UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MANABÍ

FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS, FÍSICAS Y QUÍMICA

CARRERA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA

PROYECTO DE MAQUINAS ELECTRICAS III

TEMA:

“ARRANQUE DE MOTORES ASINCRÓNICOS TRIFASICOS POR EL MÉTODO DE BOBINADOS COMPARTIDOS Y POR EL MÉTODO DE

RESISTENCIAS ROTORICAS”

AUTORES:

LEMA CEVALLOS PABLO JONNATHAN

RIZZO PONCE JONATHAN ALFONSO

CURSO:

10° “A” ELECTRICA

DOCENTE:

ING. JIMMY VELEZ

NOVIEMBRE 2013

INTRODUCCION

Se calcula que aproximadamente dos tercios de la potencia alterna mundial generada es

utilizada para accionar motores eléctricos. Considerando únicamente el sector industrial,

alrededor del 75% es consumida por motores, de los cuales en un 90% son asincrónicos

trifásicos. Estos tienen un gran interés en el mundo industrial por su simplicidad,

robustez, bajo coste y escaso mantenimiento en comparación con los motores de

corriente continua. Entre estos los motores asincrónicos trifásicos de jaula son los más

utilizados.

Contrariamente a las máquinas síncronas empleadas normalmente como generadores,

las máquinas asíncronas han encontrado su principal aplicación como motores, debido a

la sencillez de su construcción. El motor asíncrono trifásico es hoy el motor usual de

accionamiento en todas las redes de distribución.

Durante el arranque de un motor, la corriente solicitada es considerable y puede

provocar una caída de tensión que afecte al funcionamiento de los receptores del

entorno, sobre todo si no se ha tenido en cuenta a la hora de calcular la sección de la

línea de alimentación.

A fin de poner remedio a estos inconvenientes, los Reglamentos limitan el uso de

motores de arranque directo que superen cierta potencia. Los motores de jaula de ardilla

son los únicos que pueden acoplarse directamente a la red por medio de un equipo

simple.

Denominamos arranque al proceso de puesta en marcha de una máquina eléctrica. En el

caso de los motores asíncronos, para que esta operación pueda llevarse a cabo, es

preciso, que el par de arranque sea superior al par resistente de la carga, de esa forma se

obtiene un momento de aceleración que obliga a girar al motor a una velocidad cada vez

más elevada, alcanzando el régimen permanente cuando se igualan los pares motor y

resistente.

Para reducir las corrientes en el momento de la puesta en marcha de un motor, se

emplean métodos especiales de arranque, según que la máquina tenga su rotor en forma

de jaula de ardilla o con anillos. Los principales métodos de arranque son los siguientes:

Arranque directo

Arranque estrella triángulo

Arranque estatórico por resistencias

Arranque mediante resistencias en el rotor

Arranque por autotransformador

Arranque mediante bobinado dividido

Arranque electrónico

OBJETIVOS

GENERAL.

Comprender el comportamiento de un motor en el momento de su arranque

utilizando los métodos de resistencias rotóricas y de bobinados divididos,

realizando una investigación teórica práctica.

ESPECIFICOS.

Investigar las condiciones en que se debe aplicar el método de resistencias

retoricas y cuando el método de bobinados divididos para arrancar un motor

asincrónico.

Analizar las curvas características de los dos métodos de arranque.

Realizar una práctica mediante la cual demostremos valores reales del momento

de arranque de un motor trifásico asíncrono aplicando el método de resistencias

rotoricas.

Determinar los tiempos de arranque y el rango de potencia aplicable para estos

métodos.

JUSTIFICACIÓN

La siguiente investigación se va a de realizar con el afán de conseguir conocimientos

necesarios para desenvolvernos en la vida profesional a través de la interacción entre

alumnos y catedrático en el área de las maquinas eléctricas, centrándonos

exclusivamente en el arranque de los motores trifásicos asíncronos que representan un

gran porcentaje de la potencia generada en el medio

MARCO TEÓRICO

Arranque de motor por método de resistencias en el rotor

Un motor de anillos no puede arrancar en directo (devanados rotóricos cortocircuitados)

sin provocar puntas de corriente inadmisibles. Es necesario insertar en el circuito

rotórico resistencias que se cortocircuiten progresivamente, al tiempo que se alimenta el

estator a toda la tensión de red.

