Justifcación de sistemas de arranque para los motores motores asincrónicos. Durante Durante la puesta en tensión de un motor, la corriente solicitada es considerable y puede provocar una caída de tensión que aecte al uncionamiento de los receptores, especialmente en caso de insufciencia de la sección de la línea de alimentación. En ocasiones, la caída puede llegar a ser perceptible en los aparatos de alumbrado. Para poner remedio a estos inconvenientes, ciertos reglamentos sectoriales prohíben el uso de motores de arranque directo que superen cierta potencia. tros se limitan a imponer la relación entre la corriente de arranque y la n ominal en base a la potencia de los motores. !os motores de "aula son los # nicos que pueden acoplarse directamente a la red por medio de un equipo simple. $an sólo las e%tremidades e%tremidades de los devanados del estator sobresalen de la placa de bornas. Dado que el abricante determina de manera defnitiva las características del rotor, los distintos procesos de arranque consisten principalmente en hacer variar la tensión en las bornas del est&tor. est&tor. En este tipo de motores, cuya recuencia es constante, la reducción de la punta de corriente conlleva de manera autom&tica una uerte reducción del par. par. '. (rranque directo )e trata del modo de arranque m&s sencillo en el que el estator se acopla directamente a la red. El motor se basa en sus características naturales para arrancar. arrancar. En el momento de la puesta ba"o tensión, el motor act#a como un transormador cuyo secundario, ormado por la "aula muy poco resistente del rotor, est& en cortocircuito. cortocircuito. !a corriente inducida en el rotor es importante. !a corriente primaria y la secundaria son pr&cticamente proporcionales. proporcionales. Por tanto, se obtiene una punta de corriente importante en la red * + arranque - a l nominal. El par de arranque medio es* / arranque 0,- a 1,- / nominal. ( pesar de las venta"as que conlleva 2sencille3 del equipo, elevado par de arranque, arranque r&pido, ba"o coste4, sólo es posible utili3ar el arranque directo en los siguientes casos* 5 la potencia del motor es d6bil con respecto a la de la red, para limitar las perturbaciones que provoca la corriente solicitada, 5 la m&quina accionada no requiere un aumento progresivo de velocidad y dispone de un dispositivo mec&nico 2por e"emplo, un reductor4 que impide el arranque brusco, 5 el par de arranque debe ser elevado. Por el contrario, siempre que* 5 la caída de tensión provocada por la corriente solicitada pueda perturbar el buen uncionamiento de otros aparatos conectados a la misma línea, 5 la m&quina accionada no pueda admitir sacudidas mec&nicas, 5 la seguridad o la comodidad de los usuarios se vea comprometida 2por e"emplo, en el caso de las escaleras mec&nicas4, ser& imprescindible recurrir a una artima7a para disminuir la corriente solicitada o el par de arranque. En estos casos, el medio m&s utili3ado consiste en arrancar el motor ba"o tensión reducida. (rranque estrella8tri&ngulo )ólo es posible utili3ar este modo de arranque en motores en los que las dos e%tremidades de cada uno de los tres devanados estatóricos vuelvan a la placa de bornas. Por otra parte, el bobinado debe reali3arse de manera que el acoplamiento en tri&ngulo corresponda con la tensión de la red* por e"emplo, en el caso de u na red tri&sica de 90 :,es preciso utili3ar un motor bobinado a 90 : en tri&ngulo y ;;0 : en estrella. El principio consiste en arrancar el motor acoplando los devanados en estrella a la tensión de la red, lo que equivale a dividir la tensión nominal del motor en estrella
por 2en el e"emplo anterior, la tensión de la red 90 : ;;0 : < 4. !a punta de corriente durante el arranque se divide por 9* +d 1,- a ',; +n =n motor de 90 :<;;0 : acoplado en estrella a su tensión nominal de ;;0 : absorbe una corriente 9 veces menor que si se acopla en tri&ngulo a 90 :. Dado que el acoplamiento en estrella se reali3a a 90 :, la corriente se divide nuevamente por . Por tanto, se divide por un total de 9. El par de arranque se divide igualmente por 9, ya que es proporcional al cuadrado de la tensión de alimentación* /d 0,' a 0,- /n !a velocidad del motor se estabili3a cuando se equilibran el par del motor y el par resistente, normalmente entre el >- y -? de la velocidad nominal. En ese momento, los devanados se acoplan en tri&ngulo y el motor rinde seg#n sus características naturales. =n