arranque de motrores asicronos

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Arranque de Motrores Asicronos

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Para remediar estos inconvenientes, algunos sectores prohben por encima de una ciertapotencia, la utilizacin de motores de induccin con arranque "directo", otros imponen en funcin de la potencia de los motores la relacin entre la intensidad de arranque y la intensidad nominal.El motor de jaula es el nico que puede ser acoplado directamente a la red con un aparellaje sencillo.Slo los extremos de los devanados del estator tienen salida sobre la placa de bornes. Las caractersticas del rotor han sido determinadas de una vez para siempre por el constructor, los diversos procedimientos de arranque permiten hacer variar nicamente la tensin en las bornes del estator. En este tipo de motores la reduccin de la punta de intensidad est acompaada de una fuerte reduccin del par.Arranque directoEs un sistema de arranque obtenido en un solo tiempo; el estator del motor se acopla directamente a la red. El motor arranca con sus caractersticas naturales con una fuerte punta de intensidad. Este procedimiento es ideal si es tolerable la punta de intensidad y si el par inicial de arranque del motor (fijado por el tipo de construccin de su rotor y cerac de 1.5 Cn) es el conveniente para la puesta en marcha de la mquina.La punta de intensidad, en la puesta en tensin, es muy elevada, del orden de 4 a 8 veces la intensidad nominal. El par durante el arranque es siempre superior al par nominal, sobre todo para motores modernos de jaulas complejas.Es mximo cuando el motor alcanza el 80 % de su velocidad; en este momento, la punta de intensidad est considerablemente amortiguada.Este dispositivo permite arrancar las mquinas incluso en plena carga, si la red admite la punta de corriente en el momento del arranque. Es pues indicado para las mquinas de pequea y mediana potencia.Sin embargo, el par en el momento de la puesta en tensin es cerca de 1.5 Cn. Este procedimiento no est recomendado si el arranque debe hacerse lenta y progresivamente (determinados montacargas, cintas transportadoras, etc.).Si es necesario, para un motor de jaula reducir la punta de intensidad en la puesta en tensin o el par inicial de arranque, es preciso recurrir a un dispositivo que permita alimentar a lo largo del primer tiempo el estator del motor con tensin reducida.Para una velocidad dada, la corriente de un devanado del motor se reduce proporcionalmente a la tensin y el par proporcionalmente al cuadrado de la tensin.Arranque de los motores de arrollamientos partidos "part-winding"Este tipo de motor lleva un arrollamiento estatrico desdoblado en dos arrollamientos paralelos, con seis o doce bornes de salida. Es equivalente a dos "semi-motores", de igual potencia.Al acoplar el primer arrollamiento a la red de alimentacin, el "semi-motor" arranca en vivo y directo con toda la tensin de la red, esto hace que la corriente de arranque y el par sea la mitad. Este ltimo es algo superior al par que obtendra un motor de jaula de la misma potencia arrancndolo en estrella-tringulo.Al finalizar el arranque, se conecta el segundo arrollamiento a la red. En este momento, la punta de intensidad es dbil y de corta duracin, puesto que el motor no ha sido separado de la red de alimentacin y hay un dbil deslizamiento.Arranque estrella- tringuloEste arranque slo puede ser aplicado a los motores en los que los dos extremos de los tres devanados del estator tengan salida sobre la placa de bornes y en los que el acoplamiento en tringulo corresponda a la tensin de la red (por ejemplo, para la red de 380 V, es necesario un motor con 380 V en tringulo y de 660 V en estrella).Este procedimiento consiste en arrancar el motor conectando sus devanados en estrella. Estos se encuentran entonces alimentados con una tensin igual a la de la red dividida por la raz de 3 o sea a un 58% de la tensin nominal.El par se reduce con relacin al cuadrado de la tensin de alimentacin y es igual al tercio del par proporcionado por