presentacion arrancadores de potencia

24
Electrónica de Potencia Aplicada Unidad III: Arrancadores de Potencia Avila Gaona Benjamin Condes García Fabián Antonio Guía Flores Samuel Gutiérrez Ramírez Jorge Luis Velazco Hernández Alan Misael

Upload: jorgegutierrez

Post on 17-Jan-2016

33 views

Category:

Documents


2 download

DESCRIPTION

Breve descripción de arrancadores de potencia

TRANSCRIPT

Page 1: Presentacion Arrancadores de Potencia

Electrónica de Potencia Aplicada

Unidad III:Arrancadores de

Potencia

• Avila Gaona Benjamin• Condes García Fabián Antonio• Guía Flores Samuel• Gutiérrez Ramírez Jorge Luis• Velazco Hernández Alan Misael

Page 2: Presentacion Arrancadores de Potencia

Arrancadores• Los arrancadores son aparatos de maniobra con

los cuales se lleva a los motores desde que están en reposo hasta su velocidad de régimen, mientras se mantienen dentro de límites prefijados los valores de la corriente de arranque y el torque del motor.

• El arrancador se usa para llevar al motor a su velocidad normal y luego se retira del circuito. El aparato de control ajusta entonces la velocidad del motor según sea necesario.

Page 3: Presentacion Arrancadores de Potencia

Arrancadores de Potencia a Tensión Plena

• Arranque Directo

Como su propio nombre indica, el motor se conecta directamente a la red de su tensión nominal, y con la conexión adecuada para dicha tensión (estrella o triángulo).

Normalmente el responsable de la conexión entre el motor y la red es un contactor tripolar.

Page 4: Presentacion Arrancadores de Potencia

Aguas arriba es habitual algún dispositivo de corte para aislar el motor de la red; en este caso es un seccionador. Además de aislar el seccionador incorpora fusibles, para la protección frente a cortocircuitos.

El relé térmico es un dispositivo de protección frente a sobrecargas de intensidad, producidas por pares de carga mayores del nominal que originan que el motor funcione a menos velocidad, más deslizamiento y más intensidad Este dispositivo en el caso de detectar una sobrecarga, desconecta la bobina del contactor y este a su vez, desconecta el motor de la red.

Page 5: Presentacion Arrancadores de Potencia
Page 6: Presentacion Arrancadores de Potencia

Arrancadores de Potencia a Tensión Reducida

Todos los métodos que vamos a ver en este apartado se basan en disminuir la tensión de alimentación durante el arranque, con lo cual disminuye el flujo del campo magnético estatórico y el motor se convierte en un motor más débil.

De esta forma se reducen los valores de par y de intensidad, para los mismos valores de velocidad del rotor.

Page 7: Presentacion Arrancadores de Potencia

Se puede observar en la figura como se reduce la intensidad en el arranque (punto de velocidad nula); pero que también disminuye el par, con lo cual estos métodos pueden no servir ante cargas de elevado par de arranque (cargas a las que cuesta arrancar).

Page 8: Presentacion Arrancadores de Potencia

• Arranque Estrella-Delta

Este arranque se basa en conectar el motor en estrella sobre una red donde debe de conectare en triángulo. De esta forma durante el arranque los devanados del estator están a una tensión  veces inferior a la nominal.

Page 9: Presentacion Arrancadores de Potencia

Se cierra KM1 y KM2 conectándose el motor en estrella y arrancando con los valores de par e intensidad del punto 1(fíjate que KM2 cortocircuita X-Y-Z).

A continuación la velocidad va aumentando y el punto de funcionamiento del motor evoluciona hacia el punto 2.

Transcurrido un pequeño tiempo (de 2 a 5 S), se abre KM2 y simultáneamente se cierra KM3 (que cortocircuita U-Z, V-X, W-Y) con lo cual el motor se conecta en triángulo (salto del punto 2 al 3).

Finalmente el motor evoluciona en triángulo desde el punto 3 al 4, donde el motor se estabiliza a la velocidad que corresponda en función del par de carga.

Page 10: Presentacion Arrancadores de Potencia
Page 11: Presentacion Arrancadores de Potencia
Page 12: Presentacion Arrancadores de Potencia

• Arranque por Autotransformador

En este método la reducción de tensión se realiza mediante un autotransformador.

Se cierra KM1 y KM2, haciéndose la estrella en el secundario del autotrafo y alimentándose el motor a la tensión del secundario (punto 1). El punto de funcionamiento evoluciona desde 1 hacia 2.

