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Arrancadores de Estado S´olido, Arm´onicos y
Compensaci´on de Reactiva: Soluci´on de
Compromiso de un Caso Real
Gonzalo Casaravilla, Member, IEEE

Abstract— Este trabajo estudia un caso real d´onde se analiza
la incidencia de las rampas prolongadas en los arranques de
motores con arrancadores de estado s´olido y las consecuentes resonancias arm´onicas en el caso de tener compensaci´on depotencia
reactiva. Ante la rotura de los arrancadores se evalu´a si se verifica
la norma aplicable de Compatibilidad Electromagn´etica. Hecha
la propuesta desconectar los condensadores de compensaci´on de
˜ la referida compensaci´on
reactiva durante las rampas, se redisena
a los efectos de verificar el cumplimiento de un factor de potencia
requerido de 0.92 en el funcionamiento global de lainstalaci´on.
Index Terms— Solid state starters, harmonics, reactive compensation.

I.

I NTRODUCTION

Las necesidades de automatizaci´on industrial tienen por respuesta equipos cada vez vers´atiles. Estos equipos, en algunos
casos, al mismo tiempo que dan la soluci´on buscada, traen
consigo problemas que tambi´en hay que solucionar. Un claro
ejemplo de esto es en general los equipos de Electr´onica dePotencia. En particular el crecimiento explosivo que est´an
teniendo los arm´onicos en los Sistemas El´ectricos de Potencia
son en gran medida por su causa. El ejemplo que motiva
este trabajo es un claro exponente de este problema. En un
principio los arrancadores de estado s´olido se concibieron
a los efectos de limitar la corriente durante el arranque de
motores el´ectricos. Frente a otras solucionescomo ser autotranformadores y arranques estrella-tri´angulo, los arrancadores
de estado s´olido se est´an imponiendo. Los precios relativos
tienden a equipararse y las prestaciones de los u´ ltimos aumentan constantemente. Una vez solucionado el arranque, surge la
necesidad de ocuparse del frenado. En particular en algunas
aplicaciones este aspecto es cr´ıtico. Por ejemplo durante el
proceso defrenado de las bombas hay que prestar atenci´on a
la no ocurrencia del efecto de ariete. Aqu´ı es d´onde empieza el
problema. ¿Por que no utilizar el propio arrancador de estado
s´olido para detener los motores de las bombas lentamente?.
Es claro que lo pueden hacer. Basta haber dise˜nado en forma
adecuada los SCR y los disipadores del arrancador. Una
rampa de frenado de 4 minutos ser´ıa razonablesi no fuese que
los problemas de Compatibilidad Electromagn´etica (EM C)
que tendremos no ser´an triviales. La producci´on de arm´onicos
durante una rampa de frenado con arrancador de estado s´olido
es considerable. La mayor´ıa de los casos en que se usa un
arrancador, la rampa de arranque es de tiempo del orden de
G. Casaravilla - IIE-UDELAR-Uruguay, gcp@fing.edu.uy

los segundos. El problema dearm´onicos, si bien existe, puede
ser asimilado o no causar´ıa tantos problemas.
Un comentario al margen es que si bien podr´ıa decirse
que lo adecuado en estos casos es utilizar un variador de
frecuencia, la diferencia de costos de inversi´on entre un
arrancador y estos es todav´ıa una fuerte raz´on para preferir
los arrancadores.
Por otra parte si lo u´ nico que se desea es arrancar y detener
elmotor en forma controlada, un variador de frecuencia es
una soluci´on desmedida (dado el precio comparativo actual).
El problema con los arm´onicos emitidos durante las rampas podr´ıa no ser un problema mayor si no fuese por las
resonancias que generalmente se producen. Estas resonancias
se producen entre los siempre presentes condensadores de
compensaci´on de reactiva y la impedancia decortocircuito en
el punto de conexi´on del arrancador.
Muchos fabricantes de arrancadores de estado s´olido especifican que hay que desconectar los condensadores durante
las rampas. Parece ser una sana pr´actica en la medida que no
se termine teniendo un problema de falta de compensaci´on
de reactiva. Este u´ ltimo aspecto es cr´ıtico si las rampas son
relativamente largas respecto al ciclo de...