arranque suave
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El arranque suave de motores se lleva a cabo por medio de tiristores:
TIRISTOR.- Es en realidad un dispositivo semiconductor con tresterminales que tiene como ventajas las siguientes:
Acción por una SEÑAL DE ENTRADA relativamente débil.
Con un alto rendimiento y dimensiones físicas reducidas.
Presentan un funcionamiento inherente como dispositivo de CORTE yCONDUCCIÓN, en oposición a aquellos que presentan un cambiogradual en la conducción.
Son dispositivos de operación REGENERATIVOS, y no pueden operaren forma lineal.
Un TRANSISTOR no es un tiristor, ya que este puede operarLINEALMENTE.
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Existen dos familias de tiristores:
Los rectificadores controlados de silicio (SCR), operan conCorriente Directa.
Los TRIAC, que operan con Corriente Alterna.
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Los tiristores presentan las siguientes ventajas, comparados conlos contactores mecánicos:
1. No se tiene rebote de contactos durante el cierre.
2. No se produce arqueos durante la apertura de contactos.
3. No se produce arqueos en contactos parcialmente abiertos.
4. Pueden operar mucho más rápido que los contactosmecánicos.
RECTIFICADOR CONTROLADO DE SILICIO (SCR)
Controlan corrientes del orden de cientos de amperes y hasta 1 kV.
En estado de conducción, algunos soportan corrientes del orden de5 kA de valor eficaz.
Cuando están bloqueados, pueden soportar tensiones inversas delorden de 5 kV.
Requieren de un ángulo de disparo.
ÁNGULO DE DISPARO: Número de grados eléctricos transcurridosantes de que el SCR entre en estado de conducción.
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Algunos tiristores son diseñados para funcionar a la frecuencia de lared principal.
Otros denominados Rápidos son capaces de funcionar a frecuenciasdel orden de kHz.
Los transistores rápidos actualmente están siendo reemplazados porIGBT (Isolated Gate Bipolar Transistor).
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En muchos casos, el arranque directo o el estrella delta del motor trifásicoasíncrono no es la mejor solución:
Altas corrientes de arranque generan caídas de tensión.
Aumento repentino de par somete a los motores y sus cargas acopladas aestrés mecánico.
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El ARRANCADOR SUAVE permite un aumento continuo y lineal del par yofrece la posibilidad de una reducción selectiva de la corriente dearranque.
1. La tensión del motor se incrementa a partir de un VOLTAJE INICIAL.
2. Se puede configurar un TIEMPO DE RAMPA de aceleración.
3. Ambos parámetros se ajustan mediante selectores hasta llegar alvoltaje nominal del motor.
4. El arrancador también puede controlar la RAMPA DE PARADAmediante la reducción del voltaje.
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El voltaje en un arrancador se ve modificado por elcontrol del Ángulo de Disparo de cada fase en cadamedia onda senoidal.
Dos tiristores en cada una de las fases estánconectados en ANTI-PARALELO.
Uno para la media onda positivo y el otro para elsemiciclo negativo.
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Pueden conectarse varios motores a unarrancador suave, sin influir el comportamientode los distintos motores, considerando:
1) Los motores deben equiparseIndividualmente con la correspondienteprotección de sobrecarga.
2) La demanda de corriente de todos losmotores conectados no debe exceder laintensidad nominal del arrancador.
3) Se recomienda ejecutar esta variación deconexión con motores de la MismaPotencia.
4) No pueden conectarse Cargas Capacitivas(compensación reactiva) en la salida dearranques suaves.
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1) UNA FASE CONTROLADA
Reducen solo el Par de arranque,no reducen la intensidad dearranque.
También son conocidos comoControladores de Par.
Deben utilizarse en conjunto conun arrancador directo de línea.
Se tiene vibraciones en el motordurante el arranque por estemedio.
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2) DOS FASES CONTROLADAS
Para motores de hasta 250 kW, (460 V).
Evitan Componentes de corriente continua.
Eliminan los transitorios de par y reducen lacorriente de arranque del motor.
En voltajes de arranque menores al 50%,provoca bastante ruido en el motor (vibracionespor desbalance).
