Respuesta Rápida: kW = HP × 0,746 | HP = kW ÷ 0,746. Torque (lb-ft) = HP × 5.252 / RPM | Torque (N·m) = kW × 9.549 / RPM. Corriente trifásica por fórmula: I = HP × 746 / (1,732 × V × η × FP). Ejemplo: 25 HP, 480V, η=92%, FP=0,85 → I = 28,6A. Velocidad síncrona: n = 120 × f / polos (4 polos, 60Hz → 1.800 RPM). Para dimensionado NEC de conductores o protección de circuito derivado, consulte la FLC de la Tabla 430.250; no use esta corriente de operación como sustituto. → Calculadora de Potencia de Motor
Fórmulas Clave de Potencia de Motor
| Calcular | Fórmula | Ejemplo |
|---|---|---|
| kW desde HP | kW = HP × 0,746 | 25 HP = 18,65 kW |
| HP desde kW | HP = kW ÷ 0,746 | 18,65 kW = 25 HP |
| Potencia salida | P_sal = P_ent × η | 19,73 kW × 0,95 = 18,7 kW eje |
| Torque (lb-ft) | T = HP × 5.252 / RPM | 25 HP @ 1.750 = 75 lb-ft |
| Torque (N·m) | T = kW × 9.549 / RPM | 18,65 kW @ 1.750 = 101,7 N·m |
| Corriente 3ϕ | I = HP×746 / (1,732×V×η×FP) | 25HP, 480V, 92%, 0,85 = 28,6A |
| Vel. síncrona | n = 120×f / polos | 4 polos, 60Hz = 1.800 RPM |
Fórmulas de Conversión de Potencia
Conversiones HP y kW
| Convertir | Fórmula | Ejemplo |
|---|---|---|
| HP → kW | kW = HP × 0.746 | 10 HP = 7.46 kW |
| kW → HP | HP = kW ÷ 0.746 | 7.5 kW = 10.05 HP |
| HP → Vatios | W = HP × 746 | 5 HP = 3,730 W |
| Vatios → HP | HP = W ÷ 746 | 2,238 W = 3 HP |
Referencia Rápida: HP a kW
| HP | kW | HP | kW |
|---|---|---|---|
| 1 | 0.746 | 25 | 18.6 |
| 2 | 1.49 | 30 | 22.4 |
| 3 | 2.24 | 40 | 29.8 |
| 5 | 3.73 | 50 | 37.3 |
| 7.5 | 5.59 | 75 | 55.9 |
| 10 | 7.46 | 100 | 74.6 |
| 15 | 11.2 | 150 | 112 |
| 20 | 14.9 | 200 | 149 |
Eficiencia del Motor
Fórmula de Eficiencia
Eficiencia (η) = Potencia Salida / Potencia Entrada × 100%
O:
η = P_eje / P_eléctrica × 100%
Fórmulas Reorganizadas
| Encontrar | Fórmula |
|---|---|
| Potencia Salida | P_sal = P_ent × η |
| Potencia Entrada | P_ent = P_sal / η |
| Eficiencia | η = P_sal / P_ent |
Eficiencias Típicas de Motor
| Tamaño Motor | Estándar (IE1) | Alta Eficiencia (IE2) | Premium (IE3) |
|---|---|---|---|
| 1 HP | 78% | 84% | 86% |
| 5 HP | 85% | 89% | 90% |
| 10 HP | 88% | 91% | 92% |
| 25 HP | 90% | 93% | 94% |
| 50 HP | 92% | 94% | 95% |
| 100 HP | 93% | 95% | 96% |
| 200 HP | 94% | 96% | 96,5% |
Eficiencia NEMA Premium (4 Polos, 60 Hz) — NEMA MG1-2021 Tabla 12-12
| HP | Efic. mín. | HP | Efic. mín. |
|---|---|---|---|
| 1 | 85,5% | 25 | 93,6% |
| 1,5 | 86,5% | 30 | 93,6% |
| 2 | 86,5% | 40 | 94,1% |
| 3 | 89,5% | 50 | 94,1% |
| 5 | 89,5% | 75 | 94,5% |
| 7,5 | 91,0% | 100 | 95,0% |
| 10 | 91,7% | 150 | 95,4% |
| 15 | 92,4% | 200 | 95,4% |
| 20 | 93,0% | 250 | 95,4% |
Use la placa del motor y los datos certificados del fabricante para el bastidor, enclosure y clase de eficiencia específicos antes de compra o revision de cumplimiento.
