Arranque de Motores eléctricos Asíncronos

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El arranque es el proceso de puesta en marcha de un motor que lo lleva desde una velocidad nula a la del punto de funcionamiento estable que corresponda

El arranque es el proceso de puesta en marcha de un motor que lo lleva desde una velocidad nula a la del punto de funcionamiento estable que corresponda al par resistente de la carga que tiene que mover.

Por: Miguel Angel Rodríguez Pozueta | Doctor Ingeniero Industria

Para que pueda realizarse esta maniobra debe cumplirse la condición de arranque: durante el arranque el par del motor debe ser superior al par resistente. De no cumplirse esta condición, el par motor es insuficiente para mover la carga mecánica que tiene acoplada y no se puede producir el arranque.

LIMITACIONES EN LA CORRIENTE DE ARRANQUE

En el instante de iniciar el arranque, cuando la velocidad todavía es nula y el deslizamiento entonces vale1,la corriente que demanda el motor es varias veces superior a la asignada. Esta corriente elevada puede provocar caídas de tensión en la instalación eléctrica que alimenta al motor afectando a otros aparatos conectados a ella. Por esta razón existen normas que establecen las máximas corrientes de arranque permitidas.


Esto obliga a utilizar en muchas ocasiones procedimientos que reduzcan la corriente de línea que se demanda a la red eléctrica durante el arranque con respecto a la que circula en el arranque directo.

ARRANQUE DIRECTO

Este método de arranque es el más sencillo de todos y se emplea en motores de pequeña potencia (o en motores grandes si están conectados a una red eléctrica independiente, de tal manera que su corriente de arranque no afecte a otros consumidores).
• Consiste en arrancar el motor simplemente conectándolo a su tensión asignada V1NL
• En este método de arranque (y también en los de tensión reducida, que se van a estudiar más adelante) la corriente del rotor reducida al estator I’2a va a ser lo suficientemente grande comparada con la de vacío I0 ( I cero)como para despreciar esta última.


Por lo tanto,se va aconsiderar que la corriente de arranque Ia (i a) (que circula por el estator) es prácticamente igual a la del rotor reducida al estator:

ARRANQUES CON TENSIÓN REDUCIDA

Existen varios procedimientos de arranque que consisten en alimentar al motor con una tensión inferior a la asignada en el momento del arranque para después, cuando el rotor ya está girando, irla aumentando hasta alcanzar su valor asignado.

arranque con tensión reducida

La corriente de arranque disminuye, pero también el par de arranque. Luego, hay que
comprobar que se cumple la condición de arranque. Por esta razón, estos procedimientos de
arranque sólo se pueden utilizar si el motor se arranca sin carga o con cargas mecánicas que no ejerzan un par resistente elevado a bajas velocidades.

ARRANQUE POR INSERCIÓN DE IMPEDANCIAS EN EL ESTATOR

Es un método de arranque con tensión reducida. En este circuito la maniobra de arranque consiste en:

  1. los interruptores I2 e I3 abiertos: arranque a tensión reducida (con toda la impedancia en serie con el estator).

2. Cerrar el interruptor I2: se deja solamente una fracción de la impedancia en serie, lo que
aumenta la tensión del estator.

3. Cerrar el interruptor I3: el motor recibe la totalidad de la tensión de la red.

CÁLCULO DEL ARRANQUE POR INSERCIÓN DE IMPEDANCIAS EN ELESTATOR

La impedancia que se conecta en serie con cada fase del estator en el momento de iniciar el arranque es:

CÁLCULO DEL ARRANQUE POR INSERCIÓN DE IMPEDANCIAS EN EL ESTATOR

La impedancia que se conecta en serie con cada fase del estatoren el momento de iniciar el arranque es:

Ze   = R e  + j Xe

Luego, R1  y X1 se incrementan en Re y Xe, respectivamente. Lo mismo sucede con Rcc y Xcc:

CÁLCULO DEL ARRANQUE POR INSERCIÓNDE IMPEDANCIAS EN EL ESTATOR (2)

Tanto en este arranque como en el directo, el motor conserva la misma conexión, estrella o triángulo. Por lo tanto:

Se define el parámetro adimensional z (inferior a 1) así:

ARRANQUE POR AUTOTRANSFORMADOR (1)

Se trata de un método de arranque con tensión reducida. El autotransformador suministra una tensión reducida V al motor en el momento de arrancarlo. Cuando este ya empieza a girar, se le pasa a alimentar a su tensión asignada V1NL