menos de capacidad térmica. El relé debe ajustarse un 10% más bajo (18A en lugar de 20A para un motor de 20A) O el motor debe reducirse a 18A de funcionamiento continuo. La clase de disparo sigue siendo la misma, pero el umbral de corriente cambia.

---

Conclusión

La clase de disparo es mucho más que una simple especificación de tiempo: representa el vínculo crítico entre las características térmicas del motor y la respuesta del dispositivo de protección. La comprensión de los matices de la protección de clase 5, 10, 10A, 20 y 30 permite a los ingenieros diseñar sistemas de control de motores que eviten tanto fallos catastróficos como disparos molestos y costosos.

Principios clave de diseño a recordar:

1. Ajustar la protección al diseño del motor: Los motores NEMA (Clase 20) y los motores IEC (Clase 10) tienen capacidades térmicas fundamentalmente diferentes: la protección no coincidente compromete la seguridad o la fiabilidad
2. Considere los ciclos de trabajo del mundo real: Las especificaciones de arranque en frío no cuentan toda la historia: las condiciones de rearranque en caliente (ciclos frecuentes) pueden requerir una protección más rápida (Clase 10A)
3. Verifique la compatibilidad del tiempo de aceleración: Calcule el tiempo de aceleración real del motor y asegúrese de que sea inferior al 80% del tiempo de la clase de disparo para evitar disparos molestos
4. Aproveche la tecnología moderna: Los relés electrónicos de sobrecarga con clases de disparo ajustables proporcionan flexibilidad, diagnóstico y precisión que los relés térmicos fijos no pueden igualar
5. Coordinar con la protección aguas arriba: La selección de la clase de disparo afecta a la coordinación de tipo 1/tipo 2 con fusibles e interruptores automáticos: consulte las tablas de coordinación del fabricante

A medida que las normas de eficiencia de los motores se endurecen a nivel mundial (IEC IE4, IE5 en el horizonte), los márgenes térmicos siguen reduciéndose, lo que hace que la selección adecuada de la clase de disparo sea más crítica que nunca. La tendencia hacia los motores con clasificación de aplicación de estilo IEC -incluso en los mercados norteamericanos- significa que los ingenieros deben entender tanto las filosofías de protección NEMA como IEC para especificar sistemas que ofrezcan fiabilidad a largo plazo.

Acerca de VIOX Electric: VIOX Electric es un fabricante B2B líder de equipos eléctricos, especializado en interruptores de protección de motores (MPCB), relés térmicos de sobrecarga, contactores y soluciones integrales de control de motores para aplicaciones industriales y comerciales. Nuestro equipo de ingeniería proporciona soporte técnico para el diseño de sistemas de protección de motores, la selección de la clase de disparo y los estudios de coordinación. Póngase en contacto con nosotros para obtener orientación específica para la aplicación y asistencia en la selección de productos.