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7/25/2019 Arranque de Motores Asíncronos
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ARRANQUE DEMOTORES
ASÍNCRONOS
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Para finalizar este capítulo es conveniente hacer un resumen
comparativo entre los motores asíncronos y síncronos.
ARRANQUE DE MOTORES ASÍNCRONOS
Ya se ha dicho que las aplicaciones del asíncrono son más frecuentes
pero en los accionamientos de gran potencia, con altas horas de
funcionamiento, la solución a base de motor síncrono puede ser
interesante y al menos debe ser considerada.Vamos a presentar esta comparación en la tabla 1
En muchas ocasiones el mayor coste de inversión de un motor
síncrono se ve compensado por la evaluación económica de sus
ventajas sobre todo en los servicios de muchas horas de duración que
no requieran arrancar al motor muchas veces.
La ventaja del consumo regulable de potencia reactiva se hace notoria
en los accionamientos lentos con motores de muchos polos en los
cuales el motor asíncrono tiene un factor de potencia muy malo.
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Tabla 1 Comparaciónentre motores
síncrono yasíncrono
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CONSIDERACIONES:
•Tensión de la red constante constanteV
Deslizamiento critico mínimo para obtener una eficiencia alta.
Torque de arranque moderado.
OBJETIVOS DEL ARRANQUE:
•Evitar caídas de tensión en los elementos de la red (transformadores,
alimentadores, etc.), inadmisibles para las cargas conectadas cerca del
motor.
•Evitar pérdidas por efecto Joule, debido a las elevadas corrientes de
arranque.
•Obtener un torque de arranque adecuado para vencer el torque
resistente.
mecO ARR T T T
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ECUACIONES GENERALES QUE DESCRIBEN EL ARRANQUE
•Corriente de arranque: 1 s
2
2
2
111
222
111
111
)'()'
(
'''
xc xc s
r cr c
V c I C I
ARR ARR
'
ARR I ''
ARR I - Corriente de arranque para el circuito equivalente y
invertida respectivamente.
""T
"" L
Multiplicidad de corriente de arranque:
i K N
ARR
I I
=
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• Torque de arranque: 1 s
2
2
2
111
222
111
2
1
2
121
21
21
)'()'
(
'2'
2
xc xc s
r cr c
V c
s
r
w
pm
I s
r
w
pm
T ARR ARR
Multiplicidad de torque de arranque:
N
ARRT
T
T K
Ecuación mecánica de movimiento del rotor:
din
r
mmece T
dt
dw J T T T 0 (*)
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CuandomecO ARR T T T 0dinT y 0
dt
dwr
m
Quiere decir que el rotor arranca y continúa su aceleración, hasta
llegar al punto de operación estacionaria donde se cumple el
equilibrio de torques:
mecedin
r
m T T T T const 00.
Reescribiendo la ecuación. Mecánica (*)
dt
dw
J T T
r
mest e
. . . (**) mecest T T T 0 Torque estático frenante
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Analizando (**), se aprecia que durante el accionamiento eléctrico
existe los siguientes regímenes:
est e T T
est e T T
Estado de aceleración.
Estado de reposo o movimiento estable.
Estado de desaceleración (frenado).est e T T
Tiempo de arranque:
Es el tiempo que transcurre el proceso de arranque del motor, desde el
estado de reposo hasta alcanzar la velocidad nominal.0r
mw
De la Ec. (**) se tiene que el tiempo de arranque queda expresado por:
0 0
( ) ( )
r r MN MN r r
m m ARR
e o mec e o mec
jd d t j
T T T T T T
NOTA: Se ha considerado la cual se da en la mayor parte de los
accionamientos. Sin embargo para cargas con (robots,
accionadores, centrífugas, bobinadores, etc,) se debe conocer la ley
de variación en el tiempo .
0dt
dJ
0dt
dJ
t f J
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MÉTODOS DE ARRANQUE EN MOTORES ASÍNCRONOS
a)Motores asíncronos trifásicos con rotor en Jaula de ardilla
MÉTODOS DE FRECUENTES:
- Arranque Directo a plena tensión (Motor Pequeño).
- Arranque por resistencia en serie con el estator.
- Arranque por reactancias en serie con el estator.- Arranque por auto transformador.
