ARRANCADORESPARAMOTORES DE INDUCCION YMOTORES SINCRNICOS

La funcin de un DRIVE de C. A. es arrancar el motor y controlar su velocidad.El arranque en motores de induccin se debe realizar de tal manera que no provoque perturbaciones en el alimentador (cadas de voltaje) que hagan funcionar mal a otros equipos conectados al mismo alimentador.Para no provocar cadas de voltaje excesivas se debe limitar la corriente de arranque, pero cuidando que no se afecte al arranque del motor.En muchas ocasiones no se necesita un DRIVE y se puede usar un arrancador que limite la corriente de arranque.

Existen varios mecanismos que se pueden implementar para reducir la corriente que el motor toma en el arranque:a.- Insertar impedancias en serie en las lneas del motor.b.-Usar un transformador o auto-transformador para reducir el voltaje aplicado al motor.c.- En motores diseados para que sus embobinados operen conectados en DELTA se puede implementar un arranque con los embobinados inicialmente conectados en ESTRELLA y luego cambiar a DELTA.d.- En motores de rotor devanado se puede arrancar con resistencias en serie con el rotor.

Para comprender como se afecta al motor al implementar estas tcnicas de arranque se debe entender como afectan a la caracterstica del motor, en particular a la caracterstica corriente del estator versus velocidad y par del motor versus velocidad .Lo anterior se puede determinar mediante el anlisis del circuito equivalente del motor.

CIRCUITO EQUIVALENTE DE MOTOR DE INDUCCINRs ES LA RESISTENCIA DE LA BOBINA DEL ESTATORXs ES LA REACTANCIA DE DISPERSIN DE LA BOBINA DEL ESTATORRr ES LA RESISTENCIA DEL EMBOBINADO DEL ROTOR REFERIDA AL ESTATORXr ES LA REACTANCIA DE DISPERSION DEL EMBOBINADO DEL ROTOR REFERIDA AL ESTATORXM ES LA REACTANCIA DE MAGNETIZACIN DEL MOTOR

El circuito equivalente se puede desglosar para separar la potencia en el rotor en dos partes: las prdidas de cobre en el rotor y la potencia convertida de elctrica a mecnica.Psu =3 Rs I12 = Prdidas de cobre en el estatorPru=3 Rr Ir2 = Prdidas de cobre en el rotorPd =3 Rr (1-s)/s Ir2 = Potencia convertida ( elctrica a mecnica)

Pg =3 Rr /s Ir2 = Potencia que cruza del estator al rotorPentrada = 3 VLN Is Cos

Una vez calculada la potencia convertida se puede calcular el par internoTambin se puede calcular el par de salidaSi este proceso se realiza en forma repetitiva para diferentes valores de Wm se pueden obtener caractersticas de corriente de estator (Is) y Par interno contra velocidad

Zona de FrenadoZona de operacin como MotorZona de operacin como de GeneradorSe han normalizado tanto el par como la velocidad

Si no se conocen los parmetros del circuito equivalente se puede determinar la impedancia del motor en el arranque con la letra de cdigo y el factor de potencia en el arranque. La letra de cdigo indica los KVA de rotor bloqueado por caballo de salida.KVA de rotor bloqueado = Rango de tabla * HP de motor

LETRA DECODIGORANGO DE: KVA DE ROTOR BLOQUEADO POR HPLETRA DECODIGORANGO DE: KVA DE ROTOR BLOQUEADO POR HPA0.00 A 3,14 L9.00 A 9.99B3.15 A 3.54M10.00 A 11.19C3.55 A 3.99N11.20 A 12.49D4.00 A 4.49P12.5 A 13.99E4.50 A 4.99R14.0 A 15.99F5.00 A 5.59S16.0 A 17.99G5.60 A 6.29T18.0 A 19.99H6.30 A 7.09U20.00 A 22.39J7.10 A 7.99V22.4 Y MAYORK8.00 A 8.99

