arranque a tension reducida

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD ZACATENCO Ingeniería Eléctrica ACCIONAMIENTO Y CONTROLES ELÉCTRICOS. “FORMAS DE ARRANQUE DE MOTORES A TENSIÓN REDUCIDA.” PROFESOR: SÁNCHEZ BLANCO JORGE LEÓN. ALUMNO: SÁNCHEZ CORTÉS JESÚS. GRUPO: 7EM3. CALIFICACIÓN____________________ FECHA DE REALIZACIÓN: 11/ OCTUBRE /2010. FECHA DE ENTREGA: 12/ OCTUBRE /2010. ARRANQUE A TENSIÓN REDUCIDA MEDIANTE AUTOTRANSFORMADOR.

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INSTITUTO POLITÉCNICONACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA

UNIDAD ZACATENCO

Ingeniería Eléctrica

ACCIONAMIENTO Y CONTROLES ELÉCTRICOS.

“FORMAS DE ARRANQUE DE MOTORES A TENSIÓN

REDUCIDA.”

PROFESOR: SÁNCHEZ BLANCO JORGE LEÓN.ALUMNO: SÁNCHEZ CORTÉS JESÚS.GRUPO: 7EM3.

CALIFICACIÓN____________________

FECHA DE REALIZACIÓN: 11/ OCTUBRE /2010.FECHA DE ENTREGA: 12/ OCTUBRE /2010.

ARRANQUE A TENSIÓN REDUCIDA MEDIANTE AUTOTRANSFORMADOR.

Se aplica a motores cuya potencia nominal es mayor que 5KW.

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Sabemos que la corriente de arranque vale

I eArranque=¿¿

Es decir, que la corriente de arranque depende de la tensión de alimentación del motor. Si disminuimos la tensión de alimentación en el momento del arranque, reduciremos la corriente de arranque. Una vez que el motor alcance una determinada velocidad, con s<1, procederemos a restablecer la tensión nominal de alimentación.

PROCEDIMIENTO: se conecta un autotransformador trifásico alimentando al motor con una Ve (tensión de estator) menor de Ve

N de tal forma que la intensidad de arranque sea la deseada. Cuando el motor alcanza las condiciones de funcionamiento se desconecta el autotransformador y se alimenta al motor a su Ve

N.

Este proceso suele hacerse en dos o tres pasos con tensiones no inferiores al 40-60 y 75% de la tensión nominal de alimentación del motor.

En la tabla adjunta se muestran los diferentes valores de la tensión del primer punto, así como la corriente absorbida y el par generado por el motor en el primer punto de arranque con autotransformador para los casos de 2 y de 3 puntos de arranque.

Número de ptos de arranque

Tensión en el motor con el primer pto.

Corriente absorbida por el motor con el primer pto.

Par de arranque en el primer pto.

2 65% de Vlínea 42% de Iarranque directo 42% del par3 55% de Vlínea 30% de Iarranque directo 30% del par

Este método de arranque presenta los siguientes inconvenientes:

• Disminuye el par de arranque al disminuir la tensión de alimentación en un factor de x2, siendo x el factor de reducción de la tensión de alimentación

(Ve= x· VeN).

• El motor se deja de alimentar durante el cambio de una tensión a otra.

• Aumenta el tiempo de arranque.

En las figuras que se adjuntan a continuación puede analizarse este método de arranque de los motores asíncronos trifásicos. Las diferentes implementaciones

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que se proponen están realizadas con automatismos eléctricos (relés, pulsadores, temporizadores, contactores y sus contactos auxiliares).

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ARRANQUE POR CAMBIO DE LA CONEXIÓN DE LOS DEVANADOS INDUCTORES EN EL MOMENTO DEL ARRANQUE. ARRANQUE ESTRELLA-TRIÁNGULO.

Este método de arranque se puede aplicar tanto a motores de rotor devanado como a motores de rotor en jaula de ardilla, la única condición que debe de cumplir el motor para que pueda aplicársele este método de arranque es que tenga acceso completo a los devanados del estator (6 bornes de conexión).

PROCEDIMIENTO: consiste en aplicar en el arranque la tensión nominal del motor en la conexión de triángulo cuando éste está conectado en estrella, con lo que la tensión de alimentación se reduce en √3 y el par de arranque en 1/3. Una vez que el motor ha empezado a girar (se aconseja no pasar de la conexión estrella a la conexión triángulo hasta que el motor no haya adquirido, al menos, una velocidad del 80% de la nominal), se conmuta la conexión de los devanados a triángulo, con lo que se le está aplicando la tensión nominal de alimentación.

La corriente de arranque se reduce en 1/√3= 0.6 en relación con la corriente de arranque directo.

Este método presenta los siguientes inconvenientes:

• Disminuye el par de arranque al disminuir la tensión de alimentación en un factor de 1/3.

• El motor se deja de alimentar durante el cambio de la conexión de estrella a triángulo en los devanados del estator.

• Aumenta el tiempo de arranque.

