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Arranque de Motores Trifásicos

Dec 28, 2015

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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO

Escuela Nacional de Estudios Profesionales

A R A G O N

Materia:Maquinas Elctricas

Pobresor:Jalil El Ryad Focolin

Alumno:Chaveliv Tiburonov

Trabajo:Arranque de Motores Trifsicos

Motores trifsicos de induccin

ndice:1.- Introduccin2.- Arranque directo de la red3.- Arranque mediante disminucin de la tensin en el estator4.- Arranque por resistencias estatricas5.- Arranque por autotransformador (obsoleto)6.- Arranque estrella-tringulo7.- Devanado partido (part-winding)8.- Arrancadores estticos9.- Inversin de giro

1.-IntroduccinLos motores trifsicos de induccin presentan una intensidad en el momento del arranque del orden de entre 4 y 7 veces la nominal, para motores de jaula sencilla. Esta sobre intensidad decrece rpidamente conforme el motor adquiere velocidad, hasta estabilizarse en un valor razonable en su punto de trabajo. No obstante esta punta de corriente de arranque provoca cadas de tensin y perturbaciones en la red que puede afectar a otros receptores. El REBT en la instruccin ITC-BT-47, obliga a incorporar sistemas adecuados que limiten la intensidad en el arranque.

ITC-BT 47 apdo. 6En general, los motores de potencia superior a 0,75 kilovatios (1CV) deben estar provistos de restatos de arranque o dispositivos equivalentes que no permitan que la relacin de corriente entre el perodo de arranque y el de marcha normal que corresponda a su plena carga, segn las caractersticas del motor que debe indicar su placa, sea superior a la sealada en el cuadro siguiente:

MOTORES DE CORRIENTE CONTINUAMOTORES DE CORRIENTE ALTERNA

Potencia Nominal del MotorConstante mxima de proporcionalidad entre la Intensidad de la corriente de arranque y la de plena cargaPotencia Nominal del MotorConstante mxima de proporcionalidad entre la Intensidad de la corriente de arranque y la de plena carga

De 0.75 KW a 1.50 KWDe 1.50 KW a 5.00 KWMas de 5.00 KW2.52.01.5De 0.75 KW a 1.50 KWDe 1.50 KW a 5.00 KWDe 5.00 KW a 15.00 KWMas de 15.00 KW4.53.02.01.5

En la Fig. puedes recordar la forma de la curva de intensidad de un motor trifsico asncrono y observar en ella la elevada corriente en el punto de arranque, donde la velocidad del rotor es 0 (rpm) y el deslizamiento del 100%.

Los sistemas de arranque ms habituales para cumplir con el REBT son los siguientes:

En los siguientes apartados vamos a desarrollar los mtodos de arranque ms usados, prescindiendo de los que actualmente estn casi obsoletos.

ActividadUn motor de 3,3 CV e intensidad de arranque 4 veces la intensidad de plena carga, se arranca directamente desde la red. Es correcto?

Respuesta: Segn El REBT en la instruccin ITC-BT-47, apdo. 6 no.

2.-Arranque directo de la redComo su propio nombre indica, el motor se conecta directamente a la red de su tensin nominal, y con la conexin adecuada para dicha tensin (estrella o tringulo). En el caso de que su potencia supere 1 (CV), debe de ser un motor cuya relacin IA/IN no supere los valores establecidos por el REBT en ITC-BT- 47 (IA: corriente de arranque).

Puedes ver en la Fig. el esquema de un arranque directo. Normalmente el responsable de la conexin entre el motor y la red es un contactor tripolar de la clase AC3 (para cargas inductivas), gobernado por un circuito de mando o control, que puede ser cableado o programable.Antes del contactor tripolar es habitual algn dispositivo de corte para aislar el motor de la red; en este caso es un seccionador. Adems de aislar el seccionador incorporafusibles, para la proteccin frente a cortocircuitos.El rel trmico es un dispositivo de proteccin frente a sobrecargas de intensidad, producidas por pares de carga mayores del nominal que originan que el motor funcione a menos velocidad, ms deslizamiento y ms intensidad. Este dispositivo en el caso de detectar una sobrecarga, desconecta la bobina del contactor y este a su vez, desconecta el motor de la red. Existen tambin otras alternativas, como el uso de guardamotores, que protegen frente a cortocircuitos y frente a sobrecargas, sustituyendo al seccionador-fusibles y al rel trmico.

Puedes probar el funcionamiento del automatismo de arranque mediante pulsadores, en la siguiente animacin, cortesa de www.aulaelectrica.es

El circuito de mando para controlar el arranque directo de un motor trifsico, realizando la proteccin frente a sobrecargas mediante rel trmico, puedes verlo en el siguiente video. La maniobra marcha paro se realiza mediante el contacto SPST de un termostato.

En el caso de realizar la proteccin frente a sobreintensidades de forma integra mediante un guardamotor, el circuito de mando es el siguiente.

