Ccm Aplicaciones 1
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SISTEMAS DE ARRANQUE ING. HUBER MURILLO MANRIQUE
ESCUELA DE INGENIERIA ELECTRICA - FIEE
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO
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HMELECCION DE ARRANCADORES
La coordinacin de las protecciones realizada a travs del estudio de la curva de disparo trmica del rel y la del disparo magntico de los interruptores termomagnticos no asegura la selectividad del sistema, ya que no se ha tenido en cuenta los efectos electrodinmicos que son muy importantes solo en condiciones de corto circuito.
Partiendo de estas consideraciones la norma IEC 947 exige la PRUEBA DE LABORATORIO de los sistemas de arranque en condiciones de falla, siendo esta la nica forma segura para garantizar la ptima operacin.
SISTEMAS DE ARRANQUE ING. HUBER MURILLO MANRIQUE
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HMELECCION DE ARRANCADORES
Con el mtodo de seleccin conforme la norma IEC 947, el usuario escoge, de manera simple e inmediata , el arrancador que asegura el nivel de continuidad del servicio mas apto a sus exigencias segn la potencia de su motor y segn la tensin y frecuencia de alimentacin de su sistema elctrico.
Para garantizar la OPTIMA OPERACIN, la funcionalidad de los sistemas de arranques deben estar comprobados estrictamente en los laboratorios especializados para estos fines.
SISTEMAS DE ARRANQUE ING. HUBER MURILLO MANRIQUE
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HM CARACTERISTICAS DE PARTIDA DE LOS MOTORES DE INDUCCION TRIFASICOS SEGUN IEC 34 - 12
ARRANQUE CON LLAVE MANUAL
A PLENA TENSION
TENSION REDUCIDA
ARRANQUE CON LLAVE MAGNETICA
ARRANQUE PART - WINDING.
ARRANQUE SERIE - PARALELO ( Y )
ARRANQUE DHALANDER Y / YY
ARRANQUE DHALANDER YY /
ELECTRONICO
ESTRELLA - TRIANGULO
RESISTENCIAS ESTATORICAS
ESTRELLA RESISTENCIAS TRIANGULO
POR AUTOTRANSFORMADOR
CON INDUCTANCIA EN EL ESTATOR
ARRANQUE SERIE - PARALELO ( )
ESTADO SOLIDO AUTOMATICO
SISTEMAS DE ARRANQUE PARA MOTORES DE INDUCCION TRIFASICOS
CON VARIACIONES DE : TENSION, CORRIENTE Y TORQUE ( SUAVE )
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SISTEMAS DE ARRANQUE ING. HUBER MURILLO MANRIQUE
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SISTEMAS DE ARRANQUE ING. HUBER MURILLO MANRIQUE
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HMDIAGRAMAS DE CONEXION DE LOS SISTEMAS DE ARRANQUE
RS T
MOTOR TRIFASICO CORRIENTE
ALTERNA
INTERRUPTOR TERMOMAGNE.
CONTACTOR TRIPOLAR
RELE TRIPOLAR
U V W
ARRANQUE DIRECTO
SISTEMAS DE ARRANQUE ING. HUBER MURILLO MANRIQUE
-
INSTALACION ANTIGUA
MOTOR ASINCRONO TRIFASICO
SECCIONADOR
CONTACTORTRIPOLAR
RELE TRIPOLAR
LINEA DE ALIMENTACION
TRIFASICA
FUSIBLES
-
HM COORDINACION TIPO I ( IEC 947 - 4 )
MOTOR ASINCRONO TRIFASICO
LINEA DE ALIMENTACION
TRIFASICA
INTERRUPTOR TERMOMAGNETICO
CONTACTORTRIPOLAR
RELE TRIPOLAR
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APLICACION N 1.- ARRANQUE DIRECTO
1.- Disee un tablero general, que contenga un sistema de accionamiento (arranque directo) de un motor trifsico de 50 HP, 02 polos, 380 Voltios, 60 Hz. EF = 89%, FP = 0.87. La distancia del tablero Motor Trifsico es de 65 metros. Utilice la coordinacin tipo I. Acompaar los diagramas: Trifsico del circuito de fuerza e incluya en su hoja de trabajo la conexin del banco de capacitores trifsico a un factor de potencia tcnico y hacer los clculos necesarios que me permita obtener las caractersticas nominales del banco de capacitores comerciales.
CENTRO DE CONTROL DE MOTORES HUBER MURILLO MANRIQUE
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ARRANQUE DIRECTO MODELO 1
DIMENSIONAMIENTO
IA 1.2 In IA elegido ... Reg. Trmica Reg. Magntica ICC . Poder de corte
Capac. de ruptura ...
CENTRO DE CONTROL DE MOTORES HUBER MURILLO MANRIQUE
KM1
Vn , FnBARRAS
DEL SISTEMA
IA
DIMENSIONAMIENTO
KM1 1.1 In.
F1 In.Tienen una tolerancia de 10%.
F1
M3In Vn
RPM HP/KW
DIMENSIONAMIENTO
Idiseo = 1.25 InPara conductores y platinas
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APLICACION N 1.- ARRANQUE DIRECTO
CALCULO DE CORRIENTE NOMINAL DEL MOTOR
In = 50 x 746 / 3 x 380 x 0.89 x 0.87 = 73.19 ACALCULO DEL INTERRUPTOR TERMOMAGNETICO
Idiseo = 1.2 x In = 87.8 A
CARACTERISTICAS DE TENSION
Tensin Tensin de empleo asignada (Ue) 380 Vac.Tensin de aislamiento asignada (Ui) 750 Vac.Tensin al impulso asignada (Uimp) 3 KV
Frecuencia asignada 50/60 Hz
100 A
CENTRO DE CONTROL DE MOTORES HUBER MURILLO MANRIQUE
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APLICACION N 1.- ARRANQUE DIRECTO
CARACTERISTICAS DE CORRIENTE:
Intensidad trmica convencional al aire libre (Ith)Intensidad trmica convencional bajo envolvente (Ithe) Intensidad asignada (In).
