Métodos de arranque de motores de inducción trifásicos
El motor de inducción trifásico es uno de los pilares fundamentales en el mundo industrial, destacándose por su eficiencia y robustez. Sin embargo, su arranque puede presentar desafíos que, de no ser gestionados adecuadamente, pueden afectar el rendimiento y la vida útil del equipo. En este artículo, exploraremos los métodos más efectivos para poner en marcha estos motores, desde técnicas tradicionales hasta innovaciones recientes que prometen optimizar el proceso. Acompáñanos en este recorrido donde desmitificaremos el arranque de los motores trifásicos y te proporcionaremos las herramientas necesarias para mejorar tus sistemas de control industrial. ¡Prepárate para transformar la manera en que entiendes el funcionamiento de estos motores esenciales!
¿Quieres saber cómo arrancar motores de inducción trifásicos de manera efectiva? ¡Llegaste al lugar indicado! En este artículo te presentaremos los métodos más utilizados y eficientes para dar inicio a estos potentes motores. Desde el arranque directo hasta el arranque estrella-triángulo, descubre cuál es la mejor opción para tus necesidades. No pierdas más tiempo y ¡empecemos a arrancar motores!
En este artículo estudiaremos la diferente métodos de arranque utilizados para iniciar el motores de inducción trifásicos.
A motor de inducción trifásico es un tipo de motor de CA asíncrono. Es el motor eléctrico más utilizado en la industria para impulsar cargas mecánicas. Cuando se arranca el motor de inducción, consume una gran corriente de arranque conocida como corriente de irrupción del motor
La alta corriente de arranque causa muchos problemas en el sistema de suministro, como la caída de voltaje de la línea, etc. La caída de voltaje del sistema afecta el funcionamiento de otros aparatos eléctricos conectados a la misma línea. Por lo tanto, necesitamos adaptar algunos métodos para arrancar los motores de inducción para reducir la corriente de arranque del motor a su rango de corriente permisible.
Hay dos tipos de motores de inducción trifásicos.
En este artículo, discutiremos los métodos de arranque de ambos tipos de motores de inducción.
Métodos de arranque del motor de inducción de jaula de ardilla
Los siguientes son los métodos de arranque que se han desarrollado para arrancar el motor de inducción trifásico:
- Arrancador directo en línea (DOL)
- Arrancador estrella-triángulo
- Arrancador de autotransformador
- Arranque suave
- Unidad de frecuencia variable (VFD)
Arrancador directo en línea
Como su nombre lo indica, cuando el suministro eléctrico trifásico se alimenta directamente al motor de inducción, este método de arranque del motor se denomina Arrancador directo en línea o DOL Starter. La siguiente figura muestra el diagrama de circuito del arrancador directo en línea.
>Sin embargo, en este método de arranque del motor, la corriente de arranque no se reduce, es decir, es muy grande, normalmente de 5 a 7 veces la corriente nominal. El circuito de un arrancador directo en línea consta de fusibles o disyuntores, contactores y relés de protección contra sobrecarga.
Como en el caso de los arrancadores de línea, no existe ninguna disposición para controlar la corriente de arranque. Por lo tanto, este método se usa típicamente para el motor de inducción con una clasificación inferior a 5 kW.
Arrancador de resistencia del estator
el estator El método de arranque por resistencia es un tipo de arranque de voltaje reducido. Cuando arrancamos un motor de inducción, el rotor consume una gran corriente porque el deslizamiento es igual a la unidad al principio. La corriente del motor disminuye a medida que el motor acelera y alcanza la velocidad máxima. Si sumamos resistencia en serie con la resistencia del estator, la resistencia total impide la corriente y por lo tanto se reduce la corriente de arranque del motor.
>En este método, durante el arranque, conectamos una resistencia externa en serie con cada fase del devanado del estator. La caída de tensión tiene lugar en la resistencia externa y, por tanto, se reduce la tensión entre los terminales del motor. El voltaje de estator reducido conduce a menos corriente de estator. Ahora, la resistencia del estator se elimina en pasos del circuito del estator con la aceleración del motor. Cuando el motor alcanza la velocidad máxima, las resistencias externas se cortan por completo y el estator recibe el voltaje nominal completo a través de las terminales del motor.
Las siguientes son las desventajas de este método.
Arrancador estrella-triángulo
La estrella-triángulo El método de arranque es un tipo de arranque de voltaje reducido. El arrancador estrella-triángulo es el método más utilizado para arrancar motores de inducción. Este método se utiliza para los motores que están diseñados para operar en estatores conectados en delta. El diagrama del circuito de la arrancador estrella-triángulo se muestra en la siguiente figura.
>En este método, el devanado del estator del motor está conectado en estrella durante el período de arranque, y está conectado en delta durante la condición de funcionamiento normal.
