Arranque a voltaje reducido estrella-delta

Compendio sobre arranque estrella-delta JAM Página 1

Ing. Jaime F. Alvarido M.

Diplomado en Economía Global


ARRANQUE ESTRELLA-DELTA

n el arranque de un motor trifásico en forma directa (D.O.L), la corriente de arranque puede ser hasta de 6 o 7 veces la corriente nominal del motor (la que viene en la placa del mismo). La corriente de pico de

arranque de un estrella-triangulo, es de solo 2.5 veces la nominal. Al arrancar el motor, lo hace con la conexión en estrella, es decir, si la corriente de línea es: Ilinea = P/(1.73*240*0.85), la Ifase = Ilinea / 1.73, siendo esta la corriente en la conexión estrella, pero a pesar de eso, este tipo de arranque es más brusco que el de un arrancador progresivo. Para motores mayores de 5.5 KW se aconseja utilizar este arranque, pero dependiendo de la carga deberás elegir entre una estrella-triangulo o un arrancador progresivo. Las fluctuaciones frecuentes de voltaje pueden también afectar al equipo electrónico y a la iluminación, a tal grado que se pueda llegar a necesitar algún método alterno para arrancar el motor trifásico de inducción, para así limitar la corriente de arranque. Si las líneas que alimentan al motor trifásico de inducción de jaula de ardilla, tienen impedancias diferentes; los voltajes del estator pueden desbalancearse, desbalanceando severamente las corrientes en las líneas y originando que el equipo de protección deje al descubierto al motor. De hecho un desbalance de 1 o 2 % en los voltajes de la línea del estator pueden originar un desbalance del 20 % en las corrientes de línea, presentando calentamiento localizado del motor y fallas del devanado. Atención: el motor debe ser 120/240 V en “∆” para un servicio de energía de 240 v trifásicos y 277/480 V en “Y” para poder conectarlo en Estrella-Triángulo (en el caso de que la compañía te suministre 480 V trifásico, si te suministra 240 V podría ser 120/240 V). El motor debe contar con seis o doce terminales de conexión fuera o asequibles. Los contactores de red y triangulo, deben tener capacidad de corriente para operar a un 58% de la corriente nominal del motor (0,58 x ln) y el relé térmico

E


debe ajustarse al mismo porcentaje de intensidad. Por ser la conexión estrella quien emplee el contactor de menor intensidad, dicho contactor se dimensiona con un calibre menor que los otros dos (habitualmente se toma In motor / 3). Fíjate que la selección de los contactores se ha realizado en Amper y no en Kws. Más adelante veremos cómo los calculamos en Kws.

Ej. la corriente de un motor trifásico de 30 HP es de 88 amperes (en 208 Volts). La protección se instala solamente en el contactor 1 o el principal (el que queda permanente conectado) entonces tendrás 88/1.73 = (0,58 X In) =50,8 Amper. Por lo que el primer contactor (el primero o principal) y el segundo (el de la delta) deben soportar 50,8 Amper de manera permanente, el térmico debe poder controlar esta corriente por tanto su valor central será ese mismo. En cuanto al contactor que hace la estrella (el tercero) debe ser de 29 amperes (1/3 de la corriente nominal.), de manera que los contactores principal y el de la delta serán de (50,8x208x1.73)= 18,2 kw pero ese valor no está normalizado por tanto tomamos el valor que sigue y escogemos el de 20 kw con bobina de 208 volt. De igual forma se escoge el contactor de la estrella siendo este de 10 kw con bobina de 208 v.

Este método de arranque estrella – triangulo, aprovecha la relación que existe entre las tensiones de línea y de fase en una red trifásica y puesto que la influencia en la tensión es doble, la corriente y el par de arranque del motor se ven reducidos por un factor de tres. Como durante el proceso de arranque, el


motor se conecta en estrella, la tensión por cada bobina del estator se verá reducida en √3, o sea en un 58% de la tensión de línea y esto significa, que la intensidad que absorbe el motor es también √3 menos.

De esta forma, al ser reducidas la tensión y la corriente

por √3, se obtiene como resultado una reducción total de √3 por √3, o sea 3 veces el valor de la corriente nominal (In), lo que equivale a un 30% del valor que tendría durante un arranque directo.