Poder de ruptura Icu 50 KAPoder de corte asignado en servicio Ics = . % Icu
In = Ithe = 100 A a 40C
Ics = 25%, 50%, 75% 100%)Icu
CENTRO DE CONTROL DE MOTORES HUBER MURILLO MANRIQUE
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APLICACION N 1.- ARRANQUE DIRECTO
CENTRO DE CONTROL DE MOTORES HUBER MURILLO MANRIQUE
250 AIn=Ith:250A 40C
CATEGORIA
A
ENDURANCIA :
Mecnica 10000
Elctrica 5000
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APLICACION N 1.- ARRANQUE DIRECTO
CENTRO DE CONTROL DE MOTORES HUBER MURILLO MANRIQUE
-
Pa
d
l
o
c
k
i
n
g
APLICACION N 1.- ARRANQUE DIRECTO
CENTRO DE CONTROL DE MOTORES HUBER MURILLO MANRIQUE
-
APLICACION N 1.- ARRANQUE DIRECTO
ResidentialEffectivNormalHi-BreakLimitor
ResidentialEffectivNormalHi-BreakLimitor
D
f
r
a
m
e
CENTRO DE CONTROL DE MOTORES HUBER MURILLO MANRIQUE
-
RC
D
APLICACION N 1.- ARRANQUE DIRECTO
CENTRO DE CONTROL DE MOTORES HUBER MURILLO MANRIQUE
-
APLICACION N 1.- ARRANQUE DIRECTO
CALCULO DE CONTACTOR
Idiseo = 1.1 x In = 80.5 A 90 A
CARACTERISTICAS DEL CIRCUITO DE FUERZA
Intensidad nominal de operacin AC1 140 AIntensidad nominal de operacin AC3 90 AImpedancia por polo (m) 0.7Potencia disipada por polo AC1 (W) 14.84Potencia disipada por polo AC3 (W) 6.86Tensin nominal de operacin (Ue) 690 Vac.Tensin de aislamiento (Ui) 1000 Vac.Lmites de frecuencia (Hz) 25 400
CENTRO DE CONTROL DE MOTORES HUBER MURILLO MANRIQUE
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APLICACION N 1.- ARRANQUE DIRECTO
CALCULO DE CONTACTOR
CARACTERISTICAS DEL CIRCUITO DE CONTROL
Tensin de aislamiento (Ui) 1000 Vac.Tensin normalizada a 60 Hz 110 VacConsumo de la bobina:
Circuito magntico abierto 190 VA Circuito magntico cerrado 15.5 VA
Factor de potencia:Circuito magntico abierto 0.54 I Circuito magntico cerrado 0.26 I
Endurancia mecnica (x 10E6) 1.8Contactos auxiliares NO + NC 1
CENTRO DE CONTROL DE MOTORES HUBER MURILLO MANRIQUE
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APLICACION N 1.- ARRANQUE DIRECTO
CENTRO DE CONTROL DE MOTORES HUBER MURILLO MANRIQUE
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APLICACION N 1.- ARRANQUE DIRECTO
CENTRO DE CONTROL DE MOTORES HUBER MURILLO MANRIQUE
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APLICACION N 1.- ARRANQUE DIRECTO
CALCULO DE RELE TERMICO
In = 73.19 A
CARACTERISTICAS GENERALES
Clase 10 Rango de ajuste 64 82 APara ser utilizado con contactor CL10
CARACTERISTICAS GENERALES DEL CONTROL
Tensin y corriente de operacin 110Vac. 3 ATensin de aislamiento asignada (Ui) 690 Vac.Capacidad en bornes (mm) 2.5Par de apriete (N-m) 0.8
CENTRO DE CONTROL DE MOTORES HUBER MURILLO MANRIQUE
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APLICACION N 1.- ARRANQUE DIRECTO
CALCULO DE RELE TERMICO
In = 73.19 A
CARACTERISTICAS GENERALES DEL CIRCUITO FUERZA
Tensin y corriente de operacin 690 Vac. Tensin de aislamiento asignada (Ui) 1000 Vac.Capacidad en bornes (mm) 50Par de apriete (N-m) 4.5Lmites de frecuencia (Hz) 0 400
CENTRO DE CONTROL DE MOTORES HUBER MURILLO MANRIQUE
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APLICACION N 1.- ARRANQUE DIRECTO
CALCULO DE RELE TERMICO
In = 73.19 A
CARACTERISTICAS ADICIONALES
Proteccin trmica contra sobre cargas simtricas.Proteccin trmica contra sobre cargas asimtricas.Compensacin automtica Tamb. -25 a 60CPulsador frontal (test disparo).Indicador disparo.Contactos auxiliares durante y despus de la:
Operacin contacto NC 95 96Operacin sobrecarga NO 97 98
Rearme manualRearme automtico.