un motor en arranque directo.La corriente en la lnea de alimentacin se reduce en la misma proporcin.La intensidad en cada devanado decrece nicamente en relacin a 0.58, pero este valor no tiene por qu considerarlo el usuario. Los tpicos valores inciales son para la corriente 2 In y para el par 0.5 Cn.El arranque estrella-tringulo es el indicado para aquellas mquinas que arranquen en vaco o tengan un par resistente pequeo. En el segundo tiempo, se suprime el acoplamiento en estrella y se acoplan los devanados en tringulo.Cada devanado entonces est alimentado con la tensin de la red; el motor recupera sus caractersticas naturales.El par motor es pequeo durante todo el acoplamiento estrella y la velocidad estabilizada al final de este tiempo, puede ser muy baja si el par resistente es elevado (por ejemplo: caso de una mquina centrfuga).Aparecen entonces puntas importantes de corriente y de par al pasar de estrella a tringulo. Estas condiciones pueden conducir a renunciar el arrancador estrella-tringulo para mquinas de caractersticas "centrfugas", sobre todo ms all de una determinada potencia (por ejemplo: 55 kW).Por otra parte, es preciso sealar que la corriente que atraviesa los devanados del motor es discontinua; en efecto, es interrumpida en el momento de la apertura del contactor "estrella" para restablecerse de repente cuando cierra el contactor " tringulo" (con plena tensin de la red).Siendo las caractersticas de estos devanados muy inductivas, el paso al acoplamiento en tringulo se acompaa de puntas de corrientes transitorias muy importantes. A partir de una cierta potencia es aconsejable, bien renunciar al acoplamiento estrella-tringulo o bien utilizar una variante que permita limitar los fenmenos transitorios.Entre estas variantes:Estrella- tringulo con temporizacin en el paso estrella tringulo.Necesita una mquina con par resistente muy pequeo y con inercia suficiente para evitar una baja de velocidad notable durante la temporizacin ( en general de 1 a 2 segundos).Arranque en tres tiempos: estrella-tringulo + resistencia tringulo.El corte subsiste, pero una resistencia se intercala en serie con los devanados acoplados en tringulo, aproximadamente durante 3 segundos.Arranque "estrella-tringulo sin corte"La resistencia destinada a encontrarse temporalmente en serie con el acoplamiento tringulo es conectada inmediatamente antes de la apertura del contactor estrella, con el fin de evitar toda interrupcin del circuito.El estudio detallado de estas variantes se sale fuera del propsito de esta presentacin.Arranque estatrico por resistenciasLa alimentacin a tensin reducida del motor, durante el primer tiempo se obtiene poniendo en serie con cada fase del estator una resistencia que es cortocircuitada luego en un solo tiempo. Los acoplamientos elctricos de los devanados respecto a la red no se modifican durante el arranque, la intensidad de arranque que recorre la lnea de alimentacin se reduce proporcionalmente a la tensin aplicada al motor, mientras que el par se reduce como el cuadrado de la tensin.La velocidad va aumentando progresivamente y sin cambios bruscos. Por otra parte es posible modificar los valores de la intensidad y del par de arranque adaptando la resistencia.El arranque estatrico por resistencia es conveniente para realizar el arranque de las mquinas con par resistente creciente o cerca de la mitad del par nominal e incluso en las mquinas potentes y de gran inercia. La presencia de una importante resistencia prcticamente no inductiva, reduce considerablemente la amplitud de la punta de corriente, durante el rgimen transitorio de puesta en tensin, lo que a menudo es una ventaja.Arranque de los motores de anillosUn motor de anillos no puede arrancar en un tiempo, devanados rotricos cortocircuitados, sin provocar puntas de par y de corriente inadmisibles. Es necesario que al mismo tiempo que se alimenta el estator a plena tensin de la red, se introduzcan resistencias rotricas que se vern progresivamente cortocircuitadas.El motor de anillos, con un arranque rotrico, se utiliza en todos