- Arranque por conmutación estrella – triangulo.
MÉTODOS ESPECIALES:
- Arranque con bobinado parcial.
- Arranque del motor con varias velocidades.
- Arranque con motor auxiliar.
- Arranque con bobinado partido.
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b) Motores asíncronos trifásicos con rotor bobinados;
- Arranque por resistencias rotóricas.
c) Arrancadores de estado sólido:
En el arranque de motores asíncronos se emplean los siguientes
convertidores electrónicos.
- Arranque mediante arrancador estático o suave.
- Arranque mediante variación de frecuencia estatórico.
- Arranque por convertidor directo o ciclo convertidor.
- Arranque por convertidor de frecuencia (con circuito intermedio).
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MÉTODOS DE ARRANQUE FRECUENTES:
1.ARRANQUE DIRECTO:
- Método simples y seguro.- Se aplica en redes de capacidad suficiente, en donde la conexiónde los motores no cause severas caídas de tensión.
Figura 1.1 Arranquedirecto por contactoresde un motor asíncrono
trifásico.
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Corriente de Arranque
22
cccc
N
AD
xr
V I
Figura 1.2 Característica electromecánica típica en un arranque directo.
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ARRANQUE POR RESISTENCIAS EN SERIE CON EL ESTATOR
La caída óhmica en las resistencia, origina que la tensión en los
bornes del motor disminuya, por lo tanto baje la corriente absorbida y elpar (baja el flujo magnético).
REACTOR
Figura 2.1 Esquema de la parte de potencia. Arranque con resistencias en serie con el
estator.
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La relación existente con el arranque directo:
-Corriente de arranque con resistencias:
22
cc Rcc
N ARR
xr r
V I
La relación de corriente será:
22
22
cc Rcc
cccc
AD
AR
xr r
xr
I
I
La tensión disminuye en la misma proporción que la corriente por lo
tanto la relación de torque será:
22
22
cc Rcc
cccc
AD
ARR
xr r
xr
T
T
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3. ARRANQUE POR REACTOR EN SERIE CON EL ESTATOR
Corriente de arranque:
22
Rcccc
N ARR
x xr
V I
Las demás relaciones de corrientes y torques son similares al caso de
las resistencias.
El esquema de conexiones es el mismo, si se reemplaza las
resistencias por las reactancias en la Figura 2.1
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4. ARRANQUE POR AUTO TRANSFORMADOR
Es aplicado generalmente para motores
de gran potencia con tensiones de
alimentación alta (VN > 3000 V)
En la figura 4.1 se muestra el circuito de
potencia.
KM3 – contactor de línea.
KM2 – contactor de alimentación del auto
transformador.
KM1 – contactor de la estrella de auto
transformador.
Q1 – seccionador con fusible.
Figura 4.1 Arranque con autotransformador de un
escalón en serie con el estator
E t ti d t t l i t id d l t d
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En este tipo de arranque, tanto la intensidad como el torque de arranque
están en función de la tensión de alimentación desde el auto
transformador.
Figura 4.2 Característica par-intensidad en un arranque por
autotransf ormador.
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-Considerando que las tensiones primarias y secundarias del auto
transformador son: y , entonces sus relación de transformación
será : AT V BT V
AT
BT
BT
AT A
I
I
V
V
a
veces.aEn A MOT BT
cc A
AT
cc
MOT
cc
BT
MOT BT I I Z a
V
Z
V
Z
V
I I
La corriente en el lado del Motor:
La corriente en el lado de la red:
cc A
RED
cc A
AT
A
BT
RED AT
Z a
V
Z a
V
a
V I I
22
El torque de arranque:
2 ARRT V 2
A
AT ARR
BT ARRa
T T Como
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5. ARRANQUE ESTRELLA – TRIANGULO
Este método se aplica en los motores que tienen 6 bornes de
conexión en el devanado del estator y el motor normalmente funciona
con su devanado estatórico conectando en triangulo para una redindustrial :
En la figura 5.1 se muestra el esquema del circuito de potencia:
K1 – Contactor de línea.K2 – Contactor de triangulo.
K3 – Contactor de estrella.