CENTRO DE CONTROL DE MOTORES HUBER MURILLO MANRIQUE
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APLICACION N 1.- ARRANQUE DIRECTO
CENTRO DE CONTROL DE MOTORES HUBER MURILLO MANRIQUE
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APLICACION N 1.- ARRANQUE DIRECTO
CENTRO DE CONTROL DE MOTORES HUBER MURILLO MANRIQUE
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APLICACION N 1.- ARRANQUE DIRECTO
CALCULO DE CABLES
POR CAPACIDAD
Idiseo = 1.25 x In = 91.5 A
Catalogo INDECO
Cable tipo THW de 25 mm - Capacidad 95 Amperios
POR CAIDA DE TENSION
L = 65 m. V = 1.5% (380x0.015=5.7)
Scu = 0.0309x65x73.19x0.87/5.7 = 22.43 mm
ELEGIMOS EL CABLE THW DE 25 mm FUERZA
ELEGIMOS EL CABLE TW DE 10 mm TIERRA
HACER EL CALCULO DE LOS ESFUERZOSELECTRO MECANICOS
FALTA CORTO
CENTRO DE CONTROL DE MOTORES HUBER MURILLO MANRIQUE
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APLICACION N 1.- ARRANQUE DIRECTO
CABLES PARA CONEXIN
DE LOS CIRCUITOS
DEL SISTEMA DE FUERZA UTILIZADO
EN MAQUINAS ELECTRICAS
CENTRO DE CONTROL DE MOTORES HUBER MURILLO MANRIQUE
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APLICACION N 1.- ARRANQUE DIRECTO
CONEXIN DE LOS CIRCUITOS DEL
SISTEMA DE ATERRAMIENTO
CONEXIN DE LOS CIRCUITOS DE
CONTROL
CENTRO DE CONTROL DE MOTORES HUBER MURILLO MANRIQUE
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APLICACION N 1.- ARRANQUE DIRECTO
CENTRO DE CONTROL DE MOTORES HUBER MURILLO MANRIQUE
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APLICACION N 1.- ARRANQUE DIRECTO
CALCULO DE PLATINAS
POR DENSIDAD DE CORRIENTE (J = 2.5 A/mm)
Inominal = 73.19 A
Scu = 73.19 / 2.5 = 29.3 mm
Ir catalogo del fabricante:
Elijo 4 x 10 mm.
ELECCION DEL TABLERO
Hacer el dimensionamiento de los componentes
CENTRO DE CONTROL DE MOTORES HUBER MURILLO MANRIQUE
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APLICACION N 1.- ARRANQUE DIRECTO
HACER EL RESUMEN PARA LA SOLICITUD
DE COMPRA
CENTRO DE CONTROL DE MOTORES HUBER MURILLO MANRIQUE
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HMDIAGRAMAS DE CONEXION DE LOS SISTEMAS DE ARRANQUE
RS T
MOTOR TRIFASICO CORRIENTE
ALTERNA
SOFT STARTER
CONTACTOR TRIPOLAR
U V W
CONTACTOR TRIPOLAR
ARRANQUE SUAVE
SISTEMAS DE ARRANQUE ING. HUBER MURILLO MANRIQUE
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APLICACION N 2.- ARRANQUE Y -
Disee un TG, que contenga un sistema de accionamiento (arranque Y - ) de un motor trifsico de 450 HP, 06 polos, 380 Voltios, 665 A, 60 Hz. EF = 95%, FP = 0.85La distancia del TG Motor Trifsico es de 48 metros. Utilice la coordinacin tipo I incluyndose una proteccin trmica indirecta (el RST conectado a un grupo de TC con I2 = 1A). Acompaar los diagramas: Trifsico del circuito de fuerza y del circuito de control ( incluya en su hoja de trabajo). Plantear con un esquema trifsico la compensacin reactiva a un factor de potencia tcnico y hacer los clculos necesarios que me permita obtener las caractersticas nominales del banco de capacitores comerciales. El IA necesariamente debe ser regulable.K2 = Principal, K3 = Triangulo, K1 = Estrella
CENTRO DE CONTROL DE MOTORES HUBER MURILLO MANRIQUE
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HMARRANQUE ESTRELLA - TRIANGULO
Y
RS T
VDE U,V,W X,Y,Z
IEC 1,2,3 - 4,5,6 INTERRUPTOR TERMOMAGNE.
CONTACTOR TRIPOLAR
CONTACTOR TRIPOLAR
CONTACTOR TRIPOLARKM2 KM3 KM1
RELE TRIPOLARF1
W MOTOR TRIFASICO CORRIENTE
ALTERNA
V Z
U X
SISTEMAS DE ARRANQUE ING. HUBER MURILLO MANRIQUE
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ARRANQUE Y - MODELO 1
DIMENSIONAMIENTO
IA 1.2 In IA elegido ... Reg. Trmica Reg. Magntica ICC . Poder de corte
Capac. de ruptura ...
DIMENSIONAMIENTO
Idiseo = 1.25 InPara conductores y platinas
CENTRO DE CONTROL DE MOTORES HUBER MURILLO MANRIQUE
KM1
Vn , Fn
IA
INTERRUPTOR AUTOMATICO
TERMOMAGNETICO
M3
KM2 KM3
DIMENSIONAMIENTO
KM1 0.64 In.
KM2 0.64 In.
KM3 0.37 In.Tienen una tolerancia de 10%.
F1 0.58 In.
F1
In Vn
RPM HP/KW
Datos tcnicosnominales del motor trifsico.
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DETALLE MONTAJE RELE : DIRECTO E INDIRECTO97 95
R 1 3 5
RELE TERMICO DIRECTO Inominal directa
PARA UNIDADES CERCANAS AL TABLERO GENERAL
2 4 698 96
CENTRO DE CONTROL DE MOTORES HUBER MURILLO MANRIQUE
1 3 5
2 4 6
97 95R
98 96
RELE TERMICO INDIRECTOCON TRES TRANSFORMADORES DE CORRIENTE . / 5 A. MONTAJE AISLADO
1 3 5
2 4 6
97 95R
98 96
RELE TERMICO INDIRECTOCON TRES TRANSFORMADORES DE CORRIENTE . / 5 A. MONTAJE CONECTADO A MASA
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TRANSITORIO ARRANQUE Y -
EL TIEMPO DE TRANSICION ES MUY IMPORTANTE.