Al introducir una resistencia en el devanado del rotor, se aumenta la impedancia de la

máquina, con lo que la intensidad requerida para el arranque disminuye (comparado con

el arranque directo). Además de ello, a bajas velocidades el par motor aumenta, y a

medida que se aumenta la velocidad el par va disminuyendo debido a que se reduce la

intensidad consumida. Para un par dado, la velocidad es menor cuanto mayor sea la

resistencia.

Es por ello que este tipo de arranque se impone en los casos en los que el pico de

corriente debe ser débil y se deba arrancar a plena carga. Este arranque es usado para

motores de inducción de rotor devanado, particularmente es utilizado en condiciones

difíciles de arranque, con notable par resistente y con aceleración progresiva.

Una de las ventajas de este arranque es que la corriente de arranque es más baja en

relación a los otros arranques. Además de que existe la posibilidad de estabilizar el par

de arranque al valor deseado, si los puntos de aceleración resultan oportunos.

Los inconvenientes de este tipo de arranque son, por una parte, la duración del arranque,

que suele ser más lento que otros tipos de arranques; y por otra, que se producen

pérdidas por efecto Joule al disiparse calor en las resistencias. Para evitar este último

problema, se pueden colocar resistencias líquidas (normalmente agua con sales), de

forma que el calor se disipa calentando ese líquido. Además, otro inconveniente a tener

en cuenta en el arranque por resistencias rotóricas es el elevado costo de los elementos

de arranque. Además que necesita un motor particular y demasiado costoso en relación

al tipo jaula de ardilla.

Se trata de conectar a las bobinas del rotor unas resistencias en serie y cortocircuitadas a su salida.

En el primer tiempo se conectan todas las resistencias, en el segundo se elimina la mitad

de las resistencias y en el tercero se cortocircuitan las bobinas del rotor funcionando el

motor a su plena tensión como si fuera una jaula de ardilla.

También se utiliza en aquellos casos en que se desea regular la velocidad del eje. Su

característica principal es que en el rotor se aloja un conjunto de bobinas que además se

pueden conectar al exterior a través de anillos rasantes. Colocando resistencias variables

en serie a los bobinados del rotor se consigue suavizar las corrientes de arranque. De la

misma manera gracias un conjunto de resistencias conectadas a los bobinados del rotor,

se consigue regular la velocidad del eje. Un detalle interesante es que la velocidad del

eje no podrá ser superior que la velocidad correspondiente si el motor fuera síncrono.

El cálculo de la resistencia insertada en cada fase permite determinar con rigor la curva

de par-velocidad resultante; para un par dado, la velocidad es menor cuanto mayor sea

la resistencia. Como resultado, la resistencia debe insertarse por completo en el

momento del arranque y la plena velocidad se alcanza cuando la resistencia está

completamente cortocircuitada.

La corriente absorbida es prácticamente proporcional al par que se suministra. Como

máximo, es ligeramente superior a este valor teórico. El motor de anillos con arranque

rotórico se impone, por tanto, en todos los casos en los que las puntas de corriente deben

ser débiles y cuando las máquinas deben arrancar a plena carga.

Por lo demás, este tipo de arranque es sumamente flexible, ya que resulta fácil adaptar

el número y el aspecto de las curvas que representan los tiempos sucesivos a los

requisitos mecánicos o eléctricos (par resistente, valor de aceleración, punta máxima de

corriente, etc.).

Potencias en que se puede utilizar el método de arranque con resistencias rotoricas.

Se utiliza en aquellos en los que la transmisión de potencia es demasiado elevada a partir de 200kw (268 y 20.000 HP) y es necesario reducir las corrientes de arranque.

Inicialmente introducir una resistencia adicional que haga que el par de arranque sea el

máximo. Posteriormente, ir reduciendo la resistencia adicional hasta cero.

En la figura 1 se muestra en forma general el esquema de conexión desde la fuente de

alimentación hacia la maquina y consecuentemente del reóstato hacia los anillos

colectores.

En la figura 2 encontramos el conexionado de las resistencias para el arranque de un

motor asíncrono trifásico con rotor de anillos rosantes en tres etapas.

En la figura 3 se muestran las diferentes implementaciones para armar el circuito de

fuerza o potencia (relé térmico, contactores, fusible principal, resistencias de arranque y

motor).

Conexionado de la fuente de alimentacion con el reostato anillos rosantes y el rotor

Conexionado de las resistencias para el arranque de un motor asincrónico trifásico con rotor de anillos

rozantes en tres etapas

FIGURA 2

FIGURA 1

Circuito de fuerza.

