Arranque estrella triángulo para motores
Con el arranque estrella triángulo perseguimos reducir la corriente en el momento del arranque al alimentar a una tensión menor con la conexión en estrella. Con ello se consigue que la intensidad baje a la tercera parte de la intensidad que se produciría en un arranque directo.
El objeto de los arrancadores estrella triángulo es disminuir este exceso de corriente. Este tipo de artificio para el arranque trabaja en dos etapas mediante la aplicación de la conmutación del conexionado de estrella a triángulo del bobinado del motor, usando así la tensión mayor de funcionamiento en la primera etapa para reducir las puntas de corriente de arranque, lo que equivale a dividir la tensión nominal del motor en estrella por (1.7320) o raiz cuadrada de tres.
Es por esta razón, que el uso de este sistema está imprescindiblemente ligado al diseño de la conexión en triángulo del motor y su voltaje, que debe ser siempre la misma que la tensión de la red, es decir que el acoplamiento en triángulo corresponda con la tensión de la red.
¿POR QUÉ PRIMERO EN ESTRELLA Y LUEGO EN TRIÁNGULO?
Como ya debemos saber, los motores trifásicos tienen una punta de intensidad de arranque muy alta, es decir, en el arranque consumen mucha más intensidad que en su funcionamiento normal. Puede llegar a ser hasta 7 veces mayor la intensidad de arranque que la nominal. Podemos compararlo con un coche parado al que vamos a empujar. Si tenemos que empujarlo cuando está totalmente parado, al principio tendremos que utilizar mucha fuerza (potencia) pero una vez que está en movimiento nos costará menos moverlo por la inercia del movimiento.
En los motores eléctricos pasa lo mismo, inicialmente hay que vencer el par de arranque, pasarlo de totalmente parado a estar en movimiento rotando el eje o rotor. Una vez en movimiento el motor necesita menos consumo porque ya está dando vueltas el rotor y lleva su propia inercia.
¿Cómo podemos evitar ese consumo tan grande en el arranque?
Pues una de las soluciones es arrancar el motor con una tensión menor en sus bobinas a la de "estado normal". Consideramos estado normal aquel en el que la tensión de las bobinas del motor es la de la red o conectadas en triángulo, es decir si tiene 3 bobinas, cada bobina conectada a la red (380V en trifásica). Si en lugar de los 380V de la red las conectamos en el arranque a una tensión menor, la intensidad por ellas será menor también, reduciéndose la intensidad de arranque. Una vez que el motor está girando ya podemos poner las bobinas a su tensión nominal (380V).
Al conectar las bobinas en estrella, las bobinas del motor se conectan a menos tensión de su tensión nominal o de la red y consume menos intensidad.
Tensiones de las Bobinas en Estrella y Triángulo
Nosotros conectamos el motor siempre a 400V, tensión en trifásica, pero dependiendo de como conectemos las bobinas del motor, en estrella o en triángulo, las tensiones a las que se verán sometidas las bobinas serán distintas. Fíjate en el esquema siguiente:
En estrella el punto central es un punto neutro, como si fuera el neutro de la línea, por lo que las bobinas quedan conectadas a la tensión entre fase y neutro (230V) y no entre fases 400V. En estrella las bobinas trabajan al 58% de su tensión nominal y por lo tanto la velocidad del motor también será menor igual que la intensidad.
Queda claro que si arrancamos nuestro motor en estrella la tensión en las bobinas es menor (230V) y por lo tanto la intensidad de arranque disminuye. Una vez que ya cogió revoluciones el motor lo ponemos a trabajar en triángulo, a 400V, que es su tensión nominal de trabajo. La conexión triángulo también se llama "Conexión Delta".
CIRCUITOS TÍPICOS DE ARRANQUE DE MOTORES EN ESTRELLA - TRIÁNGULO
Arranque Estrella-Triángulo Manual
Inicialmente arrancamos el motor de forma manual (con un pulsador) en estrella. Cuando pasa un tiempo, también de forma manual pulsamos un pulsador para que pase a triángulo. Veamos el esquema y el funcionamiento paso a paso.
Fijándonos en el esquema de fuerza, cuando están activados KM1 y KM2 el motor está en estrella. Cuando están activados KM1 y KM3 el motor está en triángulo.
Al pulsar S1 activamos KM1 y Km2 quedando realimentadas por el contacto 13-14 de KM1. Con estos dos contactoresconectados, si nos fijamos en el circuito de fuerza vemos que el motor queda conectado en conexión estrella (unidos los extremos de las bobinas).
Ahora pasado un tiempo pulsamos el pulsador doble S2 (doble = un contacto abierto y otro cerrado) y se conecta KM3 quedando retroalimentado por su contacto KM3 13-14 abierto que se cierra. Como es un pulsador doble, al pulsarlo también desconectamos KM2, contactor que hacía la conexión en estrella. En este estado tenemos conectados KM1 y KM3 quedando el motor en conexión triángulo.
Tenemos doble protección para que nunca pueda entrar el motor en triángulo mientras este en estrella, por un lado el pulsador doble y por otro el contacto cerrado de KM3 a la bobina KM2 y el contacto cerrado de KM2 a la bobina de KM3.
La lámpara H1 nos indica que el motor está funcionando, la H2 nos avisará si salta el relé térmico F2.
El pulsador S0 es el pulsador de paro. Este como esté el motor podemos pararlo pulsando S0.
El cambio de estrella a triángulo debe realizarse una vez que el motor alcance el 70% u 80% de su velocidad nominal.
Arranque Estrella Triángulo de forma automática
De forma automática significa que al pulsar un pulsador de marcha se pone el motor en estrella y pasado un tiempo, regulado por un contactor-temporizador, de forma automática pasa a triángulo quedando el motor funcionando en este estado. Veamos el esquema y su explicación paso a paso. Si no disponemos de un contactor-temporizador necesitaremos un temporizador y el esquema será el siguiente, no este.
Fíjate que ahora hemos sustituido el pulsador doble por dos contactos del contactor temporizador a la conexión KM1. Una vez pulsado el pulsador de marcha S1 se activa al contactor temporizador KM1 y el contactor KM3 quedando en estrella las bobinas del motor. Pasado un tiempo (el que pongamos en el temporizador) los contactos KM1 abierto (57-58) y cerrado (55-56) cambian de posición, quedando activadas las bobinas del contactor temporizador KM1 y KM2 dejando las bobinas del motor en triángulo.
Arranque Estrella-Triángulo con Temporizador
El temporizador es un temporizador a la conexión. En este caso el temporizador es un elemento a parte, pero el funcionamiento es muy similar. Fíjate que el temporizador se desconecta cuando se activa KM3 (triángulo) y queda totalmente desconectado de la red cuando funciona el motor en su estado normal de triángulo. KM1 y KM2 estará en estrella y KM1 y KM3 en triángulo.
Arranque Estrella-Triángulo con Inversión de Giro
El motor arranca en estrella y después pasa a triángulo en sentido horario o antihorario, según las órdenes asignadas por los pulsadores. Con S2 hacemos el estrella-triángulo en un sentido y con S3 lo hacemos en el sentido contrario. KM1 es en un sentido y KM2 cambia el sentido (cambiamos las fases). KM3 es en triángulo y KM4 en estrella.
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