Catalogo Baja Tension Moeller

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  • 7/28/2019 Catalogo Baja Tension Moeller

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    M oeller Series www.eatonelectric.es

    INFORME TECNICO: IT-EE09(11/11)

    Arranque y contro l de m o to re s

    trifsicos asncronos

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    PrlogoEl motor trifsicoasncrono esel motor msusadoenel mundo de lasinstalacionesindustrialesy en grandesedificios. Simpleentrminosdediseoy manejo, flexibleendiversoscamposdeaplicaciny conunfuncionamientoeconmico. Eslasolucinmsfavorablecuandohablamosderelacin calidad-precio.Loquecaracterizaal motor trifsicoesel altoconsumodeintensidadcuandoloalimentamosconcargaatravsdeunarranquedirecto. Cuandoaplicamostensindirectaloqueobtenemosesunasobreintensidadquepuedecausar cadasdetensinderedy problemasenlossistemasmecnicos.Desdelainvencindel motor trifsico yahacemsde100 aos(1889) sehandesarrolladodiferentesconceptosy solucionesparalapuestaenmarcha, quetienenpor objetivo eliminar efectossecundariosdesagradables. Sinembargo, paraqueestosconceptosy solucionescumplaneldeseo de unrendimiento ptimoy satisfactorioenlapuesta en marcha, dependerde la aplicacin y, finalmente, de losaspectoseconmicos.

    Parafacilitar unadescripcinsimplificada, sepresentarnloscuatromtodosdearranquey control demotoresasncronosmsimportantesyconocidos. Enel proceso, prescindiremosdeliberadamentedeladescripciny lasfuncionesdelosdispositivos, y delosconocimientosgeneralesbsicosdel accionamiento elctrico.

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    Variantes de arranque paramotores trifsicos asncronos.

    En lo que respecta a la construccin y a la conexin del devana-do del rotor pasivo, el motor trifsico asncrono tambin seconoce como un motor de jaula de ardilla o rotor de jaula deardilla (motor). Comparable con un transformador de rotacin yde acuerdo con su modo de accin, tambin se usa generalmen-te el trmino motor de induccin. A los diseos con bobinadoseparados se les conoce como conexin Dahlander o motores depolos conmutables. Otra variante es el anillo colector del rotor(motor). En este caso, las bobinas del rotor estn conectadastres anillos colectores y slo estn interconectados usando resis-tencias externas al motor.

    As como las diferentes formas y denominaciones del motorasncrono tambin hay diversidad en los modos de alimentacinpara el arranque y el control. Para facilitar una descripcin sim-plificada, los cuatro arranques de motor ms conocidos e impor-tantes sern examinados a continuacin. Con entrada de alimen-tacin trifsica en AC, neutro y toma de tierra (3 / N / PE/ 50/60Hz).

    Eaton Moeller ofrece una gama completa de arranques de motorpara la conexin, la proteccin y el control de motores trifsicoasncronos para toda la gama de variantes de arranque que semuestra a continuacin.

    Figura 1: Variantes de arranque de motor.F1 = fusible (P roteccin de lnea y cortocircuito)

    Q 1 = C onmutacin (contactores)

    F2 = Protector de motor (P roteccin contra sobrecarga)

    M 1 = M otor trifsico asncrono

    A rranque directo.

    A rranque estrella-triangulo, el arranque ms conocido y utilizado.

    A rrancador suave (Q 2), El arranque continuo y sin picos. U na alternativa m oderna al arranque

    estrella-triangulo.

    C onvertidor de frecuencia (T 1), A rranque controlado y continuo del motor con par nom inal de la

    carga. Los convertidores de frecuencia tam bin perm iten el control de la velocidad y cuenta con

    una electrnica para la proteccin del m otor. (I 2t). D ependiendo de las caractersticas, tam bin

    podemos controlar el posicionamiento del motor usando un generador de pulsos (B1).

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    Conexin de un motor trifsico

    Figura 2: Conexin del motor en sentido horario.

    En general, las propiedades de un motor trifsico se definen en las nor-mas (DIN / VDE0530, IEC/ EN 60034). Sin embargo, el diseo construc-tivo es dominio de los fabricantes. Por ejemplo, en un mercado sensiblelos precios, los motores de pequeas potencias (< 4 kW) que suelenusarse para bombas y ventiladores frecuentemente los podemos encon-trar sin cajetn de conexiones. Aqu los devanados estn conectadointernamente en configuracin estrella, y slo disponemos de tres cablepara conectarlos a la tensin asignada.

    Independientemente del diseo (con / sin cajetn de terminales), laconexiones del motor trifsico se denotan por su orden alfabtico (porejemplo, U1, V1, W1) se corresponde con la secuencia de tensin de red(L1, L2, L3) y hace que el motor gire en sentido horario. El sentido degiro se especifica mirando directamente al eje del motor. En motores condos ejes, el extremo de accionamiento se denomina D, y el extremo deno accionamiento N (D= drive, N = no drive). La rotacin antihoraridel motor se consigue intercambiando dos fases de la tensin de entrada. Figura 3: Rotacin horaria: Secuencia de fases Cajetn de terminales Extremo de

    accionamiento.

