Fundamentos
de Arranque
Motor
Ing. Guillermo Suárez
Mayo 2009
80 años de innovación
Busbar
Contactor
TeSys
T
Una historia de innovación que no
termina.
2006 MotorCircuit BreakerGV3P EveLinkpower terminal
* 1924 The very first
contactor ... First motor starter enclosure 1960* First monobloc contactor 1935 * 1973 * First modular contactor 1990 * Modularity concept with the new TeSysrange 2004 * TesysMod. U All in 1 product Disconnection , Electronic protection , Switching , 2000 * D2 : new raw material, more modularity & accessories 1993 * GV2: a really impulsion to 2 component solution * MotorManagement System TesysT Giveyourmotor starter a sixthsense!
Campo de actividad
M M M M MDistribution
Utilities
Process
Machine source switching Terminal loads Terminal loads Terminal loads Circuit switchingFunciones
asociadas
al arranque
motor
Distribución baja tensión
Maniobra
Aislamiento
Seccionamiento
Protección corto-circuito
Seccionamiento
●
Este dispositivo tiene la habilidad de aislar y desconectar.
●
Puede ser usado con seguridad con carga.
●
No incluye ningún mecanismo de protección.
●
Puede ser usado como un botón de parada de emergencia
Interruptor
●
Estos equipos pueden ser manejados con carga.
●
Incluyen fusibles para la protección de corto
circuito.
●
La operación se realiza por la manija del lado.
Protección contra corto circuito
disyuntor magnético
●Este equipo proporciona la protección contra los corto
circuitos. El detecta y despeja los altos niveles de corriente de corto circuito hasta el limite de su capacidad de ruptura.
●Tiene la capacidad de desconexión
●El reset después de la falla puede ser realizado manualmente con el mando rotatorio del equipo o remotamente usando
módulos específicos para esta acción.
●Para fallas de baja corriente, la operación de un disyuntor, es mas rápida que la de los fusibles.
Protección Magnética.
●Este disyuntor incluye tanto la protección magnética contra cortocircuitos, como la protección térmica ( sobrecarga de motor).
●Ya que estos equipos incluyen todos los tipos de protección y tiene la capacidad de
desconexión, pueden ser usados como un arrancador de motor para máquinas simples.
●Bloques adicionales pueden ser añadidos para permitir el reset remoto y el control del
disyuntor.
El Contactor
●Apertura y cierre bajo carga- capacidad de switcheo.
●Manejo remoto utilizando un electroimán con un circuito de control separado .
●Cuando la bobina del contactor es energizada, La parte móvil del contactor se mueve y la corriente puede pasar de la red de suministro a la carga.
●Estos equipos tienen contactos auxiliares incluidos que se mueven simultáneamente con la parte móvil del contactor .
LC1-D
contactor
Bar
El Relé
Térmico
●La sobrecarga es la falla mas común en las máquinas.
●La sobrecarga crea un aumento de la corriente que pasa a la carga y produce un calentamiento peligroso de la misma.
●La sobrecarga puede afectar los materiales de
aislamiento y así mismo el tiempo de vida del motor.
●El relé esta compuesto de 3 elementos bimetalicos, cada uno rodeado de una bobina que lleva su corriente de
fase.
●Cuando la corriente se incrementa o disminuye , estos
Arranque Motor Combinado
●
En 1983, Telemecanique
lanzo el primer equipo
capaz de interrumpir , maniobrar y proteger térmica
y magnéticamente: EL INTEGRAL
●
Este tipo de producto ofrece todas las protecciones
del motor en un solo producto.
●
Ofrece COORDINACION TOTAL: No hay soldadura
de los contactos después de una falla por
corto-circuito, reduciendo el tiempo de parada y por ende
el de mantenimiento.
●
El arrancador TeSys
U ofrece la capacidad de
comunicación integrada con buses de campo y
Distribución de bajo voltaje
Switching
Isolation
Disconnection
Short circuit
protection
Overload
protection
Motor
Aísla el equipo del suministro eléctrico
Interrumpe la corriente por el equipo
Protege la vida humana y los daños
Materiales causados por los C.C
Protege al motor de las corrientes de
sobrecarga
Distribución de bajo voltaje
Switching
Isolation
Disconnection
Short circuit
protection
Overload
protection
Motor
Switch Disconnector
TeSys VARIO
Distribución de bajo voltaje
Switching
Isolation
Disconnection
Short circuit
protection
Overload
protection
Motor
Motor Circuit Breakers
TeSys
GV
Distribución de bajo voltaje
Switching
Isolation
Disconnection
Short circuit
protection
Overload
protection
MotorContactors
TeSys
K
TeSys
D
TeSys
F
Bar Contactors
IEC 60 947-
4 -1
Distribución de bajo voltaje
Switching
Isolation
Disconnection
Short circuit
protection
Overload
protection
MotorMotor Starters
TeSys
U
Power
Control
Arranque Motor
Starter controller Isolation On-load switch Short-circuit protection Overload protection Control Switch On-load switch Contactor Thermal relay Magnetic circ. brkr. Therm. magnetic circ. brkr. Fuse switch disconnector Teoria
arranque
motor
●Voltaje de arranque
●La corriente se eleva al
instante a niveles de LRC (la corriente de Rotor Cerrada) . Esto causa una corriente transitoria, que puede tener efectos indeseables sobre el suministro.
●La corriente gradualmente baja como consecuencia del aumento de la velocidad del motor.
