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Condensador para motor: compensación individual del factor de potencia

Indique la placa del motor y la corriente en vacío para saber cuántos kvar conectar en bornes sin riesgo de autoexcitación, cuánto baja la corriente y a cuánto reajustar el relé térmico.

Herramienta de predimensionamiento y estimación: los resultados no sustituyen al proyecto, cálculo o informe firmado por un técnico competente ni la verificación conforme a las normas aplicables.

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No conecte nunca un condensador a la salida de un variador de frecuencia ni entre un arrancador suave y el motor sin contactor de bypass: la conmutación electrónica destruye el condensador.

Los capacitores conservan carga tras la desconexión.

—Condensador para el motor
—

Factor de potencia según la carga

Sin y con el condensador elegido, del 25% al 125% de la potencia nominal. El condensador fijo mejora sobre todo las cargas bajas, donde el motor tiene peor factor de potencia.

Toque el gráfico para ver los valores.

Potencia reactiva: necesidad y límites

kvar del motor en vacío y a plena carga, lo necesario para el factor de potencia deseado, el límite contra la autoexcitación, el valor de la tabla y el elegido.

Toque el gráfico para ver los valores.

Motor con y sin condensador según la carga

Potencia absorbida, factor de potencia y corriente de línea.

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Método, hipótesis y referencias

Ecuaciones utilizadas

Potencia absorbida: Pe = P ÷ η; reactiva a plena carga: Q1 = Pe · tg(arccos FP1); necesario: Qc = Pe · (tg φ1 − tg φ2)
Reactiva en vacío: Q0 = √3 · V · I0; límite contra autoexcitación: Qc ≤ 0,9 · Q0
Carga parcial x: P = x · Pe; Q = Q0 + (Q1 − Q0) · x²; FP = P ÷ √(P² + (Q − Qc)²); I = √(P² + (Q − Qc)²) ÷ (√3 · V)
Relé con el condensador después: Ir = In · FP antes ÷ FP después; corriente del condensador: Ic = Qc ÷ (√3 · V)

Hipótesis y límites

  • La reactiva de magnetización (Q0) se toma constante y la de dispersión crece con el cuadrado de la carga; el rendimiento se toma constante. Es una aproximación: la hoja del fabricante con FP al 50%, 75% y 100% es más precisa.
  • La tabla por defecto es de la figura L25 de la Electrical Installation Guide (Schneider Electric) para motores de 400 V a 50 Hz; el condensador se considera a la tensión nominal de la red. Tamaños comerciales habituales de 0,5 a 200 kvar.
  • No se aplica a motores con variador de frecuencia, inversión de giro, frenado a contracorriente o reenganche rápido; en esos casos, compense en el tablero general.

Normas y documentos técnicos

  • IEC 60831-1: Shunt power capacitors of the self-healing type for a.c. systems having a rated voltage up to and including 1000 V
  • IEC 60034-1: Rotating electrical machines — Rating and performance
  • Schneider Electric. Electrical Installation Guide, chapter L: Power factor correction (Power factor correction of induction motors, fig. L25)
  • NFPA 70, National Electrical Code 2023, Article 460 (460.6, 460.7, 460.8, 460.9)
  • IEEE Std 1036: Guide for the Application of Shunt Power Capacitors

Legislación aplicable

  • Consulte la legislación vigente en su país sobre seguridad y salud en el trabajo, equipos a presión, instalaciones eléctricas y medio ambiente que se aplique a esta instalación.

Preguntas frecuentes

¿Qué es la compensación individual del factor de potencia?

Es conectar un condensador directamente en bornes de un motor para que aporte la reactiva que el motor usa para magnetizarse. La red entrega menos corriente, se alivian cable y transformador y baja el recargo por energía reactiva. Conviene en motores grandes con muchas horas de funcionamiento.

¿Cuántos kvar necesita mi motor?

Depende del factor de potencia actual y del deseado: Qc = P ÷ η × (tg φ1 − tg φ2). En el ejemplo, el motor de 30 kW con un rendimiento del 93,6% y FP 0,85 necesita 9,3 kvar para llegar a 0,95; la calculadora elige el condensador comercial de 10 kvar, por debajo del límite de autoexcitación de 11,2 kvar.

¿Qué es la autoexcitación y cómo se evita?

Al desconectar el motor con el condensador aún en bornes, el condensador puede mantener la magnetización y el motor, girando por inercia, pasa a generar, con sobretensión. Para evitarlo, el condensador no debe superar el 90% de la reactiva en vacío, √3 × V × corriente en vacío. Con 18 A en vacío a 400 V son 12,5 kvar y un límite de 11,2 kvar.

¿Dónde encuentro la corriente en vacío?

En la hoja de datos del fabricante, o midiéndola con pinza amperimétrica con el motor girando desacoplado. Suele estar entre el 25% y el 50% de la nominal. Sin ese dato, la calculadora usa la tabla típica de kvar por potencia y polos, que puede sustituir por la del fabricante.

¿Hay que cambiar el ajuste del relé térmico?

Sí, si el condensador va en bornes del motor, después del relé: el relé ve una corriente menor. El nuevo ajuste es In × FP antes ÷ FP después; en el ejemplo, unos 49 A en lugar de 55 A. Si el condensador va antes del relé, con contactor propio, el ajuste no cambia.

¿El condensador reduce el consumo del motor?

No. El motor sigue consumiendo la misma potencia activa (kW).

¿Cuándo no conviene poner condensador en el motor?

En motores con variador de frecuencia, con arrancador suave sin bypass, con inversión de giro, frenado a contracorriente o reenganche rápido. En esos casos compense en el tablero general con un banco automática; use la calculadora de factor de potencia de la planta.