Tras un tiempo prefijado, se abre KM2 y se cierra KM3 de forma casi simultánea, conectando el motor a su tensión nominal. El motor pasa del punto 2 al 3.

Finalmente se estabiliza en el punto de funcionamiento (4) a su tensión nominal.

Page 13: Presentacion Arrancadores de Potencia
Page 14: Presentacion Arrancadores de Potencia
Page 15: Presentacion Arrancadores de Potencia

• Arranque por Resistencias Estatóricas

Si en el momento del arranque conectamos en serie resistencias, estas producirán una caída de tensión que consigue que la tensión del motor sea inferior a la nominal.

Una vez que este se acerca a la velocidad de funcionamiento, las resistencias se cortocircuitan y el motor queda alimentado a tensión nominal.

Se cierra el contactor KM1, quedando el motor a tensión nominal.

Tras un tiempo prefijado, se cierra KM2 cortocircuitando las resistencias

Page 16: Presentacion Arrancadores de Potencia
Page 17: Presentacion Arrancadores de Potencia

Técnicas de Control de Par y Velocidad

• Por Variación de Tensión

Si variamos el valor eficaz de la tensión estatórica del motor, mediante alguno de los métodos citados en el arranque,  se modifica la curva del par, con lo que para una misma carga conseguimos una variación de la velocidad. Supongamos que mediante un autotransformador reducimos la tensión del motor desde el valor nominal hasta un 80 % del mismo.

Page 18: Presentacion Arrancadores de Potencia
Page 19: Presentacion Arrancadores de Potencia

Este es el gran inconveniente de este sistema de variación de velocidad; los  márgenes de variación del mismo son muy pequeños.

Además en el punto 2 el deslizamiento es mayor, con lo que aumentan las pérdidas y disminuye el rendimiento.

Si disminuimos la tensión por debajo del 80 % de la nominal, el motor perderá mucha capacidad de producir par, con lo cual es posible que no pueda vencer el par resistente de  la carga, a riesgo de sobrecargarse  o incluso de calarse.

Page 20: Presentacion Arrancadores de Potencia

• Por Variación de Frecuencia (y Tensión)

La filosofía del método se basa en modificar la velocidad del campo magnético del estator (Ns), de esta forma y puesto que el rotor le sigue, se modificará la velocidad real del rotor (Nr). Recuerda que:

Para modificar Ns hay por tanto dos posibilidades:

 • Modificar el número de pares de  polos del

devanado estatórico (P).• Modificar la frecuencia de la red de alimentación (f).

Page 21: Presentacion Arrancadores de Potencia

Aquí nos ocupa la 2º posibilidad, modificar la frecuencia. En la práctica esta modificación es una disminución por debajo del valor nominal de frecuencia; es decir una reducción de la frecuencia por debajo de 50 Hz, disminuyendo así las velocidades Ns y Nr.

Page 22: Presentacion Arrancadores de Potencia

Ahora no solo el motor reduce la velocidad sino que presenta más capacidad de producir par, debido a que el campo magnéticoestatórico tiene más inducción y más flujo.

Sin embargo este aumento de las características magnéticas por encima de las nominales, produce graves daños (saturación) en los circuitos magnéticos, con lo cual no es viable en la práctica.

Por tanto si queremos reducir la frecuencia sin alterar el flujo, debemos reducir también la tensión en la misma proporción.

Page 23: Presentacion Arrancadores de Potencia

Al variar la frecuencia y la tensión en la misma proporción por debajo de los valores nominales, la curva de par se desplaza hacia la izquierda sin deformarse y manteniendo el mismo par máximo. La velocidad del rotor (Nr) puede calcularse fácilmente (ante cargas de par resistente constante), puesto que el deslizamiento no varía .

Page 24: Presentacion Arrancadores de Potencia

Fuentes de Consulta• http://

www.instrumentacionycontrol.net/cursos-libres/automatizacion/control-motores-electr/item/635-arrancadores-a-tension-plena-directo-y-con-dos-sentidos-de-giro.html

• http://www.cifp-mantenimiento.es/e-learning/index.php?id=15&id_sec=2

• http://www.emb.cl/electroindustria/articulo.mvc?xid=304&srch=arrancadores&act=3

• http://www.cifp-mantenimiento.es/e-learning/index.php?id=20&id_sec=1