Arranque Prot Motores

8/17/2019 Arranque Prot Motores

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Pedro Pérez Gabriel 1

Mando y Regulación de máquinas Eléctricas.

Arranque y protección motoresBLOQUE I- Módulo I-A




PRESENTACIÓN DE LA ESTRUCTURA GENERAL

Los arancadores reunen los elementos necesariospara controlar y proteger los motores eléctricos.

1.- Las cuatro funciones básicas

1.1.- Seccionamiento1.2.- Protección contra cortocircuitos1.3.- Protección contra sobrecargas1.4.- Conmutación




Las cuatro funciones básicas

Protección contra

sobrecargas

Conmutación

Protección contra corto-circuitos

Interrupción

Seccionamiento

Protección contra corto-circuitos

Interrupción

Seccionamiento

Distribución eléctrica de baja tensión

Variación velocidad Arranque progresivo

Protección contra

sobrecargas

Conmutación




SeccionamientoConformidad a IEC 947

Obligatoriedad:

- en origen de toda instalación

- en cabecera de máquinas

La función de seccionamiento o de separación permiteaislar las fuentes de energía de todas las partes activas

del sistema, con el fin de que el personal de

mantenimiento pueda intervenir sin ningún riesgo sobre el

motor o receptor.

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LS1, GK1, DK1 VARIO GS1

Aparatos específicos:Interruptores-seccionadores:

-VARIO tripolar de 12 a 175A-GS1 con fusibles de 32 a 1250A

Seccionadores portafusibles:

- de 25 a 500A

Seccionamiento




GV2-LE GV2-RT

Funciones de seccionamiento integradasen aparatos de funciones múltiples:

disyuntores magnéticosTensión de 415V: 0,4 a 25A

Seccionamiento




GV2-ME GV2-P GV3-ME GV7-RE


disyuntores-motor Tensión de 415V: 0,1 a 25A 1 a 80A 22 a 220A

Seccionamiento




INTEGRAL


contactor-disyuntor

- protección magnética+térmica+contactor

- calibres de 18, 32 y 63A

- con altos poderes de corte > 50 kA- seguridad de funcionamiento

- coordinación total de protecciones

Seccionamiento




Interruptor e interruptor seccionador El interruptor es un aparato mecánico de conexión

capaz de establecer, tolerar e interrumpir corrientes

en un circuito en condiciones normales, y tolerar durante

un tiempo corrientes dentro de un circuito en condiciones

Anómalas especificadas, como en caso de un cortocircuito.

Los interruptores que cumplan las condiciones de aislamiento

especificadas en las normas para los seccionadores son

interruptores seccionadores.




Protección contra cortocircuitosLa función de protección contra cortocircuitos

tiene por objeto detectar y cortar lo más

rápidamente posible las corrientes anormalessuperiores a 10 In., con el fin de evitar cualquier

deterioro de la instalación.




Protección contra cortocircuitos

Aparatos específicos:

-Los fusibles:

Proporcionan una protección fase a fase,

con un poder de corte elevado y volumen reducido.Categorías:

-Fusibles “distribución” tipo gG:

Protegen a la vez contra los

cortocircuitos y contra lassobrecargas a los circuitos con

picos de corriente poco elevados:

- Fusibles “motor” tipo aM:

Protegen contra cortocircuitos a

los circuitos sometidos a picos de

corriente elevados.




- Disyuntores magnéticos:

Conformes a IEC 947-2detectan

muy rapidamente la Icc y separan los

contactos.

Limitan la corriente de cortocircuito.

Características:- Poder de corte.

- Poder de cierre.

- Poder de limitación.

Protección contra cortocircuitos




Protección contra sobrecargasLa función de protección contra sobrecargasdebe detectar las corrientes de sobrecarga y

cortar el arranque antes de que el aumento de la

temperatura del motor y de los conductores

ocasionen su deterioro.

Defectos que pueden producir calentamientos:

-Sobrecargas

-Bloqueo del rotor -Elevado ciclo de maniobras

-Calentamiento de origen no electrico

-Deficiente ventilación del motor

-Etc.




