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Arrancadores - Monografía



 
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ARRANCADORES



Son necesarios los arrancadores para limitar la corriente de armadura que fluye cuando el motor se conecta. El arrancador se usa para llevar al motor a su velocidad normal y luego se retira del circuito. El aparato de control ajusta entonces la velocidad del motor según sea necesario.

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CLASIFICACION



Los arrancadores y controles se han diseñado para satisfacer las necesidades de las numerosas clases de motores de c-c. Por ejemplo, para arrancar los motores de c-c pequeños pueden disponer de un interruptor de línea relativamente sencillo en tanto que los motores de c-c grandes requieren instalaciones más complicadas
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Se encontrará que los arrancadores y controles se clasifican:

1) Por la forma en que funcionan: manal o automática.
2) Por la forma en que están construidos: de placa o de tambor.
3) Por el tipo de cubierta: abierta o protegida.

Además, los arrancadores y controles se clasifican según el número de terminales con que se conectan al motor:

- Arrancadores de contacto doble, triple y cuádruple.



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ARRANCADORES DE CONTACTO TRIPLE PARA MOTORES DE DERIVACION Y COMPOUND



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El arrancador de tres puntos toma su nombre de las tres conexiones que deben efectuarse entre él y el motor al cual ha de arrancar

El arrancador de contacto triple para motores de derivación que se ilustra es visible y se opera manualmente. El elemento resistor del reóstato se conecta en derivación por medio de seis botones de contacto. El brazo móvil del reóstato regresa a su primera posición mediante un resorte, y está dispuesto de manera que se puede mover de un botón de contacto a otro para puentear secciones del resistor en derivación.

Después de cerrar el interruptor de línea, el operador coloca manualmente y mueve el brazo del reóstato de la posición de apagado al primer botón de contacto A. Este transmite todo el voltaje de la línea de alimentación al campo en derivación, energiza el imán de sujeción y conecta toda la resistencia de arranque en serie con la armadura. En la práctica, el valor de esta resistencia se selecciona de manera que limite la corriente de arranque a un 150% de la corriente nominal de la armadura a plena carga.

Cuando el motor comienza a ganar velocidad, el operador mueve gradualmente el brazo del reóstato hacia el contacto B, venciendo la tensión del resorte. En esta forma, la resistencia se va desconectando de la armadura y queda conectada en serie con el circuito de campo, donde prácticamente no tiene efecto, ya que su resistencia es mucho menor que la del campo y, así, no influye en la velocidad del motor ni en la intensidad del campo.

Cuando el brazo del arrancador de triple contacto está en B, la armadura queda conectada directamente a la línea de alimentación y se considera que el motor funciona a su velocidad normal. Entonces el imán de sujeción M, fija al brazo en la posición B, oponiéndose a la tensión del resorte y no permite que el brazo del reóstato regrese a la posición de apagado. Como el imán de sujeción está en serie con el campo en derivación, detecta cualesquiera variaciones que ocurran en el devanado del campo.

En el motor de derivación, al disminuir la intensidad del campo, la armadura tiende a acelerarse. Como es posible alcanzar un punto de desboque cuando la intensidad de campo se reduce demasiado el imán de sujeción está diseñado para desenergizarse hasta determinado valor de la corriente de campo. En este punto, el brazo unido al resorte regresa automáticamente a la posición de apagado. Esta misma disposición hace también que el brazo regrese a la posición de apagado cuando el voltaje de alimentación se interrumpe por alguna razón; en este caso será necesario que el operador repita el ciclo de arranque para hacer que el motor funcione otra vez, al restaurarse la energía en la línea.

El mismo arrancador de contacto triple que tiene el motor Shunt se puede usar en un motor compuesto acumulativo. La ilustración muestra que la única diferencia existente entre ambas posiciones está en el otro devanado de campo en serie del motor compuesto.

ARRANCADORES DE CONTACTO TRIPLE PARA MOTORES EN SERIE


El arrancador de contacto triple para motores de serie sirve para el mismo objetivo que los arrancadores que se usan en motores de derivación y compuestos.

Una característica del arrancador de contacto triple para motores de serie que se ilustra es que tiene protección contra bajo voltaje, lo cual significa que si el voltaje de la fuente desciende hasta un valor muy bajo o a cero, el motor quedará desconectado del circuito.
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Note que, en este arrancador de contacto triple, la bobina del imán de sujeción está conectada al voltaje de la fuente. Para poner en marcha al motor, el operador mueve gradualmente el brazo del reóstato de la posición de apagado a la de funcionamiento. Entonces el electroimán de sujeción mantiene el brazo del arrancador, en la posición de funcionamiento, venciendo la tensión del resorte de retroceso.