220V
380 220
V
380V
660 380
V
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Figura 5.1 Arranque de un motor por conmutación estrella – triangulo
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Saltar a la primerapáginaFigura 5.2 Arranque de un motor por conmutación estrella – triangulo
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Primer punto de arranque – conexión estrella. La tensión de fase es:
58%3
L f L
V V V
La corriente de fase disminuye proporcional a la tensión, por lo tanto:
3
f L f
f f
V V I Z Z
3
L L f
f
V
I I Z …..(*) ;
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Relacionando (*) y (**), obtenemos: (corregir en * y en ** ). L I
L I
3 1=
33
L
f L
L L
f
V
Z I
I V Z
3
L L
I I
-Las relaciones entre las corrientes de fase serán:
3 1=
3
L
f f
L f
f
V
I Z
V I Z
3
f
f
I I
-El torque de arranque en conexiones estrella:
Como el torque es proporcional al cuadrado de la tensión de fase, porlo tanto: 2
2
13=
3
L
ARR
ARR L
V
T
T V
3
ARR ARR
T T
Por esta razón este método no es aplicable a motores que arranquen a
plena carga.
Este método es semejante al arranque por auto transformador, cuando la
relación de transformación es de .3 Aa
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MÉTODOS DE ARRANQUES ESPECIALES
1. ARRANQUE CON BOBINADO PARCIAL
El motor debe tener dosbobinados estatóricos enparalelo, por lo tanto tener 9 ó12 bornes de salida (2medios motores).
Al acoplar el motor a la red,arranca en directo a plenatensión con un torque y unacorriente, que en el caso ideales la mitad de los
correspondientes al motorcompleto (ver figura 1.1 ).
Figura 1.1 Esquema de la parte de potencia. Arranque con bobinado parcial.
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Para diseñar un motor que puede arrancar de este modo, se debe de
lograr que cada fase este dividida en dos ramas paralelas idénticas
desde el punto de vista eléctrico y magnético (normalmente aplicado amotores de mediana y gran potencia en EE.UU.)
-En la segunda fase se conecta el segundo “medio motor” a la red.
En estas condiciones, al estar el motor con deslizamiento menor,la punta de intensidad es mas baja y su duración es mas corta.
2 ARRANQUE DEL MOTOR CON VARIAS VELOCIDADES
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2. ARRANQUE DEL MOTOR CON VARIAS VELOCIDADES
Ver Fig. 2.1
Fig. 2.1 Sistema de conexión de motores asíncronos trifásicos de varias velocidades
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3. ARRANQUE CON MOTOR AUXILIAR
Empleado solo en motores muy grandes.
Para este propósito se acopla mecánicamente, al motor principal, un
motor bobinado con 2 polos menos.
El motor auxiliar es diseñado considerando los siguientes aspectos:
Por funcionar solo en el arranque, su dimensionamiento no se
ajusta rigurosamente al problema del calentamiento.
El motor, se diseña solo teniendo en cuenta la producción de
torque sin atender al rendimiento.
Al tener 2 polos menos y regulación rotórica se puede pasar de
forma controlada por la velocidad del motor principal al que
arranca.
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4. ARRANQUE CON BOBINADO PARTIDOEste método se recomienda aplicar en motores conectados en
estrella.
El motor debe tener dos circuitos en paralelo por fase.
Durante la primera etapa de arranque en una o en dos de las
fases se conectan estos circuitos en serie en lugar de paralelo. Al
pasar la velocidad cerca del punto de funcionamiento normal, se
pasa a la conexión en paralelo de las ramas de todas las fases.
Durante el arranque aparece una pequeña componente de
cambio de 3er armónico, que causa una disminución de torque en
la zona del 66% de deslizamiento.
Con este método de arranque se obtiene una corriente reducida
con un índice de arranque en Nm/Kva parecido al que se obtiene
con el motor arrancado en forma directa.
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ARRANQUE DE UN MOTOR ASÍNCRONO DE ROTOR DEVANADO
1.ARRANQUE POR RESISTENCIAS ROTÓRICAS:En principio todos los métodos aplicados para el arranque demotores asíncronos con rotor jaula de ardilla, son aplicables a estetipo de motores.Sin embargo la mejor solución para limitar la corriente de arranquesin mayor disminución del torque es el empleo de motores con rotorbobinado, donde se pueden alcanzar valores de T ARR = (1.5 – 2.5)TN, mientras que la intensidad de arranque no sobrepasa los
valores de I ARR= (1.5 – 2.0) IN.
