CCM APLICACIONES 1

SISTEMAS DE ARRANQUE ING. HUBER MURILLO MANRIQUE

ESCUELA DE INGENIERIA ELECTRICA - FIEE

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO

HMELECCION DE ARRANCADORES

La coordinación de las protecciones realizada a través del estudio de la curva de disparo térmica del relé y la del disparo magnético de los interruptores termomagnéticos no asegura la selectividad del sistema, ya que no se ha tenido en cuenta los efectos electrodinámicos que son muy importantes solo en condiciones de corto circuito.

Partiendo de estas consideraciones la norma IEC 947 exige la PRUEBA DE LABORATORIO de los sistemas de arranque en condiciones de falla, siendo esta la única forma segura para garantizar la óptima operación.


HMELECCION DE ARRANCADORES

Con el método de selección conforme la norma IEC 947, el usuario escoge, de manera simple e inmediata , el arrancador que asegura el nivel de continuidad del servicio mas apto a sus exigencias según la potencia de su motor y según la tensión y frecuencia de alimentación de su sistema eléctrico.

Para garantizar la OPTIMA OPERACIÓN, la funcionalidad de los sistemas de arranques deben estar comprobados estrictamente en los laboratorios especializados para estos fines.


HM CARACTERISTICAS DE PARTIDA DE LOS MOTORES DE INDUCCION TRIFASICOS SEGUN IEC 34 - 12

ARRANQUE CON LLAVE MANUAL

A PLENA TENSION

TENSION REDUCIDA

ARRANQUE CON LLAVE MAGNETICA

ARRANQUE PART - WINDING.

ARRANQUE SERIE - PARALELO ( Y )

ARRANQUE DHALANDER Y / YY

ARRANQUE DHALANDER YY / ∆

ELECTRONICO

ESTRELLA - TRIANGULO

RESISTENCIAS ESTATORICAS

ESTRELLA RESISTENCIAS TRIANGULO

POR AUTOTRANSFORMADOR

CON INDUCTANCIA EN EL ESTATOR

ARRANQUE SERIE - PARALELO ( ∆ )

ESTADO SOLIDO AUTOMATICO

SISTEMAS DE ARRANQUE PARA MOTORES DE INDUCCION TRIFASICOS

CON VARIACIONES DE : TENSION, CORRIENTE Y TORQUE ( SUAVE )

HMDIAGRAMAS DE CONEXION DE LOS SISTEMAS DE ARRANQUE

RS T

MOTOR TRIFASICO CORRIENTE

ALTERNA

INTERRUPTOR TERMOMAGNE.

CONTACTOR TRIPOLAR

RELE TRIPOLAR

U V W

ARRANQUE DIRECTO


INSTALACION ANTIGUA

MOTOR ASINCRONO TRIFASICO

SECCIONADOR

CONTACTORTRIPOLAR

RELE TRIPOLAR

LINEA DE ALIMENTACION

TRIFASICA

FUSIBLES

HM COORDINACION TIPO I ( IEC 947 - 4 )



TRIFASICA

INTERRUPTOR TERMOMAGNETICO

CONTACTORTRIPOLAR

RELE TRIPOLAR

APLICACION N° 1.- ARRANQUE DIRECTO

1.- Diseñe un tablero general, que contenga un sistema de accionamiento (arranque directo) de un motor trifásico de 50 HP, 02 polos, 380 Voltios, 60 Hz. EF = 89%, FP = 0.87. La distancia del tablero –Motor Trifásico es de 65 metros. Utilice la coordinación tipo I. Acompañar los diagramas: Trifásico del circuito de fuerza e incluya en su hoja de trabajo la conexión del banco de capacitores trifásico a un factor de potencia técnico y hacer los cálculos necesarios que me permita obtener las características nominales del banco de capacitores comerciales.

CENTRO DE CONTROL DE MOTORES HUBER MURILLO MANRIQUE

ARRANQUE DIRECTO MODELO 1

DIMENSIONAMIENTO

IA 1.2 In IA elegido …... Reg. Térmica ……… Reg. Magnética ……… ICC ………. Poder de corte ………

Capac. de ruptura ……...


KM1

Vn , FnBARRAS

DEL SISTEMA

IA

DIMENSIONAMIENTO

KM1 1.1 In.

F1 In.Tienen una tolerancia de 10%.

