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Arranque de motores trifasicos a tensión reducida

ARRANQUE DE MOTORES TRIFASICOS A TENSION REDUCIDA

 
OBJETIVO
 

Conocer el circuito de un arrancador estrella-triángulo para motor trifásico con enclavamiento eléctrico.

 

                                                                   

INTRODUCCION
 

         Uno de los inconvenientes que presentan los motores de inducción es la elevada intensidad que absorben en el momento de arranque, hecho que puede producir perturbaciones en la marcha de otros aparatos conectados en la misma red e incluso ser inadmisible dadas las condiciones de la instalación.

 

Los dispositivos de arranque de estos motores tienden a cortar este efecto, siendo tanto más importante tal cosa cuando mayor sea la potencia de los motores.

 

         Los procedimientos más corrientemente utilizados para el arranque son los siguientes:

 
Arranque mediante conexión directa
Arranque Estrella-Triángulo
Arranque mediante resistencia estatórica
Arranque por autotransformador
 

En esta práctica utilizaremos el arranque de motores a tensión reducida, (conocida como Arranque Estrella-Triángulo) que consiste en alimentar inicialmente el motor en conexión estrella y luego pasarlo a la conexión triángulo para su funcionamiento normal.

 
 
 
 
 
 

El arranque Estrella-Triángulo es utilizado cuando:

 

 No es necesario un alto torque de partida (el torque de partida queda reducido a 1/3 de su valor) como, por ejemplo en vacio.

El motor tiene 6 terminales que permiten la conexión Estrella-Triángulo.

La tensión de la red coincide con la tensión de placa del motor en la conexión triángulo. Ejemplo: red 380 V. Motor: Estrella, 660 V. Y triángulo, 380 V.

 

En el arranque en Estrella, el motor consume 3 veces menos corriente que conectado en triángulo. La explicación esta en el hecho de que las bobinas de un motor industrial trifásico conectadas en Estrella, reciben una tensión  veces menor que el mismo motor conectado en triángulo. Pues sabido es que, para un sistema en Estrella VL =  Vy en el Sistema en triángulo , V= V, ocurriendo lo inverso con las corrientes.

 

El arrollamiento (bobina) del motor, tiene para cada fase , los dos extremos prolongados para fuera del motor, de modo que si conectamos las tres bobinas en triángulo, cada una recibirá la tensión de línea, por ejemplo 380 V., si la conectamos en estrella, el motor puede ser alimentado por una línea con tensión igual a 380 x  = 660 V, sin alterar la tensión en la bobina que continúa siendo igual a 380 V.

 

Los motores de 6 terminales sirven para cualesquiera tensiones nominales duplas, toda vez que la segunda sea  veces mayor que la primera, Ejemplos: 220/380 V., 380/660, 440/760 V, donde la primera tensión es la correspondiente a la tensión nominal de las bobinas individualmente.

 

Como ejemplo supongamos que tenemos un motor trifásico que en su placa de caracteristica indique 380/660 V., a través de la cual el fabricante nos asegura que el mismo puede conectarse en triángulo a una red de 220/380 V., si el mismo motor quisieramos conectarlo en estrella se necesitaría una tensión de 3 x 660 V.

 

La corriente nominal del motor es la que figura en la placa como dato de la conexión en Estrella y la tensión nominal es la que figura como dato de la conexión en triángulo.

 

La partida estrella-triángulo podrá ser utilizado cuando la curva de conjugados (torque) del motor es suficientemente elevada para poder garantizar la aceleración de la máquina con la corriente reducida. En la conexión estrella, la corriente queda reducida de 25 a 33 % de la corriente de partida para la conexión triángulo. También la curva del conjugado es reducido en la misma proporción. Por ese motivo, para el uso de la llave estrella-triángulo deberá ser escogido un motor con curva de conjugado alto. El conjugado resistente de la carga no deberá superar al conjugado de partida del motor, ni la corriente en el instante del cambio de conexión para triángulo podrá ser de valor inadmisible.

 

La llave estrella-triángulo en general solo puede ser utilizada en partidas de la máquina en vacio, esto es sin carga. Después de haber alcanzado la rotación nominal, la carga podrá ser aplicada.El instante de conmutación de estrella a triángulo debe ser criteriosamente determinado, para optimizar la partida del motor.

 
VENTAJAS
 

La conexión estrella-triángulo para partida de motores trifásicos presenta las siguientes ventajas:

 

Reducción de la corriente de partida del motor, evitando elevada caída de tensión en el sistema de alimentación de la red.

 

Evita interferencias en equipamientos instalados en el sistema (red) de distribución.

 

Costo reducido en el sistema de protección (cables, contactores), evitando el sobredimensionamiento excesivo de los mismos.

 

Permite adecuarse a las limitaciones impuestas por las normas de distribución de energía eléctrica, en cuanto a caída de tensión en la red.

 

Adecuada para cargas que necesitan pequeño torque de partida.

 
 
DESVENTAJAS
 

Costo mayor que el sistema de partida directa, debido a los contactores adicionales.