Frente a los motores con jaula de ardilla, los motores con rotordevanado son aplicados en los siguientes casos:Cuando el motor con jaula presenta dificultades en la regulación de
su velocidad.Cuando el torque mecánico aplicado por la carga sobre el eje esapreciable y no permite el arranque de un motor a tensión reducida.Cuando la inercia de la maquina accionada es tan grande que laenergía térmica liberada en el circuito secundario (rotor) ocasionada
un calentamiento inadmisible para el devanado.
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En el arranque por resistencias rotóricas, se pueden utilizar
resistencias metálicas o liquidas conectadas en cada fase del circuito
rotorico.
Para el análisis del proceso de arranque, es pertinente recordar lasecuaciones que definen los parámetros de arranque.
2
1 1 2
2 2
1 2 1 2
'2
' ' ARR
pm V R
T R R X X
1
2 2
ARR
cc cc
V I
R X
2 2 2
max2
2 1 21 1 2
' ' '
'' cc
R R RS
X X X R X X
2
1 1
max2
2
1 1 1 2
2
2 '
p m V T
R R X X
En la figura (Fig. 1.1) se muestra el circuito de potencia de un motor con
arranque por resistencias, para el caso de dos escalones.
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Saltar a la primerapáginaFig. 3.1 Arranque de un motor de rotor bobinado con resistencias rotóricas
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Con este tipo de motores es posible obtener una impedancia rotorica
elevada en el arranque, y otra mucha menor cuando el motor haya
alcanzado su velocidad nominal.
En la fig. 3.1, además de las protecciones contra cortocircuitos ysobrecargas, se tiene los siguientes contactores:
K1 – Contactor de línea.
K2 – Contactor de eliminación del último grupo de resistencias.K3 – contactor de eliminación del primer grupo de resistencias.
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El arranque se realiza en 3 etapas:1º Punto: K1 cerrado, K2 y K3 abiertos Ra1 y Ra2
conectados
la impedancia rotórica será:
2 2 1 2eq a a Z Z R R
2º Punto: K3 – Cerrado (1º Tramo de resistencias cortocircuitos) La
impedancia retórica es:2 2eq a Z Z R
3º Punto: K2 cerrado (2º Escalón de resistencia cortocircuitado).
La impedancia retórica es Zeq = Z2 (impedancia rotórica propia) con
la cual el torque adquiere su característica propia.
La característica del torque T=f(s) y de la corriente retórica I2=f(s),
que corresponden a las etapas de arranque o escalones de
resistencia se muestran en las figuras (Fig.3.2 , Fig.3.3):
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T/TN
s0 0.5 1
S1
S2 S3
Text
1º P2º P3º PI/IN
s0 0.5 1
1º P2º P3º P
Fig. 3.2 - Variación del torque Fig. 3.3 - Variación de la corriente
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Los valores de resistencia de arranque y los intervalos de tiempo de
conexión de cada etapa, son seleccionados de tal forma que, el
torque durante el arranque varié de T = Tmax a T = Tmin, y al
momento de conexión a la red se cumpla :
Tarr = Tmax > Text.
Al ser eliminados todos los escalones de resistencia la impedancia
del motor es la de su propio devanado Z2 con lo cual el torque es
máximo.
2T K I 2
2
2
V I
Z
Este sistema de arranque se aplica para maquinas que requieren un
torque creciente, e incluso en máquinas que arranquen a plena carga
o con una gran inercia en el arranque.
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Saltar a la primerapáginaTabla 1.1 - Recomendaciones para el arranque por resistencia rotóricas.
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Tabla 1.2 - Características principales de los tipos de arranque más usados.
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ARRANCADORES DE ESTADO SÓLIDO
El surgimiento de los semiconductores de potencia y la existencia de
algoritmos de control en los modernos microprocesadores, han
permitido la obtención de convertidores. Estos convertidores no tienen
componentes en movimiento (convertidores estáticos).
1.ARRANQUE MEDIANTE ARRANCADOR ESTÁTICO O SUAVE.