F1

M3φ

In Vn

RPM HP/KW

DIMENSIONAMIENTO

Idiseño = 1.25 InPara conductores y platinas


CALCULO DE CORRIENTE NOMINAL DEL MOTOR

In = 50 x 746 / √3 x 380 x 0.89 x 0.87 = 73.19 A

CALCULO DEL INTERRUPTOR TERMOMAGNETICO

Idiseño = 1.2 x In = 87.8 A

CARACTERISTICAS DE TENSION

Tensión Tensión de empleo asignada (Ue) 380 Vac.Tensión de aislamiento asignada (Ui) 750 Vac.Tensión al impulso asignada (Uimp) 3 KV

Frecuencia asignada 50/60 Hz

100 A



CARACTERISTICAS DE CORRIENTE:

Intensidad térmica convencional al aire libre (Ith)Intensidad térmica convencional bajo envolvente (Ithe) Intensidad asignada (In).

Poder de ruptura Icu ≈ 50 KAPoder de corte asignado en servicio Ics = …. % Icu

In = Ithe = 100 A a 40°C

Ics = 25%, 50%, 75% ó 100%)Icu




250 AIn=Ith:250A 40°C

CATEGORIA

A

ENDURANCIA :

Mecánica 10000

Eléctrica 5000

Padlocking




•Residential•Effectiv•Normal•Hi-Break•Limitor

•Residential•Effectiv•Normal•Hi-Break•Limitor

Dframe


RCD




CALCULO DE CONTACTOR

Idiseño = 1.1 x In = 80.5 A 90 A

CARACTERISTICAS DEL CIRCUITO DE FUERZA

Intensidad nominal de operación AC1 140 AIntensidad nominal de operación AC3 90 AImpedancia por polo (mΩ) 0.7Potencia disipada por polo AC1 (W) 14.84Potencia disipada por polo AC3 (W) 6.86Tensión nominal de operación (Ue) 690 Vac.Tensión de aislamiento (Ui) 1000 Vac.Límites de frecuencia (Hz) 25 – 400



CALCULO DE CONTACTOR

CARACTERISTICAS DEL CIRCUITO DE CONTROL

Tensión de aislamiento (Ui) 1000 Vac.Tensión normalizada a 60 Hz 110 VacConsumo de la bobina:

Circuito magnético abierto 190 VA Circuito magnético cerrado 15.5 VA

Factor de potencia:Circuito magnético abierto 0.54 I Circuito magnético cerrado 0.26 I

Endurancia mecánica (x 10E6) 1.8Contactos auxiliares NO + NC 1



CALCULO DE RELE TERMICO

In = 73.19 A

CARACTERISTICAS GENERALES

Clase 10 Rango de ajuste 64 – 82 APara ser utilizado con contactor CL10

CARACTERISTICAS GENERALES DEL CONTROL

Tensión y corriente de operación 110Vac. 3 ATensión de aislamiento asignada (Ui) 690 Vac.Capacidad en bornes (mm²) 2.5Par de apriete (N-m) 0.8




In = 73.19 A

CARACTERISTICAS GENERALES DEL CIRCUITO FUERZA

Tensión y corriente de operación 690 Vac. Tensión de aislamiento asignada (Ui) 1000 Vac.Capacidad en bornes (mm²) 50Par de apriete (N-m) 4.5Límites de frecuencia (Hz) 0 – 400




In = 73.19 A

CARACTERISTICAS ADICIONALES

Protección térmica contra sobre cargas simétricas.Protección térmica contra sobre cargas asimétricas.Compensación automática Tamb. -25 a 60°CPulsador frontal (test disparo).Indicador disparo.Contactos auxiliares durante y después de la:

Operación contacto NC 95 – 96Operación sobrecarga NO 97 – 98

Rearme manualRearme automático.



