Control de Motores NEMA vs IEC: Cómo seleccionar la mejor opción para sus necesidades

Para la medición de motores eléctricos y su control, se utilizan dos estándares: la Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos (NEMA) y la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC). Básicamente, NEMA vs IEC.

NEMA se usa principalmente en Norte América, mientras que IEC es usado en la mayor parte del mundo. Eso no significa que los motores utilizados sean diferentes. De hecho, los motores NEMA e IEC tienen la misma potencia, eficiencia y tamaño.

Al elegir entre NEMA o IEC, las ventajas y desventajas de cada uno pueden servirle de guía en este proceso. Continúe leyendo a fin de comprender las diferencias entre NEMA y IEC y cómo cada uno puede adaptarse a la aplicación prevista.

El trasfondo de NEMA vs IEC

Durante mucho tiempo, muchos clientes han preferido utilizar las clasificaciones NEMA sobre todas las demás. Esto se debe a que las clasificaciones NEMA aplican a motores eléctricos, gabinetes y controladores de motor y la mayoría de las empresas con sede en Estados Unidos requieren que los componentes eléctricos y los gabinetes cumplan con los estándares NEMA.

Recientemente, IEC se ha abierto camino en el mercado, cubriendo casi las mismas categorías que los códigos NEMA, siendo originalmente las calificaciones IEC más específicas para los mercados asiático y europeo. A medida que el mundo continúa avanzando hacia la globalización, los diseñadores e ingenieros eléctricos han tenido que ajustarse a las normas IEC.

Es imperativo que el personal de ingeniería, mantenimiento y servicio esté familiarizado con estos estándares. La mayoría de los equipos de producción que llegan al mercado estadounidense desde el extranjero deben cumplir con las normas IEC.

¿Qué es NEMA?

NEMA es la Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos y es la asociación comercial más grande de fabricantes de equipos eléctricos en los EE. UU. Se fundó en 1926 para instar a los fabricantes a utilizar un tamaño estándar para aplicaciones de iluminación y control de motores.

Esto permitió la estandarización de piezas de diferentes fabricantes. También se encarga de que los fabricantes diseñen componentes que cumplan con los factores de seguridad previstos y determina la configuración y los parámetros de rendimiento de los componentes eléctricos.

Los que se utilizan en la generación, distribución, control, transmisión y uso final de energía deben cumplir con los estándares NEMA. Esta ha sido una responsabilidad abrumadora, que NEMA ha llevado a cabo con distinción en todo momento.

Las ventajas de las Clasificaciones NEMA es que son mejores para resistir cortocircuitos. Asimismo, son versátiles y muy adecuados para una amplia gama de aplicaciones.

¿Qué es IEC?

IEC es la Comisión Electrotécnica Internacional que supervisa los estándares para las comunidades eléctricas europeas.

Se formó en 1906 y se centró principalmente en el mercado europeo hasta después de la Segunda Guerra Mundial.

Hoy en día, los componentes con certificación IEC están siendo utilizados ampliamente por un número creciente de empresas en Norte América y en los EE. UU.

Los beneficios de los productos con clasificación IEC es que son de bajo costo, compactos e intrínsicamente seguros para los usuarios.

Las similitudes de NEMA vs IEC

Los dos estándares de calificación tienen una similitud significativa. Esto se basa en el relé de sobrecarga de estado sólido, que ha evolucionado rápidamente durante la última década. Los relés han reemplazado a los mecanismos de disparo eutécticos (aleación fundible) y bimetálicos en muchas aplicaciones.

Sin embargo, los dispositivos de sobrecarga mecánicos bimetálicos todavía se utilizan ampliamente en la actualidad. La diferencia entre los relés de sobrecarga de estado sólido utilizados en las clasificaciones NEMA y IEC es mínima. Ambas clasificaciones se pueden usar en la misma aplicación, lo que hace que la principal diferencia sean los contactores y los gabinetes.

Las ventajas de utilizar Controles NEMA vs IEC son:

Mejor protección del motor

Mayor capacidad de adaptación

Cortes de protección

Minimización de cortes

No obstante, hay casos en los que cada tipo de clasificación tiene ventajas sobre la otra. Por ejemplo, IEC resulta ser menos costosa cuando las condiciones de operación están claramente definidas.

