Guardamotor MPCB: cómo seleccionarlo para un motor

Respuesta corta

El guardamotor, o interruptor automático de protección de motor (MPCB), reúne en un solo aparato la protección contra sobrecarga, la protección magnética contra cortocircuito y la capacidad de seccionar y maniobrar el motor. Se selecciona por la corriente de placa dentro de su rango de ajuste, por un poder de corte mayor a la corriente de cortocircuito en el punto de instalación, por la clase de disparo si la lleva y por su coordinación con el contactor. No sustituye al arranque de motores grandes ni a la protección de media tensión.

Qué es un guardamotor

El guardamotor, que en la norma aparece como interruptor automático de protección de motor (motor protection circuit breaker, MPCB), es un aparato compacto que cumple tres funciones sobre el circuito de un motor trifásico:

Protección contra sobrecarga, con un elemento térmico (o electrónico) regulable que sigue la corriente del motor.
Protección contra cortocircuito, con un disparo magnético instantáneo.
Seccionamiento y maniobra manual, con un mando que permite abrir y cerrar el circuito y, en muchos modelos, enclavarlo para trabajos de mantenimiento.

Dicho de otro modo, hace el trabajo que en un arrancador clásico se reparte entre el fusible o interruptor, el relé térmico y el seccionador. Con un contactor aguas abajo se obtiene un arrancador completo para maniobra automática. Para el panorama de los relés electrónicos y multifunción vea relé de protección de motor en baja tensión.

Cómo trabaja cada protección

Térmica. El elemento térmico se ajusta dentro de un rango de corriente, por ejemplo entre dos valores impresos en el aparato. Se pone el ajuste en la corriente de placa del motor. Muchos modelos tienen compensación de temperatura ambiente y sensibilidad a la falta de fase, con un tiempo de disparo menor cuando las tres corrientes no son iguales.

Magnética. El disparo instantáneo actúa a un múltiplo de la corriente máxima de ajuste térmico. Así, el pico de arranque del motor no lo activa, pero un cortocircuito sí. En muchos guardamotores ese umbral viene fijo para cada tamaño; en otros es ajustable. El disparo magnético es el que debe interrumpir la corriente de falla, y por eso el poder de corte es la característica más importante después del rango de ajuste.

Criterios de selección

Criterio	Qué se mira	Por qué importa
Corriente de ajuste	Que la corriente de placa quede dentro del rango, de preferencia en la zona media	En los extremos del rango la precisión es menor
Poder de corte	Mayor que la corriente de cortocircuito prevista en el punto de instalación a esa tensión	Un aparato corto puede no abrir la falla
Disparo magnético	Mayor que la corriente de arranque del motor, incluida la componente asimétrica	Evita disparos al arrancar
Clase de disparo	Adecuada al tiempo de arranque, si el modelo la declara	Misma lógica que un relé de sobrecarga
Tensión asignada	Compatible con la red	La capacidad de corte cambia con la tensión
Coordinación con el contactor	Tipo 1 o tipo 2, según la tabla del fabricante	Define qué daños admite el conjunto tras un cortocircuito
Accesorios	Contactos auxiliares, bobina de disparo, bloqueo con candado	Integración con el mando y los procedimientos de mantenimiento

La corriente de cortocircuito disponible debe tomarse del estudio de la instalación y no de una suposición. En un tablero alimentado por un transformador grande, un guardamotor de poder de corte moderado puede quedar insuficiente. La solución es otro modelo o una protección limitadora aguas arriba, con una combinación que el fabricante haya ensayado.

Dónde conviene y dónde no

Conviene en motores de baja tensión de potencia pequeña y media, en grupos de motores alimentados desde un mismo barraje, en tableros donde el espacio es reducido y en aplicaciones donde el seccionamiento local del motor es un requisito de seguridad. Se instalan con frecuencia en centros de control de motores y tableros de maquinaria.

No es la solución para motores de media tensión ni para motores muy grandes de baja tensión, donde se usan relés multifunción con medición de temperatura, protección contra rotor bloqueado y diferencial (véase protección diferencial de motor). Tampoco reemplaza un estudio de arranque cuando la caída de tensión en el arranque es un problema, tema que se trata en arranque de motores grandes y caída de tensión.

Ejemplo ilustrativo

Valores inventados.

Un motor de 11 kW a 400 V tiene una corriente de placa de 21 A (ilustrativo). Se evalúan dos guardamotores:

Modelo X, rango de ajuste de 17 a 23 A: la corriente de placa queda dentro del rango y cerca de la zona media. El umbral magnético, supongamos de unos 13 veces el máximo del rango, es de aproximadamente 300 A. El pico de arranque directo de este motor, de unas siete veces la corriente nominal, ronda 150 A, así que hay margen.
Modelo Y, rango de 20 a 25 A: sirve, pero el motor queda en el extremo inferior del rango, donde el ajuste es menos fino.

Se elige X. Si la corriente de cortocircuito calculada en el tablero fuera de 25 kA y el poder de corte de X a 400 V fuera de 15 kA (ilustrativo), el modelo X no sería válido sin protección limitadora aguas arriba, aunque su rango sea perfecto.