CALCULO DE CABLES

POR CAPACIDAD

Idiseño = 1.25 x In = 91.5 A

Catalogo INDECO

Cable tipo THW de 25 mm² - Capacidad 95 Amperios

POR CAIDA DE TENSION

L = 65 m. ∆V = 1.5% (380x0.015=5.7)

Scu = 0.0309x65x73.19x0.87/5.7 = 22.43 mm²

ELEGIMOS EL CABLE THW DE 25 mm² FUERZA

ELEGIMOS EL CABLE TW DE 10 mm² TIERRA

HACER EL CALCULO DE LOS ESFUERZOSELECTRO MECANICOS

FALTA CORTO



CABLES PARA CONEXIÓN

DE LOS CIRCUITOS

DEL SISTEMA DE FUERZA UTILIZADO

EN MAQUINAS ELECTRICAS



CONEXIÓN DE LOS CIRCUITOS DEL

SISTEMA DE ATERRAMIENTO

CONEXIÓN DE LOS CIRCUITOS DE

CONTROL



CALCULO DE PLATINAS

POR DENSIDAD DE CORRIENTE (J = 2.5 A/mm²)

Inominal = 73.19 A

Scu = 73.19 / 2.5 = 29.3 mm²

Ir catalogo del fabricante:

Elijo 4 x 10 mm.

ELECCION DEL TABLERO

Hacer el dimensionamiento de los componentes



HACER EL RESUMEN PARA LA SOLICITUD

DE COMPRA


HMDIAGRAMAS DE CONEXION DE LOS SISTEMAS DE ARRANQUE

RS T


ALTERNA

SOFT STARTER

CONTACTOR TRIPOLAR

U V W

CONTACTOR TRIPOLAR

ARRANQUE SUAVE


APLICACION N° 2.- ARRANQUE Y - ∆

Diseñe un TG, que contenga un sistema de accionamiento (arranque Y - ∆) de un motor trifásico de 450 HP, 06 polos, 380 Voltios, 665 A, 60 Hz. EF = 95%, FP = 0.85La distancia del TG – Motor Trifásico es de 48 metros. Utilice la coordinación tipo I incluyéndose una protección térmica indirecta (el RST conectado a un grupo de TC con I2 = 1A). Acompañar los diagramas: Trifásico del circuito de fuerza y del circuito de control ( incluya en su hoja de trabajo). Plantear con un esquema trifásico la compensación reactiva a un factor de potencia técnico y hacer los cálculos necesarios que me permita obtener las características nominales del banco de capacitores comerciales. El IA necesariamente debe ser regulable.K2 = Principal, K3 = Triangulo, K1 = Estrella


HMARRANQUE ESTRELLA - TRIANGULO

Y

RS T

VDE U,V,W – X,Y,Z

IEC 1,2,3 - 4,5,6 INTERRUPTOR TERMOMAGNE.

CONTACTOR TRIPOLAR

CONTACTOR TRIPOLAR

CONTACTOR TRIPOLARKM2 KM3 KM1

RELE TRIPOLARF1

W MOTOR TRIFASICO CORRIENTE

ALTERNA

V Z

U X


ARRANQUE Y - ∆ MODELO 1

DIMENSIONAMIENTO



DIMENSIONAMIENTO



KM1

Vn , Fn

IA

INTERRUPTOR AUTOMATICO

TERMOMAGNETICO

M3φ

KM2 KM3

DIMENSIONAMIENTO

KM1 0.64 In.

KM2 0.64 In.

KM3 0.37 In.Tienen una tolerancia de 10%.

F1 0.58 In.

F1

In Vn

RPM HP/KW

Datos técnicosnominales del motor trifásico.

DETALLE MONTAJE RELE : DIRECTO E INDIRECTO97 95

R 1 3 5

RELE TERMICO DIRECTO Inominal directa

PARA UNIDADES CERCANAS AL TABLERO GENERAL

2 4 698 96


1 3 5

2 4 6

97 95R

98 96

RELE TERMICO INDIRECTOCON TRES TRANSFORMADORES DE CORRIENTE ……. / 5 A. MONTAJE AISLADO

1 3 5

2 4 6

97 95R

98 96

RELE TERMICO INDIRECTOCON TRES TRANSFORMADORES DE CORRIENTE ……. / 5 A. MONTAJE CONECTADO A MASA

TRANSITORIO ARRANQUE Y - ∆

EL TIEMPO DE TRANSICION ES MUY IMPORTANTE.

El tiempo de cambio del temporizador de Y a ∆ TIEMPO DE TRANSICION es de 30 a 50 mseg. Cuando K3 se abre y K2 se cierra.

Esto permitirá que algún arco originado durante la etapa de transición sea extinguido y evitar el riesgo de un cortocircuito.

Los dos contactores, K2 y K3 deben estar necesariamenteenclavados ( mecanica y electrica ) a fin de prevenir un cierresimultánea del contactor estrella y triángulo.