Cuando se usa dicho sistema, se debe iniciar en conexión en estrella tal como se muestra en la figura estrella, para que la corriente se reduzca en la misma proporción que la tensión, y una vez que el motor ha alcanzado entre el 70% y 80% de su velocidad nominal o de régimen, se desconecta la estrella para realizar la conmutación a la conexión en triangulo, figura en delta, luego de un pequeño tiempo de transición (no más de 10 segs), de forma tal que el motor siga funcionando bajo esta conexión. En esta conexión, finalmente el motor alcanzara sus características nominales con una corriente de corta duración y magnitud muy inferior a la del arranque directo (2.5In) y de otro lado, el par de arranque se ve disminuido de 1.54 a 0.5 veces el valor nominal que se tiene durante el arranque directo del motor, aumentando por lo tanto la duración del periodo de arranque, lo cual a menudo es poco significativo ya que la velocidad nominal se alcanza en unos pocos segundos. Es importante que la conmutación de estrella a triangulo se realice tan pronto el motor alcance entre el 70 y el 80% de su velocidad nominal, porque si esta se produce muy pronto, la corriente pico puede alcanzar valores muy elevados y en caso contrario, se podría producir el frenado del motor. Por esta razón es muy importante el tiempo para el cual se debe ajustar el temporizador. Finalmente, vale la pena considerar que en la practica el tiempo que se toma un arranque normal debe, como enuncie anteriormente, ser inferior a 10 segundos pero en general estará supeditado al par acelerante e inercia de la maquin a así como por el tipo de carga de manera que, muchas veces el tiempo será mayor. La suma de todos los pares constituye el momento de rotación resultante de la máquina, llamado también par motor. El par de arranque o momento de rotación o torque del motor depende de la conexión a la red. Si se conecta directamente a la tensión de alimentación, el par es elevado, pero también lo es la intensidad


absorbida, siendo entonces necesario emplear algún procedimiento para reducir la intensidad que absorbe el motor en ese instante como lo es el caso que hoy trata este manual. El motor debe producir un par de valor suficiente como para vencer la resistencia que ofrecen los mecanismos propios y las cargas que vayan aplicadas al eje del motor. Además, este par debe ser mayor en cada instante al par resistente para obtener un par acelerador. El hecho de que el par dependa de la corriente absorbida trae malas consecuencias para el arranque. Generalmente, se precisan fuertes pares de arranque y, en consecuencia, la corriente absorbida supera los valores límite de las compañías suministradoras de energía y del Reglamento de Baja Tensión, el cual fija los valores de la relación entre la corriente máxima y la nominal del motor.

- Motores de 0’75 a 1’5 Kw Imax / Imin < 4’5.

- Motores de 1’5 a 5 Kw Imax / Imin < 3.

- Motores de 5 a 15 Kw Imax / Imin < 2.

- Motores de potencia superior a 15 Kw Imax / Imin < 1’5.

Disminuir los valores de la intensidad equivale a un descenso muy acusado en el par.

Al frenar, el par de desaceleración es igual al par motor mas el par resistente. Tomando un par medio de desaceleración, el tiempo de frenado de n=nb a n=0 es aproximadamente:

tB= (J x nb) / (9.55 x Mvmi)

Donde:

tB= tiempo de frenado en segundos

J = momento de inercia total en kgm²

nb = velocidad de rotación de servicio en rpm

Mvmi = Par medio de desaceleración en Nm

Es importante lograr un ajuste del tiempo de acuerdo con las características del conjunto para evitar que el pico de corriente que se produce al pasar a la etapa de triangulo sea muy alto y pueda perjudicar a los contactores, al motor y a la maquina accionada, tal como si se efectuara un arranque directo.

La mayor parte de los motores polifásicos comerciales de inducción con jaula de ardilla se devanan con sus estatores conectados en delta. Hay fabricantes que ofrecen motores de inducción con el principio y el final de cada devanado de fase en forma saliente, con fines de conexión externa. En el caso de los motores trifásicos, se pueden conectar a la línea ya sea en estrella o en delta. Cuando se conectan en estrella, el voltaje que se imprime al devanado es, o sea el 57,8% ≈ 58% del voltaje de línea.


