Ventajas y desventajas del arrancador de autotransformador
Un motor de inducción es similar a un transformador polifásico cuyo secundario está cortocircuitado. Así, a una tensión de alimentación normal, como en los transformadores, la corriente inicial tomada por el primario es muy grande durante un corto tiempo. Al contrario que en los motores de corriente continua, la gran corriente en el arranque se debe a la ausencia de contrafuerza. Si un motor de inducción se pone en marcha directamente desde la alimentación, toma de 5 a 7 veces su corriente de plena carga y desarrolla un par que es sólo de 1,5 a 2,5 veces el par de plena carga. Esta gran corriente de arranque produce una gran caída de tensión en la línea, que puede afectar al funcionamiento de otros dispositivos conectados a la misma línea. Por lo tanto, no es aconsejable arrancar los motores de inducción de mayor potencia (generalmente por encima de 25 kW) directamente de la red eléctrica.
Los pequeños motores de inducción trifásicos pueden arrancarse directamente en línea, lo que significa que la alimentación nominal se aplica directamente al motor. Pero, como se ha mencionado anteriormente, en este caso la corriente de arranque sería muy grande, normalmente de 5 a 7 veces la corriente nominal. El par de arranque será probablemente de 1,5 a 2,5 veces el par a plena carga. Los motores de inducción pueden arrancarse directamente en línea utilizando un arrancador DOL que, por lo general, consta de un contactor y un equipo de protección del motor, como un disyuntor. Un arrancador DOL consiste en un contactor accionado por una bobina que puede controlarse mediante botones de arranque y parada. Cuando se presiona el botón de arranque, el contactor se energiza y cierra las tres fases del motor a las fases de suministro a la vez. El botón de parada desenergiza el contactor y desconecta las tres fases para detener el motor.
Esquema de arranque del autotransformador de tensión reducida
Un motor de inducción trifásico es autoarrancable. Cuando se conecta la alimentación al estator de un motor de inducción trifásico, se produce un campo magnético giratorio, el rotor comienza a girar y el motor de inducción arranca. En el momento del arranque, el deslizamiento del motor es la unidad, y la corriente de arranque es muy grande.
El motor de inducción trifásico puede arrancarse conectando el motor directamente a la tensión máxima de alimentación. El motor también puede arrancarse aplicando una tensión reducida al motor. El par del motor de inducción es proporcional al cuadrado de la tensión aplicada. Por lo tanto, el par ejercido por un motor es mayor cuando se arranca a plena tensión que cuando se arranca a tensión reducida.
El método de arranque directo en línea, de un motor de inducción, es sencillo y económico. En este método, el arrancador se conecta directamente a la tensión de alimentación. Con este método, se arrancan motores pequeños de hasta 5 kW de potencia para evitar la fluctuación de la tensión de alimentación.
Se conecta toda la resistencia de arranque y así se reduce la corriente de alimentación al estator. El rotor comienza a girar y las resistencias del rotor se van reduciendo a medida que aumenta la velocidad del motor. Cuando el motor funciona a su velocidad nominal a plena carga, las resistencias de arranque se eliminan por completo y los anillos rozantes se cortocircuitan.
Principio de funcionamiento del arrancador autotransformador
Un motor de inducción trifásico consume, debido a su propia tecnología constructiva, varias veces su corriente nominal durante el arranque. En el momento en que se solicita el funcionamiento del motor y se conecta a la red eléctrica, muestra una impedancia relativamente pequeña que depende de la velocidad de rotación: como consecuencia, pide una gran corriente, proporcional a la tensión de alimentación, hasta que su velocidad se ha estabilizado al régimen final. Esto, a su vez, tiene efectos sobre la estabilidad de la red eléctrica, ya que se está utilizando a una potencia superior a la normal, y sobre el propio motor; todo ello se potencia aún más en caso de frecuentes arranques.
La construcción de este dispositivo como autotransformador permite reducir el peso y las dimensiones de forma coherente, a la vez que es capaz de retener el flujo de potencia necesario para hacer posible el arranque del motor colocado a continuación, aunque presente un factor de potencia bajo. Además, las pérdidas generadas por el dispositivo de conversión auxiliar se reducen, debido al reducido peso del material utilizado para su construcción: esto también repercute directamente en los costes finales de compra.
Arrancador autotransformador para motor de inducción trifásico
Arranque directo en líneaEste tipo de modo de arranque es el más básico y sencillo en el arranque del motor. El método se caracteriza por una menor inversión, un equipo simple y una pequeña cantidad. Aunque el tiempo de arranque es corto, el par es menor en el arranque y la corriente es grande, lo que es adecuado para el arranque de motores de pequeña capacidad.
Arranque de tensión reducidaEl método de arranque de tensión reducida puede introducirse en motores de inducción de tamaño medio y grande para restringir la corriente de arranque. Cuando el motor termina de arrancar, volverá a trabajar a plena presión. Sin embargo, el resultado del arranque de tensión reducida reducirá el par de arranque. Por lo tanto, el arranque a tensión reducida sólo es adecuado para arrancar el motor en vacío o con poca carga. Algunos métodos comunes de arranque de tensión reducida son los siguientes.