los casos donde las puntas de corriente deben ser mnimas y en todas las mquinas que arranquen a plena carga.Por otra parte, este tipo de arranque es extremadamente flexible, proque es fcil de ajustar el nmero y el aspecto de las curvas que representan los tiempos sucesivos, a los imperativos mecnicos o elctricos.Regulacion de la velocidad de los motores asncronos trifsicosVelocidad de los motores asncronosLa velocidad en vaco de los motores asncronos, no est influenciada por las variaciones de tensin, pero es proporcional al nmero de polos que constituyen el estator.N=60f/pN: velocidad de sincronismo en r.p.m.f: frecuencia en ciclos/sgp: nmero de pares de polosEsto no significa que es posible, por ejemplo, hacer girar sin inconvenientes un motor concebido para una determinada tensin y una velocidad de 1.500 r.p.m. a 50Hz a 3.000 r.p.m. a 100 Hz adaptando la tensin, conviene verificar si su concepcin mecnica y elctrica lo permiten.Teniendo en cuenta el deslizamiento (diferencia entre el campo giratorio del estator y la real del motor), las velocidades de rotacin de los motores asncronos en carga son ligeramente inferiores a las tericas.Motores de polos conmutablesEsta clase de motores slo permite la obtencin de dos velocidades (4 y 8 polos, 6 y 12, etc), contiene 6 bornes.En funcin de sus caractersticas, los motores pueden ser de potencia constante, par constante o de par y potencia variables. Para una de las velocidades, la red est conectada a las 3 bornes correspondientes, para la segunda, stas estn unidas entre s y la red conectada a las otras 3.A menudo el arranque se efecta directamente tanto en gran velocidad como en pequea velocidad.Motores de devanados estatricos independientesEste tipo de motores contiene dos arrollamientos estatorcos elctricamente independientes que permite obtener dos velocidades en una relacin cualquiera.Es igualmente posible la realizacin de motores de tres o cuatro velocidades, combinando motores de polos conmutables y devanados independientes.Regulacin de velocidad por deslizamiento en motores de anillosLa conexin de una resistencia permanente sobre el rotor de un motor de anillos reduce su velocidad tanto ms, cuanto ms elevada sea la resistencia. Esta es una solucin sencilla para hacer variar la velocidad.Estas resistencias de deslizamiento pueden ser cortocircuitadas en varias etapas, tanto para obtener una regulacin de la velocidad como una aceleracin progresiva y el arranque completo del motor.Este procedimiento muy sencillo es frecuentemente utilizado. Presenta dos inconvenientes:Durante la marcha en pequea velocidad una gran parte de la energa tomada de la red se disipa en prdidas en las resistencias. La velocidad obtenida no es independiente de la carga, es decir del par resistente aplicado por la mquina sobre el rbol del motor.Para mquinas con variacin particular del par resistente en funcin de la velocidad, la regulacin puede resultar imposible.Frenado de los motores asncronos trifsicosFrenado por contra corrienteEl principio consiste despus de haber aislado el motor de la red, aunque gira todava, en conectarlo a la red, pero en sentido inverso. Es una forma de frenado muy eficaz que debe ser desconectado antes de que el motor gire en sentido inverso. Antes de adoptar este sistema, es absolutamente necesario asegurarse de que el motor es capaz de soportar los frenados por contracorriente. En el momento del frenado, las puntas de corriente y de par son bastante superiores a las producidas durante el arranque. Este procedimiento no es adecuado ms que en determinadas aplicaciones de pequea potencia. Frenado por inyeccin de corriente continaEste procedimiento consiste en inyectar corriente continua en el estator previamente separado de la red.Esta corriente crea un flujo fijo en el espacio. Para que el valor de este ltimo corresponda a un frenado conveniente, la corriente debe ser aproximadamente 1,3 veces la intensidad.El valor de esta corriente est fijado slo por los devanados del estator y la tensin de la fuente de corriente es pequea (por ejemplo 20 voltios).