Diferenciación entre productos NEMA e IEC

Los productos electromecánicos NEMA e IEC son diferentes, pero en el ambiente empresarial actual, la flexibilidad es esencial. Si los usuarios pueden aceptar utilizar unos u otros, (IEC o NEMA), esa flexibilidad les permite obtener productos en forma local y que cumplen también con los requisitos locales.

Al hacerlo, se benefician de la disponibilidad y la experiencia locales, que es una ventaja competitiva. Sin embargo, para aplicar adecuadamente esta flexibilidad, debe comprender las diferencias entre los diseños NEMA e IEC.

Diferentes Filosofías

La filosofía sostenida por NEMA pone énfasis en diseños robustos para ser aplicados en un universo más amplio. Los dos principales pilares fundamentales dentro de esta filosofía son la facilidad de selección y el rango de aplicación.

El diseño de los dispositivos de control de motores NEMA se rige por el Estándar de control industrial NEMA (ICS-2). Este es un documento formal que contiene información detallada sobre el diseño electromecánico del control de motores NEMA.

Por otro lado, la filosofía IEC gira en torno al rendimiento y la aplicación. Los dispositivos IEC requieren un nivel sofisticado de conocimiento sobre el equipo en cuestión. Por ejemplo, debe comprender el ciclo de trabajo, la carga del motor y las funciones de corriente a plena carga.

Este requisito puede ser un inconveniente en algunos segmentos. En otros, es una ventaja considerable, especialmente en el sector de los fabricantes de equipos originales. Por ejemplo, un dispositivo IEC con clasificación HP puede ser sustancialmente más pequeño que uno similar de NEMA.

Ésta es una ventaja significativa para los diseñadores OEM. Además, los productos IEC son menos costosos.

Características y Beneficios de NEMA

El diseño de los productos NEMA les da la ventaja de la facilidad de selección. Las características más esenciales que debe conocer al elegir un producto NEMA son el voltaje y la potencia.

Más importante aún, es esencial verificar la capacidad de servicio de los dispositivos en el mercado NEMA. La mayoría de los productos son fáciles de mantener, ya que brindan acceso a piezas internas. Aparte de los casos en los que se requiera un reemplazo total; las bobinas y los contactos se pueden reparar con el dispositivo todavía en el panel.

Otra consideración en las características es desde el punto de vista de reserva. La mayoría de los productos NEMA son robustos y de amplia aplicación. También son de propósito más general que sus contrapartes IEC.

Los dispositivos NEMA tienen elementos calefactores intercambiables, con una variedad de unidades disponibles para la sobrecarga. Esta es una característica que hace que los productos NEMA sean más deseables en la mayoría de los trabajos de construcción.

La solución de paquete cerrado o el centro de control de motores es una tradición NEMA bien conocida. La mayoría de los productos, como los arrancadores, se venden ya sea en versión abierta o dentro de una carcasa.

Características y beneficios de IEC

La mayoría de los tamaños de contactores IEC le permiten adaptar el contactor a la aplicación de manera conveniente. Esto contrasta con NEMA, donde los tamaños son estándar en toda la industria. Con IEC, las clasificaciones de tamaño del contactor varían según el fabricante.

Normalmente, un arrancador IEC es casi la mitad del tamaño de un arrancador NEMA similar. Sin embargo, por encima de 100 A, las diferencias físicas son insignificantes.

Los productos IEC son de naturaleza más flexible y modular y pueden encajar en rieles DIN de hasta 75 mm. Esto elimina la necesidad de perforar agujeros para montar cada componente individualmente. Ponerlos en un panel se vuelve relativamente fácil.

Los arrancadores IEC se venden como componentes que incluyen un contactor, un bloque auxiliar y un bloque de relé de sobrecarga. De esta manera, puede ensamblar las piezas usted mismo. Para ello, selecciona los accesorios que necesita y los encaja sin necesidad de herramientas.