tempori3ador se encarga de controlar la transición del acoplamiento en estrella al acoplamiento en tri&ngulo. El cierre del contactor de tri&ngulo se produce con un retardo de 90 a -0 milisegundos tras la apertura del contactor de estrella, lo que evita un cortocircuito entre ases al no poder encontrarse ambos cerrados al mismo tiempo. !a corriente que recorre los devanados se interrumpe con la apertura del contactor de estrella y se restablece con el cierre del contactor de tri&ngulo. El paso al acoplamiento en tri&ngulo va acompa7ado de una punta de corriente transitoria, tan breve como importante, debida a la cem del motor. El arranque estrella8tri&ngulo es apropiado para las m&quinas cuyo par resistente es d6bil o que arrancan en vacío. Dependiendo del r6gimen transitorio en el momento del acoplamiento en tri&ngulo, puede ser necesario utili3ar una variante que limite los enómenos tran sitorios cuando se supera cierta potencia* 5 tempori3ación de 1 a ' segundos al paso estrella8tri&ngulo. Esta medida permite disminuir la cem y, por tanto, la punta de corriente transitoria. Esta variante sólo puede utili3arse en m&quinas cuya inercia sea sufciente para evitar una deceleración e%cesiva durante la tempori3ación. 5 arranque en 9 tiempos* estrella8tri&ngulo @ resistencia8tri&ngulo. El corte se mantiene, pero la resistencia se pone en serie apro%imadamente durante tres segundos con los devanados acoplados en tri&ngulo. Esta medida reduce la punta de corriente transitoria. 5 arranque en estrella8tri&ngulo @ resistencia8tri&ngulo sin corte. !a resistencia se pone en serie con los devanados inmediatamente antes de la apertura del contactor de estrella. Esta medida evita cualquier corte de corriente y, por tanto, la aparición de enómenos transitorios. El uso de estas variantes conlleva la instalación de componentes adicionales y el consiguiente aumento del costo total. (rranque por autotransormador El motor se alimenta a tensión reducida mediante un autotransormador que, una ve3 fnali3ado el arranque, queda uera del circuito. El arranque se lleva a cabo en tres tiempos* 5 en el primer tiempo, el autotransormador comien3a por acoplarse en estrella y, a continuación, el motor se acopla a la red a trav6s de una parte de los devanados del autotransormador. El arranque se lleva a cabo a una tensión reducida que se calcula en unción de la relación de transormación. Aeneralmente, el transormador est& dotado de tomas que permiten seleccionar la relación de transormación y, por tanto, el valor m&s adecuado de la tensión reducida. 5 antes de pasar al acoplamiento a plena tensión, la estrella se abre. En ese momento, la racción de bobinado conectada a la red crea
una inductancia en serie con el motor. Esta operación se reali3a cuando se alcan3a la velocidad de equilibro, al fnal del primer tiempo. 5 el acoplamiento a plena tensión interviene a partir de segundo tiempo, normalmente muy corto 2una racción de segundo4. !as inductancias en serie con el motor se cortocircuitan y, a continuación, el autotransormador queda uera del circuito. !a corriente y el par de arranque varían en la misma proporción. )e dividen por 2= red < = reducida4' y se obtienen los valores siguientes* +d 1,> a B +n /d 0,- a 0,- /n El arranque se lleva a cabo sin interrupción de corriente en el motor, lo que evita que se produ3can enómenos transitorios. Co obstante, si no se toman ciertas precauciones pueden aparecer enómenos transitorios de igual naturale3a durante el acoplamiento a plena tensión. De hecho, el valor de la inductancia en serie con el motor tras la apertura de la estrella es importante si se compara con la del motor. /omo consecuencia, se produce una caída de tensión considerable que acarrea una punta de corriente transitoria elevada en el momento del acoplamiento a plena tensión. El circuito magn6tico del autotransormador incluye un entrehierro que disminuye el valor de la inductancia para paliar este problema. Dicho valor se calcula de modo que, al abrirse la estrella en el segundo tiempo, no haya variación de tensión en las bornas del motor. El entrehierro aumenta la corriente magneti3ante del autotransormador. Dicha corriente aumenta la corriente solicitada en la red durante el primer tiempo del arranque. Este modo de arranque suele utili3arse en los motores con potencia superior a 100 . )in embargo, el precio de los equipos es relativamente alto debido al elevado coste del autotransormador.