En las figuras que se adjuntan a continuación puede analizarse este método de arranque de los motores asíncronos trifásicos. Las diferentes implementaciones que se proponen están realizadas con automatismos eléctricos (relés, pulsadores, temporizadores, contactores y sus contactos auxiliares).

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ARRANQUE POR VARIACIÓN DE LA RESISTENCIA DEL ROTOR.

Este método de arranque sólo se puede aplicar a motores de rotor devanado.Como se comprueba fácilmente, al introducir una resistencia adicional en el devanado del rotor, se disminuye la corriente de arranque con relación a la corriente absorbida por el método de arranque directo.PROCEDIMIENTO: inicialmente introducir una resistencia adicional que haga que el par de arranque sea el máximo. Posteriormente, ir reduciendo la resistencia adicional hasta cero.Este método presenta los siguientes inconvenientes:• El motor se deja de alimentar durante el cambio de una tensión a otra.• Aumenta el tiempo de arranque• Es un método caro puesto que los motores de rotor devanado son más caros que los de jaula de ardilla.• Aumentan las pérdidas debido a la potencia disipada en la resistencia adicionalEn las figuras que se adjuntan a continuación puede analizarse este método de arranque de los motores asíncronos trifásicos. Las diferentes implementaciones que se proponen están realizadas con automatismos eléctricos (relés, pulsadores, temporizadores, contactores y sus contactos auxiliares).

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ARRANQUE A TENSIÓN REDUCIDA POR RESISTENCIAS ESTATÓRICAS.

La alimentación a tensión 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. Este cortocircuito se realiza mediante el cierre de un contactor accionado por medio de temporizador.

ARRANQUE A TENSIÓN REDUCIDA POR RESISTENCIAS ROTÓRICAS.

En un motor asincrónico, la velocidad a la que se produce la máxima cupla es función de la resistencia del circuito rotórico. En particular, la máxima cupla de arranque se tiene cuando dicha resistencia es aproximadamente igual a la reactancia del motor. En los motores de corriente alterna con rotor bobinado, para efectuar el proceso de puesta en marcha se instala un reóstato de arranque conectado a los anillos rozantes del motor de manera de aumentar a voluntad la resistencia rotórica total. En este método, el motor arranca con toda la resistencia en serie con el circuito del rotor. Luego por medios manuales o automáticos, en forma continua o escalonada, se va reduciendo la resistencia a medida que la máquina gana velocidad, hasta que en régimen permanente el reóstato queda en cortocircuito.

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Cabe acotar que se construyen rotores tipo jaula del tipo de ranura profunda que producen una cupla de arranque algo similar a la de un rotor bobinado con reóstato de arranque. En el momento del arranque la circulación de corrientes secundarias localizadas en las cercanías del entrehierro tienen una mayor densidad de corriente, bloqueando el flujo magnético hacia el interior del núcleo, por lo que el conjunto se comporta como si tuviera mayor resistencia efectiva. Al aumentar la velocidad, disminuye la frecuencia secundaria y cesa ese efecto transitorio.

 ARRANQUE A TENSIÓN REDUCIDA POR ARRANCADORES ESTÁTICOS (ELECTRÓNICOS).

Los arrancadores electrónicos son una mejor solución que los autotransformadores gracias a la posibilidad de su arranque suave, permitiendo un aumento en la vida útil de todas las partes involucradas. Los mismos consisten básicamente en un convertidor estático alterna-continua-alterna ó alterna-alterna, generalmente de tiristores, que permiten el arranque de motores de corriente alterna con aplicación progresiva de tensión, con la consiguiente limitación de corriente y par de arranque. En algunos modelos también se varía la frecuencia aplicada. Al iniciar el arranque, los tiristores dejan pasar la corriente que alimenta el motor según la programación realizada en el circuito de maniobra, que irá aumentando hasta alcanzar los valores nominales de la tensión de servicio. La posibilidad de arranque progresivo, también se puede utilizar para detener el motor, de manera que vaya reduciendo la tensión hasta el momento de la detención Estos arrancadores ofrecen selección de parada suave, evitando por ejemplo, los dañinos golpes de ariete en las cañerías durante la parada de las bombas; y detención por inyección de corriente continua para la parada más rápida de las masas en movimiento. Además poseen protecciones por asimetría, contra sobretemperatura y sobrecarga, contra falla de tiristores, vigilancia del tiempo de arranque con limitación de la corriente, control de servicio coninversión de marcha, optimización del factor de potencia a carga parcial, maximizando el ahorro de energía durante el proceso y permiten un ahorro en el mantenimiento por ausencia de partes en movimiento que sufran desgastes.

 

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BIBLIOGRAFÍA.

Título: Control de motores industriales.Autor: Gilberto Enríquez Harper.Editorial: LIMUSA.Año: 2000.

Título: Operación, Protección y Control de Motores.Autor: Horacio Buitrón Sánchez.Editorial: Héctor Pacheco.Año: 1984.