Fundamentos de Arranque Motor - schneider- · PDF fileEste disyuntor incluye tanto la...

Fundamentos

de Arranque Motor

Ing. Guillermo Suárez

Mayo 2009

Schneider Electric 65- Ahorro de Energía – Mayo 2009

Schneider Electric 2- Fundamentos de Arranque Motor – Mayo 2009

80 años de innovación

Busbar

Contactor

TeSys

T

TeSys D TeSys

U


Una historia de innovación que no termina.

2006

Motor

Circuit Breaker

GV3PEveLink

power terminal

*1924

The very firstcontactor ... First motor

starter enclosure

1960*

First monobloccontactor

1935

*

1973*First modular

contactor

1990*

Modularity concept with the new TeSys

range

2004*

Tesys

Mod. UAll in 1 productDisconnection ,Electronic protection , Switching ,

2000*

D2 : new raw material,

more modularity & accessories

1993*GV2: a really impulsion to 2 component solution

*

Motor

Management System Tesys

TGive

your

motor

starter a sixth

sense

!


Campo de actividad

Lighting

M

M M M M

Distribution

Utilities

Process

Machine

sourceswitching

Terminalloads

Terminalloads

Terminalloads

Circuitswitching


Funciones

asociadas

al arranque

motorDistribución baja tensión

Maniobra

Aislamiento

Seccionamiento

Protección corto-circuito

Protección sobrecarga


Seccionamiento

●Este dispositivo tiene la habilidad de aislar y desconectar.

●Puede ser usado con seguridad con carga.

●No incluye ningún mecanismo de protección.

●Puede ser usado como un botón de parada de emergencia (Con la cubierta amarilla y la manija roja).


Interruptor

●Estos equipos pueden ser manejados con carga.

● Incluyen fusibles para la protección de corto circuito.

●La operación se realiza por la manija del lado.GS1


Protección contra corto circuito disyuntor magnético

●

Este equipo proporciona la protección contra los corto circuitos. El detecta y despeja los altos niveles de corriente de corto circuito hasta el limite de su capacidad de ruptura.

●

Tiene la capacidad de desconexión

●

El reset después de la falla puede ser realizado manualmente con el mando rotatorio del equipo o remotamente usando módulos específicos para esta acción.

●

Para fallas de baja corriente, la operación de un disyuntor, es mas rápida que la de los fusibles.

GV2-L


Protección Magnética.

●

Este disyuntor incluye tanto la protección magnética contra cortocircuitos, como la protección térmica ( sobrecarga de motor).

●

Ya que estos equipos incluyen todos los tipos de protección y tiene la capacidad de desconexión, pueden ser usados como un arrancador de motor para máquinas simples.

●

Bloques adicionales pueden ser añadidos para permitir el reset remoto y el control del disyuntor.

GV2-ME


El Contactor

●

Apertura y cierre bajo carga-

capacidad de switcheo.

●

Manejo remoto utilizando un electroimán con un circuito de control separado .

●

Cuando la bobina del contactor

es energizada, La parte móvil del contactor

se mueve y la corriente puede pasar de la red de suministro a la carga.

●

Estos equipos tienen contactos auxiliares incluidos que se mueven simultáneamente con la parte móvil del contactor

.

LC1-D contactor

Bar contactor


El Relé

Térmico

●

La sobrecarga es la falla mas común en las máquinas.

●

La sobrecarga crea un aumento de la corriente que pasa a la carga y produce un calentamiento peligroso de la misma.

●

La sobrecarga puede afectar los materiales de aislamiento y así

mismo el tiempo de vida del motor.

●

El relé

esta compuesto de 3 elementos bimetalicos, cada uno rodeado de una bobina que lleva su corriente de fase.

●

Cuando la corriente se incrementa o disminuye , estos materiales tendrán una deformación, equivalente a la corriente que esta pasando por ellos hacia la carga.

LRD Relay


Arranque Motor Combinado

●En 1983, Telemecanique

lanzo el primer equipo capaz de interrumpir , maniobrar y proteger térmica y magnéticamente: EL INTEGRAL

●Este tipo de producto ofrece todas las protecciones del motor en un solo producto.

●Ofrece COORDINACION TOTAL: No hay soldadura de los contactos después de una falla por corto-

circuito, reduciendo el tiempo de parada y por ende el de mantenimiento.

●El arrancador TeSys

U ofrece la capacidad de comunicación integrada con buses de campo y mucha modularidad.