FIGURA 3

Curvas características corriente velocidad/par velocidad del método de arranque por resistencias rotoricas.

Figura 4.

EFECTOS DE LA RESISTENCIA VARIABLE.

Figura 5.

RS nominal (condiciones normales)

Cuando la RS es nominal la curva característica nos muestra un par de arranque a 50%, y la

corriente con respecto a la curva característica corriente velocidad (fig4) es máxima.

Figura 6

2,5 RS

Cuando aumentamos RS a un valor de 25% en la curva característica par velocidad aumenta a un

75% el par, mientras que en la curva característica corriente velocidad podemos observar que la

corriente comienza a disminuir mientras el par aumenta.

Figura 7.

5 RS (C.arranque máxima= 250 N.m)

Cuando aumentamos RS a un valor de 50% en la curva característica par velocidad aumenta a un

100% el par, mientras que en la curva característica corriente velocidad podemos observar que

la corriente comienza a disminuir en este caso el valor se reduce a 70A.

Figura 8.

25 RS

Cuando aumentamos RS a un valor de 100% en la curva característica par velocidad podemos

observar que el par regresa a sus condiciones nominales, mientras que en la curva característica

corriente velocidad podemos ver que la corriente llega a su valor mínimo.

CONCLUSION:

Como podemos observar el parámetro principal a tener en cuenta es RS(resistencia) ya que al ser

máxima hace que el par regrese a sus condiciones nominales y la corriente sea mínima.

COMPARACION DE CURVAS PAR VELOCIDAD Y CORRIENTE VELOCIDAD CON RESPECTO A OTROS METODOS DE ARRANQUE.

Resistencias rotoricas-directo

RESISTENCIAS ROTORICAS. DIRECTO.

Comparando las curvas par velocidad entre resistencias rotoricas y método directo en el método

de resistencias rotoricas existe la posibilidad de estabilizar el par de arranque a un valor deseado

debido a que podemos agregar o disminuir el valor de la resistencia, en cambio en el método

directo no es controlable el par de arranque porque es un valor fijo.

El método de resistencias rotoricas es mejor debido a que se puede controlar la corriente de

arranque lo cual no se puede hacer en el método directo.

Resistencias rotoricas – estrella triangulo

RESISTENCIAS ROTORICAS ESTRELLATRIANGULO.

Comparando las curvas corriente velocidad entre resistencias rotoricas y método estrella

triangulo, al hacer el análisis podemos describir que en el método de resistencia rotoricas

necesitamos de tres tiempos para poder controlar la corriente de arranque, y así obtener

seguridad en el arranqué de la maquina protegiéndola de corrientes peligrosas que podrían llevar

a la destrucción de la máquina, en cambio en el método estrella triangulo cuando entra en

estrella, la corriente absorbida es 33% , y en el momento en que se hace la transición de estrella

a triangulo queda desconectado completamente el motor y al instante que pasa al delta la

corriente sube al 50%, luego la corriente comienza a decrecer hasta llegar a un valor del 13% y la

velocidad a su valor máximo del 100%.

Comparando las curvas par velocidad entre resistencias rotoricas y método estrella triangulo en

el método de resistencias rotoricas existe la posibilidad de estabilizar el par de arranque a un

valor deseado debido a que podemos agregar o disminuir el valor de la resistencia, en la curva

par velocidad del arranque en resistencias rotoricas en el primer tiempo cuando tenemos toda la

resistencia nuestro par va a ser un 59% luego el par disminuye a un 20%, en el segundo tiempo al

disminuir la resistencia tenemos un segundo par, que del 20% sube al 56% siendo menor que el

primer par resistente con resistencia completa, luego en el tercer tiempo al momento de hacer la

transición disminuye al 20% y teniendo un par sin resistencia el par del rotor aumenta un 65%.

En cambio en el método estrella triangulo en la curva par velocidad de arranque, en el momento

que ingresa en estrella tenemos un par del 20% podemos ver que el par disminuye hasta un valor

mínimo de 15% con una velocidad del 20% luego mientras va aumentando la velocidad el par

comienza a ascender hacia un valor máximo de 35% luego cuando se realiza la transición a delta

el par aumenta a un 79% siendo mayor comparado con el método directo y teniendo una

velocidad del 100%.

