Arranque de motores

A r r a n q u e d e M o t o re s

rranque
de
Dr. Manuel Barros Borgoño 233

Se denomina arranque de un motor al régimen transitorio en el que se eleva la velocidad del mismo, desde el estado de motor detenido, hasta el de motor girando a la velocidad de régimen permanente. El estudio del arranque de los motores tiene una gran importancia práctica, ya que la elección correcta de lascaracterísticas de los motores eléctricos y arrancadores a instalar están basados en el conocimiento de las particularidades de este régimen transitorio.

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Arranque de motores Asíncronos de jaula de ardilla Recordemos que el comportamiento dinámico del conjunto motor-máquina accionada está regido por la siguiente ecuación diferencial: Tm - Tr = J . d / dt

Donde Tm es el par motor, Trel par resistente, J es el momento de inercia del conjunto motor-máquina accionada y es la velocidad angular de dicho conjunto. Por lo tanto, para que el conjunto comience a girar se necesita que el par motor supere al par resistente, de manera de generar una aceleración angular de arranque. El proceso de arranque finaliza cuando se equilibra el par motor con el par resistente, estabilizándose lavelocidad de giro del motor. Como el torque motriz es el producto de la corriente absorbida por el flujo del campo magnético, además de un factor que caracteriza al tipo de máquina, este mayor par de arranque generalmente está asociado a una mayor corriente de arranque, la que no debe superar determinado límite, por el calentamiento de los conductores involucrados. Aunque se suele enfocar el diseñode estos sistemas de arranque en atención a las corrientes y torques involucrados, no deben dejarse de lado otros aspectos que también resultan importantes, como por ejemplo, el consumo de energía disipada en forma de calor y las perturbaciones sobre la red de baja tensión.

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Estas perturbaciones incluyen principalmente las caídas detensión (muy notables en los elementos de iluminación), que pueden afectar el funcionamiento de otros elementos conectados a la misma, lo que resulta crítico en las instalaciones con muchos motores que realizan frecuentes arranques. Por otro lado, los dispositivos de arranque pueden ser de operación manual o por contactores. Estos últimos permiten efectuar el mando a distancia del motor con cablesde secciones pequeñas (sólo se requiere la corriente necesaria para la bobina del contactor), lo que facilita el accionamiento y diseño del dispositivo de control, por trabajar con intensidades reducidas. Arranque de motores trifásicos asincrónicos con rotor en jaula Los motores de corriente alterna con rotor en jaula de ardilla se pueden poner en marcha mediante los métodos de arranque directo o atensión reducida. En ambos casos, la corriente de arranque generalmente resulta mayor que la nominal, produciendo las perturbaciones comentadas en la red de distribución. Estos inconvenientes no son tan importantes en motores pequeños, que

habitualmente pueden arrancar a tensión nominal. Los circuitos con motores deben contar con interruptores que corten todas las fases o polos simultáneamentey con protecciones que corten automáticamente cuando la corriente adquiera valores peligrosos. Además debe colocarse una protección automática adicional que corte el circuito cuando falte una fase o la tensión baje de un valor determinado. Arranque directo de motores asincrónicos con rotor en jaula Se dice que un motor arranca en forma directa cuando a sus bornes se aplica directamente la tensiónnominal a la que debe trabajar. Si el motor arranca a plena carga, el bobinado tiende a absorber una cantidad de corriente muy superior a la nominal, lo que hace que las líneas de alimentación incrementen considerablemente su carga y como consecuencia directa se produzca una caída de tensión. La intensidad de corriente durante la fase de arranque puede tomar valores entre 6 a 8 veces mayores...