Cuando el motor arranca en conexión en estrella, la tensión de alimentación pasa a ser 57,7 % de la tensión normal y por lo tanto se reduce la corriente de arranque del motor. Una vez que el motor alcanza aproximadamente el 80% de su velocidad normal, se cambia a una conexión delta.
Se utiliza un interruptor de doble paso (actualmente contratistas) para cambiar la conexión de estrella a triángulo.
En funcionamiento en estrella, la capacidad de entrega de par es un tercio de la capacidad de par total del motor.
Arrancador de autotransformador
También es un tipo de arranque de voltaje reducido. El método de arranque de un motor de inducción trifásico que utiliza un autotransformador para reducir la corriente de arranque del motor se llama arranque del autotransformador. El arrancador de autotransformador se puede utilizar igualmente para arrancar motores de inducción trifásicos conectados en triángulo y en estrella. El diagrama de circuito del arrancador de autotransformador se muestra en la siguiente figura.
>Aquí, el autotransformador utilizado es un transformador reductor trifásico teniendo diferentes tomas para obtener diferentes voltajes. El arrancador de autotransformador generalmente tiene tres pasos de voltaje, 50%, 65% y 80%. Cuantos más pasos de voltaje sean posibles para obtener una aceleración suave del motor. El motor arranca con una toma de menor voltaje y la toma se cambia a tomas más altas con la aceleración del motor.
En este método, al arrancar, se aplica una tensión de alimentación reducida al motor a través del autotransformador. Una vez que el motor alcanza una velocidad de aproximadamente el 80 % de la velocidad nominal, el contactor de cortocircuito retira automáticamente el autotransformador del circuito y el motor funciona con el voltaje de alimentación total. Tiene todas las características de protección del motor, como protección contra sobrecarga y sin voltaje.
Aquí, tenga en cuenta que el par de arranque del motor es proporcional al cuadrado del voltaje. Por lo tanto, el par de arranque del motor se reduce a menor tensión y los arrancadores con autotransformador son adecuados para el arranque de la carga que exige un par de arranque bajo.
El arrancador de autotransformador tiene las siguientes ventajas.
Arranque suave
El arrancador suave es un tipo de arrancador electrónico de voltaje de estator reducido. A continuación se muestra el diagrama del circuito de alimentación del arrancador suave.
>Reduce el voltaje cuando el motor arranca y aumenta el voltaje a medida que el motor acelera a su velocidad máxima. Así, mediante un arrancador suave. es posible regular el voltaje desde cero hasta el voltaje de línea completo. El ángulo de disparo cambiante del tiristor gobierna el voltaje de salida alimentado al estator. El arrancador suave reduce las sacudidas en el motor y el equipo accionado durante el arranque y, por lo tanto, mejora la confiabilidad.
Unidad de frecuencia variable (VFD)
El diagrama de bloques de VFD se muestra a continuación.
>El VFD se puede utilizar como arrancador de motor y también para controlar la velocidad de un motor de inducción. Un VFD es un arrancador suave avanzado que controla la velocidad del motor variando la frecuencia. El voltaje también varía en proporción a la variación de frecuencia por el inversor PWM para mantener el flujo constante en el motor.
Métodos de arranque de motores de inducción de anillos deslizantes
Se utilizan cuatro métodos para arrancar un motor de inducción de anillos deslizantes. Ellos son-
- Inicio directo en línea (DOL)
- Arranque por resistencia del estator
- Arranque del autotransformador
- Arranque por resistencia del rotor
Los tres primeros métodos- Arranque DOL, Arranque de resistencia del estator y Arranque del autotransformador son los mismos que discutimos anteriormente para el motor de inducción de jaula de ardilla. El método de arranque por resistencia del rotor solo se puede utilizar para motores de inducción de anillos deslizantes.
Arrancador de resistencia del rotor
El método de arranque de la resistencia del rotor es aplicable solo para motores de inducción de anillos deslizantes. Porque, en este método, insertamos cierta resistencia externa en el circuito del rotor que solo es posible en el caso de un rotor bobinado. La siguiente figura muestra el diagrama de circuito del arrancador de resistencia del rotor.
>En el arrancador de resistencia del rotor, una conexión en estrella La resistencia externa está conectada en serie con el rotor del motor a través de anillos colectores y escobillas. En el arranque del motor, la resistencia externa completa conectada al circuito del rotor reduce significativamente la corriente de arranque. Esta resistencia se elimina gradualmente del circuito a medida que aumenta la velocidad. Una vez que el motor alcanza su velocidad normal, la resistencia externa se elimina por completo y el motor ahora funciona como un motor de inducción de rotor de jaula.
El motor de inducción de anillos deslizantes proporciona un par de arranque más alto debido a la resistencia externa añadida en el circuito del rotor. La resistencia externa también mejora el factor de potencia del motor.