Si la tensión de la fuente baja, el imán de sujeción se desenergiza y suelta al brazo móvil, que rápidamente regresa a la posición de apagado, protegiendo así al motor de un posible daño.

ARRANCADOR DE CONTACTO DOBLE PARA MOTORES SERIE



Este tipo de arrancadores ofrece protección al motor, cuando éste funciona sin carga, lo cual significa que si se quita súbitamente la carga cuando el motor está andando, el arrancador desconectará el motor de la fuente de energía para evitar que éste se desboque.

Note que en el arrancador de contacto doble, la bobina de sujeción está conectada en serie con la fuente de alimentación, la armadura del motor y el devanado de campo. Para poner en marcha al motor, el operador mueve gradualmente el brazo del arrancador, de la posición de apagado a la de funcionamiento, deteniéndose durante uno o dos segundos en cada botón de contacto del reóstato. Finalmente el brazo se mantiene en la posición de funcionamiento, venciendo la tensión del resorte de retroceso, debido a la atracción del imán de sujeción.

Si se quita la carga del motor, la caída correspondiente en la corriente de armadura es percibida por la bobina de sujeción en serie, que la suelta. Como resultado, el brazo del reóstato queda libre y regresa a la posición de apagado por la tensión del resorte de retroceso. Esta característica evita que el motor de serie sufra daño como resultado del funcionamiento a alta velocidad, cuando tiene una carga ligera o no tiene carga.
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ARRANCADOR DE CONTACTO CUADRUPLE PARA MOTORES DE DERIVACION Y COMPUESTOS



Los arrancadores de contacto cuádruple para motores de derivación y compuestos tienen las mismas funciones básicas que los de contacto triple y, además, hacen posible que se use un reóstato de campo con lo motores, para obtener velocidades superiores a la normal.

En la figura se ilustra un arrancador de contacto cuádruple usado en un motor en derivación. La bobina de sujeción no está conectada en serie con el campo en derivación, como ocurría en el arrancador de contacto triple. En cambio la bobina de sujeción y un resistor en serie están conectados directamente con el voltaje de la fuente. De esta manera la corriente de la bobina de sujeción es independiente de la corriente de campo, la cual se hace variar para modificar la velocidad del motor. Sin embargo todavía se puede usar la bobina de sujeción para liberar el brazo del arrancador cuando el voltaje es bajo o nulo en la fuente.
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El arrancador de contacto triple sirve para poner en marcha el motor de la misma manera que la descrita para el arrancador de contacto triple. En cuanto el brazo del reóstato llega a la posición de funcionamiento, el reóstato de campo conectado en serie con el campo en derivación se usa para graduar la velocidad del motor al valor deseado. Cuando debe detener el motor, generalmente el operador reajusta el reóstato de campo de manera que toda la resistencia se interrumpa y la velocidad del motor se reduzca a su valor normal, lo que asegura que la siguiente vez que el motor se ponga en marcha se dispondrá de un campo intenso y en consecuencia, del máximo par.

ARRANQUE A VOLTAJE REDUCIDO CON AUTOTRANSFORMADOR



Se pueden poner en marcha los motores trifásicos comerciales de inducción de jaula de ardilla a voltaje reducido empleando un autotransformador trifásico único o compensador, o bien con tres autotransformadores monofásicos como se muestra en la figura (a).

La figura (a) es un diagrama que representa un tipo comercial. El esquema no incluye los relevadores, la protección de bajo voltaje ni los contactos que tienen normalmente los arrancadores manuales. El interruptor de tres polos doble tiro se lleva a la posición “arranque” y se deja allí hasta que el motor ha acelerado la carga casi hasta la velocidad nominal. A continuación se pasa rápidamente a la posición de “marcha”, en la cual queda conectado el motor en la línea directamente.

Ya que el compensador se usa solo en forma intermitente, se tiene un ahorro (eliminación de un transformador) si se usan dos transformadores en delta abierta, o V-V , como se muestra en la figura (b), produce un pequeño desbalanceo de la corriente en la toma central pero no afecta al funcionamiento del motor.

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ARRANQUE EN ESTRELLA DELTA


La mayor parte de los motores polifásicos comerciales de inducción con jaula de ardilla se devanan con sus estatores conectados en delta. Hay fabricantes que ofrecen motores de inducción con el principio y el final de cada devanado de fase en forma saliente, con fines de conexión externa. En el caso de los motores trifásicos, se pueden conectar a la línea ya sea en estrella o en delta. Cuando se conectan en estrella, el voltaje que se imprime al devanado es , o sea el 57,8% del voltaje de línea.

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Bibliografía:


Máquinas eléctricas y transformadores - Irving L. Kosow 2ed
Electricidad 7 - Harry Mileaf

Autor:

Naranjo Andrade Edison Geovanny





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