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ENERO 201522
ElectroInstalador
Arrancadores estrella-tringuloDispositivos temporizadores
Aparatos de Maniobra
Ya sabemos que un arrancador a tensin reducida del tipo estrella-tringulo automtico
est constituido por tres contactores, para producir la conmutacin de la etapa de arran-
que a tensin reducida (conexin estrella) a la de marcha a plena tensin (conexin tringu-
lo) y un dispositivo temporizador, para ajustar el momento de la conmutacin.
El momento adecuado para producir la conmutacin de la
etapa de tringulo a la de estrella es cuando el motor
alcanza su mxima velocidad a tensin reducida, es decir,
una velocidad prxima a la de rgimen. En ese momento el
motor toma una corriente de servicio mnima. Lo ideal
sera medir esa corriente y producir la conmutacin en ese
momento ptimo. Lamentablemente los rels de corriente
son elementos muy costosos, por lo tanto se ha decidido
producir la conmutacin mediante un dispositivo que es
relativamente ms econmico, un rel de tiempos.
El operador, durante la puesta en marcha, debe medir el
tiempo que tarda el motor en alcanzar su mxima veloci-
dad a la tensin reducida de estrella y ajustar al temporiza-
dor a ese valor de tiempo.
Dispositivo temporizador trmico
Los rels de tiempos o temporizadores siempre han sido
aparatos relativamente caros; comparados con contacto-
res de pequeo valor asignado, son ms caros; es por ello
que en los antiguos arrancadores estrella-tringulo se utili-
zaban dispositivos temporizadores del tipo trmico. Ya no
se fabrican tales dispositivos, pero debido a los muy exten-
didos que estuvieron en el pasado, y que an muchos de
ellos se encuentran en servicio, nos ocuparemos de ellos.
Se trata de un rel de sobrecargas trmico, similar al utili-
zado para proteger motores alimentado por un arrolla-
miento secundario de la bobina del contactor de estrella.
contina en pgina 24u
Por: Alejandro Francke
Especialista en productos elctricos de baja tensin,
para la distribucin de energa; control, maniobra y
proteccin de motores y sus aplicaciones.
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ElectroInstalador
los electromecnicos; se basan en el funcionamiento de un
motor sincrnico que arrastra un rbol de engranajes que
en definitiva acta sobre una leva que acciona a uno o
varios contactos, normalmente del tipo conmutador, del
rel. La sucesin de varios engranajes logra que una cierta
cantidad de vueltas del motor determine el tiempo de
actuacin del rel.
Al tipo de rel antes descripto se lo conoce como rel de
tiempos retardado a la actuacin. Es el tipo de rel que se
utiliza en un arrancador estrella-tringulo.
El funcionamiento del motor del rel depende slo de la
frecuencia de la tensin asignada aplicada, por ello son
rels muy exactos (1%) y la exactitud de su ajuste tambin
est en el mismo orden del 1%.
Los rels de tiempo convencionales se conectan en parale-
lo con el contactor de lnea (k1) del arrancador. La posicin
cerrada de su contacto alimenta a la bobina del contactor
de estrella que inicia as la etapa de arranque, luego del
tiempo ajustado conmuta haciendo que el contactor estre-
lla caiga y se cierre el de tringulo.
Con el desarrollo de la tcnica el motor sincrnico ha sido
reemplazado por circuitos electrnicos. Los primeros siste-
mas de tiempo fueron los del tipo R-C, es decir, un circuito
resistencia ms capacitor en serie. Todo circuito R-C tiene
una constante de tiempo (tau)=Rx C.
La resistencia R est formada, entre otras, por la bobina de
un rel auxiliar y un potencimetro que permite el ajuste
del tiempo de actuacin.
A estos rels se los conoce como de ajuste y desarrollo
analgico del tiempo.
El desarrollo del circuito electrnico permite limitar,den-
tro de los mrgenes tolerables, a la influencia de la tensin
de alimentacin y la temperatura ambiente. A pesar de
ello la exactitud del ajuste del potencimetro ronda el 20%
Este arrollamiento secundario provee una corriente defini-
da, de valor fijo, que hace que el dispositivo trmico acte
en ms o menos tiempo segn sea su regulacin.
Un contacto conmutador asociado conmuta la etapa de
arranque, desconectando al contactor de estrella (k2) para
conectar al contactor de tringulo (k3), iniciando as la
etapa de marcha.