Potencia de Entrada vs Salida
Entendiendo la Potencia del Motor
┌─────────────────┐
P_ent (kW) ──► │ MOTOR │ ──► P_sal (HP/kW)
Eléctrica │ Eficiencia │ Mecánica
│ Pérdidas: Calor│ (Potencia Eje)
└─────────────────┘
Calculando Potencia de Entrada
Para motor con HP y eficiencia conocidos:
P_entrada (kW) = (HP × 0.746) / Eficiencia
Ejemplo: Motor 20 HP, 91% eficiencia
P_entrada = (20 × 0.746) / 0.91
P_entrada = 14.92 / 0.91
P_entrada = 16.4 kW
Calculando Corriente desde HP
Para motor trifásico:
I = (HP × 746) / (√3 × V × η × FP)
Ejemplo: 20 HP, 480V, η = 0.91, FP = 0.87
I = (20 × 746) / (1.732 × 480 × 0.91 × 0.87)
I = 14,920 / 658
I = 22.7A
Fórmulas de Torque
Torque desde Potencia y Velocidad
En lb-ft (Imperial):
T = (HP × 5252) / RPM
En N·m (Métrico):
T = (kW × 9549) / RPM
Donde:
- T = Torque (lb-ft o N·m)
- P = Potencia (HP o kW)
- RPM = Velocidad rotacional
- 5252 = 33,000 / (2π) para HP→lb-ft
- 9549 = 60,000 / (2π) para kW→N·m
Ejemplos de Torque
Ejemplo 1: Motor 10 HP a 1750 RPM
T = (10 × 5252) / 1750
T = 52,520 / 1750
T = 30.0 lb-ft
Ejemplo 2: Motor 7.5 kW a 1450 RPM
T = (7.5 × 9549) / 1450
T = 71,618 / 1450
T = 49.4 N·m
Tabla Referencia Torque
| HP | 1200 RPM | 1800 RPM | 3600 RPM |
|---|---|---|---|
| 1 | 4.4 lb-ft | 2.9 lb-ft | 1.5 lb-ft |
| 5 | 21.9 lb-ft | 14.6 lb-ft | 7.3 lb-ft |
| 10 | 43.8 lb-ft | 29.2 lb-ft | 14.6 lb-ft |
| 25 | 109.4 lb-ft | 72.9 lb-ft | 36.5 lb-ft |
| 50 | 218.8 lb-ft | 145.8 lb-ft | 72.9 lb-ft |
| 100 | 437.7 lb-ft | 291.8 lb-ft | 145.9 lb-ft |
Fórmulas de Velocidad del Motor
Velocidad Síncrona
n_sinc = (120 × f) / P
Donde:
- n_sinc = Velocidad síncrona (RPM)
- f = Frecuencia (Hz)
- P = Número de polos
Velocidades Comunes Motor (60 Hz)
| Polos | Síncrona | Típica Plena Carga |
|---|---|---|
| 2 | 3600 RPM | 3450-3550 RPM |
| 4 | 1800 RPM | 1725-1770 RPM |
| 6 | 1200 RPM | 1140-1175 RPM |
| 8 | 900 RPM | 850-875 RPM |
Fórmula de Deslizamiento
Deslizamiento (%) = (n_sinc - n_real) / n_sinc × 100
Ejemplo: Motor 4 polos corriendo a 1750 RPM
Deslizamiento = (1800 - 1750) / 1800 × 100
Deslizamiento = 50 / 1800 × 100
Deslizamiento = 2.8%
Deslizamiento típico: 2-5% para motores inducción
Dimensionamiento Motor para Cargas
Tipos de Carga y Dimensionamiento
| Tipo Carga | Descripción | Factor Dimensionamiento |
|---|---|---|
| Torque Constante | Transportadores, bombas | 1.0-1.15 |
| Torque Variable | Ventiladores, sopladores | 0.8-1.0 |
| HP Constante | Máquinas herramienta | 1.15-1.25 |
| Alta Inercia | Volantes, trituradoras | 1.25-1.5 |
| Cíclica | Compresores, sierras | 1.15-1.35 |
Potencia Requerida Aplicaciones
Bombas:
HP = (Q × H × GE) / (3960 × η_bomba)
Donde:
- Q = Caudal (GPM)
- H = Altura total (pies)
- GE = Gravedad específica
- η_bomba = Eficiencia bomba
Ventiladores:
HP = (CFM × PE) / (6356 × η_vent)
Donde:
- CFM = Flujo aire (pies³/min)
- PE = Presión estática (pulgadas CA)
Ejemplos Resueltos
Ejemplo 1: Potencia Entrada Motor
Dado: Motor 50 HP, 94% eficiencia
Encontrar: Potencia entrada en kW
Solución:
P_eje = 50 HP × 0.746 = 37.3 kW
P_entrada = P_eje / η = 37.3 / 0.94 = 39.7 kW
Ejemplo 2: Corriente Consumida Motor
Dado: 25 HP, 480V trifásico, η = 92%, FP = 0.85
Encontrar: Corriente plena carga
Solución:
P_entrada = (25 × 746) / 0.92 = 20,272 W
I = P / (√3 × V × FP)
I = 20,272 / (1.732 × 480 × 0.85)
I = 20,272 / 706.8
I = 28.7 A
Ejemplo 3: Torque a Diferentes Velocidades
Dado: Motor 15 HP
Encontrar: Torque a 1200, 1800, y 3600 RPM
Solución:
A 1200 RPM: T = (15 × 5252) / 1200 = 65.7 lb-ft
A 1800 RPM: T = (15 × 5252) / 1800 = 43.8 lb-ft
A 3600 RPM: T = (15 × 5252) / 3600 = 21.9 lb-ft
¡Menor velocidad = Mayor torque para mismo HP!