APERTURA DE K3


CONEXION ∆CONEXION Y

Tiempo de arranque0 … 30 seg.

CIERRE DE K2CIERRE DE K1 + K3

TIEMPO DE TRANSICION

HMARRANQUE ESTRELLLA - TRIANGULO

Como el torque ( par motor ) es proporcional al cuadrado de la tensión y de la corriente donde el torque de arranque es mayor que el torque nominal.

Siendo así, utilizaremos arranques con tensión reducida para minimizar dos efectos : - Limitación de los disturbios de líneas ( picos ).- Reducción del par motor ( torque ) excesivo en el equipo accionado.

VENTAJAS

Bajo costo. No tiene límite en el número de maniobras. Los componentes ocupan poco espacio. La corriente de arranque queda reducida en aprox. 1/3.


HMARRANQUE ESTRELLA - TRIANGULO

DESVENTAJAS Solamente aplicables para motores son seis terminales. Tensión de red debe coincidir con la tensión en ∆ del motor. Momento de arranque reducido para 1 / 3. Es beneficioso cuando el cambio de Y - ∆ debe hacerse entre el 85 a 95 % de la velocidad síncrona.

Para el arranque estrella - triángulo es fundamental que el motor tenga:

- La posibilidad de conexión en : 220 / 380, 380 / 660 ó 440 / 760 Voltios. - Podrá ser usado cuando la curva del motor es lo suficientemente alta. Si el motor no alcanza por lo menos el 90% de su velocidad nominal , elegir otro tipo de arranque por resultar muy perjudicial.


HMESQUEMA DE CONTROL Y PROTECCION DE UN

ARRANQUE ESTRELLA - TRIANGULO R 95 97 RT 96 98 S1 S2 KA1 I.T KM2 KA1 KM1 KM3 KM1 S

KA1 KM2 KM3KM1


HMCORRIENTE DE ARRANQUE DE MOTOR TRIFASICO

TIPO NV250M4 DE 90 HP 60 HZ. 440 VOLTIOS

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

VELOCIDAD ( % DE LA VELOCIDAD SíNCRONA )

CORR

IENT

E (

% D

E I N

OM

INAL

)

TRIANGULO

ESTRELLA


HMTORQUES DE ARRANQUE DE UN MOTOR TRIFASICO DE 90 HP

TIPO NV250M4 60 HZ 440 VOLTIOS

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

VELOCIDAD ( % DE LA VELOCIDAD SINCRONA )

TORQ

UE (

% D

EL T

ORQ

UE N

OM

INAL

)

TRIANGULO

ESTRELLA

CARGA


HM

TORQUES DE ARRANQUE DE UN MOTOR TRIFASICO DE 90 HP TIPO NV250M4 60 HZ 440 VOLTIOS

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

VELOCIDAD ( % DE LA VELOCIDAD SINCRONA )

TOR

QU

E (

% D

EL

TOR

QU

E N

OM

INA

L

TRIANGULO

ESTRELLA

CARGA

TORQUE DE ARRANQUE ESTRELLA - TRINAGULO


HMCORRIENTE DE ARRANQUE DE MOTOR TRIFASICO

TIPO NV250M4 DE 90 HP 60 HZ. 440 VOLTIOS

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

VELOCIDAD ( % DE LA VELOCIDAD SíNCRONA )

CORR

IENT

E (

% D

E I N

OM

INAL

)

TRIANGULO

ESTRELLA

CORRIENTE DE ARRANQUE ESTRELLA - TRINAGULO


APLICACION N° 2.- ARRANQUE Y - ∆

HACER EL RESUMEN PARA LA SOLICITUD DE COMPRA

SIGUIENDO EL PROCEDIMIENTO YA

ESTUDIADOCENTRO DE CONTROL DE MOTORES HUBER MURILLO MANRIQUE

HM ARRANQUE POR AUTOTRANSFORMADORRS T

INTERRUPTOR TERMOMAGNE.

RELE

CONTACTOR


ALTERNA

CONTACTOR

U WV

ARRANQUE POR AUTOTRANSFORMADOR


Vn , Fn DIMENSIONAMIENTO



DIMENSIONAMIENTO



IA


TERMOMAGNETICO


M3φ

KM1 KM2

DIMENSIONAMIENTO

KM1 1.1 In.

KM2 1.1 In

KM3 0.55 InTienen una tolerancia de 10%.

