Dimensionamiento y Diagrama de Arranque Directo para un Compresor
de Aire
1. Problema
Una industria necesita instalar un compresor de aire de pistón para alimentar herramientas
neumáticas. Se sabe que el compresor requiere un caudal de 300 L/min a una presión de 8 bar.
El sistema se alimenta con una red trifásica de 220V/60Hz y tiene una eficiencia mecánica del
85%.
Se requiere:
1. Dimensionar la potencia del motor eléctrico necesario para accionar el compresor.
2. Seleccionar la corriente nominal del motor considerando un factor de servicio de 1.15.
3. Diseñar el diagrama de arranque directo (DOL) con protección térmica y magnética.
2. Cálculo de la Potencia Requerida
La potencia teórica para comprimir aire se calcula con la ecuación:
P = (144 × P × V × k) / ((k-1) × × 33000) × ((P /P )^( (k-1)/k ) - 1)₁ η ₂ ₁
Donde:
- P = 1 atm (presión inicial del aire).₁
- P = 8 bar = 9 atm (presión final).₂
- V = 300 L/min = 10.6 CFM (pies cúbicos por minuto).
- k = 1.4 (para aire, razón de calores específicos).
- = 0.85 (eficiencia mecánica del compresor).η
Calculamos la relación de compresión:
(P /P )^( (k-1)/k ) = (9/1)^(0.4/1.4) ≈ 2.52₂ ₁
Sustituyendo valores en la ecuación:
P ≈ 2.5 HP
Para seleccionar un motor estándar, elegimos un motor de 3 HP (2.2 kW).
3. Selección de la Corriente Nominal
La corriente nominal del motor trifásico se calcula como:
I = P / (√3 × V × cos )φ
Para un cos = 0.85 y V = 220V:φ
I ≈ 6.8 A
Con un factor de servicio de 1.15, la corriente de operación puede llegar hasta:
I_servicio = 6.8 × 1.15 = 7.8 A
Por lo tanto, seleccionamos una protección térmica ajustable entre 6.5 y 8 A.
