ARRANQUE DE MOTOR TRIFASICO POR AUTOTRANSFORMADOR

ARRANQUE DE MOTOR TRIFASICO POR AUTOTRANSFORMADOR

Se utiliza cuando la limitación de la corriente de arranque es importante.

Consiste en emplear un autotransformador conectado en estrella con la toma variable precisa para ir aplicando al motor tensiones cada vez más crecientes para conseguir un arranque que generalmente es con carga.

Se obtiene baja corriente de línea y bajas pérdidas en el momento del arranque.

Esta reduce la corriente del arranque evitando una sobrecarga en el circuito pero dejando al motor con un par suficiente para que alcance un adecuado par de arranque y aceleración.

Para hallar los parámetros de arranque aplicar:

           I arranq. compensado    =   Iarranque  x  K1            

           T arranq. compensado   =  Tarranque  x  K2

Dónde:

       K1  =  Factor de multiplicación de corriente.

       K2  =  Factor de multiplicación del par.

       I arranque es a plena tensión.

       T arranque es a plena tensión.

La tensión en la llave compensadora es reducida a través  de un autotransformador que normalmente cuenta con taps en 50, 65 y 80% de la tensión nominal que proporcionan un par y aceleración necesaria al conjunto motor-máquina.

EJEMPLO DE APLICACIÓN.

Sea un motor trifásico asíncrono de 60 HP, 1760 RPM,  60 Hz conectado a un circuito de 220 Voltios, 150 Amperios nominales siendo su corriente de arranque 1200 Amperios.

Utilizar un compensador de tres taps: 50, 65 y  80% Vnom.

Su I arranque es 1200 Amperios y a 220 Voltios.

A.- Solución empleando la figura  siguiente.

- Para una relación del 50%  (primer tap del autotrafo)

  K1  =  0.4  y  K2  =  0.17

  Iarr.comp.   =   1200  x  0.40   =   480   Amp.

  Tarr.comp.  =    17%   Tarranque

      

- Para una relación del  65%  (segundo tap del autotrafo)

  K1  =  0.55  y  K2  =  0.29

  Iarr.comp.    =    1200  x   0.55   =   660   Amp.

  Tarr.comp.  =     29%   Tarranque

B.- Solución empleando las ecuaciones (1) y (2).

Analizando numéricamente con las relaciones de los taps y características del torque de partida tenemos que:      

 Ilinea comp = (V.I) arr.comp./Vnominal        (1)

 Tarranque  ß  V²                                                       (2)            

La corriente en línea (durante el arranque), es igual al producto de la tensión de arranque a plena tensión y la corriente de arranque compensado dividido entre la tensión nominal de la red (1).

También se puede decir que el torque de partida (2), es proporcional al cuadrado de la tensión aplicada en los terminales del motor.

Para una relación del 50% Vnominal

Varr.comp. =  220. 0.50    =  110   Volt

Iarr.comp.  =    1200 .  0.50  =  600   Amp.

I en línea    =    110 . 600 / 220  =  300   Amp.

Tarr.comp. =    0.50.  0.50 =  0.25  Tarranque

  

Para una relación del 65% Vnominal

Varr.comp. =  220 .  0.65   =   143   Volt

Iarr.comp.  =  1200 .  0.55  =   660   Amp.

I en línea    =  143 . 660 / 220 =  429  Amp. 

Tarr.comp. =  0.65 . 0.65  =  0.42  Tarranque

Para una relación del 80% Vnominal

Varr.comp. =  220 .  0.80 = 176   Volt

Iarr.comp. =  1200 .  0.75 = 900   Amp.

I en línea =  176 . 900 / 220 = 720 Amp. 

Tarr.comp.= 0.8 . 0.80 = 0.64 Tarranque

Los valores antes calculados son siempre y cuando la máquina en cada uno de los taps parta del reposo, pero la máquina en cada tap ya encontrará una corriente y una velocidad en ese tiempo y por tanto las corrientes de línea (@), serán mucho menor.

Con este tipo de arranque se obtienen  características mucho más favorables comparadas con los demás tipos de arranque estudiados anteriormente.

Las ventajas de este tipo de arranque:

• El pico de tensión cuando se pasa de tensión reducida a tensión de la red debe ser bastante lo más pequeño posible, esto si la elección se ha efectuado satisfactoriamente, debido a que el autotransformador se ha convertido en una reactancia.

• La reducción de corriente es ajustada a la relación de los taps seleccionados del autotransformador.

• Se utiliza para el arranque de altas inercias como:

• Bombas, ventiladores y otras máquinas que demoran en tomar su velocidad nominal.

• Puede ser utilizado con cualquier tipo de máquina siempre que sus taps estén dimensionados en relación a la  tensión nominal del motor.

Las desventajas son las siguientes:

• Es mucho más cara que el arranque estrella-triángulo.

• La gran desventaja es la frecuencia de maniobras.

• La selección del autotrafo está en función de la frecuencia de maniobras.

• Debido al tamaño del autotransformador la construcción es voluminosa necesitándose paneles más grandes, lo que aumenta considerablemente el precio y el espacio.

CARACTERÍSTICAS DE ARRANQUE POR  AUTOTRANSFORMADOR  DE  UN  MOTOR  TRIFASICO  425  CV   60 HZ   6  POLOS  4160  VOLTIOS 

CARACTERÍSTICAS  DE  ARRANQUE POR  AUTOTRANSFORMADOR  DE  UN MOTOR TRIFASICO DE 425 CV 60 HZ 6 POLOS 4160 VOLTIOS   

CARACTERÍSTICAS DE ARRANQUE POR AUTOTRANSFORMADOR DE UN MOTOR TRIFASICO DE 425 CV 60 HZ 6 POLOS 4160  VOLTIOS

LIMITACIONES DE LA CORRIENTE DE ARRANQUE

Siempre que sea posible, el arranque de un motor trifásico jaula de ardilla debe ser arrancado en directo, por medio de contactores u otro medio.            

                                                            

Las curvas de torque y corriente son fijas. Estas curvas son independientes de la dificultad que se puede presentar en el arranque.

En los casos en la que la corriente de arranque del motor es elevada pueden ocurrir las siguientes consecuencias perjudiciales:

• Gran caída de tensión en el sistema de alimentación de la red, provocando interferencia en los equipos que se encuentran instalados en el sistema.                            

• El sistema de protección, cables y contactores deben ser sobredimensionados, ocasionando altos costos. 

• La imposición de las empresas de energía eléctrica   (castigo) que limitan la caída de tensión de la red.

• En tal sentido, para evitar éstas desventajas es que se utilizan los arranques indirectos tales como los arranques por: Autotrafo, Y - D, etc.

CARACTERÍSTICAS DE ARRANQUE POR AUTOTRANSFORMADOR DE UN MOTOR TRIFASICO DE 425 CV 60 HZ 6 POLOS 4160  VOLTIOS. CORRIENTE vs VELOCIDAD

CARACTERÍSTICAS DE ARRANQUE POR AUTOTRANSFORMADOR DE UN MOTOR TRIFASICO DE 425 CV 60 HZ 6 POLOS 4160  VOLTIOS. TORQUE vs VELOCIDAD