El tiempo de cambio del temporizador de Y a TIEMPO DE TRANSICION es de 30 a 50 mseg. Cuando K3 se abre y K2 se cierra.
Esto permitir que algn arco originado durante la etapa de transicin sea extinguido y evitar el riesgo de un cortocircuito.
Los dos contactores, K2 y K3 deben estar necesariamenteenclavados ( mecanica y electrica ) a fin de prevenir un cierresimultnea del contactor estrella y tringulo.
APERTURA DE K3
CENTRO DE CONTROL DE MOTORES HUBER MURILLO MANRIQUE
CONEXION CONEXION Y
Tiempo de arranque0 30 seg.
CIERRE DE K2CIERRE DE K1 + K3
TIEMPO DE TRANSICION
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HMARRANQUE ESTRELLLA - TRIANGULO
Como el torque ( par motor ) es proporcional al cuadrado de la tensin y de la corriente donde el torque de arranque es mayor que el torque nominal.
Siendo as, utilizaremos arranques con tensin reducida para minimizar dos efectos : - Limitacin de los disturbios de lneas ( picos ).- Reduccin del par motor ( torque ) excesivo en el equipo accionado.
VENTAJAS
Bajo costo. No tiene lmite en el nmero de maniobras. Los componentes ocupan poco espacio. La corriente de arranque queda reducida en aprox. 1/3.
SISTEMAS DE ARRANQUE ING. HUBER MURILLO MANRIQUE
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HMARRANQUE ESTRELLA - TRIANGULO
DESVENTAJAS Solamente aplicables para motores son seis terminales. Tensin de red debe coincidir con la tensin en del motor. Momento de arranque reducido para 1 / 3. Es beneficioso cuando el cambio de Y - debe hacerse entre el 85 a 95 % de la velocidad sncrona.
Para el arranque estrella - tringulo es fundamental que el motor tenga:
- La posibilidad de conexin en : 220 / 380, 380 / 660 440 / 760 Voltios. - Podr ser usado cuando la curva del motor es lo suficientemente alta. Si el motor no alcanza por lo menos el 90% de su velocidad nominal , elegir otro tipo de arranque por resultar muy perjudicial.
SISTEMAS DE ARRANQUE ING. HUBER MURILLO MANRIQUE
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HMESQUEMA DE CONTROL Y PROTECCION DE UN
ARRANQUE ESTRELLA - TRIANGULO R 95 97 RT 96 98 S1 S2 KA1 I.T KM2 KA1 KM1 KM3 KM1 S
KA1 KM2 KM3KM1
SISTEMAS DE ARRANQUE ING. HUBER MURILLO MANRIQUE
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HMCORRIENTE DE ARRANQUE DE MOTOR TRIFASICO
TIPO NV250M4 DE 90 HP 60 HZ. 440 VOLTIOS
0
1
2
3
4
5
6
7
8
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
VELOCIDAD ( % DE LA VELOCIDAD SNCRONA )
C
O
R
R
I
E
N
T
E
(
%
D
E
I
N
O
M
I
N
A
L
)
TRIANGULO
ESTRELLA
SISTEMAS DE ARRANQUE ING. HUBER MURILLO MANRIQUE
-
HMTORQUES DE ARRANQUE DE UN MOTOR TRIFASICO DE 90 HP
TIPO NV250M4 60 HZ 440 VOLTIOS
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
VELOCIDAD ( % DE LA VELOCIDAD SINCRONA )
T
O
R
Q
U
E
(
%
D
E
L
T
O
R
Q
U
E
N
O
M
I
N
A
L
)
TRIANGULO
ESTRELLA
CARGA
SISTEMAS DE ARRANQUE ING. HUBER MURILLO MANRIQUE
-
HM
TORQUES DE ARRANQUE DE UN MOTOR TRIFASICO DE 90 HP TIPO NV250M4 60 HZ 440 VOLTIOS
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
VELOCIDAD ( % DE LA VELOCIDAD SINCRONA )
T
O
R
Q
U
E
(
%
D
E
L
T
O
R
Q
U
E
N
O
M
I
N
A
L
TRIANGULO
ESTRELLA
CARGA
TORQUE DE ARRANQUE ESTRELLA - TRINAGULO
SISTEMAS DE ARRANQUE ING. HUBER MURILLO MANRIQUE
-
HMCORRIENTE DE ARRANQUE DE MOTOR TRIFASICO
TIPO NV250M4 DE 90 HP 60 HZ. 440 VOLTIOS
0
1
2
3
4
5
6
7
8
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
VELOCIDAD ( % DE LA VELOCIDAD SNCRONA )
C
O
R
R
I
E
N
T
E
(
%
D
E
I
N
O
M
I
N
A
L
)
TRIANGULO
ESTRELLA
CORRIENTE DE ARRANQUE ESTRELLA - TRINAGULO
SISTEMAS DE ARRANQUE ING. HUBER MURILLO MANRIQUE
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APLICACION N 2.- ARRANQUE Y -
HACER EL RESUMEN PARA LA SOLICITUD DE COMPRA
SIGUIENDO EL PROCEDIMIENTO YA
ESTUDIADOCENTRO DE CONTROL DE MOTORES HUBER MURILLO MANRIQUE
-
HM ARRANQUE POR AUTOTRANSFORMADORRS T
INTERRUPTOR TERMOMAGNE.