Los relés de sobrecarga térmica de estilo IEC vienen con elementos térmicos fijos. Su rango de ajuste puede requerir la sobrecarga completa cuando hay cambios en los requisitos de la aplicación.

NEC sec. 430-53 trata sobre contactores que deben utilizarse en aplicaciones de grupo.

Sin embargo, esto no es exclusivo de IEC ya que se pueden instalar otros arrancadores de esta manera.

Coordinación de Tipo 2: Este es un estándar IEC que se aplica también a los productos NEMA. Se consigue mediante el uso de un contactor o un motor de arranque. El tipo de protección requiere que el arrancador sea reutilizable después de condiciones de cortocircuito. Los estándares IEC no permiten cambios significativos en las características de funcionamiento de tiempo-corriente del relé de sobrecarga.

Dado que este es un estándar de protección coordinado, se aplica tanto a NEMA como a IEC. Sin embargo, NEMA tiene una mayor selección de dispositivos de protección contra cortocircuitos. La selección de fusibles con productos de estilo IEC es limitada.

También vale la pena señalar que los productos IEC son más desechables. La mayoría de ellos por debajo de 100 A no se pueden reparar; es necesario quitarlos de un riel DIN para reemplazarlos por un componente nuevo.

Los arrancadores autoprotegidos son la representación de una nueva categoría de arrancadores combinados. Este tipo de arrancador tiene un contactor, relé de sobrecarga y protección contra cortocircuitos. También se someten a un procedimiento de prueba único que va más allá de la combinación convencional de controles de motor.

1. Capacitación: Una de las mayores diferencias entre los productos IEC y NEMA es el nivel de capacitación. El diseño de los productos IEC es más dependiente de la especificación. Los productos también requieren un mayor nivel de conocimiento en el proceso de selección.

Es posible que no necesite una formación intensiva para poder seleccionar un producto IEC, pero la formación debe ser muy específica. Requiere más tiempo y conocimiento por adelantado, para hacer coincidir la selección con la aplicación.

2. El estado del mercado NEMA tiene en gran parte su base en América del Norte, con cierta presencia en algunas partes del mundo. La presencia se encuentra principalmente en áreas con grandes influencias estadounidenses, como empresas estadounidenses con sede en Oriente Medio.

Durante varios años, muchas empresas han pasado de contactores y arrancadores tipo NEMA a contactores IEC. La conversión se ha estabilizado por segmentos de mercado. Los que se dedican a productos más comerciales y ligeros casi han completado la transición a IEC.

Los que están en industrias de procesos se han mantenido proactivamente con dispositivos de estilo NEMA. En términos de la cantidad de productos vendidos, los de estilo IEC venden más que los de estilo NEMA. En valor monetario, los dispositivos de estilo NEMA venden más que los productos IEC.

Otras diferencias entre NEMA y IEC

La principal diferencia entre los dos contactores es que NEMA proporciona hasta un 25% de factor de servicio. IEC, por otro lado, se centra en el ahorro de espacio y costos. Prueba los componentes contra su clasificación IP de diseño exacta, utilizando categorías de uso para clasificar los elementos de acuerdo con su uso previsto.

Como tal, los dispositivos que operan por debajo de 100A o 50HP serán mucho más grandes para NEMA y más costosos. IEC también tendrá más opciones para una clasificación de potencia, lo que la hará más crítica que las clasificaciones NEMA. Aquí es donde radica la disputa en los Estados Unidos con respecto al sistema IEC.

También vale la pena señalar que NEMA aborda cuestiones relacionadas con la construcción de elementos eléctricos. Las normas se refieren a los requisitos mínimos de diseño para envolventes. IEC se inclina más hacia las clasificaciones IP.

NEMA aborda la corrosión, algo a corregir en las clasificaciones IEC. NEMA también incorpora algún nivel de protección contra la corrosión. A veces, las clasificaciones NEMA y las clasificaciones IP de IEC no se corresponden directamente, ya que cubren diferentes protecciones.

Comparando NEMA vs IEC

Al elegir entre NEMA o IEC, hay que tener en cuenta algunas diferencias claves.