Estos arrancadores son aplicables a los motores asíncronos de rotor
cortocircuitado y algunos motores síncronos cuando arrancan por el
método asíncrono.
El sistema de arranque deberá cumplir con los objetivos de:
-Disminuir la corriente de arranque.
-Que el torque de arranque sea mayor que el torque de la carga.
; ARR ARR ext
I T T
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En la figura (Fig. 1.1) se muestra la disposición de principio de un
arrancador estático suave, cada línea tiene dos tiristores en anti
paralelo, de modo que la tensión aplicada al motor se controla
variando el ángulo de conducción o disparo de los tiristores, el torque y
la corriente quedan controlados a través de la tensión aplicada:
El torque acelerante cambia proporcionalmente al cuadrado de
la tensión eficaz ( T V12
)
La intensidad absorbida es proporcional a la tensión eficaz ( I V1 )
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Fig. 1.1 - Esquema funcional de un arrancador estático suave
Ó Á
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DESCRIPCIÓN DEL ARRANCADOR ESTÁTICO
El arrancador estático como regulador de tensión alterna con
tiristores, esta compuesto por dos partes fundamentales:
EL MODULO DE POTENCIA:
Consta de un puente de tiristores de potencia con 6 semiconductores montados
de modo que dentro de cada fase haya dos en oposición o en antiparalelo.
En la fase, uno de los tiristores conduce un tiempo máximo que corresponde deo a radianes eléctricos (180º o 10 ms en C/A de 50 Hz)
En este modo de potencia se incorporan elementos tales como:
• Varistores o diodos zener para la supresión de sobretensiones procedentes de
la red.• Circuito R-C, uno por cada tiristor, para absorber las sobretensiones locales o
internas.
•Circuito de encendido a través de un transformador de impulsos en los
arrancadores estáticos de MT (6Kv) se disponen 3 tiristores en serie dentro de
cada rama.
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Ó
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SISTEMA DE CONTROL DE TENSIÓN.
La consigna entra en forma de tiempo total para la rampa en
consecuencia existe un generador de rampa.Para los casos de motores con tensiones superiores a 380v sedebe instalar transformadores de tension en 2 fases y paratensiones bajas directamente. Estas tensiones de C.A. seconvierten en tensiones de C.C. normalizada que se trata en el
microprocesador de control.El microprocesador realiza las siguientes funciones:
•Error respecto de la tensión de referencia en cada momento.•Calculo del factor de potencia del motor en función de ladiferencia temporal de los pasos por cero de tensión e intensidad.
La señal de error va al regulador PID, siendo lo que sigue similar a lodescrito en el sistema de control por intensidad.
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Figura Regulador de tensión con control de intensidad en el motor.
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Figura Regulador de tensión con rampa de arranque.
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ARMÓNICOS DE TENSIÓN
El regulador de tensión que constituye el arrancador suave produce,en el lado del motor, una onda recortada cuyo contenido de
armónicos están en función de:•Del tipo de jaula del rotor.•Del deslizamiento del motor.•Del valor eficaz del armónico fundamental, que depende delángulo de retraso de encendido de los tiristores.
ARMÓNICOS DE CORRIENTES
Como consecuencia de los armónicos de tensión, las ondas decorrientes no son senoidales y sus armónicos superiores producen
en el motor efectos indeseables como:
•Pares parásitos.•Perdidas adicionales y calentamiento.•Vibraciones y ruido.
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Estos efectos negativos quedan compensados con creces por lasventajas del sistema:
• La tensión aplicada es directamente controlable
• Se obtienen torques suaves e intensidades adecuadasexactamente a las demandas de cada accionamiento concreto.• Variación gradual de la tensión eficaz a la salida del arrancador,mediante dos criterios independientes y relacionados:• Rampa de tensión aplicada a partir de un valor mínimo• Intensidad limitada
Permite obtener:
• Control de intensidad propiamente dicho.• Control dinámico de sobretensiones, reduciendo el ángulo de
conducción de los tiristores, con el fin de que la tensión aplicadasea la de consigna.• Ahorro de energía:
• El sistema de control mide el factor de potencia del motor, y eni d l t ió li d d l t t
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consecuencia reduce la tensión aplicada cuando el motor estaentregando potencia por debajo de la nominal.• Las perdidas magnéticas disminuyen mejorando el rendimiento• Protección térmica del motor, alimentador, y el propio arrancador• Protección mecánica del conjunto motor – carga, gracias al control dela aceleración que se puede lograr.• Control en la fase de frenado.