Se inicia el arranque cerrando los contactos S, y despus de un atraso de tiempo se cierran los contactos R y luego se pueden abrir los contactos SARRANQUE CON IMPEDANCIA EN SERIE

Si el motor se conecta directamente al voltaje nominal se obtiene:Si se conecta el motor con impedancia en serie se obtiene:

Se puede usar una impedancia externa, tanto usando resistencia como reactancia. Dependiendo de las caractersticas del alimentador puede convenir mas usar una que la otra.La impedancia del motor en el arranque se puede separar en parte real y parte reactiva. Rmarr = Zmarr f.p.arr Xmarr = Zmarr * Sen (Cos-1 f.p.arr )

Si se desea agregar REACTANCIA en serie (Re=0)Si se desea agregar RESISTENCIA en serie (Xe=0)

LOS VALORES DE RE Y XE SE SELECCIONARON PARA REDUCIR LA CORRIENTE DE ARRANQUE A LA MITAD

Con impedancia en serie si la corriente de arranque se reduce a la mitad el par de arranque se reduce a una cuarta parte.

La cada de voltaje en alimentadores depende de la impedancia del alimentador y de la corriente que circula por el mismo. A bajos voltajes el efecto resistivo es importante. A altos voltajes predomina el efecto inductivo.DV= Z I = (r + j x) (Iw +Ivar)donde: Iw es la parte de la corriente que suministra potencia promedioIvar es la parte de la corriente correspondiente a la potenciareactiva.Ing. Javier Rodrguez BaileyCada de voltaje en alimentadores

Ing. Javier Rodrguez BaileyEn este caso la corriente Iw provoca una cada en fase con el voltaje de la fuente, y la corriente Ivar no altera significativamente la magnitud del voltaje en la carga, solo altera su ngulo de fase.r Iwr IvarCaso de alimentador resistivo

IwEn este caso lo corriente Ivar produce la cada que se resta en fase con el voltaje de la fuente y la corriente Iw no modifica en forma predominante la magnitud de voltaje de la carga, solo cambia el defasamiento.jx Ivarjx IwIng. Javier Rodrguez BaileyCaso de alimentador inductivo

ARRANQUE CON AUTO-TRANSFORMADORSe inicia el arranque cerrando los contactos S, y despus de un atraso de tiempo se ABREN los contactos S y luego se CIERRAN los contactos R (Transicin en circuito abierto)

La corriente en el motor se reduce en la misma proporcin que se reduce el voltaje (a)La corriente en el alimentador se reduce en proporcin al cuadrado de la reduccin del voltaje (a2)

Con auto-transformador si la corriente en el alimentador se reduce a la mitad, el par de arranque tambin se reduce a la mitad.

ARRANQUE EN ESTRELLA OPERACIN EN DELTAARRANQUE EN DELTAARRANQUE EN ESTRELLA

SOFT START PARA MOTORES DE INDUCCION

ARRANQUE CON RESISTENCIA EXTERNA EN ROTOR EN MOTOR DE INDUCCION DE ROTOR DEVANADOSE INICIA EL ARRANQUE CERRANDO LOS CONTACTOS M, EL MOTOR INICIA SU ARRANQUE CON TODAS LAS RESISTENCIAS EN SERIE CON EL ROTOR, DESPUES DE UN TIEMPO SE CIERRAN LOS CONTACTOS 1A QUE PONEN EN CORTO PARTE DE LAS RESISTENCIAS Y POSTERIORMENTE SE CIERRA EL CONTACTO 2A QUE PONE EN CORTO TODAS LAS RESISTENCIAS DEL ROTOR

Los puntos de las caractersticas de corriente y par se mueven a la izquierda. Un punto que ocurra con un deslizamiento S1, al triplicar la resistencia ahora se obtiene con un deslizamiento de 3 S1ARRANQUE CON RESISTENCIA EXTERNA EN ROTOR

Los puntos de las caractersticas par se mueven a la izquierda. Un punto que ocurra con un deslizamiento S1, al triplicar la resistencia ahora se obtiene con un deslizamiento de 3 S1