●La carga del motor afecta sólo
0 50 100 150 200 250 300 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 SLIP (%) FULL LOAD TO RQUE (%) 0 100 200 300 400 500 600 700 CURRENT (%)
Arranque D.O.L*
●
Corriente disponible Arranque = 100%
●
Pico de corriente arranque = 4 to 8 In
●
Pico de torque en arranque = 0.6 to 1.5Tn
●
Ventajas:
●Arranque simple
●Bajo costo
●Alto torque en el arranque
●
Desventajas
:
●Alta corriente de arranque y torque
●El suministro de energía debe aguantar el pico de corriente.
* Direct On Line
Aplicaciones Típicas: Pequeñas Máquinas.
Arranque Motor Asincrono
D.O.L.*
●
La solución mas frecuentemente usada.
●
La solución mas económica y simple.
●
No es plano el arranque (no elevadores,
escaleras..)
●
Alta corriente de Arranque
(
5 to 8x In).
●
El único método de arranque que no reduce
el torque. (excepto con variador de
Arranque Motor Asincrono
D.O.L.*
Load torque maximum zone during running phase Load torque maximum zoneduring starting phase
Control and Protection during running phase Control and Protection during starting phase Rated Torque
Estrella-Triangulo -
Arranque
●
Corriente disponible arranque = 33%
●
Pico de corriente arranque = 1.3 to 2.6 In
●
Pico torque arranque: = 0.2 to 0.5 Tn
●
Ventajas :
● Arranque Simple y económico.
● Buen torque de arranque y corriente.
●
Desventajas
:
● Bajo torque de arranque.
● No se pueden ajustar parámetros en el arranque.
Aplicaciones
Típicas
:
Máquina que
arrancan sin carga (pequeñas bombas centrífugas,
Teoria
Arranque
Motor
Star-Delta
•
Momento de rotacióninsuficiente para acelerar esta carga en configuración de estrella
•
Desventajas:•
- No ajuste en arranque.•
El cambio de estrella a triangulo causa corrientesdañinas y trasientes de torque.
Es necesario cambiar esta transición y también proteger el motor y la instalación
0 50 100 150 200 250 300 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 SLIP (%) FULL LOAD TO RQUE (%) 0 100 200 300 400 500 600 700 CURRENT (%)
Teoria
arranque motor
●El motor al principio es
conectado en la configuración de estrella y luego, después de un tiempo predeterminado, el motor es desconectado del suministro y conectado de nuevo en la configuración delta.
●La corriente y el momento de rotación en la configuración de estrella son un tercio de la
corriente de voltaje y el torque cuando el motor es conectado
Main Contactor Thermal Overload Motor 3~ Delta Contactor Star Contactor
Arranque motor asíncrono Star -
Delta
Is/3 Ts/3 Tr Is Star Delta Ts I(A) n (rpm) T (Nm)●
Is: DOL start current
●
Is/3: start current under star
connection
●
Ts: DOL start torque
●
Ts/3: start torque under star
connection
Arranque Motor asíncrono Star -
Delta
●
Corriente pico limitada a (1.3 to 1.6x In)
●
Motor especifico para la aplicación.
●
Maquinas que presenten bajo torque en el arranque.
●Ventiladores, compresores, maquinas herramientas.
●
Corrientes transitorias en el cambio de estrella a
triangulo.
●Si la temporización en estrella es muy corta, se vuelve un arranque directo.
Técnica
La coordinación de protecciones para las
soluciones arranque motor
La coordinación de protecciones para las
soluciones arranque motor
Técnica: Coordinación de Protecciones
●
Efectos de un Corto-Circuito
●
Efectos electrodinámicos de corriente cresta î
:
●repulsión de los contactos.
●propagación de arcos eléctricos
●ruptura de los materiales aislantes, deformación de piezas
●
Efectos térmicos l2t :
●fusión de los contactos
●generación de arcos eléctricos
Repulsión de contactos:
●
Comportamiento del contactor
bajo el efecto de corrientes de
corto-circuito no limitadas
Tiempo Tiempo Tiempo
Repulsión de los contactos
provocadapor la energía generada por el corto-circuito
La energía debida al corto-circuito aumenta, el arco se vuelve importante
Los contactos en plata entran en fusióny se sueldan
Repulsión de contactos:
●
Comportamiento del contactor
bajo el efecto de corrientes de
corto-circuito limitadas
● Definición
● Pruebas de la aparamentaeléctrica en condiciones extremas. La
coordinación es definida según el estado de los productos después de la prueba.
● Ausencia de coordinación
● Los riesgos son importantes para el operador, los daños físicos y materiales pueden serlo igualmente.
● Coordinación tipo 1
● Ningún riesgo para el operario. Es la solución estándar más utilizada.
● Antes de rearrancar, la revisión del arranque puede hacerse necesaria.
● Coordinación tipo 2
● Es una solución de alto desempeño. Se admite una ligera soldadura de los polos del contactorsi son fácilmente separables.
● Coordinación total ó Continuidad de servicio
Coordinación total, continuidad de
servicio
●
Aparatos que responden a todas las funciones del Arrancador Motor
según la norma IEC947-6-2 (TeSys
U)
●Seguridad de las personas y de las instalaciones
●Ningún daño, ningún riesgo de soldadura El aislamiento eléctrico se debe mantener
●Después del despeje de la falla, el arrancador-motor debe estar en capacidad de rearrancar inmediatamente.
El contactor
y el arranque motor
Coordinación
con dispositivo
de protección
contra los corto
circuitos
(DPCC)
Arranque motor correctamente combinado
Temps
Capacidadde cierredel contactorPc
selon IEC 947-4
Límitetérmicodelrelé de sobrecargasin daño Arranque Courant Reléde sobrecarga DPCC S om m e de s I² dt 10 ³ TeSys U
1 Base potencia 32A
2 Base potencia 12A
Técnica: Las clases de disparo
●
Definición
● La clase de disparo define la duración del disparo a 7,2 Ir. La selección se efectúa en función de la aplicación instalada.