F1 In.

AUTO

In Vn

RPM HP/KW

Datos técnicos nominalesdel motor trifásico.

KM3F1


Se utiliza cuando la limitación de la corriente dearranque es importante. Consiste en emplear un autotransformador conectado enestrella con las tomas variables precisas para ir aplicandoal motor tensiones cada vez más crecientes paraconseguir un arranque que generalmente es concarga. Se obtiene baja corriente de línea y bajas pérdidas en elmomento del arranque. Esta reduce la corriente del arranque evitando unasobrecarga en el circuito pero dejando al motor con unpar suficiente para que alcance un adecuado par dearranque y aceleración.

HM



Para hallar los parámetros de arranque aplicar:

Iarranq.compensado = Iarranque . K1 Tarranq.compensado = Tarranque . K2 Donde: K1 = Factor de multiplicación de corriente. K2 = Factor de multiplicación del par. Iarranque es a plena tensión. Tarranque es a plena tensión. La tensión en la llave compensadora es reducida através de un autotransformador que normalmentecuenta con taps en 50, 65 y 80% de la tensión nominalque proporcionan un par y aceleración necesaria alconjunto motor-máquina.

HM



EJEMPLO DE APLICACIÓN. Sea un motor trifásico asíncrono de 60 HP, 1760 RPM, 60 Hzconectado a un circuito de 220 Voltios, 150 Amperios nominalessiendo su corriente de arranque 1200 Amperios. Utilizar un compensador de tres taps : 50, 65 y 80% Vnom. Su Iarranque es 1200 Amperios y a 220 Voltios. A.- Solución empleando la figura siguiente . - Para una relación del 50% ( primer tap del autotrafo ) K1 = 0.4 y K2 = 0.17 Iarr.comp. = 1200 . 0.40 = 480 Amp. Tarr.comp. = 17% Tarranque - Para una relación del 65% ( segundo tap del autotrafo ) K1 = 0.55 y K2 = 0.29 Iarr.comp. = 1200 . 0.55 = 660 Amp. Tarr.comp. = 29% Tarranque

HM


FACTORES DE CORRECCION DE : CORRIENTE ( K1 ) Y TORQUE ( K2 ) EN FUNCION DE LA TENSION

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2

TENSION APLICADA / TENSION NOMINAL ( V / V nominal )

FACT

ORES

K1

Y K

2

K1

K2

HM



B.- Solución empleando las ecuaciones (1) y (2). Analizando numericamente con las relaciones de los tapsy características del torque de partida tenemos que: Ilinea comp = (V.I) arr.comp./Vnominal (1) Tarranque ß V2 (2) La corriente en linea (durante el arranque), es igual alproducto de la tensión de arranque a plena tensión y lacorriente de arranque compensado dividido entre latensión nominal de la red ( 1 ). Tambien se puede decir que el torque de partida ( 2 ), esproporcional al cuadrado de la tensión aplicada en losterminales del motor.

HM


Para una relación del 80% Vnominal Varr.comp. = 220 . 0.80 = 176 Volt Iarr.comp. = 1200 . 0.75 = 900 Amp. I en línea = 176 . 900 / 220 = 720 Amp. @ Tarr.comp.= 0.8 . 0.80 = 0.64 Tarranque

Para una relación del 50% Vnominal Varr.comp. = 220. 0.50 = 110 Volt Iarr.comp. = 1200 . 0.50 = 600 Amp. I en línea = 110 . 600 / 220 = 300 Amp. Tarr.comp. = 0.50. 0.50 = 0.25 Tarranque Para una relación del 65% Vnominal Varr.comp. = 220 . 0.65 = 143 Volt Iarr.comp. = 1200 . 0.55 = 660 Amp. I en línea = 143 . 660 / 220 = 429 Amp. @ Tarr.comp. = 0.65 . 0.65 = 0.42 Tarranque

HM


Los valores antes calculados son siempre y cuando la máquina en cadauno de los taps parta del reposo, pero la máquina en cada tap yaencontrará una corriente y una velocidad en ese tiempo y por tanto lascorrientes de línea (@), serán mucho menor. Con este tipo de arranque se obtienen características mucho masfavorables comparados con los demás tipos de arranque estudiadosanteriormente. Las ventajas de este tipo de arranque : El pico de tensión cuando se pasa de tensión reducida a tensión de la reddebe ser bastante lo mas pequeño posible, esto si la elección se haefectuado satisfactoriamente, debido a que el autotranformador se haconvertido en una reactancia. La reducción de corriente es ajustada a la relación de los tapsseleccionados del autotransformador. Se uttiliza para el arranque de altas inercias como: Bombas, ventiladores y otras máquinas que demoran en tomar suvelocidad nominal. Puede ser utilizado con cualquier tipo de máquina siempre que sus tapsesten dimensionados en relación a la tensión nominal del motor.