Como conclusión podemos decir que en el método de resistencias rotoricas al momento que

aumenta la velocidad el par disminuye a un valor fijo del 20% y en segundo tiempo tenemos un

par menor que el primero pero una mayor velocidad, en el tercer tiempo tenemos un par mayor a

los anteriores y respectivamente su velocidad máxima que se pueda aprovechar con respecto a

las anteriores; mientras que en el método estrella triangulo, en estrella tenemos un par de 35% si

se sigue aumentando la velocidad el par comienza a decrecer debido a esto es necesario que

ingrese el triangulo, teniendo así un par mayor con su velocidad máxima

Resistencias rotoricas- resistencias estatoricas

RESISTENCIAS ROTORICAS RESISTENCIAS ESTATORICAS.

Comparando las curvas corriente velocidad entre resistencias rotoricas y el método de

resistencias estatoricas, en la curva corriente velocidad del método de resistencias rotoricas

podemos apreciar que la corriente cuando tenemos toda la resistencia es de 23%, y luego la

velocidad aumenta hasta un 80% pero la corriente disminuye a 13%, luego de que disminuimos

resistencia en el segundo tiempo la corriente sube al valor de 23%(igual al primer tiempo) y la

velocidad aumenta a un 98% en el tercer tiempo sin resistencia tenemos una corriente de 26%

con respecto a los anteriores y una velocidad máxima del 100%, en cambio en el método de

resistencias estatoricas tenemos una corriente del 70% en el momento que tenemos toda la

resistencia en el estator, la corriente comienza a decrecer a medida que aumenta la velocidad

decayendo a un valor del 25% con una velocidad del 85% mientras que a esta velocidad se quita

la resistencia teniendo una corriente sin resistencia de 47% y una velocidad de 99%.

Comparando las curvas par velocidad entre resistencias rotoricas y método resistencias

estatoricas en el método de resistencias rotoricas existe la posibilidad de estabilizar el par de

arranque a un valor deseado debido a que podemos agregar o disminuir el valor de la resistencia,

en la curva par velocidad del arranque en resistencias rotoricas en el primer tiempo cuando

tenemos toda la resistencia nuestro par va a ser un 59% luego el par disminuye a un 20%, en el

segundo tiempo al disminuir la resistencia tenemos un segundo par, que de 20% sube al 56%

siendo menor que el primer par resistente con resistencia completa, luego en el tercer tiempo al

momento de hacer la transición disminuye al 20% y teniendo un par sin resistencia el par del

rotor aumenta un 65%. En cambio en el método con resistencias estatoricas, en el primer

tiempo con resistencia completa se tiene un par del 30% luego al tener una velocidad del 20% el

par se reduce a un 25% después aumentando la velocidad el par comienza a crecer hasta un valor

del 43% siendo su valor de saturación en el primer tiempo, ya que por mas que se aumente la

velocidad el par no va a aumentar ya que el par comienza a decrecer a un 35% con una velocidad

del 90%, al ingresar el segundo tiempo sin resistencia nuestro par aumenta considerablemente a

un valor de 68% y una velocidad máxima de 100% siendo mayor que el del arranque directo que

es de un valor del 60% .

Podemos concluir que en el método de resistencias rotoricas la corriente en cada uno de los

tiempos no presenta cambios bruscos en cambio la velocidad crece hasta su valor máximo, en

cambio en el método de resistencias estatoricas la corriente varía significativamente para obtener

una velocidad del 98%

Resistencias rotoricas – autotransformador

RESISTENCIAS ROTORICAS CON AUTOTRANSFORMADOR

Comparando las curvas corriente velocidad entre resistencias rotoricas y el método de arranque

con autotransformador, en la curva corriente velocidad del método de resistencias rotoricas

podemos apreciar que la corriente cuando tenemos toda la resistencia es de 23%, y luego la

velocidad aumenta hasta un 80% pero la corriente disminuye a 13%, luego de que disminuimos

resistencia en el segundo tiempo la corriente sube al valor de 23%(igual al primer tiempo) y la

velocidad aumenta a un 98% en el tercer tiempo sin resistencia tenemos una corriente de 26%

con respecto a los anteriores y una velocidad máxima del 100%, en cambio en el método de

autotransformador en el primer tiempo cuando variamos la tensión por medio del

autotransformador tenemos una corriente de arranque del 42%, y a medida que va aumentando la

velocidad podemos ver que la corriente comienza a decrecer hasta llegar a un valor del 35% con

una velocidad del 50%, luego cuando se realiza la segunda variación de tensión la corriente

aumenta a un 58% y luego decrece hasta un valor del 33% con una velocidad de 80%, y por

ultimo al desconectar el autotransformador y alimentar la maquina a nuestra tensión nominal la

corriente aumenta del 33% al 46% la velocidad continua creciendo hasta llegar a su valor

máximo del 100% mientras que la corriente comienza a decrecer hasta llegar a un valor del 8%.