RELE
CONTACTOR
MOTOR TRIFASICO CORRIENTE
ALTERNA
CONTACTOR
U WV
ARRANQUE POR AUTOTRANSFORMADOR
SISTEMAS DE ARRANQUE ING. HUBER MURILLO MANRIQUE
-
Vn , Fn DIMENSIONAMIENTO
Idiseo = 1.25 InPara conductores y platinas
ARRANQUE POR AUTOTRANSFORMADOR
DIMENSIONAMIENTO
IA 1.2 In IA elegido ... Reg. Trmica Reg. Magntica ICC . Poder de corte
Capac. de ruptura ...
IA
INTERRUPTOR AUTOMATICO
TERMOMAGNETICO
CENTRO DE CONTROL DE MOTORES HUBER MURILLO MANRIQUE
M3
KM1 KM2
DIMENSIONAMIENTO
KM1 1.1 In.
KM2 1.1 In
KM3 0.55 InTienen una tolerancia de 10%.
F1 In.
AUTO
In Vn
RPM HP/KW
Datos tcnicos nominalesdel motor trifsico.
KM3F1
-
ARRANQUE POR AUTOTRANSFORMADOR
Se utiliza cuando la limitacin de la corriente dearranque es importante. Consiste en emplear un autotransformador conectado enestrella con las tomas variables precisas para ir aplicandoal motor tensiones cada vez ms crecientes paraconseguir un arranque que generalmente es concarga. Se obtiene baja corriente de lnea y bajas prdidas en elmomento del arranque. Esta reduce la corriente del arranque evitando unasobrecarga en el circuito pero dejando al motor con unpar suficiente para que alcance un adecuado par dearranque y aceleracin.
HM
SISTEMAS DE ARRANQUE ING. HUBER MURILLO MANRIQUE
-
ARRANQUE POR AUTOTRANSFORMADOR
Para hallar los parmetros de arranque aplicar:
Iarranq.compensado = Iarranque . K1 Tarranq.compensado = Tarranque . K2 Donde: K1 = Factor de multiplicacin de corriente. K2 = Factor de multiplicacin del par. Iarranque es a plena tensin. Tarranque es a plena tensin. La tensin en la llave compensadora es reducida atravs de un autotransformador que normalmentecuenta con taps en 50, 65 y 80% de la tensin nominalque proporcionan un par y aceleracin necesaria alconjunto motor-mquina.
HM
SISTEMAS DE ARRANQUE ING. HUBER MURILLO MANRIQUE
-
ARRANQUE POR AUTOTRANSFORMADOR
EJEMPLO DE APLICACIN. Sea un motor trifsico asncrono de 60 HP, 1760 RPM, 60 Hzconectado a un circuito de 220 Voltios, 150 Amperios nominalessiendo su corriente de arranque 1200 Amperios. Utilizar un compensador de tres taps : 50, 65 y 80% Vnom. Su Iarranque es 1200 Amperios y a 220 Voltios. A.- Solucin empleando la figura siguiente . - Para una relacin del 50% ( primer tap del autotrafo ) K1 = 0.4 y K2 = 0.17 Iarr.comp. = 1200 . 0.40 = 480 Amp. Tarr.comp. = 17% Tarranque - Para una relacin del 65% ( segundo tap del autotrafo ) K1 = 0.55 y K2 = 0.29 Iarr.comp. = 1200 . 0.55 = 660 Amp. Tarr.comp. = 29% Tarranque
HM
SISTEMAS DE ARRANQUE ING. HUBER MURILLO MANRIQUE
-
FACTORES DE CORRECCION DE : CORRIENTE ( K1 ) Y TORQUE ( K2 ) EN FUNCION DE LA TENSION
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
TENSION APLICADA / TENSION NOMINAL ( V / V nominal )
F
A
C
T
O
R
E
S
K
1
Y
K
2
K1
K2
HM
SISTEMAS DE ARRANQUE ING. HUBER MURILLO MANRIQUE
-
ARRANQUE POR AUTOTRANSFORMADOR
B.- Solucin empleando las ecuaciones (1) y (2). Analizando numericamente con las relaciones de los tapsy caractersticas del torque de partida tenemos que: Ilinea comp = (V.I) arr.comp./Vnominal (1) Tarranque V2 (2) La corriente en linea (durante el arranque), es igual alproducto de la tensin de arranque a plena tensin y lacorriente de arranque compensado dividido entre latensin nominal de la red ( 1 ). Tambien se puede decir que el torque de partida ( 2 ), esproporcional al cuadrado de la tensin aplicada en losterminales del motor.
