Arranque de Motores Trifasicos

AUTOMATISMOS INDUSTRIALESTema 4 Arranque de motores trifsicos

Introduccin (I)

J. Temprado

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Introduccin (II)En el motor de jaula de ardilla, el giro motor se produce por la interaccin entre el campo magntico del estator (giratorio) y el inducido en los bobinados de rotor (espiras en cortocircuito). Se conocen como motores asncronos, ya que la velocidad de sincronismo no se alcanza nunca. 60.f

ns =

p

r . p.m .

f: frecuencia de red p: n de pares de polosTema 4, Arranque de motores trifsicos

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Par motor, resistente y motriz

El par resistente aumenta con la velocidad. Cuando se igualan Mr y Mm la velocidad se mantiene constante.Si Mr > Mm decelera Si Mr < Mm acelera

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Par/velocidad de un motor trifsico3 Par de arranque 2 Par de enganche 1 Par mximo N Par nominalPara el que se disea el motor

O Par en vacoVence la resistencia del propio motor Potencia til nula

nn Velocidad nominal no Velocidad de vaco ns Velocidad de sincronismo

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Intensidad/velocidadLa intensidad del motor es una caracterstica del mismo. Se mide como la I de lnea, independientemente de la conexin interna del motor.Ej: 220/380V 52/30A

Mm Par motor Mr Par resistente Ia Intensidad de arranque In Intensidad nominal Ma Par de arranque Mn Par nominal nn Velocidad nominal

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Otros parmetros del motorDeslizamientons: velocidad de sincronismo n: velocidad del motor

S = ns n

Deslizamiento relativo

Sr =

ns n x100 ns

Potencia til y rendimiento de un motor

Pabsorbida = 3 .U L .I L . cos En vaco la potencia til es nula Se define la potencia nominal Pn como la Pu a la velocidad nominal, consumiendo por tanto In.

PU ( no ) = 0

PU ( nn ) = Pn

El rendimiento de un motor (como caracterstica) se define para su velocidad nominal.

=J. Temprado

Pn Pabsorbida

en cualquier otro caso

=

PU Pabsorbida7

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Reglamento electrotcnico de baja tensinLa instruccin MI BT 034 del REBT marca la mxima intensidad que un motor de C.A. Puede absorber en el arranque.Motores Motores Motores Motores entre 075 y 15 Kw hasta 45 In entre 15 y 5 Kw hasta 3 In entre 5 y 15 Kw hasta 2 In de ms de 15 Kw hasta 15 In

Las compaas elctricas pueden prescindir de estos lmites siempre que no se perturbe la lnea. El mtodo de arranque de un motor depender por tanto de:La Ia/In Las caractersticas de la red (sobredimensionado, transformadores, etc). La reglamentacin de las compaas

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Arranque directoSe realiza en un solo tiempo El estator se acopla directamente al red La corriente inicial es de 4 a 8 veces la nominal. Se considera para clculos Ia=6.In Solo se utiliza con motores de pequea y mediana potencia y si la red lo permite. El par de arranque Ma 15 Mn El par mximo se alcanza aproximadamente al 80 % de la velocidad nominal. No se recomienda en montacargas ni en cintas transportadoras por el par de arranque. El motor solo necesita tres bornes U V W. La conexin interna depender de la tensin de la lnea. Para el giro a derechas se conectan:L1 - U L2 - V L3 - WPara el cambio de giro, se intercambian dos.

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Arranque directo

Leyenda

QS1: Seccionador fusible S2Q: Pulsador de paro S3Q: Pulsador de marcha FR1: Rel trmico K1M: Contactor principal M1: Motor trifsico

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Arranque directo con inversin de giroCircuito de potencia

K1M(Derecha)

L1-U1 L2-V1 L3-W1 L1-W1 L2-V1 L3-U1

K2M(Izquierda)

LeyendaQS1: Seccionador fusible FR1: Rel trmico K1M: Contactor giro a dcha. K2M: Contactor giro a izq. M1: Motor trifsico

J. Temprado

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Arranque directo con inversin de giroCircuito de mando

LeyendaFR1: Rel trmico S2Q: Pulsador de paro S3B: Pulsador marcha a dcha. S4B: Pulsador marcha a izq. K1M: Contactor de giro dcha. K2M: Contactor de giro izq.

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Tipos de arranque a tensin reducidaEstrella tringuloEl motor se arranca en dos fases reduciendo la tensin de los bobinados La corriente de arranque se reduce a 2 veces In

Estrella Tringulo/Resistencias TringuloAade al arranque estrella-tringulo un paso intermedio haciendo una conexin en tringulo, con una resistencia en serie con los bobinados de cada fase.