HM



Las desventajas son las siguientes: Es mucho mas cara que el arranque estrella-triángulo. La gran desventaja es la frecuencia de maniobras. La selección del autotrafo está en función de la frecuencia demaniobras. Debido al tamaño del autotransformador la construcción esvoluminosa necesitándose paneles mas grandes, lo que aumentaconsiderablemente el precio y el espacio.

HM


TABLA .- COMPARACIÓN DE VENTAJAS Y DESVENTAJAS

DENOMINACIÓN DE LOSCOMPONENTES

MOTOR CON ROTOR JAULA DE ARDILLA

MOTOR CON ANILLOS ROZANTES

Tipo del proyecto Rotor tipo jaula Rotor bobinadoCorriente de arranque Alto BajoTorque de arranque Bajo Alto Cp / Cn Bajo Alto ³ 2.75Torque máximo > 160% Nominal >160% NominalRendimiento Alto AltoEquipos de arranque Según el tipo ReóstatoEquipos de protección Simples SimplesMantenimiento Simple Mas complejoCosto adquisición Bajo AltoRegulación velocidad No existe Si existe.Instalación Muy simple SimpleUtilización versátil Buena Muy buena

HM


HM CARACTERISTICAS DE ARRANQUE POR AUTOTRANSFORMADOR DE UN MOTOR TRIFASICO 425 CV 60 HZ 6 POLOS 4160 VOLTIOS

0

1

2

3

4

5

6

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

VELOCIDAD EN % DE LA VELOCIDAD SINCRONA

TORQ

UE Y

CO

RRIE

NTE

EN

FUN

CIO

N D

E L

A N

OM

INAL

T ( VNOMINAL )T ( 85 % VNOMINAL )

IARR ( I NOMINAL )

IARR. ( 85 % I NOMINAL )

I

IARR. ( 65 % I NOMINAL )

T ( 65 % V NOMINAL )


HMCARACTERISTICAS DE ARRANQUE POR AUTOTRANSFORMADOR DE UN MOTOR TRIFASICO DE 425 CV 60 HZ 6 POLOS 4160 VOLTIOS

0

1

2

3

4

5

6

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 VELOCIDAD EN % DE LA VELOCIDAD NOMINAL

CORR

IENT

E DE

ARR

ANQ

UE E

N %

DE

LA

I NO

MIN

AL

IARR. ( V NOMINAL )

IARR. ( 85 % V NOMINAL )



HMCARACTERISTICAS DE ARRANQUE POR AUTOTRANSFORMADOR DE

UN MOTOR TRIFASICO DE 425 CV 60 HZ 6 POLOS 4160 VOLTIOS

0

50

100

150

200

250

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

VELOCIDAD EN % EN FUNCION DE LA VELOCIDAD SINCRONA

TORQ

UE E

N %

DEL

T N

OM

INAL

TARR. ( V NOMINAL )

TARR. ( 85 % V NOMINAL )



HMLIMITACIONES DE LA CORRIENTE DE ARRANQUE

Siempre que sea posible, el arranque de un motor trifásico jaula de ardilla debe ser arrancado en directo, por medio de contactores u otro medio.

Las curvas de torque y corriente son fijas. Estas curvas son independientes de la dificultad que se puede presentar en el arrranque.

En los casos en la que la corriente de arranque del motor es elevada puede ocurrir las siguientes consecuencias perjudiciales:


HMLIMITACIONES DE LA CORRIENTE DE ARRANQUE

Gran caída de tensión en el sistema de alimentación de la red, provocando interferencia en los equipos que se encuentran instalados en el sistema.

El sistema de protección, cables y contactores deben ser sobredimensionados, ocacionando altos costos.

La imposición de las empresas de energía eléctrica (castigo) que limitan la caída de tensión de la red.

En tal sentido, para evitar éstas desventajas es que se utilizan los arranques indirectos tales como los arranques por : Autotrafo, Y - ∆, etc.