HM
-
ARRANQUE POR AUTOTRANSFORMADOR
Para una relacin del 80% Vnominal Varr.comp. = 220 . 0.80 = 176 Volt Iarr.comp. = 1200 . 0.75 = 900 Amp. I en lnea = 176 . 900 / 220 = 720 Amp. @ Tarr.comp.= 0.8 . 0.80 = 0.64 Tarranque
Para una relacin del 50% Vnominal Varr.comp. = 220. 0.50 = 110 Volt Iarr.comp. = 1200 . 0.50 = 600 Amp. I en lnea = 110 . 600 / 220 = 300 Amp. Tarr.comp. = 0.50. 0.50 = 0.25 Tarranque Para una relacin del 65% Vnominal Varr.comp. = 220 . 0.65 = 143 Volt Iarr.comp. = 1200 . 0.55 = 660 Amp. I en lnea = 143 . 660 / 220 = 429 Amp. @ Tarr.comp. = 0.65 . 0.65 = 0.42 Tarranque
HM
-
ARRANQUE POR AUTOTRANSFORMADOR
Los valores antes calculados son siempre y cuando la mquina en cadauno de los taps parta del reposo, pero la mquina en cada tap yaencontrar una corriente y una velocidad en ese tiempo y por tanto lascorrientes de lnea (@), sern mucho menor. Con este tipo de arranque se obtienen caractersticas mucho masfavorables comparados con los dems tipos de arranque estudiadosanteriormente. Las ventajas de este tipo de arranque : El pico de tensin cuando se pasa de tensin reducida a tensin de la reddebe ser bastante lo mas pequeo posible, esto si la eleccin se haefectuado satisfactoriamente, debido a que el autotranformador se haconvertido en una reactancia. La reduccin de corriente es ajustada a la relacin de los tapsseleccionados del autotransformador. Se uttiliza para el arranque de altas inercias como: Bombas, ventiladores y otras mquinas que demoran en tomar suvelocidad nominal. Puede ser utilizado con cualquier tipo de mquina siempre que sus tapsesten dimensionados en relacin a la tensin nominal del motor.
HM
SISTEMAS DE ARRANQUE ING. HUBER MURILLO MANRIQUE
-
ARRANQUE POR AUTOTRANSFORMADOR
Las desventajas son las siguientes: Es mucho mas cara que el arranque estrella-tringulo. La gran desventaja es la frecuencia de maniobras. La seleccin del autotrafo est en funcin de la frecuencia demaniobras. Debido al tamao del autotransformador la construccin esvoluminosa necesitndose paneles mas grandes, lo que aumentaconsiderablemente el precio y el espacio.
HM
SISTEMAS DE ARRANQUE ING. HUBER MURILLO MANRIQUE
-
TABLA .- COMPARACIN DE VENTAJAS Y DESVENTAJAS
DENOMINACIN DE LOSCOMPONENTES
MOTOR CON ROTOR JAULA DE ARDILLA
MOTOR CON ANILLOS ROZANTES
Tipo del proyecto Rotor tipo jaula Rotor bobinadoCorriente de arranque Alto BajoTorque de arranque Bajo Alto Cp / Cn Bajo Alto 2.75Torque mximo > 160% Nominal >160% NominalRendimiento Alto AltoEquipos de arranque Segn el tipo RestatoEquipos de proteccin Simples SimplesMantenimiento Simple Mas complejoCosto adquisicin Bajo AltoRegulacin velocidad No existe Si existe.Instalacin Muy simple SimpleUtilizacin verstil Buena Muy buena
HM
SISTEMAS DE ARRANQUE ING. HUBER MURILLO MANRIQUE
-
HM CARACTERISTICAS DE ARRANQUE POR AUTOTRANSFORMADOR DE UN MOTOR TRIFASICO 425 CV 60 HZ 6 POLOS 4160 VOLTIOS
0
1
2
3
4
5
6
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
VELOCIDAD EN % DE LA VELOCIDAD SINCRONA
T
O
R
Q
U
E
Y
C
O
R
R
I
E
N
T
E
E
N
F
U
N
C
I
O
N
D
E
L
A
N
O
M
I
N
A
L
T ( VNOMINAL )T ( 85 % VNOMINAL )
IARR ( I NOMINAL )
IARR. ( 85 % I NOMINAL )
I
IARR. ( 65 % I NOMINAL )
T ( 65 % V NOMINAL )
SISTEMAS DE ARRANQUE ING. HUBER MURILLO MANRIQUE
-
HMCARACTERISTICAS DE ARRANQUE POR AUTOTRANSFORMADOR DE UN MOTOR TRIFASICO DE 425 CV 60 HZ 6 POLOS 4160 VOLTIOS
0
1
2
3
4
5
6
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 VELOCIDAD EN % DE LA VELOCIDAD NOMINAL
C
O
R
R
I
E
N
T
E
D
E
A
R
R
A
N
Q
U
E
E
N
%
D
E
L
A
I
N
O
M
I
N
A
L
IARR. ( V NOMINAL )
IARR. ( 85 % V NOMINAL )
IARR. ( 65 % V NOMINAL )
SISTEMAS DE ARRANQUE ING. HUBER MURILLO MANRIQUE
-
HMCARACTERISTICAS DE ARRANQUE POR AUTOTRANSFORMADOR DE
UN MOTOR TRIFASICO DE 425 CV 60 HZ 6 POLOS 4160 VOLTIOS
0
50
100
150
200
250
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
VELOCIDAD EN % EN FUNCION DE LA VELOCIDAD SINCRONA
T
O
R
Q
U
E
E
N
%
D
E
L
T
N
O
M
I
N
A
L
TARR. ( V NOMINAL )
TARR. ( 85 % V NOMINAL )
TARR. ( 65 % V NOMINAL )
SISTEMAS DE ARRANQUE ING. HUBER MURILLO MANRIQUE
-
HMLIMITACIONES DE LA CORRIENTE DE ARRANQUE
Siempre que sea posible, el arranque de un motor trifsico jaula de ardilla debe ser arrancado en directo, por medio de contactores u otro medio.
Las curvas de torque y corriente son fijas. Estas curvas son independientes de la dificultad que se puede presentar en el arrranque.
En los casos en la que la corriente de arranque del motor es elevada puede ocurrir las siguientes consecuencias perjudiciales:
SISTEMAS DE ARRANQUE ING. HUBER MURILLO MANRIQUE
-
HMLIMITACIONES DE LA CORRIENTE DE ARRANQUE
Gran cada de tensin en el sistema de alimentacin de la red, provocando interferencia en los equipos que se encuentran instalados en el sistema.
