¿Cómo elegir el cable y protección para una máquina de soldar?

Guía para elegir cables de alimentación e interruptor termomagnético para una máquina de soldar por arco (aplica para transformador e invertir, siempre y cuando sean por arco); basada en NOM-001-SEDE-2012 | NEC, [630.11(a), 630.12(a), 630.12(b), 630.31.Nota].

1. Determinar I1eff, ósea, su valor máximo de la corriente eficaz de alimentación. Esta se debe de encontrar en la placa de características, ficha técnica, manual, etc. de la máquina de soldar.
 
2. La ampacidad de los conductores de alimentación debe ser igual o mayor a la I1eff.
 
3. Para proteger los conductores de alimentación de la máquina de soldar, estos deben tener una protección igual o menor al 200 por ciento de su ampacidad (punto 2).
 
4. Determinar I1max, ósea, su valor máximo de la corriente nominal de alimentación a la capacidad nominal máxima. Esta se debe de encontrar en la placa de características, ficha técnica, manual, etc. de la máquina de soldar.
 
5. Para proteger la máquina de soldar, esta debe tener una protección igual o menor al 200 por ciento de I1max. No se requiere protección para la máquina de soldar si sus conductores de alimentación están protegidos a no más de 200 por ciento de I1max.
 
Resumen:
1. I1eff
2. Icable >= I1eff
3. ITMcable <= 2*Icable
4. I1max
5. ITMsoldadora <= 2*I1max
 
 
De manera alternativa, por ejemplo, sino se encuentran I1eff o I1max, se pueden calcular de la siguiente forma:

 
1. Determinar la corriente nominal del primario de la máquina de soldar, ósea, la corriente del lado de alimentación de la máquina de soldar. Esta se debe de encontrar en la placa de características, ficha técnica, manual, etc. de la máquina de soldar.
 
Sino se encuentra se puede calcular con la potencia nominal en VA (sino se encuentran los VA “volt-ampere” se puede aproximar con los W “watts”) y el voltaje nominal en volts de la máquina. Se dividen los VA entre los volts.
 
2. Determinar su régimen de trabajo (ciclo de trabajo), “duty cicle” en inglés.
 
El ciclo de trabajo: Es el por ciento de tiempo durante el cual la soldadora está bajo carga. Por ejemplo, una máquina de soldar de puntos, alimentada con un sistema de 60 hertz (216 000 ciclos por hora), haciendo 400 puntos de soldadura por hora, con una duración de quince ciclos (hertz) por cada punto de soldadura, tendría un ciclo de trabajo de 2.8 por ciento (400 multiplicado por 15 dividido entre 216 000 y multiplicado por 100). Una máquina de soldar de costura que opere dos ciclos (hertz) dentro y dos ciclos (hertz) fuera, tendría un ciclo de trabajo de 50 por ciento.
 
Una aproximación al ciclo de trabajo sería cual es el porcentaje de minutos reales soldando en una hora.
 
3. Ir a la Tabla 630-11(a) y seleccionar el factor de multiplicación basado en el régimen de trabajo para la soldadora.
 
4. La ampacidad de los conductores de alimentación debe ser igual o mayor a la multiplicación de la corriente nominal del primario (punto 1) por el factor de multiplicación para el régimen de trabajo (punto 3).
 
5. Para proteger los conductores de alimentación de la máquina de soldar, estos deben tener una protección igual o menor al 200 por ciento de su ampacidad (punto 4).
 
6. Para proteger la máquina de soldar, esta debe tener una protección igual o menor al 200 por ciento de la corriente nominal del primario de la máquina de soldar. No se requiere protección para la máquina de soldar si sus conductores de alimentación están protegidos a no más de 200 por ciento de la corriente nominal del primario de la máquina de soldar.
 
Resumen, método alternativo:
1. Isoldadora
2. ciclo de trabajo
3. f: factor ciclo de trabajo
4. Icable >= Isoldadora*f
5. ITMcable <= 2*Icable
6. ITMsoldadora <= 2* Isoldadora
 
Para los cálculos se usará la [Tabla 310-15(b)(16)] para los conductores de alimentación y la [Tabla 250-122] para los conductores de puesta a tierra.
 