Este dispositivo es muy simple y econmico pero tiene el
inconveniente de ser muy inexacto e impreciso. A la impre-
cisin tpica de todo rel de sobrecargas (+- 10%) se suma
que la corriente secundaria que mide (provista por el arro-
llamiento secundario de la bobina del contactor estrella) es
fuertemente dependiente de la tensin aplicada como ten-
sin de comando y a la temperatura ambiente de funciona-
miento del tablero donde est instalado. Adems, se suma
el hecho que, debido a la inercia trmica del dispositivo, en
dos arranques consecutivos el calor acumulado dentro del
dispositivo hace que la segunda conmutacin se produzca
en mucho menos tiempo que la primera. El mismo fen-
meno no permite una elevada frecuencia de maniobra en
arrancadores estrella-tringulo provistos con dispositivos
temporizadores de carcter trmico.
La exactitud del ajuste de la escala es del orden del 5%.
Aclaracin a las figuras:
k1 = contactor de lnea;
k2 = contactor de estrella o arranque;
k3 = contactor de tringulo o de marcha;
k4 = dispositivo temporizador
Cuando son necesarias mayor exactitud en el ajuste del
tiempo de arranque y en la precisin en su funcionamiento
se utilizan rels de tiempo convencionales.
Rels temporizadores convencionales
Los rels de tiempos o temporizadores ms antiguos son
Figura 1. Conexin de un dispositivo temporizador trmico.
Figura 2. Conexin de un rel temporizador convencional.
viene de la pgina 22u
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ElectroInstalador
(en ejecuciones especiales el 5%) y la precisin entre el 2 y el 5%.
Este tipo de rel de tiempo electrnico (analgico-analgi-
co) es muy econmico pero poco aplicable en ciertas fun-
ciones que requieren precisin; por ello se evolucion
hacia los circuitos electrnicos de desarrollo digital, es
decir, el circuito R-C fue reemplazado por contadores elec-
trnicos y un cristal generador de pulsos; as se logran pre-
cisiones de entre el 1 y el 2%.
Una evolucin posterior de la tecnologa permiti construir
rels donde el potencimetro fue reemplazado por un
indicador luminoso y un par de pulsadores, logrndose as
una exactitud deajuste del 1%.
Estos modernos rels de tiempo son relativamente muy
caros; por eso se fabrican en dos versiones:
a) Una ms econmica, menos exacta, de ajuste analgico
y desarrollo digital y
b) otra menos econmica, pero ms exacta, de ajuste y
desarrollo digital.
Ambas igual de precisas.
Rels temporizadores especiales para arrancadores estre-
lla-tringulo
Los contactores modernos son muy veloces. Si el circuito
de maniobras del arrancador estrella-tringulo est des-
arrollado con un rel de tiempos retardado a la conexin
convencional como se muestra en la figura 2, es posible
que el contactor de tringulo cierre sus contactos principa-
les antes que se hayan apagado del todo los arcos de extin-
cin del contactor de estrella; entonces se produce un cor-
tocircuito de lnea como muestra la figura 3.
Una manera de minimizar a este efecto es enclavar a los
contactores de tringulo y de estrella mutuamente
mediante sendos contactos auxiliares NC. El contactor de
tringulo no cerrar al conmutar el contactor del rel tem-
porizador sino cuando se cierre el contacto auxiliar del
contactor estrella.
Es por eso que se han desarrollado a los rels temporiza-
dores especiales para arrancadores estrella-tringulo que
funcionan del siguiente modo:
Constan de dos contactos NA en lugar de un contacto con-
mutador; el primero cierra instantneamente al alimentar-
se el rel, iniciando el proceso de arranque en estrella del
motor. Este contacto se abre transcurrido el tiempo ajusta-
do; luego de una pausa de 50 ms se cierra el segundo con-
tacto iniciado el proceso de marcha en tringulo.
Con la pausa de 50 ms se logra que el arco en el contactor
se haya extinguido con seguridad antes que cierre el de
tringulo. Al principio esta pausa era de 100 ms, pero la
pausa era muy prolongada lo que ocasionaba que el motor
perdiera mucha velocidad en esa transicin produciendo
una conmutacin muy conflictiva.
El esquema de conexin de tal rel se muestra en la
figura 4.
Figura 3. Cortocircuito a travs del contactor de estrella.
Figura 4. Conexin de un rel temporizador especial para
arrancadores estrella-tringulo.
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