Comparando las curvas par velocidad entre resistencias rotoricas y método del

autotransformador en el método de resistencias rotoricas existe la posibilidad de estabilizar el par

de arranque a un valor deseado debido a que podemos agregar o disminuir el valor de la

resistencia, en la curva par velocidad del arranque en resistencias rotoricas en el primer tiempo

cuando tenemos toda la resistencia nuestro par va a ser un 59% luego el par disminuye a un 20%,

en el segundo tiempo al disminuir la resistencia tenemos un segundo par, que del 20% sube al

56% siendo menor que el primer par resistente con resistencia completa, luego en el tercer

tiempo al momento de hacer la transición disminuye al 20% y teniendo un par sin resistencia el

par del rotor aumenta un 65%. En cambio en el método con autotransformador, el par de la

primera variación de tensión es de un 30% luego comienza a decrecer a medida que la velocidad

aumenta hasta llegar a su valor mínimo del 21% cuando la velocidad es de 25%, en ese instante

el par comienza a crecer llegando a un valor de 24% con la velocidad del 50%, al momento que

ingresa la segunda variación de tensión el par aumenta al 40% y la velocidad sigue aumentando a

medida que aumenta la velocidad el par comienza a crecer hasta un valor máximo del 43% y la

velocidad hasta un 70%, una ves que el par a llegado a su valor máximo del 43% comienza a

decrecer hasta un 40% y una velocidad del 85%, en el momento de desconectar el

autotransformador el par aumenta del 40% al 75%, luego decae bruscamente hasta el 15% y la

velocidad es máxima.

Podemos concluir que en el método de resistencias rotoricas la corriente no varia mucho al variar

las resistencias y comparándolo con el método del autotransformador, al momento de hacer las

variaciones de tensión la corriente tiene considerables variaciones, y teniendo en cuenta que en

método de autotransformador al momento de que se desconecta el autotransformador y se deja a

voltaje nominal la corriente no aumenta significativamente pero decrece en un periodo muy

corto, hasta llegar a su valor mínimo y velocidad máxima.

En el método de resistencias rotoricas el par no varía considerablemente al momento de quitar

resistencias, pero en el método del autotransformador el par si tiene variaciones considerables.

CUADRO COMPARATIVO ENTRE SISTEMAS DE ARRANQUES EN MOTORES ASINCRONOS TRIFASICOS.

Figura 9

En el cuadro comparativo de los arranque se muestra, los valores en porcentajes de intensidad de

arranque de los motores asíncronos trifásicos, en el cual podemos ver que el porcentaje de

corriente de arranque mas bajo es en el método estrella triangulo, esto no quiere que sea el

método mas efectivo para arrancar un motor, ya que esto va a depender de la aplicación en que

se vaya a utilizar necesitando un mayor o menor par de arranque, en términos nominales la

intensidad de arranque va a ser 1.65, siendo una corriente pequeña con respecto a la del arranque

directo, el par obtenido será el mas bajo con respecto a los demás teniendo un valor del 33% en

comparación con el arranque directo en este método utilizan dos escalones de arranque pasando

de estrella a triangulo y seis hilos al motor además cabe mencionar que este es el único método

en el que se corta momentáneamente la corriente de arranque.

En el método de resistencias estatoricas el porcentaje de corriente de arranque esta comprendida

entre 58-70% en términos nominales la corriente esta comprendida en el rango de 3-3.5, el par

obtenido esta entre un 33-49% y los escalones de arranque pueden variar entre 2 a 3, con tres

hilos hacia el motor.

En el método de resistencias rotoricas el porcentaje de corriente de arranque es de 65% en

términos nominales la corriente es de 3.25%, el par que se obtiene es de un 48% respecto al

arranque directo, con dos escalones de arranque y seis hilos hacia el motor.

En el método con autotransformador el porcentaje de corriente de arranque puede comprender

entre 30-42 o 64%, en términos nominales la corriente varía entre 1.5-2-1 o 3.2, el par que

podemos obtener se encuentra entre 30-42 o 64%, y los escalones de arranque van a variar de 2 a

4 dependiendo de la potencia del motor con 3 hilos en el motor.

