Conceptes Clau i Mètodes d'Arrancada de Motors Elèctrics

Conceptes Fonamentals del Parell Motor

Què és el parell?

El parell és el producte entre una força i una distància.

Parell d'Arrancada vs. Parell Resistent

El parell d'arrancada és el que genera el motor, mentre que el parell resistent és la càrrega que es vol moure.

Relació Intensitat-Velocitat en Motors de Gàbia d'Esquirol

En un motor de gàbia d'esquirol, a major velocitat del motor, menor intensitat.

Velocitat de Gir del Motor

Velocitat amb Càrrega

La velocitat de gir d'un motor amb un grup de pols dependrà del parell. Girarà a la velocitat en què el parell resistent i el parell motor siguin iguals.

Velocitat en Buit

Un motor amb un grup de pols en buit sempre girarà a 3000 RPM menys el lliscament.

Corbes de Parell Motor i Resistent

La corba de parell motor depèn de la potència del motor, mentre que la corba de parell resistent depèn de la càrrega que es vulgui moure.

Potència i Intensitat del Motor

• La potència consumida pel motor sempre serà més gran que la potència útil.
• La intensitat del motor és gairebé 0 quan el motor funciona a la velocitat de sincronisme.

Comportament del Parell

Parell Resistent Superior al Parell Motor

Si en algun moment el parell resistent és més gran que el parell motor, el motor no podrà accelerar més.

Màxim Parell en Motors de Gàbia d'Esquirol

Un motor de gàbia d'esquirol assoleix el seu màxim parell aproximadament al 80% de la velocitat nominal.

Mètodes d'Arrancada de Motors

Arrancada Directa

• Problema principal: La intensitat a l'arrancada és molt gran.
• Aplicació: S'utilitza en motors de petita i mitjana potència, sempre que la xarxa elèctrica ho permeti.
• Etapes: Es realitza en una única etapa.

Inversió del Sentit de Gir

• Mètode: Per invertir el sentit de gir d'un motor, cal intercanviar dues fases.
• Contactors (Arrancada Directa amb Inversió): Es necessiten dos contactors.

Arrancada en Tensió Reduïda

L'objectiu dels sistemes d'arrancada en tensió reduïda és minimitzar les puntes d'intensitat durant l'arrancada.

Arrancada Estrella-Triangle (Y/Δ)

• Tensió a les Bobines: Les bobines d'un motor connectat a una xarxa donada estan sotmeses a més tensió quan les seves espires estan en configuració triangle.
• Compatibilitat: Només els motors amb 6 borns (2 per bobina) es poden arrancar en estrella/triangle.
• Reducció de Parell: Sí, el parell es redueix mentre el motor està connectat en estrella.
• Reducció d'Intensitat: Sí, mentre el motor està en estrella, la intensitat d'arrancada és aproximadament un terç de la que tindria en triangle.
• Contactors Necessaris: Generalment, es necessiten tres contactors més un temporitzador.

Arrancada Estrella-Triangle amb Resistències (Y/ΔR/Δ)

L'avantatge de realitzar una arrancada Y/ΔR/Δ en lloc d'una Y/Δ és que s'obtenen intensitats màximes més petites en el primer cas.

Arrancada amb Resistències Estatóriques

Intensitat per Bobina

Quan les resistències estàtòriques estan treballant, la intensitat que passa per cada bobina és superior a la que hi ha en configuració estrella i inferior a la de configuració triangle.

Avantatges

• L'arrancada és configurable, permetent triar la intensitat d'arrancada.
• L'arrancada és suau, ja que la velocitat augmenta progressivament per trams.
• L'alimentació és contínua i sense talls.

Inconvenients

• És un sistema car.

Suavitat de l'Arrancada

Per aconseguir una arrancada molt més suau amb el sistema de resistències estàtòriques, es poden afegir moltes etapes, cadascuna amb el seu contactor i el seu temporitzador.

Limitacions

El mètode de les resistències estàtòriques només és vàlid en motors que tenen una única borna per bobina (és a dir, amb connexió fixa).

Arrancada amb Autotransformador

• Etapes: Es pot realitzar amb tantes etapes com es desitgi.
• Definició d'Autotransformador: Un autotransformador s'assembla a un transformador, però disposa d'un sol debanat on es connecta el primari i es pren una sortida secundària d'una presa intermèdia del mateix debanat.
• Inconvenient: El sistema d'autotransformador variable no s'utilitza més sovint perquè és molt car.

Arrancada amb Resistències Rotòriques

• Tipus de Motor: Aquest sistema s'empra en motors amb rotor bobinat.
• Comportament del Parell: Si s'utilitzen moltes etapes, el parell motor es pot mantenir molt constant durant tot el procés d'arrancada.
• Aplicació: S'utilitza quan l'arrancada ha de ser extremadament suau.
• Comportament de la Intensitat: La intensitat es manté en valors relativament petits.