El sistema de proteccin, cables y contactores deben ser sobredimensionados, ocacionando altos costos.
La imposicin de las empresas de energa elctrica (castigo) que limitan la cada de tensin de la red.
En tal sentido, para evitar stas desventajas es que se utilizan los arranques indirectos tales como los arranques por : Autotrafo, Y - , etc.
SISTEMAS DE ARRANQUE ING. HUBER MURILLO MANRIQUE
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HMCARACTERISTICAS DE ARRANQUE POR AUTOTRANSFORMADOR DE UN MOTOR TRIFASICO DE 425 CV 60 HZ 6 POLOS 4160 VOLTIOS
0
1
2
3
4
5
6
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 VELOCIDAD EN % DE LA VELOCIDAD NOMINAL
C
O
R
R
I
E
N
T
E
D
E
A
R
R
A
N
Q
U
E
E
N
%
D
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I
N
O
M
I
N
A
L
IARR. ( V NOMINAL )
IARR. ( 85 % V NOMINAL )
IARR. ( 65 % V NOMINAL )
SISTEMAS DE ARRANQUE ING. HUBER MURILLO MANRIQUE
-
HMCARACTERISTICAS DE ARRANQUE POR AUTOTRANSFORMADOR DE
UN MOTOR TRIFASICO DE 425 CV 60 HZ 6 POLOS 4160 VOLTIOS
0
50
100
150
200
250
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
VELOCIDAD EN % EN FUNCION DE LA VELOCIDAD SINCRONA
T
O
R
Q
U
E
E
N
%
D
E
L
T
N
O
M
I
N
A
L
TARR. ( V NOMINAL )
TARR. ( 85 % V NOMINAL )
TARR. ( 65 % V NOMINAL )
SISTEMAS DE ARRANQUE ING. HUBER MURILLO MANRIQUE
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HMARRANQUE SERIE - PARALELO
El motor deber cumplir con las siguientes exigencias :
Es necesario que el motor sea conectable para dos tensiones. La tensin menor debe ser igual a la red y la mayor al doble.
Existen 09 terminales en el motor y la tensin nominal ms comn es 220 / 440 Voltios. -
Durante el arranque el motor es conectado en la configuracin serie hasta alcanzar su velocidad nominal para cambiar a la configuracin paralelo.
Este tipo de arranque puede realizarse con las siguientes configuraciones :
Tringulo serie - tringulo paralelo.Estrella serie - estrella paralelo.
SISTEMAS DE ARRANQUE ING. HUBER MURILLO MANRIQUE
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HMARRANQUE SERIE - PARALELO ( TRIANGULO )
12
6 94
7
1
3 10
11 28 5
SISTEMAS DE ARRANQUE ING. HUBER MURILLO MANRIQUE
-
HMARRANQUE SERIE - PARALELO ( ESTRELLA )
1
DOCE TERMINALES
CONEXION ESTRELLA 47
1011
125
8
9
6
3 2
SISTEMAS DE ARRANQUE ING. HUBER MURILLO MANRIQUE
-
HMARRANQUE CON BANCO DE RESISTENCIAS
En ste mtodo de arranque se colocan resistores en serie con cada una de las fases provocando una cada de tensin en los bornes del motor y consecuentemente una reduccin de la corriente absorbida . Naturalmente el par de arranque tambin se reduce. Cuando el motor esta prximo a su velocidad nominal, se conecta directamente a la red.
VENTAJA
Este mtodo de arranque mejora el factor de potencia en el arranque.
DESVENTAJA :
Tiene el inconveniente de producir mayor prdida de energa en los propios resistores. En la prctica es poco utilizado.
SISTEMAS DE ARRANQUE ING. HUBER MURILLO MANRIQUE
-
HMARRANQUE POR RESISTENCIAS
MOTOR TRIFASICO
R S T
LL.T
RT1
KM1 KM2 KM3
R1 R2
SISTEMAS DE ARRANQUE ING. HUBER MURILLO MANRIQUE
-
HMARRANQUE CON BANCO DE REACTANCIAS
Este mtodo es muy similar a la anterior .
Se conecta una reactancia inductiva en cada una de las fases del motor, de tal manera que se presentan las siguientes caractersticas :
VENTAJA
Menores prdidas que la anterior.Mayor factor de potencia que la anterior.Par de arranque mayor que la anterior.
DESVENTAJA :
El costo de adquisicin son mas caras.
Son utilizados solos para arrancar motores de :
- Gran potencia y Media tensin. SISTEMAS DE ARRANQUE ING. HUBER MURILLO MANRIQUE
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HMARRANQUE POR REACTANCIAS
MOTOR TRIFASICO
R S T
LL.T
RT1
KM1 KM2 KM3
BANCO DE REACTANCIAS
SISTEMAS DE ARRANQUE ING. HUBER MURILLO MANRIQUE
-
HMPART WINDING
R S T
CIRCUITO DE FUERZA
LL.T
KM2 KM1
RT1RT1
T7 T8 T9 T1 T2 T3
SISTEMAS DE ARRANQUE ING. HUBER MURILLO MANRIQUE
-
HMPART WINDING
R
KM2
KM2
97RT1
RT2
95
9695
96
CIRCUITO CONTROL98 97
98
S
LL.T
S1
LEYENDA
KM1 Contac. primera estrella. KM2 Contac .segunda estrella. KT temporizador. RT1,2 Rels trmicos. S1,2 Pulsadores. LL.T llave termomagntica.