Mediante autotransformadorEl motor arranca en dos o ms etapas o de manera continua a travs de un autotransformador.

Mediante resistencias estatricasSimilar al arranque con autotransformador, el motor se conecta en dos o ms etapas conectando una resistencia en serie con cada bobinado del esttor.

Mediante resistencias rotricasRequiere un motor de rotor bobinado (ms caro) Intercalando resistencias con el rotor, se puede desplazar el par mximo a velocidades bajas.

Arrancadores estticos (electrnicos)La tensin aplicada al motor se controla variando el ngulo de disparo de unos SCR conectados en serie con cada bobinado del estator

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Efecto del arranque a tensin reducida

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Arranque Estrella tringuloEs necesario disponer de un motor con los 6 bornes (2 por bobina) El motor arranca en estrellaLa tensin de los bobinados se reduce en al 57% El par se reduce al 33% La corriente de arranque se reduce a 2 veces In

Al alcanzar la mxima velocidad, el motor se desconecta momentneamente y a continuacin se conecta en tringulo para alcanzar la velocidad de rgimenDurante la desconexin de puede producir una pequea prdida de par y un pico de corriente

Es el arranque ms utilizado por su sencillez, precio y prestaciones.

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Variacin M/n e I/n en el arranque

-

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Arranque estrella-tringuloCircuito de potencia

K1M(Comn)

L1-U1 L2-V1 L3-W1 U2-V2-W2 L1-W2 L2-U2 L3-V2

K2M(Estrella)

K3M(Tringulo)

LeyendaQS1: Seccionador fusible FR1: Rel trmico K1M: Contactor de lnea K2M: Contactor conex. estrella K3M: Contactor conex. tringulo M1: Motor trifsico

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Arranque estrella-tringuloCircuito de mando

LeyendaFR1: Rel trmico S2Q: Pulsador de paro S3Q: Pulsador de marcha K1M: Contactor de lnea K2M: Contactor conex. estrella K3M: Contactor conex. tringulo K4T: Rel temporizado

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Arranque estrella-tringulo con inversin de giroCircuito de potencia (versin simplificada)K1M(Derecha)

L1-U1 L2-V1 L3-W1 L1-W1 L2-V1 L3-U1 U2-V2-W2 U1-W2 V1-U2 W1-V2

K2M(Izquierda)

K3M(Estrella)

K4M(Tringulo)

LeyendaQS1: Seccionador fusible FR1: Rel trmico K1M: Contactor de lnea dcha. K2M: Contactor de lnea izq. K3M: Contactor conexin estrella K4M: Contactor conexin tringulo M1: Motor trifsico

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Arranque estrella-tringulo con inversin de giroCircuito de mando

LeyendaFR1: Rel trmico S2Q: Pulsador de paro S3B: Pulsador marcha a dcha. S4B: Pulsador marcha a izq. K1M: Contactor de lnea dcha. K2M: Contactor de lnea izq. K3M: Contactor conex. estrella K4M: Contactor conex. tringulo K5T: Rel temporizado

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Arranque Estrella Tringulo/Resistencias TringuloSimilar al arranque estrella-tringulo, aade un paso intermedio haciendo una conexin en tringulo, con una resistencia en serie con el bobinado de cada fase. Minimiza los transitorios en el paso de estrella a tringulo Se pueden realizar diversas variantes dependiendo del circuito de mandoCon y sin corte de alimentacin entre pasos Con y sin temporizacin entre R y

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Arranque estrella-R/tringulo-tringuloCircuito de potenciaK1M(Lnea)

L1-U1 L2-V1 L3-W1 U2-V2-W2 L1-R1 L2-R2 L3-R3 L1-W2 L2-U2 L3-V2

K2M(Estrella)

K3M(Resistenc.)

K4M(Tringulo)

LeyendaQS1: Seccionador fusible FR1: Rel trmico K1M: Contactor de lnea K2M: Contactor conexin estrella K3M: Contactor resistencias K4M: Contactor conexin tringulo M1: Motor trifsico

J. Temprado

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Arranque estrella-R/tringulo-tringuloCircuito de mando

LeyendaFR1: Rel trmico S2Q: Pulsador de paro S3Q: Pulsador marcha K1M: Contactor de lnea K2M: Contactor conexin estrella K3M: Contactor resistencias K4M: Contactor conexin tringulo K5T: Rel temporizado

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Arranque mediante resistencias estatricasColocando resistencias en serie con el estator, se puede elegir la tensin de arranque y por tanto la intensidad de arranque. El motor arranca en dos o ms etapas, conectando una resistencia en serie con cada bobina del esttor.El valor de la resistencia se reduce en cada etapa Cada etapa necesita un con