Integral

TeSys U


Distribución de bajo voltaje

Switching

Isolation

Disconnection

Short circuit

protection

Overload

protection

Motor

Aísla el equipo del suministro eléctrico

Interrumpe la corriente por el equipo

Protege la vida humana y los dañosMateriales causados por los C.CProtege al motor de las corrientes de sobrecargaON / OFF Cargas



Switching

Isolation

Disconnection

Short circuit

protection

Overload

protection

Motor

Switch DisconnectorTeSys VARIO

IEC 60 947-3



Switching

Isolation

Disconnection

Short circuit

protection

Overload

protection

Motor

Motor Circuit BreakersTeSys

GV

IEC 60 947-

2



Switching

Isolation

Disconnection

Short circuit

protection

Overload

protection

Motor

ContactorsTeSys

KTeSys

DTeSys

FBar Contactors

IEC 60 947-

4 -1



Switching

Isolation

Disconnection

Short circuit

protection

Overload

protection

Motor

Motor StartersTeSys

U

Power

Control

IEC 60 947-

6


Arranque Motor

Startercontroller

Isolation

On-load switch

Short-circuitprotection

Overloadprotection

Control

Switch On-loadswitch Contactor

Thermalrelay

Magneticcirc. brkr.

Therm.magneticcirc. brkr.

Fuseswitch

disconnector

Manual control

Vario TeSys UGS1 LC1D LRD GV2P GV2ME


Teoria

arranque

motor

●

Voltaje de arranque

●

La corriente se eleva al instante a niveles de LRC (la corriente de Rotor Cerrada) . Esto causa una corriente transitoria, que puede tener efectos indeseables sobre el suministro.

●

La corriente gradualmente baja como consecuencia del aumento de la velocidad del motor.

●

La carga del motor afecta sólo el tiempo tomado para la aceleración.

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100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0SLIP (%)

FULL

LO

AD

TO

RQ

UE

(%)

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200

300

400

500

600

700

CU

RR

EN

T (%

)


Arranque D.O.L*

●Corriente disponible Arranque = 100%●Pico de corriente arranque = 4 to 8 In●Pico de torque en arranque = 0.6 to 1.5Tn

●Ventajas: ●

Arranque simple●

Bajo costo●

Alto torque en el arranque

●Desventajas : ●

Alta corriente de arranque y torque●

El suministro de energía debe aguantar el pico de corriente.

●

Duro arranque mecánico. * Direct On Line

Aplicaciones Típicas:

Pequeñas Máquinas.


Arranque Motor Asincrono

D.O.L.*

●La solución mas frecuentemente usada.

●La solución mas económica y simple.

●No es plano el arranque (no elevadores, escaleras..)

● Alta corriente de Arranque

(5 to 8x In).

●El único método de arranque que no reduce el torque. (excepto con variador de velocidad.


Arranque Motor Asincrono

D.O.L.*

Load torque maximum

zone during running

phaseLoad torque maximum zoneduring starting phase

Control andProtection

duringrunningphase

Control andProtection

during startingphase

Rated Torque


Estrella-Triangulo -

Arranque●

Corriente disponible arranque = 33%●

Pico de corriente arranque = 1.3 to 2.6 In●

Pico torque arranque: = 0.2 to 0.5 Tn

●

Ventajas :

●

Arranque Simple y económico.●

Buen torque de arranque y corriente.

●

Desventajas :

●

Bajo torque de arranque.●

No se pueden ajustar parámetros en el arranque.●

La perdida de suministro en el motor produce una corriente transitoria máxima severa.

Aplicaciones Típicas: Máquina que arrancan sin carga (pequeñas bombas centrífugas, ventiladores etc.)


Teoria

Arranque

Motor

Star-Delta

•

Momento de rotación insuficiente para acelerar esta carga en configuración de estrella

•

Desventajas:•

-

No ajuste en arranque.•

El cambio de estrella a triangulo causa corrientes dañinas y trasientes de torque.

Es necesario

cambiar esta transición y también proteger el motor y la instalación

0

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SLIP (%)

FULL

LO

AD

TO

RQ

UE

(%)

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CU

RR

EN

T (%

)


Teoria

arranque motor

●

El motor al principio es conectado en la configuración de estrella y luego, después de un tiempo predeterminado, el motor es desconectado del suministro y conectado de nuevo en la configuración delta.

●

La corriente y el momento de rotación en la configuración de estrella son un tercio de la corriente de voltaje y el torque cuando el motor es conectado en la configuración delta.