Reducción que sufre la vida útil de un motor en función de la

sobrecarga térmica.

Cuando la temperatura de funcionamiento de un motor en régimenpermanente sobrepasa en 10 ºC la temperatura definida por el tipo de

aislamiento, la vida útil del motor se reduce un 50%.

Protección contra sobrecargas




Aparatos específicos:

Relés térmicos a bimetales:

-compensados-de rearme manual o automático

-con visualización de disparo

-clases 10 y 20 de disparo(según IEC 947-4)

LR2-K LRD







Aparatos específicos:relés por termistancias relés térmicos electrónicos

(sondas PTC) para contactores Serie F

LT3-S LR9-F





Aparatos específicos:relé multifunción relé multifunción con posibilidad de

monitorizar parámetros mediante soft

LT7-F LT6-P





Funciones de protección

integradas en aparatos de funciones

múltiples:

- disyuntores-motor

- contactor-disyuntor





Relés de control y medida.

RM4

Relés de control de redes:

-Sobretensión

- Subtensión

- Ausencia de fase- Asimetría

- Sentido de rotación




Conmutación

La función de conmutación tiene pormisión establecer, cortar y,

eventualmente, ajustar el valor de la

corriente absorbida por un receptor.




Aparatos electromecánicos:Contactores

-Serie K tri y tetrapolares, 6 y 9A (en categoría AC3)

-Serie D tri y tetrapolares, de 9 a 95A (en AC3)-Serie F tripolares, de 115 a 780A (en AC3 y AC4)

LC1-K LC1-D LC1-F

Conmutación




Aparatos electromecánicos:Contactores:

-de composición variable

-de 115 a 2750A, servicio normal o intensivo

LC1-B

Conmutación




Aparatos electromecánicos:-disyuntores-motor

Funciones de conmutación integradasen aparatos de funciones múltiples:

-contactor-disyuntor

Conmutación




Aparatos electrónicos:arrancadores-ralentizadores variadores de velocidad

progresivos

LH4-N ALTISTART ALTIVAR

Conmutación




Elección de un contactor.

La elección de un contactor con el calibre adecuado,

depende directamente de las características de cada aplicación,

(distribución, control de motores, etc) y de las tensiones y corrientes

utilizadas..

Categoría AC-1 Se aplica a todos los aparatos que funcionan con corriente

alterna (receptores), cuyo factor de potencia es mayor o igual

a 0,95 (cos . =0,95).

Ejemplos de utilización: calefacción, distribución.

Categoría AC-2 Esta categoría rige el arranque, el frenado a contracorriente y el

funcionamiento por “impulsos” de los motores de anillos.

Cuando se cierra, el contactor establece la corriente de arranque, próxima a 2,5veces la corriente nominal del motor.

Cuando se abre, debe cortar la corriente de arranque con una tensión como

mucho igual a la tensión de la red.

Util ización en corriente alterna




Categoría AC-3 Se aplica a los motores de jaula cuyo corte se realiza con el motor lanzado.

Cuando se cierra, el contactor establece la corriente de arranque que es de 5 a 7 veces la corriente

nominal del motor.

Cuando se abre, el contactor corta la corriente nominal que absorbe el motor, momento en el que la

tensión en las bornas

de sus polos equivale aproximadamente al 20 % de la tensión de la red. Corte fácil.

Ejemplos de utilización: todos los motores de jaula habituales: ascensores, escaleras mecánicas, cintas

transportadoras,

elevadores de cangilones, compresores, bombas, mezcladoras, climatizadores, etc...

Util ización en corriente continua

Categoría DC-1

Categoría DC-3

Categoría DC-5

Elección de un contactor.




ESTRUCTURAS SALIDA-MOTOR

2.- Las diferentes estructuras

2.1.- Estructura 3 productos2.2.- Estructura 2 productos2.3.- Estructura 1 producto




LAS DIFERENTES ESTRUCTURAS




LAS DIFERENTES ESTRUCTURASSoluciones electrónicas de prestaciones estándar

3 productos 3 productos




LAS DIFERENTES ESTRUCTURASSoluciones electrónicas de altas prestaciones

2 productos2 productos

3 productos




Estructura 3 productos

Ventajas:- amplia gama de potencia: oferta catálogo 250 kW(posibilidad hasta 710 kW),

- separación de funciones, identificación de fallos,facilidad de mantenimiento,

- rearme manual o automático del relé térmico,- clase de arranque estándar (clase 10) y largo (clase 20),- necesidades específicas (gran cadencia).

