Edición Impresa | Artículos Técnicos | Arrancadores Suaves | cortocircuito

Arrancadores suaves electrónicos, limitaciones del arrancador suave

En los muchos años como asesores en el uso de arrancadores suaves electrónicos, hemos recibido consultas que se reiteran. En base a la experiencia acumulada con esas consultas hemos desarrollado esta serie de notas. Un conjunto de preguntas se refería a si los arrancadores suaves electrónicos son aptos para cualquier tipo de motor, incluyendo motores antiguos, los de dos velocidades y los de rotor bobinado; precisamente en estos casos residen las limitaciones con las que se encuentran este tipo de aparatos.

Aplicación de un arrancador suave electrónico

Los arrancadores suaves electrónicos están construidos para arrancar y maniobrar todo tipo de motores asincrónicos con rotor en cortocircuito, siempre que la tensión asignada (Ue) de funcionamiento de este coincida con la tensión nominal de la red de distribución (Un) que lo alimentará, ya que esta tensión será la “plena tensión” que el arrancador aplicará a los bornes del motor cuando termine el proceso de arranque. Para ello, la forma de conexionado en la caja de bornes del motor (puentes de estrella o de triángulo) debe ser la adecuada para la tensión de la red.

foto-tecnica-01.jpg
<p><strong>Figura 1. Tensión de alimentación del motor.</strong></p>

Figura 1. Tensión de alimentación del motor.

El arrancador suave electrónico debe estar diseñado para manejar y conmutar ese valor de tensión de red.

Limitaciones de un arrancador suave electrónico

Motores antiguosPara definir un límite tratemos como “antiguo” a un motor diseñado y/o fabricado antes del año 2000.

Como ya sabemos, porque lo hemos analizado en notas anteriores, la forma de funcionamiento de un arrancador suave electrónico es la de recortar la onda de las tres tensiones aplicadas a los bornes del motor; de esta manera se regula la tensión trifásica de alimentación que se va controlando y ampliando lentamente para lograr el arranque suave del motor.

Este recorte de la onda de las tensiones produce su deformación, lo que implica la generación de tensiones armónicas.

Si bien la terna de tensiones deformadas es integrada por el bobinado del motor y su paquete magnético, y considerada por estos como a una terna senoidal pura de 50 Hz, las tensiones armónicas producen diferentes fenómenos:

• Mayores pérdidas en el núcleo de hierro con la consabida mayor producción de calor;

• Mayores esfuerzos electrodinámicos entre los bobinados y los conductores de cada bobina en particular;

• Mayores esfuerzos dieléctricos del aislamiento de cada bobina con el núcleo;

• Mayores esfuerzos dieléctricos en los aislamientos de conductores que conforman a cada bobina entre sí, entre otros.

Antes del año tomado como referencia no era habitual que un motor fuera arrancado, regulado y controlado por un aparato electrónico por lo que no estaba sometido a los esfuerzos antes mencionados; no estaba diseñado para soportarlos por lo que, sometido a estas condiciones, se daña rápidamente.

Debemos aclarar que el daño no es inmediato sino que al cabo de varios meses, tal vez años. El daño más frecuente es la falla de aislamiento sin motivo aparente.

Al realizarse la reparación del motor siempre se hará siguiendo las condiciones de la fabricación original, por lo tanto es de esperarse que la falla vuelva a producirse a la brevedad. Dado que las condiciones de la reparación realizada en un taller, por muy eficiente que este sea, nunca serán comparables, en calidad, a lo realizado en la fabricación original, es de esperar que la segunda falla se produzca en un lapso de tiempo más corto que la primera.

El mismo problema se produce cuando el motor “antiguo” es controlado por un variador de velocidad o convertidor de frecuencias.

También debemos esperar o suponer los mismos problemas en un motor que haya estado detenido o almacenado durante mucho tiempo (años).

Los motores modernos están diseñados para soportar tales esfuerzos porque en la actualidad el porcentaje de motores fabricados destinado a ser maniobrado mediante un control electrónico es mucho mayor.

Motores de velocidad variable

Existen dos tipos de motores de velocidad variable:

• Los de un solo devanado (Dahlander) y• Los de varios devanados.

Los primeros, también conocidos como “de polos conmutables“, tienen la característica de que la relación de polos es siempre de 1:2 (cuatro/dos polos, ocho/cuatro polos o doce/seis) esto significa en, una red de 50 Hz, como es habitual en nuestro país, velocidades de giro de1500/3000 1/min, 750/1500 1/min y 500/1000 1/min).

Esta rigidez en la relación de velocidades hace que se fabriquen motores con varios bobinados en una misma carcasa que actúan sobre un mismo rotor. Existen motores con dos, tres y hasta cuatro pares de polos; en estos dos últimos casos es común que el motor cuente con dos rotores acoplados a un mismo eje.

A este tipo de motores podemos encontrarlos, entre otras, con relaciones de 1:1,5 (seis/cuatro polos) velocidades de 1000/1500 1/min o de 1:1,5:3 (seis/cuatro/dos polos) velocidades de 1000/1500/3000 1/min.

El motivo de fabricar motores de varias velocidades es la necesidad de arrancar una máquina con baja velocidad (romper la inercia de arranque) para luego pasar a una velocidad mayor de servicio.

Hay varias posibilidades de aplicación de estos motores de velocidad variable, por ejemplo; arrancar en baja velocidad y después de cierto tiempo pasar a la alta, o alternativamente solo pasar a alta velocidad si el proceso lo requiere. Del mismo modo, la forma de detener al motor puede ser pasando previamente por la etapa de baja velocidad o desconectarlo directamente cuando está girando a su velocidad máxima.

En todos los casos antes mencionados, que solo son unos ejemplos, se requiere un alto grado de automatismo.

NOTA COMPLETA EN PDF

n_tecnica-cotubre-2018.pdf

Dejá tu comentario