Esquemas De Protecciones Para Motores

Esquemas de Protecciones para motores

Introducción:

Los motores eléctricos de inducción en corriente alterna, son los dispositivos más usados cotidianamente para la ejecución de trabajos mecánicos. Los encontramos en todo tipo de aplicación: ventilación, refrigeración, aire acondicionado, bombeo, molinos, medios transportadores, etc., etc.

Las principales causas por las que estos dispositivos sufren daños irreparables, se deben a las alteraciones del suministro eléctrico, exceso de trabajo mecánico asociado y problemas en la instalación eléctrica que alimenta al motor. En un segundo plano se encuentran los problemas asociados al deterioro de las partes que componen el motor. Tanto los motores monofásicos como los trifásicos son susceptibles a desperfectos debido a las causas antes mencionadas.

Causas Externas: Desequilibrio en las tensiones de alimentación, subtension, sobrecarga, arranque monofásico y, en los motores síncronos, perdidas de sincronismo.

Causas internas: Fallos de cojinetes y falta eléctricas internas (generalmente a tierra)

Elementos de Protección para motores

Fusibles

Quizá el dispositivo mas simple de protección del motor contra sobreintensidades es el fusible. Los fusibles están divididos en dos grandes grupos: fusibles de baja tensión (600 V o menos) y fusibles de alta tensión ( mas de 600 V ) . En la figura 1-1 se muestran tres tipos de fusibles. El tipo de cartucho o contacto de casquillo, mostrado en la figura 1.1a, es útil para las tensiones nominales entre 250 y 600 Ven los de tipo fijo y recambiable. El tipo fijo mostrado en el esquema contiene polvo aislante ( talco o un adecuado aislante orgánico) redondeando el elemento fusible. En caso de cortocircuito, el polvo tiene como misión: (1) enfriar el metal vaporizado, (2) absorber el vapor metálico condensado, y (3) extinguir el arco que pueda mantenerse en el vapor metálico conductor. La presencia de este polvo es la que confiere al fusible su alto poder de ruptura en el caso de cortocircuitos bruscos.

Protección contra fallo de cojinetes

No existe ningún dispositivo de protección convencional que actué ante el deterioro de los cojinetes. En el caso especial de cojinetes de manguitio, puede detectar el futuro fallo del cojinete ensamblado en el manguito una sonda térmica, con objeto de generar una alarma cuando el cojinete alcance una temperatura determinada.

En el caso de rotura y desprendimiento del cojinete, los esfuerzos térmicos ocasionados deberán ser detectados por otras protecciones: por ejemplo, la de sobrecarga térmica.

Protección térmica del estator

En algunos motores es posible introducir una sonda en el estator del motor, para conseguir un cierto control de su temperatura. Lo normal es disponer de un contacto de alarma que avisa cuando se alcanza la temperatura determinada.

Fig 5.120 Relé térmico de puente de wheatstone. Las bobinas exploradas están introducidas en el estator de la maquina y su resistencia es función de la temperatura del estator. A partir de una cierta temperatura, el puente se desequilibrara. La unidad de operación es un disco de inducción y el tiempo de operación dependerá de la corriente, es decir, del valor del incremento de corriente.

Protección diferencial de fases

Cuando son accesibles los bornes extremos de los arrollamientos del estator, es posible dotar al motor de una protección diferencial.

Hay que tener en cuenta que en el momento del arranque, a causa de las elevadas corrientes que se producen, un relé elemental podría dar actuaciones incorrectas y será conveniente un cierto frenado. Una pendiente del 20 al 40% será suficiente. Alternativamente puede retardarse un poco el disparo, unos 30ms, para impedir actuaciones intempestivas con la corriente inicial de arranque.

Fig 5.121 Características de arranque directo en un motor de inducción. Nótese que durante el 80 y 90% del tiempo total de arranque, la corriente tiene un valor estabilizado.

La protección diferencial de fases protegerá el motor para los cortocircuitos que se presenten en el estator, incluyendo los bornes del motor.

Protección de sobre intensidad

Como reserva de la protección diferencial, la protección de sobreintensidad, convenientemente ajustada, puede detectar las faltas en el estator y en bornes.

Particularmente, el rele de sobreintensidad de neutro debe ajustarse con la máxima sensibilidad posible, ya que las faltas se iniciaran como falta a tierra o tendrán un contacto a masa.

Los elementos de sobre intensidad de fase deben ajustarse de forma que no operen con la corriente de arranque. Lo normal es que el ajuste este por encima de la corriente de arranque estabilizado, con un tiempo de actuación de 0.1/0,3 S para evitar el disparo con la corriente inicial de arranque.

La protección de sobreintencidad ofrece un cierto

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