El control de la energía eléctrica, es muy necesaria cuando se usa maquinaria industrial. La electricidad industrial está relacionada en primer lugar con el control del equipo eléctrico industrial y sus procesos relacionados. Cuando se trabaja con equipo eléctrico industrial, es necesario y fundamental, tener la habilidad para leer diagramas esquemáticos; aunque hay distintos tipos de diagramas relacionados con el equipo eléctrico. Existen otros diagramas relacionados con este equipo, como son: el diagrama de bloques, de interconexión, de alambrado, de disposición, los isométricos y los diagramas de construcción. Existen, algunas condiciones que deben considerarse al seleccionar, diseñar, instalar o dar mantenimiento al equipo de control del motor eléctrico. El control del motor era un problema sencillo cuando se usaba una línea común, a la que se conectaban varias máquinas, porque el motor tenía que arrancar y parar sólo unas cuantas veces al día. Sin embargo, con la transmisión individual el motor ha llegado a ser casi una parte integrante de la máquina y es necesario diseñar el controlador para ajustarse a sus necesidades. Es un término genérico que significa muchas cosas, desde un simple interruptor de volquete hasta un complejo sistema con componentes tales como relevadores, controles de tiempo e interruptores y pulsadores. Sin embargo, la función común es la misma en cualquier caso: esto es, controlar alguna operación del motor eléctrico.


Como hemos visto, en un motor típico la corriente de arranque es varias veces mayor que la nominal, si bien esto no es perjudicial para el motor que se encuentra preparado para soportar tales intensidades durante el tiempo que dura el arranque (si por cualquier causa el rotor se bloquea y no se pone en movimiento, la corriente mantiene su alto valor y los bobinados del motor se queman), las altas intensidades puestas en juego pueden perjudicar el normal funcionamiento de la instalación eléctrica de la cual el motor forma parte, y al propio motor cuando se trata de máquinas de mucha potencia y el tiempo de arranque resulta excesivo, en consecuencia se usan distintos métodos para lograr que la corriente de arranque disminuya.

De todos los métodos utilizados el arranque estrella-triángulo es uno de los más conocidos y de más simple implementación. Este tipo de arranque está limitado a motores que fueron diseñados para funcionar con sus bobinados conectados en triángulo y está basado en que las tensiones de fase son "tres raíz cuadrada" veces menores que las tensiones de línea.

Al modificar la tensión aplicada a los devanados también se modifican las características par-velocidad e intensidad-velocidad, las curvas que se muestran a continuación nos enseña lo que ocurre con ambas cuando las tensiones son la de fase y la de línea. El par es proporcional al flujo y a la intensidad.

Por lo tanto, aprovechando que es posible el acceso a los extremos de las bobinas, durante el arranque las líneas se conectan entre fase y neutro y, una vez que se ha alcanzado suficiente velocidad se las conecta entre fases, al estar conectadas en estrella las bobinas están sometidas a menor tensión y por lo tanto es menor la corriente que circula por ellas. Este sistema, ilustrado en las figuras de más arriba de denomina arranque estrella-triángulo como ya he mencionado y, habitualmente, se efectúa con sistemas automáticos especialmente diseñados.



En estas graficas y figura se puede ver aún mejor el sistema.



-Importancia del tiempo de arranque en los motores eléctricos:

El proceso de poner en marcha el motor se conoce como el “Arranque”. Para que esto sea posible, es necesario que el par (Torque) de arranque sea superior al par resistente de la carga, de esta forma el motor acelera hasta la condición permanente. El tiempo que demora este proceso varía desde los Milisegundos hasta los Minutos, esto depende de la dinámica de la carga . Por ejemplo, hay maquinas centrífugas que tardan hasta 10-15 minutos en alcanzar la velocidad nominal. El proceso de arranque se acompaña de un consumo de corriente muy elevado, que es el mayor durante la operación del motor. Lo anterior se debe a que en el momento del arranque, el campo magnético rotatorio empieza a girar a la velocidad sincrónica, y el rotor aún esta detenido, y es el momento de mayor tensión inducida en las barras del rotor. Además, la resistencia de carga es el valor más bajo, prácticamente es un corto circuito, ya que el “Deslizamiento” tiene un valor de 1. Con estas dos condiciones se produce la corriente elevada de arranque.