MainContactor

ThermalOverload

Motor

3~

DeltaContactor

StarContactor


Arranque motor asíncrono Star -

Delta

Is

/3

Ts

/3

Tr

Is

Star Delta

Ts

I(A)

n (rpm)

T (Nm) ● Is: DOL start current

● Is/3: start current under star connection

●Ts: DOL start torque

●Ts/3: start torque under star connection

●Tr: resistive torque (load)


Arranque Motor asíncrono Star -

Delta

●Corriente pico limitada a (1.3 to 1.6x In)

●Motor especifico para la aplicación.

●Maquinas que presenten bajo torque en el arranque.

●

Ventiladores, compresores, maquinas herramientas.

●Corrientes transitorias en el cambio de estrella a triangulo.

●

Si la temporización

en estrella es muy corta, se vuelve un arranque directo.

●

Si el torque resistente es mas alto en el cambio de estrella el motor se parara.


Técnica

La coordinación de protecciones para las soluciones arranque motor

La coordinación de protecciones para las soluciones arranque motor


Técnica: Coordinación de Protecciones

● Efectos de un Corto-Circuito

● Efectos electrodinámicos de corriente cresta î

:

● repulsión de los contactos.●propagación de arcos eléctricos● ruptura de los materiales aislantes, deformación de piezas

● Efectos térmicos l2t :

● fusión de los contactos●generación de arcos eléctricos●calcinación de los materiales aislantes


Repulsión de contactos:

●Comportamiento del contactor

bajo el efecto de corrientes de corto-

circuito no limitadas

Tiempo Tiempo Tiempo

Repulsión

de los contactos

provocada

por

la energía

generada

por

el corto-circuito

La energía

debida

al corto-

circuito

aumenta, el arco

se vuelve

importante

Los contactos

en plata

entran

en fusión

y se sueldan


Repulsión de contactos:

●Comportamiento del contactor

bajo el efecto de corrientes de corto-

circuito limitadas

Los contactos quedan operacionales

Tiempo Tiempo TiempoInicio de la repulsión de los contactos bajo el efecto del corto-

circuito

Courant Icc

La energía debida al corto-

circuito es limitada, la repulsión es anulada


●

Definición

●

Pruebas de la aparamenta

eléctrica en condiciones extremas. La coordinación es definida según el estado de los productos después de la prueba.

●

Ausencia de coordinación

●

Los riesgos son importantes para el operador, los daños físicos y materiales pueden serlo igualmente.

●

Coordinación tipo 1

●

Ningún riesgo para el operario. Es la solución estándar más utilizada.●

Antes de rearrancar, la revisión del arranque puede hacerse necesaria.

●

Coordinación tipo 2

●

Es una solución de alto desempeño. Se admite una ligera soldadura de los polos del contactor

si son fácilmente separables.

●

Coordinación total ó

Continuidad de servicio

●

Es la solución de más alto desempeño.●

Rearranque

inmediato sin precauciones particulares.


Coordinación total, continuidad de servicio

●Aparatos que responden a todas las funciones del Arrancador Motor según la norma IEC947-6-2 (TeSys

U)

●

Seguridad de las personas y de las instalaciones

●

Ningún daño, ningún riesgo de soldadura El aislamiento eléctrico se debe mantener

●

Después del despeje de la falla, el arrancador-motor debe estar en capacidad de rearrancar

inmediatamente.


El contactor

y el arranque motor

Coordinación

con dispositivo

de protección

contra los corto

circuitos(DPCC)

Corto-circuitoSobrecarga

normal Rotor bloqueado

Arranque

motor

correctamente

combinado

Temps

Capacidad

de cierre

del

contactor

Pc selon IEC 947-4

Límite

térmico

del

relé

de sobrecarga

sin daño

Arranque

Courant

Relé

de sobrecarga

DPCC

Som

me

des

I²dt1

0³

TeSys U1 Base potencia 32A2 Base potencia 12A

Icc presumido

(kA)


Técnica: Las clases de disparo●Definición

●

La clase de disparo define la duración del disparo a 7,2 Ir. La selección se efectúa en función de la aplicación instalada.

Clase

10A 2 < Tp

<= 10s

Clase

10 4 < Tp

<= 10s

Clase

20 6 < Tp

<= 20s

Clase

30 2 < Tp

<= 30s


Principales fallas de motor

35%

10%

18%

5%10%

12%

10%

Over LoadMoistureContaminationAgingSingle PhasingBearingMiscellaneous


Make

the

most

of

your

energy

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