La corriente resultante de la superposición dedos fases controladas pasa a la fase nocontrolada.
La Fase No Controlada tiene la corrienteligeramente mayor durante el arranque.
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3) TRES FASES CONTROLADAS
Para motores de gran capacidad, debidoa condiciones de Arranque más Severo.
Al controlar las tres fases, proporcionanun Control Óptimo de arranque suave.
Para configuraciones en circuito defuerza y dentro de bobinas estatóricas.
El control trifásico es para aplicacionesmas exigentes de corrientes dearranque.
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1) CONEXIÓN ESTÁNDAR (EN LÍNEA)
Es la conexión mas utilizada.
La corriente nominal del arrancador equivale a la corriente nominaldel motor, tres conductores hacia el motor.
2) CONEXIÓN EN TRIANGULO (DELTA)
Esta conexión es mas económica porque el arranque suave solo debeajustarse para un 58% de la corriente nominal.
Pero debe considerarse que el voltaje será el de línea a línea.
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El arrancador puede trabajar continuamente conectado a la línea,así como tener otras características adicionales. Estas se considerana continuación:
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1) ARRANCADOR DIRECTO
Es como se ha visto hasta ahora, donde elarrancador se encuentra conectadodirectamente a la línea.
Se encuentra entonces, permanentementeconectado al motor, durante el arranque ymarcha normal.
2) ARRANCADOR DIRECTO CON BYPASS
Son instalados con un ContactorPrincipal, el cual puede serexterno o venir incluido dentro delmismo arrancador suave.
Proporciona aislamiento físicocuando el arrancador no esta enuso y en caso de un disparo delarrancador suave.
Protege a los SCR del arrancadorsuave de situaciones desobretensión graves (por ejemplo,descarga atmosférica).
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Los contactos de Bypass puentean los SCR cuando el motor estafuncionando a Plena Velocidad.
Esto Elimina la Disipación de calor (pérdidas) de los SCR duranteel funcionamiento del equipo.
Permiten que los arrancadores sean instalados en recintos cerrados,y no se necesitará ventilación dentro del tablero de control.
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3) ARRANCADOR INVERSOR
En algunos contados casos losarrancadores suaves incorporan dospares más de tiristores
Destinados a realizar la inversión degiro del motor en forma estática (sincontactores).
Existen algunos fabricantes dearrancadores suaves quecomercializan modelos con 6 bornesde salida en su etapa de potencia.
De esta manera se puede conectarlas bobinas individuales del motor ala bornera del equipo en formaindividual
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4) ARRANCADOR INVERSOR CON BYPASS
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Existen diversos fabricantes que actualmente elaboran estosdispositivos para el arranque óptimo de motores eléctricos.Cada fabricante ofrece una amplia gama de modelos. Acontinuación veremos algunas de las marcas más importantes.
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Como se puede observar, lamayoría de ellos cuenta en la partefrontal con unos controles basadosen Potenciómetros, que ofrecenmodificar:
1) Voltajes Inicial de Arranque
2) Tiempo de Rampa
3) Tiempo de Paro
Unas marcas en particular cuentancon un Contacto de Cierre: Avisosobre el estado de funcionamientoTOR (Top Of Ramp).
Este relevador puede servir paraaccionar un Contactor de Bypass.
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Aquí se puede ver gráficas comparativas de los distintos métodos dearranque de motores vistos, siendo las de mayor interés las de par ycorriente asociadas a esta etapa de trabajo.
Los métodos de arranque hasta ahora vistos son:
Arranque Directo
Arranque Estrella-Delta
Arranque Estático
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Algunos arrancadores ya incluyen los siguientes elementosconstitutivos, dentro del mismo módulo:
Contactores de Bypass
Relevadores de Sobrecarga Térmicos
Indicadores de Error en Funcionamiento
La inclusión de dichos elementos disminuye el uso dedispositivos dentro del gabinete de control, y por tanto el costode equipo y mantenimiento asociado.
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42Protección contra sobrecorriente de un motor trifásico
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El objetivo de la proteccióncontra sobrecarga esProteger los Devanados delMotor.
Se instalan en el Circuito deControl del motor.
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