En la figura:

se distinguen 3 momentos desde el proceso de arranque, hasta llegar al valor normal de funcionamiento, estos son: El primero se nombra como Corriente de Arranque (Inrush en inglés), que es la corriente de arranque transitoria e instantánea, y fluye en al menos durante un medio ciclo de la onda, y puede alcanzar valores desde 10 hasta 20 veces la corriente nominal del motor (FLA por las siglas en inglés de Full Load Ampere). La segunda etapa se conoce como Corriente de Rotor Bloqueado (LRA por las siglas en inglés de Locked Rotor Ampere), que alcanza valores de 6 a 10 veces la corriente nominal del motor (FLA). Finalmente, la Corriente Normal se define como la corriente de consumo cuando el motor terminó su arranque, y esta varía según el nivel de carga del motor. Corriente de Rotor Bloqueado. La corriente de arranque (Inrush) no está definida en las normas de fabricación, depende del diseño de cada fabricante. La que si aparece en la normativa que guía la construcción de motores eléctricos es la de Rotor Bloqueado. En el caso de motores NEMA, el aspecto que aparece en la placa, y que define la corriente de rotor bloqueado, es la Letra de Código (Code Letter en inglés), definida como la corriente consumida a plena tensión con el rotor trabado, sin posibilidad de giro. Es una condición estable, no transitoria. Según el estándar NEMA MG1 con la “letra de código” se puede calcular el nivel de corriente de rotor bloqueado. La tabla siguiente muestra los valores de los coeficientes “kva/hp”.


Locked-rotor code letter “NC”: No olvide que la “Letra Código” de rotor

bloqueado es una de las características más importantes, ya que indica la magnitud de la corriente de arranque del motor, usualmente se asume entre 6-

8 veces la corriente nominal, pero al conocer esta “Letra Código”, se puede

obtener un valor de corriente más preciso. Donde I es la corriente de arranque

(HP= 0.746 x KW) o (KW=1.34 X HP)

El tiempo de arranque se puede calcular si se conocen las curvas del par o torque del motor y de la carga, se calcula integrando la ecuación: M - Mr = ( Jm + Jr ) dω / dt Donde: M = par del motor, Nm Mr = par resistente o de carga Jm = momento de inercia del motor, kgm2 Jr = momento de inercia de la carga, kgm2 ω = velocidad angular del motor


También el tiempo de arranque se puede conocer: Si se sabe cuál es el par medio de aceleración, se puede conocer el ciclo de arranque desde n = 0 hasta n = nb de la siguiente forma:

J x nb x Σta = 9,55 x Mbmi o ta =(ΣJ x nb) / (9.55 x Mbmi)

donde, ta = tiempo de arranque (s)

J = momento de impulsión total (kgm2)

nb = velocidad de rotación de servicio (rpm)

Mbmi = par medio de aceleración (Nm) Otra forma de hallar el par medio de aceleración:

La figura expone un método sencillo para determinar, de forma aproximada, el par medio de aceleración. Gráficamente se obtendrá el valor medio (por ejemplo, contando los cuadros sobre un papel milimetrado) de la característica del par motor y del par resistente. El momento de inercia total es igual al momento de inercia del motor más el correspondiente a la máquina accionada y su respectivo acoplamiento. Si el tiempo de arranque así determinado fuese aproximadamente superior a 10 s, sería preciso consultar para determinar si el arranque es admisible, considerando el calentamiento del motor. Igualmente será necesario verificar el cálculo en caso de que en pequeños intervalos de tiempo se repitan los arranques. En caso de que, por ser grande el momento de inercia y elevado el par resistente, no se pueda conseguir un arranque correcto utilizando un motor con la clase de par más elevada de las que figuran en las tablas de selección, habrá que tomar un motor de mayor potencia.


La Iarranque = karranque x Inmotor

Karranque= (Iarranque / Inmotor) ≈ 6.5 Inmotor arranque directo;

2 Inmotor para arranques y-∆ y de

10 a 14 Inmotor para motores con arranques .reversibles. Ejemplos de arranque con distintos par o torques de carga. Motor de 4 polos, 160 kW, 1475 r/min Par del motor: TN = 1040 Nm TS = 1,7 x 1040 = 1768 Nm Tmax = 2,8 x 1040 = 2912 Nm Momento de inercia del motor: JM = 2,5 kgm2 La carga se reduce en una proporción de 1:2 Par de carga: TL = 1600 Nm a nL = nM /2 r/min T’L = 1600 x = 800 Nm a nM r/min Momento de inercia de la carga JL = 80 kgm2 a nL = nM /2 r/min J’L = 80 x ( )2 = 20 kgm2 a nM r/min Momento de inercia total: JM + J’L a nM r/min 2,5 + 20 = 22,5 kgm2

El Momento nominal es:

Ejemplo 1: Accionamiento Ascensor.