Ejemplo 4: Dimensionamiento Motor Bomba
Dado: Bomba caudal 200 GPM, altura 100 pies, η = 75%
Encontrar: HP motor requerido
Solución:
HP = (Q × H × GE) / (3960 × η)
HP = (200 × 100 × 1.0) / (3960 × 0.75)
HP = 20,000 / 2,970
HP = 6.7 HP
Seleccionar siguiente tamaño estándar: motor 7.5 HP
Datos de Placa Motor
Entendiendo Información de Placa
| Dato | Significado | Uso |
|---|---|---|
| HP | Potencia salida nominal | Ajuste de carga |
| Voltaje | Voltaje operación | Conexión eléctrica |
| FLA | Amperios Plena Carga | Dimensionamiento circuito |
| RPM | Velocidad plena carga | Ajuste aplicación |
| FS | Factor de Servicio | Capacidad sobrecarga |
| Eff | Eficiencia | Cálculos energía |
| FP | Factor Potencia | Dimensionamiento eléctrico |
Factor de Servicio
El Factor de Servicio permite sobrecarga temporal:
- FS 1.0 = Sin sobrecarga permitida
- FS 1.15 = 15% capacidad sobrecarga (más común)
- FS 1.25 = 25% capacidad sobrecarga
Clasificación continua con FS:
HP Continuo Máx = HP Nominal × FS
Ejemplo: Motor 10 HP, FS = 1.15
Máx Continuo = 10 × 1.15 = 11.5 HP
Cálculos de Costo Energético
Costo Energético Anual
Costo Anual = (HP × 0.746 × Horas × Costo) / Eficiencia
Ejemplo: Motor 20 HP, 8,000 hrs/año, $0.12/kWh, η = 91%
Costo = (20 × 0.746 × 8,000 × 0.12) / 0.91
Costo = 14,323 / 0.91
Costo = $15,741/año
Ahorro por Mejora Eficiencia
Ahorro = HP × 0.746 × Horas × Costo × (1/η_viejo - 1/η_nuevo)
Ejemplo: 50 HP, 8,000 hrs, $0.12/kWh, mejora 91%→95%
Ahorro = 50 × 0.746 × 8,000 × 0.12 × (1/0.91 - 1/0.95)
Ahorro = 35,808 × (1.099 - 1.053)
Ahorro = 35,808 × 0.046
Ahorro = $1,647/año
Errores Comunes a Evitar
| Error | Por Qué Está Mal | Enfoque Correcto |
|---|---|---|
| Confundir HP y kW | Difieren por factor 0.746 | Convertir correctamente |
| Ignorar eficiencia | Entrada ≠ Salida | Incluir eficiencia |
| Velocidad incorrecta para torque | Torque varía con velocidad | Usar velocidad operación real |
| Sobredimensionar motores | Opera ineficientemente a carga parcial | Dimensionar para 75-100% carga |
Calculadoras Relacionadas
| Calculadora | Usar Cuando... |
|---|---|
| Calculadora Potencia Motor | Potencia y eficiencia |
| Calculadora Corriente Motor | Corriente por formula y comparacion de placa |
| Calculadora Corriente a Plena Carga | Consulta FLC de tabla NEC |
| Corriente Arranque Motor | Dimensionamiento inrush |
| Calculadora Potencia Trifásica | Potencia eléctrica |
Resumen
Fórmulas Clave:
- HP a kW: kW = HP × 0.746
- Eficiencia: η = P_sal / P_ent
- Torque: T = (HP × 5252) / RPM
- Velocidad: n = (120 × f) / Polos
Recordar:
- 1 HP = 746 Vatios = 0.746 kW
- Potencia Entrada > Potencia Salida (pérdidas)
- Menor velocidad = Mayor torque a mismo HP
Preguntas Frecuentes
¿Cuál es la diferencia entre HP motor y kW entrada?
HP es la potencia mecánica de salida en el eje. kW entrada es la potencia eléctrica consumida, mayor que salida debido a pérdidas. kW entrada = (HP × 0.746) / Eficiencia.
¿Cómo calculo la eficiencia del motor?
Eficiencia = (Potencia Salida / Potencia Entrada) × 100%. Mida potencia eléctrica entrada y salida mecánica (o use HP de placa como salida nominal).
¿Por qué el torque disminuye con la velocidad?
Para potencia constante (HP), torque y velocidad están inversamente relacionados: T = HP × 5252 / RPM. Para mantener mismo HP a mayor velocidad, se necesita menos torque.
¿Qué factor de servicio debo usar?
Para servicio continuo a plena carga, use FS 1.0. Para aplicaciones con sobrecarga ocasional, FS 1.15 es estándar. FS 1.25 es para condiciones severas.
¿Cómo dimensiono un motor para mi aplicación?
Calcule potencia requerida para su carga, agregue 10-25% margen de seguridad, luego seleccione siguiente tamaño estándar. Considere requisitos de torque de arranque para cargas alta inercia.