 

El motor debe trabajar para la conexión en triángulo con la tensión de fase y debe estar proyectado para trabajar a una tensión superior de fase ( veces), para la conexión estrella.

 

El motor debe tener disponible 6 terminales que permitan la conexión estrella-triángulo.

 

El esquema de comando se vuelve un poco más complejo que el de partida directa a tensión plena.

 
 
 
CRITERIO TECNICO PARA EL MONTAJE
 

Para el montaje hay que tener en cuenta que la tensión de la red corresponda a la tensión nominal del motor.

 

Los motores deberán poseer por si mismos, protección mecánica adecuada al ambiente y al tipo de servicio..

 

         Para los motores en general, la llave separadora deberá ser un elemento visible de separación (fusible, llave seccionadora, etc.) de capacidad nominal por lo menos igual al 115 % de la corriente nominal del motor.

Un aspecto a considerar es que los dispositivos de arranque a tensión reducida para motores, deberán ser provistos de los dispositivos siguientes como recursos mínimos.

 

a)     Dispositivo mecánico que obligue a realizar con rapidez la operación    de arranque a la de marcha.

b)    Dispositivo mecánico que impida el cierre de los contactos después de una operación por cualquier causa anormal, antes de que el operador lo rearme manualmente.

c)    Dispositivo electromagnético que abra el circuito alimentador al faltar energía en la red, impidiendo que el motor arranque automáticamente al restablecerse la tensión.

 

        Es importante observar el tiempo de duración de la corriente de partida, durante el cuál no debe operar el rele térmico. Un buen dimensionamiento del rele y un ajuste apropiado del mismo resuelve ese problema.

 

         Es conveniente que una vez terminado el montaje, se verifique el conexionado de los bornes tanto del Esquema de mando y el de fuerza, antes de energizar el motor, utilizando a dicho efecto el tester.

 
         Las mediciones a realizar durante la práctica son:
 

Continuidad de todos los puntos de conexión, utilizando el diagrama funcional,

Tensión de la red,
Corriente de partida en  conexión estrella,
Corriente en conexión estrella,
Corriente en el cambio de estrella a triángulo,
Corriente en conexión triángulo,
Velocidad del motor
Verificación de giro del motor (derecha o izquierda).
 
 
 
DATOS TECNICOS DEL MOTOR A UTILIZAR

Para la realización de la práctica se debe de conocer los datos de placa del motor que se va a utilizar y estos son:

 

Tensiones Nominales

Corrientes Nominales

Velocidad Nominal

Frecuencia
 
 
 
 
 
FUNCIONAMIENTO
 

         Al apretar el pulsador S1, se energizan las bobinas del contactor K3 y del rele de tiempo K0 (columna 1 y 2 ); en este instante son cortocircuitados los terminales 1,2 y 3 del motor, esta hecha la conexión estrella.

          

A través de los contactos auxiliares de K3 (columnas 2 y 3) es energizado K1 que retiene su conexión a través de su contacto auxiliar (columna 4), permitiendo que, al soltar el pulsador S1, permanezcan energizados también K3 y K0 (en la columna 5, K2 continua desconectado, pues el contactor K3 esta energizado, por lo tanto el contacto auxiliar K3 esta abierto), en este instante, el motor recibe la tensión de la red a través de los terminales 4,5 y 6. El motor está funcionando en la conexión estrella.

 

El rele temporizador K0, después de un tiempo preajustado, acciona su contacto en la columna 1 y, además de desconectarse, también desenergiza el contactor K3 . El contactor K1 aún está energizado y cuando el contacto de K3 (en la columna 5) vuelve a la posición cerrado, es energizado K2, que cierra el contacto (en la columna 6) y enciende la lámpara H1 que indica el final del proceso de partida del motor. Ahora están energizados K1 y K2 y elmotor funciona con conexión triángulo.

 

Para para el motor basta con apretar el pulsador S0 y todo volverá a la posición inicial. El contacto de K2 (columna 1) fue incluido para evitar que, después del proceso de partida, este venga a reiniciarse sin desconexión previa del motor.

 
                           
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CALCULOS
 

El motor a utilizar debe estar conectado en estrella.

 
Potencia util de motor a usar: 0.75 Hp x 746 W = 559.5 W
 

                  

donde:
 
Pabs = Potencia absorvida
Pu    = Potencia util

      = Rendimiento

 

        

IN = 2.2 A
 
donde:
 
INC      = Corriente nominal   ( calculado ) del motor
V        = Tensión de la red

Cos  = Factor de Potencia

IP        = Corriente de partida ( en vacío )

IN             = Corriente nominal ( según placa )

 
 
MATERIALES UTILIZADOS
 
DESCRIPCION
CANT
DESCRIPCION
CANT

Motor trifásico de 5.5 HP

1

Botonera NC

1

Fusibles de 15 A.

3

Botonera NA

1

Contactor trif. Con 1 Aux.

2

Luz Piloto con visor rojo

1

Relé térmico trifásico

1

Luz Piloto con visor verde

1

Fusible de 3 A

1

Luz Piloto c/ visor naranja

1
 
 
 
 



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