    Conexin en estrella Conexin en tringulo

    ULN = 3 UW ILN = IW ULN = UW ILN= 3 IW

    Con una especificacin de tensin de 230/400 V, este motor debeestar conectado a la red trifsica (ULN = 400 V) con una configura-cin en estrella.

    Cada devanado del motor est diseado para soportar un mximode 230V.

    Los tres terminales (W2, V2, U2) se conectan entre s (conexin es-trella) para que la tensin entre los terminales de entrada (U1, V1,W1) y el punto intermedio (estrella) sea 230V.

    Con una especificacin de tensin de 400/690 V, este motor debeestar conectado a la red trifsica (ULN = 400 V) con una configura-cin en tringulo.

    Cada devanado del motor est diseado para soportar un mximode 400V y podemos conectarlos directamente.

    Para un arranque directo, los terminales de los tres devanados de-ben estar conectados entre s (conexin tringulo) para que la ten-sin entre los terminales de entrada (U1, V1, W1) sea 400V.

    Cuando se alimenta un motor trifsico, los datos de la placa del motordeben corresponderse con la tensin y la frecuencia de alimentacin. Laconexin est implementada a travs de los tornillos (versin estndar) en

    el cajetn de conexiones del motor y debemos hacer una distincin entredos tipos de conexin, la conexin en estrella y la conexin en tringulo.Ejemplo con una alimentacin de 3 AC400 V, 50 Hz (ver figura 2).

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    El punto de operacin (MM) del motor trifsico asncrono est descrito porel rango de tensin nominal y la frecuencia correspondiente (ej. 400 V/50 Hz). La velocidad (de rotacin) se determina por la frecuencia de la redelctrica (n ~ f). Esto depende de la carga y slo se mantiene siempre ycuando el par del motor (MM) y par de carga (ML) tengan la misma magni-tud.

    Los datos nominales de potencia elctrica y mecnica del punto ptimo de

    trabajo deben estar especificados en la placa de caractersticas del motor.Los datos de la operacin son inestables durante el proceso de arranque(proceso de aceleracin). La unidad solo ser estable en el punto ptimde trabajo (MM).

    Arranque de motor directoEl arranque de motor directo es el mtodo ms sencillo para arrancar unmotor trifsico asncrono. Los devanados del estator estn conectadosdirectamente a la red elctrica por un proceso de conmutacin simple.

    Como resultado de esta aplicacin obtendremos altas corrientes de arran-que (corriente de sobrecarga) que a su vez causan molestas cadas en ltensin de red. Por este motivo, las compaas elctricas suelen limitar l

    potencia nominal de los motores conectados a la red. Este valor lmitepuede variar de una red a otra. En redes elctricas pblicas, estas limita-ciones por lo general se cumplen cuando en el arranque la potencia aparen-te del motor trifsico no excede de 5.2kVA o cuando es de mayor potenciaparente pero la corriente de arranque no excede de 60 A. Con una tensinde red de 400 V y un arranque 8 veces la intensidad nominal, esto corres-ponde a un motor con una intensidad nominal de 7.5 A o un motor dekW.

    En motores que ocasionalmente sobrepasan los 60 A de corriente de arran-que y motores con una intensidad de arranque de ms de 30 A que causanalteraciones en la red pblica, ej. Por arranques pesados, alta frecuencide conmutacin o variacin en el consumo (ascensores, sierras de corte),se deben tomar medidas alternativas para las variaciones disruptivas detensin. Los motores con potencias de ms de 4 kWy tensiones nominalede 400/690 V pueden arrancarse usando una configuracin estrella-triangulo.

    El arranque directo crea un estrs trmico en los devanados del motor y,solo brevemente, fuerzas electrodinmicas momentneas. Con frecuencia,el arranque directo reduce la vida de los devanados de un motor estndar(p.ej. Operaciones peridicas intermitentes).

    El bloqueo del rotor (rotor bloqueado) es un fallo grave que puede llevar ala destruccin trmica del motor trifsico asncrono. Cada devanado del

    motor debe estar protegido por un dispositivo de proteccin para evitarque ocurran este tipo de sobrecargas trmicas. Una solucin econmica eel uso de rels de sobrecarga, ms conocidos como rels trmicos o relbimetlicos.

    Estos rels de sobrecarga se conocen como interruptores protectores demotor en combinacin con un mdulo de conexin. El sinnimo de esto eel PKZM. En la alimentacin del motor, este protege la conmutacin (con-tactor DILM), la acometida y los devanados del motor contra su destruc-cin debido a una sobrecarga trmica (rotor bloqueado) y cortocircuito, auncuando tengamos una prdida de fase (L1, L2, L3). Para este propsito,debemos establecer en el interruptor protector de motor la corriente nomi-

    nal del motor y los cables de conexin deben de estar calculados para estevalor.

    El diseo de los componentes en el circuito principal del motor se llevacabo de acuerdo con la intensidad nominal (Ie) del motor y la categora deempleo AC-3 (N