Figura Variación de las potencias activa y reactiva de un motor de 22 kW
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Figura Disminución de las perdidas de un motor de 22 kWalimentado por arrancador con ahorro energético
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Figura Reducción de las perdidas de un motor de 22 kW alimentadocon arrancador estático con ahorro energético. Expresada
porcentualmente sobre las pérdidas sin ahorro.
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APLICACIONES TÍPICAS DE LOS ARRANCADORES SUAVES
• Maquinas textil: impide la rotura del hilo o fibra.• Fajas transportadoras: evitan daños en los materiales que se
transportan.• Bombas: eliminando el golpe de ariete.
• Soplantes y ventiladores: por su alta inercia y bajo par.• Unidades de trefilado.• Compresores.• Plataformas móviles.• Trituradores y agitadores.
• Ascensores y grúas.
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2. ARRANQUE MEDIANTE VARIACIÓN DE FRECUENCIA ESTATÓRICA
En algunos accionamientos especiales es necesario tener un
arranque suave o mantener el accionamiento con baja velocidaddurante periodos muy largos de tiempos.
Si para tales accionamientos se utiliza motores con rotor en corto
circuito (jaula de ardilla), la mejor forma de obtener los requisitos
mencionados es la alimentación de frecuencia variable de valores
muy bajos.
Esta variación de frecuencia se obtiene con la aplicación de los
inversores o convertidores de frecuencia (variadores de frecuencia),
no solo para el arranque si no en mayor grado, para obtener
velocidades variables.Empleando el convertidor de frecuencia se puede regular el par,
ya que es posible el control del flujo magnético en el entrehierro,
que es la magnitud física que genera el par electromagnético.
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Estos convertidores de frecuencia, que serán analizados en los
métodos de regulación de velocidad son:
•El convertidor directo o ciclo convertidor•El convertidor con circuito intermedio
Desde el punto de vista técnico.- económico, la justificación de estos
modos de arranques solo es posible si los requisitos de suavidad de
arranque y controlabilidad de par no son obtenibles con otrosmétodos más sencillos y baratos
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Saltar a la primerapáginaFigura Resumen de inversores para alimentar el estator de motores de corriente alter na
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Figura curvas de par – velocidad de un motor asíncrono con flujo constante
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Figura curvas de par – velocidad en régimen permanente para un motor
asíncrono alimentado con tensión y frecuencia proporcionales
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Figura Resumen de los principales tipos de arranque
Ó Í
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REGULACIÓN DE VELOCIDAD DE MOTORES ASÍNCRONOS
Clasificación de los accionamientos para un motor asíncrono
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CON ROTOR JAULA DE ARDILLA
La velocidad mecánica del rotor, se obtiene de la expresión para eldeslizamiento:
(1 )cn n s
Además, se tiene que la velocidad síncrona del campo es:
1/ 2
c
f n p
De ambas expresiones se puede apreciar, que la velocidad de un
motor puede ser regulada:
•Regulando la frecuencia de la red .
•Variando el número de polos del motor.
•Variando el deslizamiento (variando la tensión de la red).
1 f
f
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1. REGULACIÓN DE LA VELOCIDAD VARIANDO :1 f
Si se desprecia la caída de tensión en el circuito estatórico del
motor, entonces la tensión por fase del motor será:
.111 ƒ44,4 dev fase K N E V
Considerando que, al aumentar el flujo , aumenta la corriente
magnetizante y si el torque electromagnético permanece
constante,
=constante.
M I
eT 22 cos I k T e
Entonces la corriente I2 debe disminuir; sin embargo el aumento
considerable de puede originar que la corriente I1 se incremente y
como consecuencia se calentara el devanado primario (estatórico). En
este caso se dice que el circuito magnético del motor esta saturado.
M I
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Si el flujo disminuye entonces IM disminuye
M I
Sin embargo si =constante, entonces I2 aumenta.eT
2 eT cte I
Por lo tanto el devanado rotorico se sobrecarga, y bajo
determinadas condiciones también se sobrecarga el devanado
estatórico. En este caso se dice que el motor no esta plenamente
utilizado, disminuye su capacidad de sobrecarga y aumenta I2.