TL = 1600 Nm T’L = 800 Nm Constante durante la aceleración Tacc = 0,45 x (TL + Tmax ) – T’L Tacc = 0,45 x (1768 + 2912) – 800 = 1306 Nm

tst = (JM + J’L ) x (K1 / Tacc )


tst = 22,5 x (157/1306) = 2,7 s

Ejemplo 2: Accionamiento Bomba de Pistón

TL = 1600 Nm T’L = 800 Nm Aumento lineal durante la aceleración Tacc = 0,45 x (TS + Tmax ) –1/2 x T’L Tacc = 0,45 x (1768 + 2912) – 1/3 x 800 = 1706 Nm


tst = 22,5 x (157/1706) = 2,1 s

Ejemplo 3: Accionamiento Ventilador

TL = 1600 Nm T’L = 800 Nm Aumento cuadrático durante la aceleración ) Tacc = 0,45 x (TS + Tmax ) – 1/3 x T’L Tacc = 0,45 x (1768 + 2912) – 1/3 x 800 = 1839 Nm


tst = 22,5 x (157/1839) = 1,9 s

Ejemplo 4: Volante de Inercia

TL = 0 Nm Tacc = 0,45 x (TS + Tmax ) –1/2 x T’L Tacc = 0,45 x (1768 + 2912) = 2106 Nm


tst = 22,5 x (157/2106) = 1,7 s


-TIEMPOS DE ARRANQUE GRAFICADOS Y TABULADOS.

Grafica para tiempos de arranque de motores eléctricos en vacio.

El diagrama de la figura da a conocer los tiempos aproximados de arranque en vacío (sin contar el momento de impulsión adicional externo) de motores tetrapolares con rotor de jaula, provistos de refrigeración de superficie (valores medios). Los tiempos de arranque en vacío no deben considerarse para estudiar los procesos de arranque, en lo referente a la condición térmica del motor.

TIEMPO DEL ARRANQUE PARA ALGUNAS MAQUINAS

Segundos

Maquinas arrancadas con árbol libre de 3 a 8

Maquinas labradoras de arranque inmediato

sin masas inertes. de 3 a 10

Maquinas labradoras de arranque inmediato

con masas inertes. de 15 a 60

Fresadoras de 3 a 10

Sierras circulares de 3 a 15

Bombas centrifugas de 300 rpm de 5 a 25

Bombas de embolo de 15 a 30

Compresores de 15 a 30

Sopladoras de turbinas de 15 a 25

Centrifugas de 120 a 300

Trilladoras de 10 a 20

Transportadoras de 10 a 20

Ascensores de 5 a 20


Características de los motores comerciales de induc ción de jaula de ardilla de acuerdo con algunas de las letras de cla sificación NEMA. (otra interpretación) Clase NEMA

Par de arranque (# de veces el nominal)

Corriente de Arranque

Regulación de Velocidad (%)

Nombre de clase Del motor

A B C D F

1.5-1.75 1.4-1.6 2-2.5 2.5-3.0 1.25

5-7 4.5-5 3.5-5 3-8 2-4

2-4 3.5 4-5 5-8 , 8-13 mayor de 5

Normal De propósito general De doble jaula alto par De alto par alta resistencia De doble jaula, bajo par y baja corriente de arranque.

Por ejemplo:

Un motor 100hp, 460V, 60Hz, Letra de Código C, trifásico, TEFC, 1750rpm, FLA=138 Amp. La corriente del rotor bloqueado será: LRA =( hp*Máximo kVA/hp*1000 ) / ( V * √3 ) = (100hp * 4 kVA/hp * 1000) / ( 460V * √3 ) = 502A. Para este caso: 502/138 = 3.6 veces la corriente nominal según la tabla. Letra de Código de acuerdo con la norma NEMA MG1. En el caso de motores construidos bajo normas IEC, el dato se expresa directamente como Ia/In, esto es la relación de la corriente de arranque a la nominal. Por ejemplo, un motor IEC con indicación Ia/In=8, significa que la corriente de rotor bloqueado es 8 veces la nominal.


Algunos tips que no debemos olvidar:

Si el térmico se encontrara en un armario o gabinete cerrado, su In se reduce en un 85%, por tanto si un térmico es de 52 Amper quedaría con un valor de 52 * 0,85 = 44,2 amps. O lo que es lo mismo, el térmico deberá de ser 52 / 0,85 = 60,4 Amps para que pueda proteger un motor con una In de 52 amps. Los térmicos tienen un valor dentro del cual se pueden ajustar, estos dos valores de máximo y mínimo son de un 20% por encima y del 20% por debajo. Ejemplo: Un térmico con In (corriente nominal) de 52 Amper tiene unos valores de máximo y mínimo de 52 Amper x 0,80 = 41,6 Amp y de 52 Amps x 1,20 = 62,4 Amps por tanto el térmico a comprar seria de 41,6 a 62,4 Amps, pero como estos valores no están normalizados, debemos buscar el térmico que tenga un ajuste lo más parecido posible a los valores de mínimo y máximo calculados. Para no emplear térmicos muy grandes en motores grandes se emplean lo transformadores de corriente (TC), para calcular el térmico según el TC se calcula así: Ejemplo: Para un motor cuya In = 100 Amps queremos emplear un térmico mucho más pequeño entonces, pudiéramos utilizar tres transformadores de corriente de 250 / 5 amps, (o solo dos), la relación de transformación (RTC) para este caso es de 250 / 5 = 50 y ahora la In motor / RTC = 100 / 50 = 2 de manera que el térmico a emplear ahora será de solo 2 amps y calculando como hicimos anteriormente los máx. y min, podemos comprar nuestro nuevo térmico ahora mucho más pequeño y como siempre, una de los contactos o la entrada del platino normalmente cerrado (NC) del térmico va a una de las fases energizadas y, el otro tornillito, contacto o salida va a una de las patas de la bobina del contactor principal ya que la otra pata de esa propia bobina o coil de ese contactor principal, va al neutro. De manera que la fase viva que energiza la bobina del magnético principal quede controlada por el contacto del térmico. Lamentablemente en la práctica se encuentra una gran cantidad de casos donde el conjunto contactor + térmico se instala sin fusibles particulares, en estos casos, si ocurriera un cortocircuito, los alambres calefactores del relé actuaran como fusibles fundiéndose inevitablemente, dañando al relé térmico de forma irreversible. Este caso está fuera de la garantía de cualquier fabricante por mala práctica o por instalación inadecuada. La siguiente tabla especifica los fusibles adecuados para la protección de cada modelo de relé térmico. La relación fusible rele-termico no tiene que ver con el tamaño sino con el rango de regulación del relé.


Se pueden utilizar tres TC o dos TC para conectar u n relé térmico para protección de motores .

Existen muchos tipos de transformadores de corriente con relaciones de transformación (RTC) distintas, tales como: 500 / 5 = 100 ; 300 / 5 = 60 etc.


Trasformador de corriente para Transformador de corriente para pasar por dentro el conductor. conectar el conductor de línea.

-Otra forma de protección térmica:

El protector térmico interior (sonda) protege el bobinado contra sobre temperaturas, se coloca junto con las bobinas (una en cada fase) al momento


de bobinar. Se suministran bajo pedido en dos opciones: tipo termopar o tipo RTD´s PT100.

-Sobre la temperatura de los devanados de los motores eléctricos:

Esta se conoce según el grado o clase de aislamiento especificada en la placa del motor por el fabricante. Todo motor cuya temperatura en los devanados o carcasa este por debajo de la temperatura del aislante empleado por el fabricante, será correcta y por supuesto, mientras más baja, mejor y más fresco estará trabajando el motor.

Por tanto, ningún motor debe exceder la temperatura del aislamiento que emplea, en su bobinado.