Ejemplo 1:
 
Máquina de soldar a 220 V con placa de datos:
U1 = 220 V, voltaje nominal.
I1max = 70.3 A.
I1eff = 43.6 A.
 
1. Determinar I1eff = 43.6 A.
 
2. La ampacidad de los conductores de alimentación debe ser igual o mayor a la I1eff = 43.6 A; un calibre 6 (Ampacidad: 55 A | Material: cobre | Temperatura de operación: 60°C) es adecuado.
 
3. Para proteger los conductores de alimentación de la máquina de soldar, estos deben tener una protección igual o menor al 200 por ciento de su ampacidad. Ampacidad = 55 A por 2, lo que da como resultado 110 A para la protección máxima de los conductores de alimentación.
 
4. Determinar I1max = 70.3 A.
 
5. Para proteger la máquina de soldar, esta debe tener una protección igual o menor al 200 por ciento de I1max. I1max = 70.3 A por 2, lo que da como resultado 140.6 A.
 
No se requiere protección para la máquina de soldar si sus conductores de alimentación están protegidos a no más de 200 por ciento de I1max, es decir, como en el punto 4 los conductores de alimentación estarán protegidos como máximo con una protección de 110 A, no es necesaria la protección de la máquina de soldar de este punto 5.
 
Ejemplo 2:
 
Máquina de soldar a 110 V sin placa de datos:
Marca: AXTECH
Modelo: AXT-AS150T
Potencia máxima: 4900 W, según manual.
 
Se usará la forma alternativa al no encontrarse I1eff e I1max.
 
1. Determinar la corriente nominal del primario de la máquina de soldar, ósea, la corriente del lado de alimentación de la máquina de soldar. Se determinará usando la potencia máxima en watts y el voltaje nominal de la máquina de soldar: 4900 W/110 V = 44.54 A.
 
2. Determinar su régimen de trabajo (ciclo de trabajo), “duty cicle” en inglés.
Considerare el régimen de trabajo del 100% por ser el peor caso.
 
3. Ir a la Tabla 630-11(a) y seleccionar el factor de multiplicación basado en el régimen de trabajo para la soldadora, en este caso es 1.
 
4. La ampacidad de los conductores de alimentación debe ser igual o mayor a la multiplicación de la corriente nominal del primario (corriente: 44.54 A, punto 1) por el factor de multiplicación para el régimen de trabajo (factor: 1, punto 3), ósea 44.54 A; un calibre 6 (Ampacidad: 55 A | Material: cobre | Temperatura de operación: 60°C) es adecuado.
 
5. Para proteger los conductores de alimentación de la máquina de soldar, estos deben tener una protección igual o menor al 200 por ciento de su ampacidad. Ampacidad = 55 A por 2, lo que da como resultado 110 A para la protección máxima de los conductores de alimentación.
 
6. Para proteger la máquina de soldar, esta debe tener una protección igual o menor al 200 por ciento de la corriente nominal del primario de la máquina de soldar, ósea 44.54 por 2, lo que da como resultado 89.08 A (en términos prácticos, una protección de 80 A) para la protección máxima de la máquina de soldar.
 
En este caso si se debe de poner una protección para la máquina de soldar, pero para evitar poner dos protecciones para la misma máquina de soldar se puede poner solo la protección de menor valor entre la protección de los conductores de alimentación (punto 5) y la de la maquina de soldar (punto 6), en este caso solo se pondría la protección de 80 A de la máquina de soldar.
 
 
NOTA 1:
- ITM: Interruptor termomagnético.
 
NOTA 2, se deben de considerar los siguientes factores en la selección de los conductores, aunque en este caso no se consideran:
- factor de agrupamiento, mientras únicamente se encuentren los cables de la máquina de soldar en el ducto eléctrico, esto no tendrá influencia.
- factor de temperatura, mientras no se superen los 30°C ambientales, esto no tendrá influencia.
- caída de tensión, empieza a influir entre los 20-30 metros de cable.
- corriente de corto circuito, prácticamente solo influye en entornos industriales.
 
NOTA 3, por [110.14(c)(1)(a)] es preferible considerar la ampacidad de los conductores a 60°C si la máquina de soldar es usada por cordón y clavija.