Arranque de motor asincrónico por método de bobinado dividido

Frecuentemente se proyectan SCIM polifásicos con devanados divididos, o sea, dos devanados

de fase idénticos, cada uno de los cuales producirá el mismo número de polos y el mismo campo

magnético giratorio. La ventaja de estos devanados es que pueden conectarse en serie para redes

de mayor tensión o en paralelo para redes de menor tensión y un motor como este, desde el punto

de vista del fabricante, tiene más mercado. La figura 8 muestra un motor de inducción de jaula

de ardilla con devanado dividido de 220/440v que se ha de utilizar en una red de 220v. En el

arranque, solo se utiliza una parte en estrella. En la figura pueden verse dos interruptores que

simulan el tipo de arrancador empleado en los motores de inducción con devanado dividido. La

ventaja del arranque con devanado dividido estriba en que la resistencia y reactancia estatóricas

son el doble de la que tendría si los dos devanados estuvieran en paralelo durante el arranque. La

corriente de arranque resultante es alrededor del 65% de la corriente de arranque normal (con los

devanados en paralelo) y el par de arranque es alrededor del 45% del par de arranque normal. Así

pues, el motor es arrancado con la mitad de su devanado conectado en estrella y, cuando el motor

alcanza la velocidad de régimen, el segundo devanado se conecta en paralelo. A causa de un

pronunciado descenso en la curva par-deslizamiento durante el arranque, ordinariamente el

fabricante recomienda que el arranque con devanado dividido debe realizarse cuando el motor

arranca con cargas ligeras o en vacío, como en el caso de ventiladores, sopladores o taladradora

Motor de inducción de jaula de ardilla con devanado dividido “part-winding”

Este sistema poco utilizado en Europa, es muy común en el mercado norteamericano (tensión

230/460 v, relación igual a 2). Este tipo de motor está dotado de un devanado estatórico

desdoblado en dos devanados paralelos con seis o doce bornes de salida (fig. 9). Equivale a dos

“medios motores” de igual valor de potencia.

Configuración Motor de devanados divididos

Durante el arranque, un solo “medio motor” se acopla en directo a plena tensión a la red, lo que

divide aproximadamente por dos tanto la corriente de arranque como el par. No obstante, el par

es superior al del arranque estrella-triángulo de un motor de jaula de ardilla de igual potencia.

Al finalizar el arranque, el segundo devanado se acopla a la red. En ese momento, la punta de

corriente es débil y de corta duración, ya que el motor no se ha separado de la red de

alimentación y su deslizamiento ha pasado a ser débil. En este tipo de conexión existe

calentamiento en el devanado al momento del arranque.

La figura 10 nos muestra las curvas corriente/velocidad y par/velocidad del arranque del motor

Cuando el sistema de alimentación tiene recuperación automática de voltaje y corriente de

arranque normal provocaría una caída de tensión inaceptable. No debe quedarse en la conexión

inicial de más de 2 a 3 segundos. 

Curvas del motor en el arranque de bobinados dividido

Formas de dividir los bobinados en este tipo de motores

Generalmente se divide el devanado en dos partes iguales (1/2 – 1/2), pero existen otras maneras

de dividirlo, por ejemplo 2/3 – 1/3 y 3/5 – 2/5. La figura 11 muestra la conexión Part-Winding

2/3 -1/3.

Conexión Part-Winding 2/3 -

1/3

Arranque Part Winding (Y/Y): Cuentan con dos devanados independientes (2/3:1/3),

cada uno de los cuales se encuentra conectado internamente en estrella. Cuando el

motor opere a plena carga ambos devanados se deberán conectar en paralelo. Para

realizar el correspondiente arranque PW los dos devanados se conectarán a la

alimentación eléctrica secuencialmente mediante contactores. El devanado que debe

conectarse primero siempre se corresponderá con el devanado 2/3 (bornes 1-2-3).

Durante el funcionamiento del motor las intensidades parciales que circularán por cada

uno de los devanados del motor no se corresponderán de forma exacta con la división

geométrica de su potencia. Esto significa que la corriente a través de los dos devanados

podría disminuir desde el 66 al 62% y aumentar desde el 34 al 38% dependiendo de la

carga del motor. Con el objeto de no sobrecargar innecesariamente el motor, siempre

deberá evitarse que sólo uno de los devanados permanezca bajo tensión (excepto

durante el arranque y solo admisible para el devanado 2/3). Por esta razón es

recomendable proteger el motor instalando un grupo de fusibles en la línea común que

alimenta a ambos devanados.

