Conceptos Clave en Arranque y Protección de Motores Eléctricos

Selectividad Eléctrica: Concepto y Aplicación

¿Qué es la selectividad?

La selectividad consiste en desconectar únicamente la carga defectuosa de la red principal, mientras que se mantiene conectada la mayor parte posible de la instalación. Lo cual combina tanto seguridad como continuidad del servicio y facilita la localización del fallo.

Arranque de Motores por Resistencias Estatóricas

En un arranque por resistencias estatóricas, ¿cómo varía la intensidad en el arranque hasta sus condiciones de funcionamiento? ¿Y la tensión de la resistencia? ¿Cómo se comporta? ¿Y la tensión que le llega al motor?

La corriente disminuye a medida que se acelera el motor. La tensión aplicada a las resistencias depende de la corriente absorbida por el motor. Dado que la corriente disminuye a medida que se acelera el motor, pasa lo mismo con la tensión que llega al motor (aumenta a medida que la caída de tensión en las resistencias disminuye).

Sistemas de Arranque Adicionales para Motores

¿Por qué se suelen utilizar sistemas de arranque adicionales para el arranque de los motores?

Se utilizan sistemas de arranque porque durante el arranque de un motor se consume una corriente muy elevada que puede hacer caer la tensión de la red principal y puede afectar al funcionamiento normal de los receptores conectados a ella.

Clasificación de los Sistemas de Arranque de Motores

Realiza una clasificación de los arranques que existen. Divídelos en trifásicos y monofásicos. Jaula de ardilla - rotor bobinado.

Los sistemas de arranque de motores se pueden clasificar de la siguiente manera:

Arranques para Motores Trifásicos

Motores Jaula de Ardilla

• Arranque directo
• Estrella-triángulo
• Motores part-winding
• Por resistencias estatóricas
• Por autotransformador
• Electrónico (soft starter)
• Por convertidor de frecuencia

Motores de Rotor Bobinado

• Por resistencias rotóricas

Arranques para Motores Monofásicos

• Arranque por fase auxiliar
• Por fase auxiliar y resistencia
• Por fase auxiliar y condensador
• Con espira de sombra

Arranque Directo de Motores

¿Cuándo se utiliza el arranque directo?

• La potencia del motor es débil con respecto a la de la red, para evitar perturbaciones que provoca la corriente solicitada.
• La máquina accionada no requiere un aumento progresivo de velocidad y dispone de un dispositivo mecánico que impide el arranque brusco.
• El par de arranque debe ser elevado.

Arranque Estrella-Triángulo en Redes de 400V

¿Es posible realizar un arranque estrella-triángulo en una red de 400V, si las características del motor son 400V/230V? ¿Por qué? ¿Y si las características del motor fueran 660V/400V?

No, no es posible realizar un arranque estrella-triángulo con un motor de características 400V/230V en una red de 400V. La placa de características del fabricante nos indica que el motor está diseñado para funcionar en conexión triángulo (Δ) a 400V y en conexión estrella (Y) a 230V. Al realizar el arranque estrella-triángulo en una red de 400V, el motor arranca en estrella, recibiendo 400V/√3 ≈ 230V por fase, lo cual es correcto para la conexión estrella. Sin embargo, al pasar a la conexión triángulo, los bobinados recibirían 400V por fase. Dado que el bobinado solo soporta 230V en conexión estrella (su tensión nominal de fase es 230V), al aplicarle 400V en triángulo (donde la tensión de línea es igual a la tensión de fase), se quemaría.

Si las características del motor fueran 660V/400V, sí sería posible realizar el arranque estrella-triángulo en una red de 400V. En este caso, el motor está diseñado para funcionar en triángulo (Δ) a 660V y en estrella (Y) a 400V. En una red de 400V, al arrancar en estrella, los bobinados reciben 400V/√3 ≈ 230V, lo cual es inferior a su tensión nominal en estrella (400V), pero seguro. Al pasar a triángulo, los bobinados reciben 400V por fase, que es su tensión nominal en triángulo. Por lo tanto, este motor es adecuado para arranque estrella-triángulo en una red de 400V.

Clase de Relé de Sobrecarga

Define clase de relé de sobrecarga. Tipos de clases.

La clase de un relé de sobrecarga indica el tiempo que el relé permite el arranque del motor sin dispararse por sobrecarga, asumiendo una corriente de arranque específica (generalmente 7.2 veces la corriente nominal). Es un parámetro importante para coordinar la protección con el tiempo de arranque del motor.

Tipos de clases comunes:

• Clase 10: Para arranques normales (hasta 10 segundos).
• Clase 20: Para arranques más largos (hasta 20 segundos).
• Clase 30: Para arranques muy largos (hasta 30 segundos).

Fallos en Motores por Causas Externas

Explica brevemente los fallos debidos a causas externas de funcionamiento.

Los fallos en motores eléctricos debidos a causas externas de funcionamiento pueden ser provocados por:

• Arranque de motor demasiado largo o frecuente.
• Bloqueo del rotor.
• Sobrecarga mecánica prolongada.

Armónicos en Sistemas Eléctricos

¿Quién provoca los armónicos? ¿Qué efectos tienen?

Los armónicos son provocados principalmente por dispositivos electrónicos de potencia (cargas no lineales) como variadores de frecuencia, fuentes de alimentación conmutadas, rectificadores, etc., siendo los principales responsables de su generación en la red.

Efectos de los armónicos:

• Provocan el incremento de las pérdidas por corrientes de Foucault en transformadores y motores, lo que implica calentamiento adicional y reducción de la vida útil.
• