arranque de motores trifÁsicos de inducciÓn

8/13/2019 ARRANQUE DE MOTORES TRIFÁSICOS DE INDUCCIÓN

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OBJETIVOS– Analizar y describir el proceso de arranque y aceleración de un motor trifásico de

inducción controlado por un conjunto do relés.

– Conectar e identificar los elementos constituyentes de un tablero de control magnético.

– Interpretar un esquema de control asignado por el docente-facilitador.

PREPARACIÓN PREVIA. !Por qué se "ace necesario limitar la corriente de un motor en el instante del

arranque#

$n motores de inducción trifásicos a %eces es necesario limitar la corriente de arranque

para no afectar a otras cargas conectadas al mismo alimentador. $n el momento del

arranque &cuando la %elocidad %ale cero' un motor de inducción se comporta como una

impedancia de %alor bajo( razón por la cual la corriente de arranque es grande. )na %ez

que el motor empieza a girar el %alor de esta impedancia se incrementa( por lo que la

corriente de arranque disminuye. *a condición más cr+tica es cuando la %elocidad %ale

cero.

,. Explique las caracter+sticas de cada uno de los siguientes métodos tradicionales de

arranque arranque estrella-delta( arranque con resistencias( arranque con reactancias(

arranque con auto transformador y arranque directo.

A. MÉTODO DIRECTO

e aplica &Véase /ig. ' a aquellos motores de una potencia nominal menor de 012 &3.4

C.5.'( aunque en la práctica sólo se aplica para motores de potencia nominal menor de

0C.5.

Fig. . $squema de cone6ión para arranque directo de motores de inducción trifásicos



Fig. !. Cur%as &a' Intensidad-5elocidad y &b' 7ar-5elocidad del motor con este tipo de

arranque.

B. MÉTODO DE ARRAN"#E POR A#TOTRANSFORMADOR

e aplica &Véase /ig. 8' a motores cuya potencia nominal es mayor que 012. abemos

que la corriente de arranque %ale

IeA99A:;)$< &Ir=m',

A99A:;)$ < &5e', = >&9e ? m,@9r , ? &Be ? m,@Br',

$s decir( que la corriente de arranque depende de la tensión de alimentación del motor. i

disminuimos la tensión de alimentación en el momento del arranque( reduciremos la

corriente de arranque. )na %ez que el motor alcance una determinada %elocidad( con s(

procederemos a restablecer la tensión nominal de alimentación.

Fig. $. Cur%as &a' Intensidad-5elocidad y &b' 7ar-5elocidad del motor con este tipo de

arranque.



Fig. %. Circuito principal de un arrancador por autotransformador en tres etapas. Con relé

térmico de protección que entra en funcionamiento una %ez finalizado el arranque del

motor.

C. MÉTODO DE ARRAN"#E ESTRE&&A'DE&TA

$ste método de arranque se puede aplicar &Véase /ig. 0' tanto a motores de rotor

de%anado como a motores de rotor en jaula de ardilla( la Dnica condición que debe de

cumplir el motor para que pueda aplicársele este método de arranque es que tenga

acceso completo a los de%anados del estator &3 bornes de cone6ión'.



Fig. (. $squema de cone6ión para arranque estrella-delta de motores de inducción

trifásicos

Fig. ). Cur%as &a' Intensidad-5elocidad y &b' 7ar-5elocidad del motor con este tipo de

arranque.

D. MÉTODO DE ARRAN"#E POR VARIACIÓN DE &A RESISTENCIA DE& ROTOR

$ste método de arranque sólo se puede aplicar &Véase /ig. E' a motores de rotor

de%anado.

Como se comprueba fácilmente( al introducir una resistencia adicional en el de%anado del

rotor( se disminuye la corriente de arranque con relación a la corriente absorbida por el

método de arranque directo.



Fig. *. $squema de cone6ión para arrancador rotórico de resistencias en 3 etapas.

Fig. +. Cur%as &a' Intensidad-5elocidad y &b' Fomento-5elocidad de un motor de anillos

rozantes con arranque a media carga en G etapas mediante resistencias rotóricas.

E. MÉTODO DE ARRAN"#E POR CONE,IÓN DE REACTOR EN SERIE

)n reactor en serie &Véase /ig. H' con los terminales del motor disminuye la tensión en

los bornes del motor de inducción( disminuyendo la corriente inicial. *a impedancia

disminuye a medida que el motor de inducción se acelera "asta que un método de

deri%ación "ace funcionar el motor a %elocidad má6ima y tensión má6ima.

Fig. -. $squema de cone6ión para arranque con reactor en serie de motores de inducción

trifásicos



Fig. . Cur%as t+picas de orque y 15A para motores de inducción de Jaula de Ardilla

G. Di/u0e una cur%a torque-deslizamiento t+pica de un motor trifásico de inducción &Véase

/ig. '. Se12le luego sobre dic"a cur%a la zona de frenado a contracorriente &KpluggingL'

y la zona de frenado regenerati%o.

Fig. . Cur%a caracter+stica par-%elocidad de un motor de inducción( que muestra los

rangos e6tendidos de operación.

8. !"ué 3i4ere56i2 exi78e entre el frenado a contracorriente y el frenado con corriente

continua#

Fre523o por 6o58r26orrie58eCuando al motor se le in%ierten , fases( éste pasa a estar alimentado por un sistema de

secuencia in%ersa( cambiando la frecuencia de sincronismo de M a –M ( y la máquina

de motor a generador. 7ara pararlo "abrá que encla%arlo en el paso por %elocidad nula.

Fre523o rege5er28i9o



$ste fenómeno se produce de forma espontánea cuando la %elocidad supera la %elocidad

de sincronismo y la máquina se pone a generar &e controla la sobre%elocidad pero no se

para la máquina'.

0. !"ué e7 un relé y 6:;o 4u56io52 #

$s un conmutador eléctrico especializado que permite controlar un dispositi%o de gran

potencia mediante un dispositi%o de potencia muc"o menor. )n relé está formado por un

electroimán y unos contactos conmutadores mecánicos que son impulsados por el

electroimán. $l conmutador permite que una corriente y tensión pequeNas controlen una

corriente y tensión mayores.

3. !"ué 3i4ere56i2 exi78e entre un relé y un contactor#

*os relés y los contactores son equipos parecidos a un interruptor &por ejemplo el que

acti%a la iluminación' con la diferencia de que los interruptores son comandados por la

mano del usuario y los relés y contactores son comandados por una tensión. 7or tanto unrelé o un contactor es un i58errup8or 2u8o;<8i6oO con él podemos realizar di%ersas

combinaciones y sus aplicaciones son mDltiples. *as clases y caracter+sticas de los relés

%ar+an segDn la función a realizar y fabricante

anto los relés como los contactores "acen la misma función &abrir y cerrar contactos'(

pero para distintas potencias( es decir "ay que saber diferenciar entre relé y contactor.

Pásicamente los relé7 son para comandar peque127 po8e56i27 o potencias de control(

por tanto están en los circuitos de control o en circuitos cuyas cargas &motores( equipos

consumidores en general' son de pequeNas potencias.

E. !"ué 3i4ere56i2 exi78e entre una protección de sobrecarga y una protección contra

cortocircuitos#

Aunque ambas protecciones pueden estar integradas en aparatos de funciones mDltiples(

como los disyuntores motores y los contactores disyuntores( las causas y su

funcionamiento presentan diferencias.

Pro8e66i:5 6o58r2 lo7 6or8o6ir6ui8o7*as causas pueden ser %arias cables rotos( flojos o pelados( presencia de cuerpos

metálicos e6traNos( depósitos conductores &pol%o( "umedad( etc.'( filtraciones de agua o

de otros l+quidos conductores( deterioro del receptor o error de cableado durante la puesta

en marc"a o durante una manipulación.

$l cortocircuito desencadena un brutal aumento de corriente que en milésimas de

segundo puede alcanzar un %alor cien %eces superior al %alor de la corriente de empleo.

Qic"a corriente genera efectos electrodinámicos y térmicos que pueden daNar

gra%emente el equipo( los cables y los juegos de barras situados aguas arriba del punto

de cortocircuito.



7or lo tanto( es preciso que los dispositi%os de protección detecten el fallo e interrumpan

el circuito rápidamente( a ser posible antes de que la corriente alcance su %alor má6imo.

Pro8e66i:5 6o58r2 l27 7o/re62rg27*os fallos más "abituales en las máquinas son las sobrecargas( que se manifiestan a

tra%és de un aumento de la corriente absorbida por el motor y de ciertos efectos térmicos.

Con%iene seNalar( no obstante( que cuando se produce un calentamiento e6cesi%o como

consecuencia de una sobrecarga( los efectos negati%os no son inmediatos( siempre que

ésta tenga una duración limitada y no se repita muy a menudo.

Qe todo lo e6puesto se deduce que la correcta protección contra las sobrecargas resulta

imprescindible para

– Rptimizar la durabilidad de los motores( impidiendo que funcionen en condiciones de

calentamiento anómalas(

–Sarantizar la continuidad de e6plotación de las máquinas o las instalaciones e%itando

paradas impre%istas(– 5ol%er a arrancar después de un disparo con la mayor rapidez y las mejores

condiciones de seguridad posibles para los equipos y las personas.

4. !E5 qué 7e 3i4ere56i2 un fusible de un cortacircuitos termomagnético #

$stos dos elementos de protección puede ser usado para la protección contra sobre-

corrientes y cortocircuitos( $s decir que aparentemente se puede usar cualquiera de los

dos para proteger un circuito( cable o aparato eléctrico debido a que su función básica es

la de abrir un circuito.



PROCEDIMIENTO

. e solicitó al docente la asignación tanto de un esquema de arranque como de un

motor trifásico de inducción.

,. e ejecutaron las cone6iones del esquema de arranque asignado &Véase /ig. ,'.

G. e energizó el sistema( para %erificar el funcionamiento del tablero de control.

8. e identificaron( sobre el tablero de control los diferentes elementos que aparecen

dibujados en el esquema de control asignado relés de tiempo para abrir y tiempo para

cerrar( relés de acción instantánea( fusibles( resistencias( reactancias( auto-

trasformadores( pulsadores( etc.



Fig. !. $squema de cone6ión para arranque estrella-delta



PROB&EMAS = TAREA

. !"ué e7 un 7*C y p2r2 qué 7ir9e#

)n 7*C o autómata programable es toda máquina electrónica diseNada para controlar( en

tiempo real y en medio industrial( procesos secuenciales. 9ealiza funciones lógicas

series( paralelos( temporizaciones( cuentasO y otras más potentes como cálculos(

regulaciones( etc.

ambién se le puede definir como una Tcaja negraU en la que e6isten unos terminales de

entrada a los que se conectarán pulsadores( finales de carrera( fotocélulas( detectores.

)nos terminales de salida a los que se conectarán bobinas de contactores(

electro%ál%ulas( lámparas...( de tal forma que la actuación de estos Dltimos está en función

de las seNales de entrada que estén acti%adas en cada momento( segDn el programa

almacenado. $sto quiere decir que los elementos tradicionales como relés au6iliares(

relés de encla%amiento( temporizadores( y contadores son internos. *a tarea del usuario

se reduce a realizar el KprogramaL( que no es más que la relación entre las seNales deentrada que se tienen que cumplir para acti%ar cada salida.

,. !;ué 9e582027 tiene el control magnético frente al control electrónico digital#

$l control electrónico - digital es económico( su %elocidad de respuesta es mejor que la del

control magnético( posee una alta sensibilidad y sobre todo depende del medio e6terno.

$sta Dltima caracter+stica es muy importante ya que él se %e afectado a los cambios de

temperatura( etc. 7or esto se prefiere el control magnético( que no tiene este tipo de

problema dando mayor seguridad al objeti%o pre%isto sin alterar la respuesta.

G. )n transformador trifásico de VW5A es alimentado con una tensión de 84V 5 &l+nea-

linea'( 3VXz. 9egistrándose una corriente absorbida en %ac+o de %alor KIFL amperios.

Sele66io5e justificadamente entre las siguientes alternati%as

G.. I Y IF

G.,. I IF

G.G. I < IF

omando en cuenta los circuitos equi%alentes de un transformador y el de un motor deinducción( que son los mismos circuitalmente "ablando y( considerando también quetodos los parámetros de los dos circuitos son del mismo %alor se dice que I IF( ya queen el transformador en %ac+o la carga es infinita y por all+ la corriente es cero( mientrasque en la del motor la carga no es tan infinita ya que el motor necesita de una corrienteen %ac+o para poder %encer el torque de frenado que es el que se opone al mo%imiento(donde dic"o torque %ac+o es el de roce mas las perdidas.



8. Explique el significado de KR: Q$*AZL y KR// Q$*AZL.

ON DE&A=$l contacto de del relé de salida del timer pasa a R: cuando se energiza el timer y luego

de transcurrido el tiempo prefijado pasa a R//.

OFF DE&A=$l contacto de del relé de salida del timer permanece en R// cuando se energiza el timer

y luego de transcurrido el tiempo prefijado pasa a R:.

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