-Sobre la temperatura de los rodamientos en los motores eléctricos:

Como información básica se considera que un incremento de temperatura máxima (∆T) adecuada en el rodamiento del lado de la flecha debe ser entre 60 ºC y 65 ºC, esto es, cuando se mide la temperatura con un termómetro en ese punto y se tiene una temperatura ambiente de 20 ºC, las lectura esperada oscilarán entre 80 ºC y 85 ºC. No existe una regla general que se aplique a todos los rodamientos, pero en diferentes investigaciones se ha encontrado que los rodamientos pueden alcanzar incrementos de temperatura entre el 65% al 78% del incremento de temperatura de los devanados. Esto es, si un motor clase F con un incremento clase B registra en devanados una ∆T= 80ºC, se esperaría que el rodamiento presente una ∆T entre 52 ºC y 62,4 ºC, dependiendo de factores como la velocidad y la forma de acoplamiento de la carga. Este razonamiento coincide con el criterio indicado anteriormente.


La temperatura ambiente es un factor importante, sobre todo en la selección del sistema de lubricación y el lubricante en sí mismo. Se debe tener un especial cuidado cuando los motores operarán en condiciones extremas de temperatura, como puede ser -40ºC o +80ºC. Los motores de uso general no se proyectan para operar bajo este tipo de condiciones ambientales, sin embargo en algunos casos puede lograrse un buen desempeño siempre y cuando la carga haya sido evaluada con respecto al desempeño del motor.

-Desbalance máximo permisible entre las líneas energizadas para motores.

La variación de voltaje máxima admisible es de ±10%, manteniéndose constante la frecuencia al valor nominal. La variación de frecuencia de ±5% a voltaje nominal. La variación combinada máxima admisible de tensión y frecuencia es de ±10% (suma de valores absolutos). Ahora bien, el desbalance de voltaje entre líneas debe ser inferior al 1% para algunos fabricantes de motores, otros plantean que no debe ser mayor del 2%. Por ejemplo:

Para un motor trifásico con voltaje a 480 volts y 60 Hz.

Fase AB….452 v (452+464+455) / 3 = 457 v Fase AB….452 v – 457 = 5v

Fase BC…464 v Fase BC…464 v – 457 = 7v

Fase CA…455 v Fase CA…455 v – 457 = 2v

% desbalance = (100 x 7) / 457 = 1,53%

-La corriente de vacío “Io” (corriente sin carga en el motor) es de un 30 a un 40% la corriente nominal “In” del motor, es alrededor de 1/3 de esa corriente.

-En vacio el factor de potencia Fp es inferior al 10 %.

-Un criterio muy importante es el par de arranque (o el tiempo de arranque) se deberá limitar la caída de tensión a como máximo el 3%, lo cual equivaldrá a una caída del par del orden del 6 al 8%).

-La caída de voltaje (∆U) máxima permisible al final de las líneas que alimentan motores no debe exceder del 5%.

-Los motores que se pueden utilizar para los arranque Y-∆ deben tener conexión Dahlander que consiste en un bobinado en triángulo con seis salidas : las tres de la conexión triángulo y una más por cada bobina que parte del centro de la misma o también tener doce terminales de salida.