Aplicación con arrancadores suaves, variadores y varios motores

El guardamotor se combina bien con distintos equipos, pero con particularidades.

Con arrancador suave. Un arrancador suave limita la corriente de arranque, así que el guardamotor se dimensiona para la corriente de régimen y para el cortocircuito. Muchos fabricantes de arrancadores suaves publican la protección de cortocircuito recomendada, a veces con fusibles especiales para semiconductores en lugar de guardamotor. Hay que seguir esa recomendación, no solo la corriente del motor.

Con variador. El variador trae su propia protección térmica del motor, pero la protección de la alimentación depende de su manual. Un guardamotor puede servir como protección de entrada si el fabricante lo permite, aunque su ajuste térmico no cumple el papel de proteger el motor, porque la corriente que ve es la de entrada al variador y no la del motor. La distinción es importante: la sobrecarga del motor la vigila el variador.

Varios motores en un mismo ramal. Si un solo dispositivo protege varios motores pequeños, deben cumplirse las reglas del código aplicable sobre protección de grupo. Estas exigen que cada motor tenga su protección de sobrecarga propia. Además, el dispositivo común sea adecuado para el conjunto. Esa solución no es la regla general; en la mayoría de los casos cada motor tiene su guardamotor.

Temperatura y altitud. La corriente del elemento térmico varía con la temperatura del aire dentro del tablero. En tableros cerrados sin ventilación, con varios aparatos disipando, la temperatura interior sube y los guardamotores disparan antes. Algunos fabricantes entregan factores de corrección. A grandes altitudes también se reduce la capacidad de aislamiento y de interrupción.

Pruebas. El guardamotor se prueba como cualquier protección: inyección de corriente primaria para comprobar el disparo térmico y el magnético, verificación del mando y comprobación de que el aparato abre. Las pruebas periódicas confirman que el mecanismo no se ha quedado pegado por falta de uso, algo que ocurre con aparatos que pasan años sin disparar.

Errores frecuentes

Elegir solo por la corriente de ajuste y olvidar el poder de corte.
Poner el ajuste térmico en el máximo del rango «para que no dispare».
Usarlo como aparato de maniobra frecuente en lugar de instalar un contactor.
Mezclar guardamotor y contactor de fabricantes distintos sin tabla de coordinación.
Instalarlo aguas arriba de un variador y esperar que proteja el motor contra sobrecarga.
No probar el disparo magnético y térmico en la puesta en servicio.
Ignorar la temperatura interior del tablero, que reduce la capacidad del elemento térmico.

Lista de verificación

Corriente de placa del motor y tensión de la red.
Rango de ajuste que incluye la corriente de placa, con ajuste en la zona media.
Corriente de cortocircuito del punto de instalación obtenida del estudio.
Poder de corte a esa tensión mayor que la corriente de cortocircuito, o protección aguas arriba ensayada en conjunto.
Disparo magnético por encima del pico de arranque.
Contactor y guardamotor con coordinación declarada por el fabricante.
Accesorios de mando y bloqueo definidos.
Pruebas de disparo registradas en la puesta en servicio.

Cuándo llamarnos

Un guardamotor bien elegido es sencillo; uno mal elegido falla justo cuando ocurre un cortocircuito. Si necesita verificar el poder de corte de su tablero, dimensionar la aparamenta de un grupo de motores o comprobar la protección de una instalación existente, nuestro equipo puede hacer su estudio de coordinación y cortocircuito y probar y poner en servicio las protecciones. Escríbanos por contacto con el diagrama unifilar y la lista de motores.

Guías relacionadas

Referencias

IEC 60947-2, Low-voltage switchgear and controlgear – Part 2: Circuit-breakers.
IEC 60947-4-1, Contactors and motor-starters – Electromechanical contactors and motor-starters.
Catálogos técnicos de fabricantes de aparamenta de motores sobre coordinación de arrancadores.

Preguntas frecuentes

¿Un guardamotor reemplaza al relé térmico y al fusible?

En la mayoría de los motores de baja tensión, sí: la parte térmica cumple la función del relé de sobrecarga y la magnética la del dispositivo contra cortocircuito. Aun así hay que verificar que su poder de corte supere la corriente de cortocircuito disponible, y que la combinación con el contactor tenga el tipo de coordinación requerido.

¿Puedo usar un guardamotor como interruptor de maniobra frecuente?

El guardamotor puede conectar y desconectar el motor a mano, pero su vida mecánica y eléctrica es menor que la de un contactor. Para maniobras frecuentes o automáticas se instala el contactor, y el guardamotor queda como protección y seccionamiento.

¿Por qué dispara el guardamotor al arrancar?

Hay dos causas habituales. La magnética puede ver el pico de corriente de arranque si el umbral está muy cerca de ese valor, y la térmica puede actuar si el arranque es largo y la clase es corta. También ocurre si se ajustó el rango a una corriente menor que la de placa.

¿Sirve un guardamotor para variadores de frecuencia?

Depende del equipo. En la entrada de un variador, el guardamotor o el interruptor magnético protege el cable de alimentación y el propio variador, pero su protección térmica no ve el motor correctamente. La sobrecarga del motor la resuelve el variador. Siga las indicaciones del fabricante del variador para el dispositivo aguas arriba.