Observaciones:- ocupan mucho espacio,- selección de los componentes,- precio y tiempo de puesta en marcha.

Aplicaciones tipo:- procesos y necesidades específicas,- potencias superiores a 110 kW.




Estructura 2 productos

Ventajas:- optimización del precio,- mayor compacidad,

- disponibilidad internacional,- facilidad de selección,- tiempo de instalación.

Observaciones:- gama hasta 110 kW,

-protección de arranques estándar.- no existe rearme automático en fallo por sobrecarga.

Aplicaciones tipo:- todas las máquinas,

- procesos de fabricación.




Estructura 1 producto

Ventajas:- Un solo producto,- el arrancador más compacto,

- puesta en marcha instantánea,- continuidad de servicio y coordinación totalcon el Integral.

Aplicaciones tipo con potencias hasta 30 kW:- Integral: procesos continuos.- Combinado GV2M + K: máquinas simples.- Combinado GV2P + D: máquinas específicas,

procesos de fabricación.




LA COORDINACION DE LAS PROTECCIONES

3.- La Norma IEC 947-4: definiciones3.1.- Coordinación tipo 1 (prestaciones estándar)

3.2.- Coordinación tipo 2 (altas prestaciones)

4.- La norma IEC 947-6-2: definiciones4.1.- Coordinación total

5.- Ejercicios




La norma IEC 947-4.

En la realización de una salida motor la calidad de la

asociación se define estudiando el estado de los

componentes frente a un cortocircuito.

La norma IEC 947-4 define con precisión esta coordinación.





La norma IEC 947-4 da prioridad a la seguridad de las personas:

•no se admite ninguna manifestación a través de la envolvente delos equipos,

•no se admite riesgo de incendio.

Tiene en cuenta el mantenimiento de los equipos:•limita los daños en el arrancador, estableciendo dos niveles de

calidad en la realización de un equipo:

- coordinación tipo 1

- coordinación tipo 2





TIPO 1 (arrancador estándar)

Frente a un cortocircuito, el material:

•No debe ocasionar peligro ni a las personas

ni a instalaciones.

•Los constituyentes del arrancador pueden

resultar dañados, o sea, pueden no volver a

funcionar sin reparación o sustitución de los

mismos. GV2M + K





TIPO 2 (arrancador altas prestaciones)

Frente a un cortocircuito, el material:

•No debe ocasionar peligro ni a las

personas ni a instalaciones.

•Los constituyentes del arrancador debenestar en condiciones de volver a funcionar,

no admitiéndose daño ni descalibrado de

los mismos. Se admite un riesgo de leve

soldadura en el contactor.

GV2P + D

39JJPO 20/01/03





La norma IEC 947-6-2

Continuidad de servicio o coordinación total.

•un sistema autocoordinado asegura la

continuidad de servicio sin riesgo de soldadura.

•la intervención de puesta en funcionamientodespués de cortocircuito se reduce al mínimo.

•la durabilidad eléctrica después de cortocircuito

no se ve afectada.

INTEGRAL





Ejercicios1. ¿Qué tipo de solución en arranque directoescogeremos para arrancar y proteger un motortrifásico asíncrono de 5,5 kW/ 415 V en categoría AC3?

Queremos una duración de 10 años funcionando365 días/año 24h/día y con 12 arranques/hora.

2. ¿ Qué solución ( que cumpla una Coordinacióntipo 1 y tipo 2) escogeremos para arrancar un

motor trifásico asíncrono de 11 kW/415 V en AC3?Se quieren 100.000 ciclos de maniobras.

3. ¿ Qué solución de altas prestaciones

( Coordinación tipo 2) escogeremos para arrancarun motor trifásico asíncrono de 90 kW/415 V en AC3?

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