HMCARACTERISTICAS DE ARRANQUE POR AUTOTRANSFORMADOR DE UN MOTOR TRIFASICO DE 425 CV 60 HZ 6 POLOS 4160 VOLTIOS

0

1

2

3

4

5

6

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 VELOCIDAD EN % DE LA VELOCIDAD NOMINAL

CORR

IENT

E DE

ARR

ANQ

UE E

N %

DE

LA

I NO

MIN

AL

IARR. ( V NOMINAL )




HMCARACTERISTICAS DE ARRANQUE POR AUTOTRANSFORMADOR DE

UN MOTOR TRIFASICO DE 425 CV 60 HZ 6 POLOS 4160 VOLTIOS

0

50

100

150

200

250

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

VELOCIDAD EN % EN FUNCION DE LA VELOCIDAD SINCRONA

TORQ

UE E

N %

DEL

T N

OM

INAL

TARR. ( V NOMINAL )




HMARRANQUE SERIE - PARALELO

El motor deberá cumplir con las siguientes exigencias :

Es necesario que el motor sea conectable para dos tensiones. La tensión menor debe ser igual a la red y la mayor al doble.

Existen 09 terminales en el motor y la tensión nominal más común es 220 / 440 Voltios. -

Durante el arranque el motor es conectado en la configuración serie hasta alcanzar su velocidad nominal para cambiar a la configuración paralelo.

Este tipo de arranque puede realizarse con las siguientes configuraciones :

Triángulo serie - triángulo paralelo.Estrella serie - estrella paralelo.


HMARRANQUE SERIE - PARALELO ( TRIANGULO )

12

6 94

7

1

3 10

11 28 5


HMARRANQUE SERIE - PARALELO ( ESTRELLA )

1

DOCE TERMINALES

CONEXION ESTRELLA 47

1011

125

8

9

6

3 2


HMARRANQUE CON BANCO DE RESISTENCIAS

En éste método de arranque se colocan resistores en serie con cada una de las fases provocando una caída de tensión en los bornes del motor y consecuentemente una reducción de la corriente absorbida . Naturalmente el par de arranque también se reduce. Cuando el motor esta próximo a su velocidad nominal, se conecta directamente a la red.

VENTAJA

Este método de arranque mejora el factor de potencia en el arranque.

DESVENTAJA :

Tiene el inconveniente de producir mayor pérdida de energía en los propios resistores. En la práctica es poco utilizado.


HMARRANQUE POR RESISTENCIAS

MOTOR TRIFASICO

R S T

LL.T

RT1

KM1 KM2 KM3

R1 R2


HMARRANQUE CON BANCO DE REACTANCIAS

Este método es muy similar a la anterior .

Se conecta una reactancia inductiva en cada una de las fases del motor, de tal manera que se presentan las siguientes características :

VENTAJA

Menores pérdidas que la anterior.Mayor factor de potencia que la anterior.Par de arranque mayor que la anterior.

DESVENTAJA :

El costo de adquisición son mas caras.

Son utilizados solos para arrancar motores de :

- Gran potencia y Media tensión. SISTEMAS DE ARRANQUE ING. HUBER MURILLO MANRIQUE

HMARRANQUE POR REACTANCIAS

MOTOR TRIFASICO

R S T

LL.T

RT1

KM1 KM2 KM3

BANCO DE REACTANCIAS


HMPART WINDING

R S T

CIRCUITO DE FUERZA

LL.T

KM2 KM1

RT1RT1

T7 T8 T9 T1 T2 T3


HMPART WINDING

R

KM2

KM2

97RT1

RT2

95

9695

96

CIRCUITO CONTROL98 97

98

S

LL.T

S1

LEYENDA

KM1 Contac. primera estrella. KM2 Contac .segunda estrella. KT temporizador. RT1,2 Relés térmicos. S1,2 Pulsadores. LL.T llave termomagnética.

KM1S2

1 1 KM2KT

KM1 KT

3 6A1 A1 2

A2 7A2


ARRANQUE DIRECTO MODELO 1

DIMENSIONAMIENTO


DIMENSIONAMIENTO




M3φ

Vn , Fn

IA


TERMOMAGNETICO

KM1

In Vn

RPM HP/KW

Datostécnicosnominalesdel motor trifásico.