KM1S2
1 1 KM2KT
KM1 KT
3 6A1 A1 2
A2 7A2
SISTEMAS DE ARRANQUE ING. HUBER MURILLO MANRIQUE
-
ARRANQUE DIRECTO MODELO 1
DIMENSIONAMIENTO
Idiseo = 1.25 InPara conductores y platinas
DIMENSIONAMIENTO
IA 1.2 In IA elegido ... Reg. Trmica Reg. Magntica ICC . Poder de corte
Capac. de ruptura ...
CENTRO DE CONTROL DE MOTORES HUBER MURILLO MANRIQUE
M3
Vn , Fn
IA
INTERRUPTOR AUTOMATICO
TERMOMAGNETICO
KM1
In Vn
RPM HP/KW
Datostcnicosnominalesdel motor trifsico.
DIMENSIONAMIENTO
KM1 1.1 In. KM2 0.64 In KM3 0.55 In KM4 0.35 In Tienen una tolerancia de 10%.
F1 In.
F1
KM4KM2 KM3
-
COORDINACION TIPO 2 ( IEC 947 - 4 )
MOTOR ASINCRONO TRIFASICO
LINEA DE ALIMENTACION
TRIFASICA
GUARDAMOTOR
COORDINACION TIPO 2Ningn peligro para las personas y para las instalaciones.
No es permitido ningn dao desajuste del contactor; es admitido el riesgo que los contactos del contactor se peguen, siempre y cuando stos puedan separarse facilmente.
El aislamiento debe conservarse despues de la falla.
CONTACTORTRIPOLAR
-
CENTRO DE CONTROL DE MOTORES HUBER MURILLO MANRIQUE
-
CARACTERISTICAS DE LOS SISTEMAS DE ARRANQUE CORRIENTE VS TIEMPO
0
1
2
3
4
5
6
7
8
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12TIEMPO ( SEGUNDOS )
ARRANQUE ESTRELLA TRIANGULO
SOFT STARTER
-
CARACTERISTICAS DE LOS SISTEMAS DE ARRANQUE CORRIENTE VS TIEMPO
0
1
2
3
4
5
6
7
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12TIEMPO ( SEGUNDOS )
ARRANQUE ESTRELLA TRIANGULO
SOFT STARTER
ARRANQUE DIRECTO
-
ESQUEMA ELECTRICO TIPICO
` U V WOVER LOAD
M1
220 Vac
SOFT STARTER
M 3
L1 L2 L3
KM1
S2
RST
MONTAJE STANDART
Cuando se hace la adquisicin del SOFT STARTER es parte de la responsabiblidad del cliente el montaje insitu, puesta en servicio y por ende su control y proteccin.
-
ESQUEMA ELECTRICO INCLUYENDO TABLERO
` U V WOVER LOAD
M1
220 Vac
SOFT STARTER
M 3
L1 L2 L3
KM1
S2
K2
RST
KA1 KA2 K1 K2
KA1 KA1 KA2
RT
T
1
1
M1
RT
TERMOSTATO
RT
FUSIBLES ULTRARAPIDOS
-
DIAGRAMA DE CONEXIONES DE LOS SOFT STARTER
MOTOR TRIFASICO
TARGETA DE DISPARO DEL BANCO DE TIRISTORES
IHMAUTOMATA
RSTRST
RELE INSTANTANEOOFF
ON RELE RETARDADO
REMOTO
RELES FALLOSOPCION
OPCION
TERMOSTATOSAVANCE
RETROCESO
-
RSTNPE
Ie
InCORRIENTE NOMINAL DEL STARTER IeCOINCIDE CON LA CORRIENTE NOMINAL DEL MOTOR In.
PARA CONECTAR AL MOTOR SE UTILIZAN 03 CONDUCTORES.
SOFT STARTER
SOFT STARTER CONECTADO EN LINEA
T1 T2 T3
L1 L2 L3
CENTRO DE CONTROL DE MOTORES HUBER MURILLO MANRIQUE
-
RSTNPE
In
W2
W1
V1
V2
U2
U1Ie
LA CORRIENTE NOMINAL Ie DEL STARTER CORRESPONDE AL 58% DE LA CORRIENTE NOMINAL DEL MOTOR.
SE UTILIZAN 6 CONDUCTORES PARA EL CONEXIONADO.
SOFT STARTER CONECTADO EN FASE
CENTRO DE CONTROL DE MOTORES HUBER MURILLO MANRIQUE
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FUENTE DE TENSION TRIFASICA
SOFT STARTER
501 V
460 V
436 V
I1
I2
I3
MOTOR TRIFASICO
I1 I2 I3
EL SOFT STARTER TIENEN LA CAPACIDAD DE REALIZAR EN FORMA AUTOMATICA EL BALANCE DE LAS CORRIENTES QUE ALIMENTAN AL MOTOR.
BALANCE DE FASES
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-
Comparison between reduced voltage starters
Start and protection of electrical motors
Characteristics Star-delta Soft starter Autotransformer Partwinding
50 % 65 % 80 %Starting current drawn from theline as % of that wich would bedrawn upon full voltage starting
33 1/3 % 30...100 % 25 % 42 % 64 % 65 %
Starting torque developed as %of which would be developed onfull voltage starting
approx. 25%
30...100 % 25 % 42 % 64 % 42 %
Smoothness of acceleration 3rd 1st 2nd 4thStarting current and torqueadjustment Fixed Adjustible
Adjustible withinlimits of taps Fixed
Price 2nd 3rd 4th Lowest cost forstarter but moreexpencive motor
CENTRO DE CONTROL DE MOTORES HUBER MURILLO MANRIQUE
-
CENTRO DE CONTROL DE MOTORES HUBER MURILLO MANRIQUE
Start and protection of electrical motors