A fin de no poner en peligro el motor, la conexión del primer y el segundo devanado a

las fases L1, L2 y L3 debe ser idéntica. Los terminales del primer y segundo devanado

deben de conectarse en la misma secuencia de fases.

La figura 12 muestra el esquema de conexiones de un motor con bobinado tipo Part-

Winding.

Borneras Arranque Part-Winding Y - Y

Arranque Part Winding (∆/∆): Con el devanado del motor subdividido de tal modo

que 3/5 partes de toda la corriente fluyan a través de los terminales 1-2-3 y 2/5 partes a

través de los terminales 7-8-9.

a) Arranque a través de los terminales 1-2-3 (Fig.13): La alimentación de este tipo de

motor eléctrico a través de los terminales 1-2-3 (sin puentes), y por tanto la realización

efectiva de un arranque Part Winding, supone que la intensidad de arranque alcance tan

solo un valor de un 68% con respecto al valor total de la intensidad que se obtendría en

un arranque directo. Este valor de la intensidad de arranque es igualmente un 9%

inferior que el que se presentaría en los motores Part Winding 2/3:1/3. Tras la conexión

del primer devanado, se deberá alimentar el segundo devanado a través de los

terminales 7-8-9.

. Arranque a través de los terminales 1-2-3

b) Arranque a través de los terminales 7- 8- 9 (Fig.14): Si el arranque se realizase

alimentando en primer lugar el segundo devanado (terminales 7-8-9 sin puentes) en

lugar del primero, la corriente de arranque en este caso podría reducirse hasta un 54%.

A fin de no poner en peligro el motor, la conexión del primer y el segundo devanado a

las fases L1, L2 y L3 debe ser idéntica. Los terminales del primer y segundo devanado

deben de conectarse en la misma secuencia de fases.

Arranque a través de los terminales 7-8-9

¿CUAL ES EL MEJOR MÉTODO PARA ARRANCAR MOTORES ASÍNCRONOS TRIFÁSICOS?

El mejor método para arrancar un motor asíncrono trifásico va a depender del tipo de

motor y de las condiciones o características de la carga que moverá el motor.

Primero tratemos el asunto del tipo de motor, los asíncronos trifásicos se dividen en dos

grandes grupos: los motores de rotor bobinado y los motores cuyo rotor es una jaula de

ardilla. Los motores asíncronos de rotor bobinado, son los únicos que pueden usar el

método de RESISTENCIAS EN EL ROTOR. Por lo tanto para los de jaula de ardilla

no aplica este método de arranque.

Con respecto de las características de la carga, estas se clasifican según el tipo de torque

o PAR DE ARRANQUE requerido. Esta condición es determinante para elegir el tipo

de arrancador.

Sin otras variables conocidas se puede responder esta pregunta de forma general de la

siguiente forma:

El ARRANQUE DIRECTO sólo conviene ser usado en motores de pequeña

potencia (inferior a 5 kW).

-EL ARRANQUE ESTRELLA DELTA.-Es el más fácil en su

comercialización por su amplia oferta y disponibilidad en el mercado; es de

mayor utilización a nivel industrial y comercial, es de bajo costo, de fácil

mantenimiento.

Respecto de la Corriente de Arranque la reducción se hace en un solo paso.

Este método tiene él tiene el inconveniente de que el par de arranque que se

obtiene a veces no es suficiente para hacer arrancar cargas o máquinas con alto

valor de su momento de inercia.

MÉTODO CON RESISTENCIA EN EL ROTOR.-Aplicable solo a los de

rotor bobinado, es un método caro y poco práctico en la actualidad, porque se

constituye en un desperdicio de energía eléctrica, la cual pagas en tu factura de

cada mes. Reduces voltaje y corriente de arranque, pero consumes una cantidad

de energía que disipas en las resistencias sin mayor beneficio.

Si se utiliza una resistencia variable, esto requiere de control manual o

automático, para limitar el valor de la corriente de arranque. Lo cual requiere de

otros elementos de maniobra, para mando manual y si es automático, necesita

otros dispositivos de control, con el respectivo aumento de los costos.

MÉTODO CON RESISTENCIA EN EL ESTATOR.-Igualmente, se

constituye en un desperdicio de energía eléctrica, la cual pagas en tu factura de

cada mes. Reduces voltaje y corriente de arranque, de forma continua o en

pasos, según el modelo de la resistencia utilizada. 

Si se utiliza una resistencia variable de forma continua, esto requiere de control

manual o automático, para limitar el valor de la corriente de arranque.

