Arranques

2.1.- Arranque directo.

La manera más sencilla de arrancar un motor de jaula es conectar el estator directamente a la línea, en cuyo caso el motor desarrolla durante el arranque el par que señala su característica par - velocidad.

En el instante de cerrar el contactor del estator, el motor desarrolla el máximo par de arranque y la corriente queda limitada solamente por la impedancia del motor. A medida que el motor acelera, el deslizamiento y la corriente disminuye hasta que se alcanza la velocidad nominal.

El tiempo que se necesita para ello depende de la carga impuesta a la maquina, de su inercia y de su fricción. La carga de arranque no afecta al valor de la corriente de arranque sino simplemente a su duración. En cualquier motor de jaula, la corriente y el par dependen solo del deslizamiento.

Cuando un motor de jaula se conecta directamente a la línea en vacío, según su potencia, puede adquirir la velocidad nominal en un segundo. Cuando la maquina arranca con carga de poca inercia, el tiempo de arranque del mismo motor podría aumentar a 5 ó 10 segundos.

Aunque la potencia de la línea aumenta y se están desarrollando muchos arrancadores de baja corriente para los motores de jaula, los arrancadores directos se usan cada vez más debido a su simplicidad y bajo precio.

Al montar una nueva planta se suele hacer la instalación eléctrica a partir de la línea de alta tensión, de manera que los motores de jaula se pueden conectar directamente. Por otra parte, como los motores forman parte de la instalación, se presentan problemas derivados del arranque de las maquinas que se deben estudiar cuidadosamente. Los factores limitativos a considerar son la potencia contratada, la posición de la caja de distribución más próxima así como los cables de alimentación y el sistema de protección. También se ha de estudiar el efecto de la corriente de arranque con bajo factor de potencia en la tensión de los transformadores y de los alternadores.

La sencillez del arranque directo hace posible el arranque con un simple contactor, por lo que suele efectuar rara vez mediante arrancador manual. Los arrancadores automáticos comprenden el contactor trifasico con protección de sobrecarga y un dispositivo de protección de sobrecarga de tiempo inverso. El arranque y la parada se efectúan mediante pulsadores montados sobre la caja, pudiéndose también disponer de control remoto si fuera necesario.

2.2.- Arranque Estrella - Triángulo.

Se trata de un método de arranque basado en las distintas relaciones de la tensión de línea y la compuesta, a la tensión de fase que representan los acoplamientos trifásicos estrella - triángulo. En consecuencia, el método solo será aplicado a motores trifasicos alimentados por una red trifasica cuyo devanado estatórico presente sus seis bornes accesibles. Tal circunstancia se da hoy en día en la generalidad de los motores de rotor de jaula, siendo la disposición general de la caja de bornes la que esquemáticamente representamos a continuación :

Esta solución no solo permite la utilización del motor con dos tensión distintas , que estén en la relación de 1 a sino, también, el arranque del motor, normalmente previsto para trabajar con la conexión triángulo a la tensión nominal, con una tensión reducida.

A este propósito sabemos que si U es la tensión compuesta de la red, ésta será también la tensión aplicad a cada fase del motor cuando esté trabajando normalmente con sus fases estatoricas conectadas en triángulo. Si el mismo devanado estuviera conectado en estrella la tensión de fase del motor sería, veces inferior.

A base, pues, de un simple cambio de conexión de las fases de devanado estatorico, tenemos la posibilidad de reducir la tensión aplicada al motor en la puesta en marcha, limitando consecuentemente el golpe de corriente de arranque Es este simple principio está basado el método de arranque estrella - triángulo. En el momento del arranque el devanado conectado en estrella queda sometido a una tensión por fase igual a U / y cuando el motor alcanza una cierta velocidad de giro, se conecta en triángulo pasando la tensión de fase a ser igual a la U.

El esquema de principio de este método es el representado a continuación, en el cual el paso de la conexión estrella a triángulo tiene lugar mediante un conmutador que en la posición 1 conecta los devanados en estrella y en la dos en triángulo.

Normalmente, la puesta en servicio y el cambio de conexión se realiza mediante un conmutador manual rotativo de tres posiciones : paro - estrella - triángulo, si bien se refiere hoy en día confiar esta maniobra a dispositivos automáticos a base de tres contactores y un temporizador que fija el tiempo del cambio de la conexión estrella a la conexión triángulo a partir del instante de iniciarse el ciclo de arranque.

Se obtienen así las mejores características posibles del ciclo de arranque, a tenor del momento de inercia y del par resistente de la maquina, con valores de la corriente transitoria en la conexión triángulo más limitados.

En motores trabajando gran parte de su tiempo de servicio con un par reducido por bajo de un tercio de su par nominal, puede ser interesante el utilizar en estos periodos la conexión estrella, mejorándose con ello el rendimiento y, sobre todo, el factor de potencia.

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