Métodos de arranque de motores de inducción trifásicos
Introducción
El motor de inducción trifásico es uno de los pilares fundamentales en el mundo industrial, destacándose por su eficiencia y robustez. Sin embargo, su arranque puede presentar desafíos que, de no ser gestionados adecuadamente, pueden afectar el rendimiento y la vida útil del equipo. En este artículo, exploraremos los métodos más efectivos para poner en marcha estos motores.
Tipos de motores de inducción
Existen dos tipos principales de motores de inducción trifásicos:
- Motor de inducción de jaula de ardilla
- Motor de inducción de anillo rozante
Métodos de arranque de motores de inducción de jaula de ardilla
Los métodos de arranque más comunes para el motor de inducción de jaula de ardilla son:
- Arrancador directo en línea (DOL)
- Arrancador estrella-triángulo
- Arrancador de autotransformador
- Arranque suave
- Unidad de frecuencia variable (VFD)
Arrancador directo en línea (DOL)
El arrancador DOL alimenta el motor directamente con la tensión de la red. Este método es simple, pero la corriente de arranque puede ser de 5 a 7 veces la corriente nominal, lo que puede causar problemas en el suministro eléctrico.
Arrancador estrella-triángulo
Este método reduce la corriente de arranque al conectar el devanado del estator en estrella durante el arranque y en delta cuando el motor alcanza aproximadamente el 80% de su velocidad. Esto permite un arranque más suave y menos impacto en el sistema eléctrico.
Arrancador de autotransformador
Utiliza un transformador para reducir la tensión aplicada al motor, permitiendo un arranque con menor corriente. Una vez alcanzada la velocidad apropiada, el autotransformador se desconecta.
Arranque suave
Consiste en un dispositivo electrónico que ajusta la tensión inicial y la incrementa gradualmente, lo que facilita un arranque más controlado y suave, minimizando golpes mecánicos.
Unidad de frecuencia variable (VFD)
Un VFD permite no solo el arranque controlado del motor variando la frecuencia, sino también un control preciso de la velocidad del motor a lo largo de su operación, lo que aporta flexibilidad y eficiencia.
Métodos de arranque de motores de inducción de anillo rozante
Para los motores de inducción de anillo rozante se pueden utilizar los siguientes métodos:
- Arranque directo en línea (DOL)
- Arranque por resistencia del estator
- Arranque del autotransformador
- Arranque por resistencia del rotor
Estos métodos tienen variaciones en el proceso de arranque y control de corriente, siendo el arranque por resistencia del rotor una opción destacada para reducir la corriente de arranque.
Conclusiones
Elegir el método adecuado para el arranque de motores de inducción trifásicos es crucial para optimizar su desempeño y vida útil. Comprender las características de cada método permitirá a los ingenieros y técnicos seleccionar el más apropiado para sus necesidades específicas.
Preguntas frecuentes (FAQs)
¿Qué es un motor de inducción trifásico?
Es un tipo de motor eléctrico que funciona mediante la inducción electromagnética, comúnmente usado en aplicaciones industriales debido a su robustez y eficiencia energética.
¿Por qué es importante el método de arranque que se elige?
El método de arranque puede influir en la corriente inicial, el par, el estrés mecánico y eléctrico del motor, y su comportamiento en el sistema eléctrico, por lo que es vital seleccionar un método que minimice estos aspectos negativos.
¿Cuál es el método de arranque más usado?
El arrancador estrella-triángulo es uno de los métodos más utilizados por su efectividad en la reducción de la corriente de arranque y su simplicidad de implementación.
Lasaga: ¡Totalmente de acuerdo! Este tema me da nostalgia, porque en mi primer trabajo, tuvimos que lidiar con un motor que se resistía a arrancar. Optamos por el arranque estrella-triángulo y, aunque al principio parecía complicado, al final todo fluyó. Aprendí un montón sobre la importancia de elegir el método correcto. ¡Gracias por la info, me trae buenos recuerdos!
Mravincapc: ¡Qué bueno leer sus experiencias! A mí también me pasó algo similar cuando trabajaba en una planta. Tuvimos que arrancar un motor de inducción trifásico y decidimos ir por el variador de frecuencia. Al principio pensé que sería un caos, pero la verdad es que fue súper efectivo y nos salvó de problemas de tensión. Fue una gran lección sobre cómo los métodos adecuados pueden hacer la diferencia. ¡Gracias por el artículo, realmente me trae buenos recuerdos!
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¡Muy interesante el artículo! Nunca me había dado cuenta de cuántos métodos hay para el arranque de motores de inducción trifásicos. Recuerdo que una vez, en un proyecto de la universidad, nos encontramos con un motor que no arrancaba y decidimos probar el arranque directo. Fue todo un lío por la corriente de arranque, pero al final nos ayudó a entender mejor la teoría. ¡Gracias por compartir esta info!