Tipos de arrancadores de motor y consideraciones de aplicación

Arranque de un motor industrial

Un arrancador de motor industrial es un dispositivo que facilita la potencia necesaria para que arranque un motor de inducción trifásico. Cualquier motor eléctrico consumirá la mayor cantidad de corriente (cinco a seis veces la corriente nominal) cuando el motor está parado. Durante la fase de arranque, el motor se detiene cuando se aplica energía y el motor está a punto de girar.

En teoría, parece simple, pero hay muchas formas diferentes en las que un diseñador o ingeniero puede arrancar y proteger un motor de inducción de corriente alterna (CA). Algunas formas son más eficientes que otras.

Figura 1. Un arrancador de motor manual / de conmutación. Imagen utilizada por cortesía de Siemens

En un nivel básico, un arrancador de motor permitirá una corriente que exceda la clasificación del disyuntor o fusible durante un período corto, hasta que el motor esté girando a una velocidad nominal. El arrancador también puede permitir que el motor se ponga en marcha en la dirección inversa.

Tipos de arrancadores de motor

Manual :Un arrancador manual es el arrancador más básico. Esencialmente es un interruptor con protección contra sobrecargas. Este estilo de arranque solo se usa en motores de menor potencia y solo con motores que no están restringidos físicamente al arrancar. Un motor que acciona un volante, por ejemplo, no usaría un arranque manual, pero una bomba podría usar uno.

Magnético :Este estilo de arrancador utiliza un contactor o relé grande para encender o apagar el motor. Un ingeniero controlaría el contactor a través de un controlador lógico programable (PLC) o algún otro tipo de controlador de automatización. El estilo magnético es similar al estilo manual, excepto que una pequeña señal de voltaje puede controlar el contactor.

Marcha atrás :Un arrancador de estilo inverso usa dos contactores en paralelo para cambiar las fases de modo que el motor funcione en reversa. Nuevamente, una pequeña señal de voltaje de un sistema de control activará la dirección del motor en sentido horario o antihorario.

Figura 2. Un motor de arranque inverso. Imagen utilizada por cortesía de Bay Power

Suave :Un arrancador suave reduce el voltaje, lo que reduce el consumo de corriente del motor durante el arranque. Auto transforming y Start-Delta son variaciones de arrancadores suaves. Estos arrancadores utilizan transformadores o configuraciones de cableado dinámico para reducir el voltaje en el sistema trifásico hasta que el motor alcanza el 80-90% de voltaje total.

Los arrancadores suaves de hoy en día utilizan componentes electrónicos de estado sólido, como los TRIAC, para reducir el voltaje durante el arranque. Si bien los arrancadores suaves anticuados todavía se utilizan hoy en día, las versiones de estado sólido permiten una mayor flexibilidad con el tamaño y son menos complicadas de instalar.

Frecuencia variable :Usar un variador de frecuencia (VFD) para arrancar un motor es probablemente la forma más eficiente, debido a cómo funciona el motor. La fuerza magnética es direccionalmente proporcional al voltaje dividido por la frecuencia.

Flujo =V / Hz

Y la velocidad de un motor es proporcional a la frecuencia dividida por el número de polos magnéticos.

RPM =120 * Hz / número de polos

Estas ecuaciones nos dicen que a medida que la frecuencia del voltaje disminuye, también lo hace la velocidad, pero la fuerza del campo magnético aumenta. Al comenzar con una frecuencia más baja, podemos disminuir la cantidad de corriente requerida para arrancar el motor. La mayoría de los otros arrancadores suaves más antiguos utilizan resistencias o transformadores para reducir el voltaje. Este método convierte el exceso de voltaje en calor.

Combinación :Un arrancador combinado normalmente aloja no solo los componentes del arrancador, sino también un dispositivo de protección de circuito, fusible o disyuntor y el dispositivo de sobrecarga. Este estilo de motor de arranque es una excelente manera de ahorrar espacio en el gabinete eléctrico.

Figura 3. Un diagrama de cómo funciona un inversor automático. Imagen utilizada por cortesía de OMRON

Consideraciones al seleccionar un arrancador de motor

Al seleccionar un arrancador de motor, observe la aplicación. ¿El motor funciona constantemente a una velocidad fija? ¿Habrá múltiples arranques y paradas del motor? ¿Necesita cambiar la velocidad o hacer que el motor funcione a velocidad reducida?

Si el motor está accionando una cinta transportadora, no querrá arrancar el motor a máxima velocidad, ya que los productos de la cinta pueden deslizarse y dañarse. Normalmente, los sistemas de transporte de descarga utilizarían un motor de arranque tipo VFD. De esta manera, se puede controlar la velocidad de arranque y la correa se puede detener fácilmente.

La eficiencia también juega un papel importante. Los ventiladores de refrigeración grandes no requieren un arrancador de velocidad reducida, pero se benefician de arrancar a una velocidad reducida, ya que el motor no consumirá tanta corriente como arrancar a plena carga.

Algunas fábricas incluso están reemplazando los arrancadores de motor antiguos por arrancadores modernos de reducción de velocidad para ayudar a reducir las emisiones de carbono. El tamaño del motor también juega un papel importante en la selección del motor de arranque. Algunos motores más grandes no pueden usar arrancadores magnéticos; Estos motores más grandes requieren un arrancador suave o un arrancador de autotransformador. Independientemente del motor de arranque que elija, trate de garantizar que la eficiencia sea la máxima prioridad para ayudar a reducir las emisiones de carbono.