-Aislamiento en los motores: Resistencia de los devanados del motor: Una lectura de 20 a 30 Mohms indica que el circuito y el motor están en buenas condiciones. Aunque ya con valores de 2 Mohms en adelante es suficiente indicador para saber que el motor está bien. Si diera infinito por supuesto seria genial. Existen varios modelos de Megger para medir el aislamiento de los motores eléctricos. Los de 200, los de 500 los de 1000 voltios. Es decir generan ese voltaje para aplicarlo entre una fase y tierra o carcasa., también se debe medir entre las fases. para baja tensión se utiliza el de 500 V, se conecta entre fase y masa y debe dar un valor mínimo de 1000 ohm por volt..., es decir para un motor de 440 voltios debe tener un mínimo de 440.000 ohms de aislamiento. Si presenta un poco menos, puedes probar a desarmar, limpiar y hornear tu bobinado, luego lo rebarnizas, lo vuelves a hornear y mides nuevamente... lógicamente si te da próximo a cero, es muy probable que el bobinado tenga una fuga a masa y por lo tanto es un peligro para el ser humano, pues su fuga es importante. La resistencia de aislamiento se obtiene: IR = V / I, donde V es el voltaje de prueba del instrumento. -I es la corriente que circula por medio del aislamiento. –La corriente I se puede separar en varios componentes: ITotal = Ifuga + ICapacitancia + IAbsorción. La Corriente de Fuga es constante en el tiempo. Esta corriente pasa a través del material aislante. La presencia de humedad, aceite o suciedad aumenta su intensidad. La corriente de Carga Capacitiva es debido a la geometría propia del bobinado, usualmente no afecta la medición de aislamiento por que desaparece en los primeros 60 segundos. Por tal razón debe hacerse la medición a intervalos de dos minutos por tres veces. NUNCA debe hacerse la medición por una sola vez. La corriente de Absorción o corriente de polarización es afectada por dos fenómenos. La polarización de las moléculas de los materiales de impregnación (Barniz), que tienden a reorientarse en presencia del campo eléctrico. Debido a las fuerzas moleculares este proceso demora varios minutos. El movimiento de electrones a través de los materiales de aislamiento, los que usualmente son detenidos en las capas exteriores. Los materiales modernos de aislamiento tienen corrientes de absorción bajas. La temperatura afecta directamente el valor obtenido de resistencia del aislamiento. La resistencia de aislamiento cambia inversamente con la temperatura. La resistencia baja cuando su temperatura aumenta. En los aislantes, un incremento en la temperatura aumenta la energía térmica y se liberan cargas adicionales que conducen, con esto se reduce la resistencia.


Todos los componentes de la corriente I se ven afectados, menos la corriente I de Carga Capacitiva. Fórmula de corrección para una temperatura distinta de la temperatura ambiente: La corrección puede ser hecha usando la ecuación: Rc=Kt * Rt Donde: Rc=Resistencia de aislamiento corregida a 40°C. Rt=Resistencia de aislamiento =Resistencia de aislamiento medida a una temperatura T. Kt=factor de corrección. Kt=(0.5)(40-T)/10 Ejemplo: 100 MΩ a 30°C, corregirlo a 40°C. Rc=100 MΩ * (0.5) * (0.5) (40-30)/10 Rc=100 * (0.5) =100 * (0.5) 10/10 = 100*0.5 = 50 MΩ a 40°C Cuando me da bajo con el megger pruebo con un multimetro (éste aplica la tensión de su batería que es mucho más baja ) si con el tester (multimetro) da bien lo horneo y barnizo, normalmente se recupera el aislamiento. Para ello debemos calentar el motor en un horno a 90 C durante 12 a 16 horas y luego subir la temperatura del horno a 105 C durante un tiempo de 6 a 8 horas. Para transformadores de media tensión se utiliza el megger de 1000 voltios, en realidad existen aparatos de 5000 voltios para estos casos, pero con el de 1000 voltios no da malos resultados.. Un aparato de 5000 voltios te sirve para probar descargadores y aislantes de porcelana. En definitiva el megger es muy útil en el mantenimiento preventivo y en localización de fallas eléctricas. Cuidado, si mides aislamiento en un día de mucha humedad, la lectura es menor que si mides en días secos. La medición se toma en 60 segundos por tres veces a intervalos de uno o dos minutos, luego de alcanzar el valor del voltaje de prueba. Puede realizarse en el panel de arrancadores. Si el valor obtenido no es satisfactorio se debe hacer directamente en la caja del motor. NEMA clasificó el sistema de aislamiento de las máquinas eléctricas por su habilidad de proveer adecuada resistencia a la temperatura. Se establece: Temperatura total del sistema = Temperatura ambiente. + levantamiento de temperatura del motor. Si la temperatura ambiente es mayor a 40°C, se debe solicitar un motor especial al fabricante. 10°C adicionales se permiten si el motor incluye detectores (sensores) de temperaturas dentro de su bobinado. RECORDEMOS QUE: Estimación de la temperatura del bobinado: Th=[ (Rh/Rc) x (K+Tc) ] – K Donde:


Th es la temperatura luego de alcanzar el equilibrio térmico. Tc es la temperatura antes de operar. Rh resistencia óhmica luego de alcanzar el equilibrio térmico. Rc resistencia óhmica antes de operar. K es una constante, para el cobre de 234.5



“El camino más largo siempre comienza por el primer paso.”

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Arranque a voltaje reducido estrella-delta