Los equipos con clasificación IEC son menos costosos que los clasificados con NEMA.

Las clasificaciones NEMA son más versátiles y están diseñadas para aplicarse a muchas aplicaciones diferentes.

NEMA abastece a dispositivos de gran tamaño en los mercados de América del Norte únicamente.

Las clasificaciones IEC son para dispositivos más compactos en el mercado global.

Las clasificaciones IEC reaccionan más rápido a las sobrecargas, mientras que las clasificaciones NEMA soportan cortocircuitos.

Los dispositivos IEC son seguros para el usuario, mientras que los dispositivos NEMA requieren cubiertas de seguridad.

A pesar de estas diferencias significativas, todavía existen algunos malentendidos comunes que deben ser desacreditados. Uno de ellos está relacionado con el motor de arranque NEMA. Aunque parece más grande que el arrancador IEC, algunas personas piensan que fabrica dispositivos más robustos.

En realidad, simplemente parece más extenso debido a su diseño. Como resultado, se utilizará la clasificación IEC incorrecta en lugar de la clasificación NEMA precisa. Esto conducirá a culpar al sistema IEC cuando la clasificación no funcione como se esperaba.

En realidad, las pruebas de Underwriters Laboratories se aplican en todos los ámbitos tanto para aplicaciones IEC como NEMA. En esencia, las diferencias no se refieren únicamente al tamaño o la rentabilidad. Es necesario comprender mejor cómo funciona cada sistema.

Las clasificaciones NEMA de un motor de arranque dependen en gran medida de las clasificaciones máximas de caballos de fuerza dadas en el estándar ISCS2 de la Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos. La selección de los arrancadores NEMA se realiza sobre la base de su tamaño NEMA, que varía del tamaño 00 al tamaño 9.

El arrancador NEMA, de acuerdo con su clasificación, se puede usar para una amplia gama de aplicaciones, que van desde aplicaciones simples de encendido y apagado, hasta aplicaciones de conexión/energizacion, que son más exigentes. Es necesario conocer el voltaje y la potencia del motor al seleccionar el arrancador de motor NEMA adecuado. En el caso de que haya una cantidad considerable de conexiones y energizaciones involucrados, se requerirá reducir la capacidad de un dispositivo con clasificación NEMA.

Clasificación IEC:La Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) ha especificado las características operativas y de rendimiento de los dispositivos IEC en la publicación IEC 60947. Los tamaños estándar no están especificados por IEC. El ciclo de trabajo típico de los dispositivos IEC se define por categorías de utilización. En lo que respecta a las aplicaciones generales de arranque de motores, AC3 y AC4 son las categorías de utilización más comunes.

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A diferencia de los tamaños NEMA, normalmente se clasifican por su corriente de funcionamiento máxima, corriente térmica, HP y/o KW.

Hay otros parámetros que es importante tener en cuenta al seleccionar los arrancadores de motor, como la aceleración por límite de tiempo, la aceleración de la línea de corriente, el voltaje de control, el número de polos y la temperatura de funcionamiento.

Reflexiones finales

Las aplicaciones industriales mecánicas y eléctricas deben someterse a pruebas de seguridad antes de su lanzamiento al mercado. La marca Ingress Protection difiere de una empresa de calificación a otra. Sin embargo, los dos estándares principales sobresalientes son NEMA e IEC.

Los estándares NEMA han sido más populares que los IEC. Actualmente, se están volviendo más aceptables en el mercado global, especialmente para dispositivos compactos. Los dispositivos con clasificación IEC son menos costosos que los clasificados con NEMA.

Al elegir entre dispositivos con clasificación NEMA e IEC, es esencial comprender qué representa la clasificación. La industria ha realizado esfuerzos para estandarizar las calificaciones; por lo tanto, no debe esperar diferencias significativas.

Un aspecto clave de las calificaciones es que ha ayudado a eliminar la vaguedad en algunos términos de uso común, como "resistente al agua". Las calificaciones le brindan una explicación clara de lo que puede esperar con cada dispositivo. Si tiene dificultades para interpretar las calificaciones según la aplicación de un dispositivo, busque ayuda profesional.

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