DIMENSIONAMIENTO

KM1 1.1 In. KM2 0.64 In KM3 0.55 In KM4 0.35 In Tienen una tolerancia de 10%.

F1 In.

F1

KM4KM2 KM3

COORDINACION TIPO 2 ( IEC 947 - 4 )



TRIFASICA

GUARDAMOTOR

COORDINACION TIPO 2Ningún peligro para las personas y para las instalaciones.

No es permitido ningún daño ó desajuste del contactor; es admitido el riesgo que los contactos del contactor se peguen, siempre y cuando éstos puedan separarse facilmente.

El aislamiento debe conservarse despues de la falla.

CONTACTORTRIPOLAR

CARACTERISTICAS DE LOS SISTEMAS DE ARRANQUE CORRIENTE VS TIEMPO

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12TIEMPO ( SEGUNDOS )

ARRANQUE ESTRELLA TRIANGULO

SOFT STARTER

CARACTERISTICAS DE LOS SISTEMAS DE ARRANQUE CORRIENTE VS TIEMPO

0

1

2

3

4

5

6

7

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12TIEMPO ( SEGUNDOS )

ARRANQUE ESTRELLA TRIANGULO

SOFT STARTER

ARRANQUE DIRECTO

ESQUEMA ELECTRICO TIPICO

` U V WOVER LOAD

M1φ

220 Vac

SOFT STARTER

M 3φ

L1 L2 L3

KM1

S2

RST

MONTAJE STANDART

Cuando se hace la adquisición del SOFT STARTER es parte de la responsabiblidad del cliente el montaje insitu, puesta en servicio y por ende su control y protección.

ESQUEMA ELECTRICO INCLUYENDO TABLERO

` U V WOVER LOAD

M1φ

220 Vac

SOFT STARTER

M 3φ

L1 L2 L3

KM1

S2

K2

RST

KA1 KA2 K1 K2

KA1 KA1 KA2

RT

T

1

1

M1φ

RT

TERMOSTATO

RT

FUSIBLES ULTRARAPIDOS

DIAGRAMA DE CONEXIONES DE LOS SOFT STARTER

MOTOR TRIFASICO

TARGETA DE DISPARO DEL BANCO DE TIRISTORES

IHMAUTOMATA

RSTRST

RELE INSTANTANEOOFF

ON RELE RETARDADO

REMOTO

RELES FALLOSOPCION

OPCION

TERMOSTATOSAVANCE

RETROCESO

RSTNPE

Ie

InCORRIENTE NOMINAL DEL STARTER IeCOINCIDE CON LA CORRIENTE NOMINAL DEL MOTOR In.

PARA CONECTAR AL MOTOR SE UTILIZAN 03 CONDUCTORES.

SOFT STARTER

SOFT STARTER CONECTADO EN LINEA

T1 T2 T3

L1 L2 L3


RSTNPE

In

W2

W1

V1

V2

U2

U1Ie

LA CORRIENTE NOMINAL Ie DEL STARTER CORRESPONDE AL 58% DE LA CORRIENTE NOMINAL DEL MOTOR.

SE UTILIZAN 6 CONDUCTORES PARA EL CONEXIONADO.

SOFT STARTER CONECTADO EN FASE


FUENTE DE TENSION TRIFASICA

SOFT STARTER

501 V

460 V

436 V

I1

I2

I3

MOTOR TRIFASICO

I1≈ I2 ≈ I3

EL SOFT STARTER TIENEN LA CAPACIDAD DE REALIZAR EN FORMA AUTOMATICA EL BALANCE DE LAS CORRIENTES QUE ALIMENTAN AL MOTOR.

BALANCE DE FASES


Comparison between reduced voltage starters

Start and protection of electrical motors

Characteristics Star-delta Soft starter Autotransformer Partwinding

50 % 65 % 80 %Starting current drawn from theline as % of that wich would bedrawn upon full voltage starting

33 1/3 % 30...100 % 25 % 42 % 64 % 65 %

Starting torque developed as %of which would be developed onfull voltage starting

approx. 25%

30...100 % 25 % 42 % 64 % 42 %

Smoothness of acceleration 3rd 1st 2nd 4thStarting current and torqueadjustment Fixed Adjustible

Adjustible withinlimits of taps Fixed

Price 2nd 3rd 4th Lowest cost forstarter but moreexpencive motor


CCM APLICACIONES 1

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