No ofrece mayores ventajas este método.

MÉTODO CON AUTOTRANSFORMADOR.-Como requiere de un

autotransformador especial, diseñado exclusivamente para esta aplicación,

debido a la magnitud controlada de la corriente de inrush, es un equipo de mayor

costo y no es de vitrina para su compra, la cual puede demorar semanas

dependiendo de la oferta en tu localidad.

Al efectuar el control de las Corrientes de Arranque, necesita de otros elementos

para ajustar los niveles de voltaje deseados, mediante la conexión a varios taps o

pasos, en las bobinas del autotransformador, estos cambios de voltaje se pueden

hacer de forma manual o automática, dependiendo de dinero a invertir.

Desventajas que presenta este método de arranque: desgaste prematuro en los

acoplamientos (correas, cadenas, engranajes o embragues de acoplamiento) o en

casos extremos roturas por fatiga del eje o rodamientos del motor, producidos

por los grandes esfuerzos realizados en el momento del arranque.

CONCLUSIONES

El arranque por conexión directa a la red no debe evitarse si las líneas son de

capacidad suficiente para proporcionar la tensión y corriente nominales

requeridas por el rotor de inducción.

El método de arranque con resistencias rotoricas solo se puede utilizar con un

rotor bobinado.

En el método de resistencias rotoricas, corriente de arranque es más baja en

relación a los otros arranques.

El arranque por resistencias rotoricas, se utiliza en aquellos en los que la transmisión de potencia es demasiado elevada a partir de 200kw (268 y 20.000 HP) y es necesario reducir las corrientes de arranque.

Es un método caro puesto que los motores de rotor devanado son más caros que

los de jaula de ardilla.

En el arranque con devanado dividido la corriente de arranque resultante es alrededor del 65% de la corriente de arranque normal.

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.

RECOMENDACIONES

Tanto el arranque estrella – triángulo como el de devanado dividido deben

realizarse cuando el motor arranca con cargas ligeras o en vacío.

Tomar siempre precauciones al momento de realizar las conexiones.

ANEXOS

Práctica demostrativa

Tema: arranque de un motor usando el método de resistencias rotóricas

Objetivos: Conocer el funcionamiento del método de arranque por resistencias rotoricas Realizar la conexión del circuito de fuerza de un motor trifásico asincrónico,

para ser arrancado por el mencionado método Obtener los parámetros eléctricos de voltaje y corriente en el arranque del motor.

Lugar: Laboratorio de Máquinas Eléctricas de la Facultad de Ciencias Matemáticas, Físicas y Químicas de la Universidad Técnica de Manabí.

Materiales: Motor trifásico de inducción Tres resistencias variables Cables de conexión Pulsadores de paro y de marcha Instrumentos de medición(pinza amperimétrica, voltímetro) Cronómetro Cámara

Esquemas de conexión

Características del motor (modificado para esta práctica) Frecuencia: 60 Hz Voltaje: 380V Polos: 4 Velocidad: modificada (doble paralelo)

Valores obtenidos: Corriente de arranque por fases:

IA = 3.5 IB = 3.5 A IC = 3.5 A

Corriente a plena marcha por fases: IA = 2.7 A IB = 2.7 A IC = 2.7A

Tensión nominal: V = 380V

FOTOGRAFIAS

Recopilando Información

Motor asincrónico trifásico

Explicación del Ing. Hermidas

Realizando las conexiones del motor

Conexión del motor a 4 polos

Conexiones del motor con las resistencias y el transformador

Corriente en momento de arranque directo

Corriente al momento de arranque por resistencias en el rotor

BIBLIOGRAFIA

http://repositorio.espe.edu.ec/bitstream/21000/231/6/T-ESPE-014324.pdf

http://www.die.eis.uva.es/~daniel/docencia/te/TEIQPractica9-2008.pdf

http://www.die.eis.uva.es/~daniel/docencia/te/TEIQPractica9-2008.pdf

http://www.monografias.com/trabajos91/motor-asincrono/motor-

asincrono.shtml

http://www.alipso.com/monografias/motores4/

http://www.atmosferis.com/arranque-de-motores-asincronos/

http://espanol.answers.yahoo.com/question/index?

qid=20100511162130AAmAlT6

http://www.usmotors.com/TechDocs/ProFacts/Starting-Methods/Part-

Winding.aspx

Motores de compresión semiherméticos DWM Copeland, Emerson Climate

Technologies.

Máquinas Eléctricas, Kosow, Capítulo 9