En consecuencia es conveniente que =constante; sin embargo deacuerdo a las características mecánicas de las cargas (TL), el flujo
puede variar bajo determinadas leyes de variación de tensión y
frecuencia:
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1
1
. para cargas con torque .ƒ L
V const T const
1
1
. para cargas con torqueƒ
r Ln
V K const T w
12
1
. para cargas con torqueƒ
r
L n
V const T K
Actualmente se utilizan los variadores o convertidores de
frecuencia, que representan módulos con elementos o dispositivos
de estado sólido que pueden ser programados para distintas
funciones, dentro de un sistema de producción muy complejo.
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2. REGULACIÓN DE LA VELOCIDAD VARIANDO EL NUMERO DE
POLOS (P): CONDICIÓN V1 = constante.
Se puede utilizar varios devanados en el estator ubicados en
ranuras comunes y con diferentes números de polos. En este caso
el motor no es plenamente utilizado y su eficiencia es baja.
Utilizando devanados especiales, que permiten obtener
diferentes conexiones y para cada uno de ellos diferentes
números de polos.
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Saltar a la primerapáginaSistemas de conexión de motores asíncronos trifásicos de varias velocidades
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Saltar a la primerapáginaConexionado de un devanado Dahlander
T
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DEVANADO
DAHLANDER
IF’
IF’
IF’
IF’
IF’I
F’
T4
T6 T
5
T1
T3
T2
CONEX. VELOC. ALIMENTACIÓN UNIR
Δ BAJA T1, T2, T3 -
λ λ ALTA T4, T
5, T
6 T1, T
2, T
3
cos .const .const
.15,13
2cos)2(3cos3
cos)3(3cos3
'
'
const P
P I V VI P P
I V VI P P
B
A
f A
f B
Conexiones para V1 = const.P = const. T = variable.
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Si la relación de polos es de 2 a 1 , se tendrá:
B A B
B
B B
B
A
A A
B
A
T T P
P
P p
P p
T
T
T
T
575,0
15,1
.2
1
)2(.
)2(
T
s
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I F ’
T1
T2
T5
I F ’
IF’I
F’
T4
T6
T3
I F ’
I F ’
CONE
X
.
VELO
C
.
ALIMENTACI
ÓN UNIR
λ BAJA T1, T2, T3 -
λ λ ALTA T6, T4, T5 T1, T2, T3
Conexiones para V1 = const.T = const. P = var.cos .const .const
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3 cos
3 ' cos
3 cos
3 (2 ') cos
B
F
A
F
P V I
V I
P V I
V I
2 A
A
P
P
Si la relación de polos es de 2 a 1 , se tendrá:
2
1 A B
BT T
A
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3. VARIACIÓN DE LA VELOCIDAD DISMINUYENDO LA TENSIÓN V:
La variación de la velocidad es posible en el rango de 0 < S <
Smax. Si aumenta el deslizamiento, entonces aumenta la perdidapor el efecto Joule en el devanado rotorico.
2 e Pcu sP Eficiencia baja.
También es aplicado en un motor de rotor devanado,
adicionándole a este un reostato y de esta manera ampliar el
rango de variación de S, ya que:
2 2max
2 21 21 1 2
" "
'( ')
R RS
X X R X X
Actualmente se utilizan reguladores de tensión de estados sólidos
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Actualmente se utilizan reguladores de tensión de estados sólidos.
Como el torque máximo no esta en función de entonces T.'
2 R
2 2
1 1 1 1max
2 21 2
1 1 1 2
( / 2) ( / 2)
2 '2 ( ')
p m V p m V T const
X X R R X X
Y el torque de operación si depende de'
2 R
2
1 1max
221 1 2
( / 2) ( '/ )
'( ) ( ')
L p m V R s
T R
R X X s
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Por ejemplo para una carga del tipo ventilador o una bomba
centrífuga, las características de operación al variar la tensión será:
V =Vn
V = 0.85 Vn
V = 0.70 Vn
T
s
TL
1
2
3
1,2 y 3 puntos deoperación