3.-Arranque mediante disminucin de la tensin en el estatorTodos los mtodos que vamos a ver en este apartado se basan en disminuir la tensin de alimentacin durante el arranque, con lo cual disminuye el flujo del campo magntico estatrico y el motor se convierte en un motor ms dbil. De esta forma se reducen los valores de par y de intensidad, para los mismos valores de velocidad del rotor.

Puedes observar en la figura como se reduce la intensidad en el arranque (punto de velocidad nula); pero que tambin disminuye el par, con lo cual estos mtodos pueden no servir ante cargas de elevado par de arranque (cargas a las que cuesta arrancar). Se demuestra matemticamente que las variaciones del par y de la intensidad con la tensin, en el arranque son:

donde:V:tensin inferior a la nominal.VN: tensin nominal.MA: par de arranque a la tensin V.MAN: par de arranque la tensin nominal.IA: corriente de arranque a la tensin V.IAN: corriente de arranque la tensin nominal.

Estas ecuaciones quieren decir que la IA disminuye de igual forma que la tensin y MA lo hace de forma cuadrtica. Por ejemplo si la tensin se reduce la mitad tenemos:

Por tanto si la tensin disminuye la mitad, I A disminuye la mitad y MA la cuarta parte.

Los mtodos de arranque que usan este sistema son: Arranque por resistencias rotricas Arranque por autotransformador. Arranque estrella-tringulo (con matices) Arrancadores estticos.

ActividadSi un mtodo de arranque por disminucin de tensin la reduce en un 75 %, cunto disminuyen en porcentaje el par y la corriente de arranque respecto a sus valores a tensin nominal?

4.-Arranque por resistencias estatricasSi en el momento del arranque conectamos en serie resistencias, estas producirn una cada de tensin que consigue que latensin del motor sea inferior a la nominal. Una vez que este se acerca a la velocidad de funcionamiento, las resistencias secortocircuitan y el motor queda alimentado a tensin nominal. La secuencia de funcionamiento es la siguiente:1. Se cierra el contactor KM1, quedando el motor a tensin nominal2. Despus de un tiempo prefijado, se cierra KM2 cortocircuitando las resistencias

Ventajas Muy sencillo y barato.

Desventajas El par de arranque disminuye de forma cuadrtica, luego solo es vlido ante cargas de bajsimo par de arranque. Hoy est casi obsoleto

5.-Arranque por autotransformador (obsoleto)En este mtodo la reduccin de tensin se realiza mediante un autotransformador. Normalmente durante el proceso de arranque el nmero de espiras del secundario no se vara, luego la relacin de transformacin (rt) es constante, aunque puede regularse de cara a un siguiente arranque en funcin del par resistente de la carga.

La secuencia de funcionamiento es la siguiente:1. Se cierra KM1 y KM2, hacindose la estrella en el secundario del autotransformador y alimentndose el motor a la tensin del secundario (punto 1). El punto de funcionamiento evoluciona desde 1 hacia 2.2. Tras un tiempo prefijado, se abre KM2 y se cierra KM3 de forma casi simultnea, conectando el motor a su tensin nominal. El motor pasa del punto 2 al 3.3. Finalmente se estabiliza en el punto de funcionamiento (4) a su tensin nominal

Ventajas Automatismo muy sencillo

Desventajas El par de arranque disminuye de forma cuadrtica, luego solo es vlido ante cargas de bajsimo par de arranque. Hoy se utiliza poco. Es ms caro debido al precio del autotransformador.

ActividadSi un autotransformador de tensiones 400/230 (V) se utiliza para arrancar un motor asncrono, cunto se reducen la corriente y el par de arranque?

6.-Arranque estrella-tringulo (estrella-delta: Y-)Este arranque se basa en conectar el motor en estrella sobre una red donde debe de conectare en tringulo. De esta forma durante el arranque los devanados del estator estn a una tensin 3 veces inferior a la nominal. Supongamos que tenemos un motor de 400/230 y una red de 230 (V). El motor debe sobre esta red, de conectarse en tringulo y sus devanados soportan 230 (V). Fjate en la Fig. donde podemos ver que su corriente de arranque es 15 (A), si se arranca de forma directa en tringulo sobre 230 (V). Pero qu pasa si lo conecto en estrella en la red de 230 (V) y procedemos al arranque? Cul ser su corriente de arranque?

Segn la figura en conexin estrella sobre una red de 230(V) cada devanado soporta 127 (V), con lo cual el estator genera un campo giratorio de menos induccin, el motor es dbil y la curva de par presenta valores mas bajos a la misma velocidad.

Se puede demostrar que el par de arranque se reduce un tercio. Respecto a la corriente de arranque esta tambin se reduce un tercio; recuerda uno de los dogmas del trifsico que estudiaste:

tres impedancias en tringulo consumen el triple de corriente de lnea que en estrella, a la misma tensin de red.La tensin de la red es la misma ya sea que el motor se arranque en estrella-triangulo o bien directamente en triangulo, con lo que en estrella la I A es tres veces mas pequea.

La secuencia de funcionamiento es la siguiente:1. Se cierra KM1 y KM2 conectndose el motor en estrella y arrancando con los valor

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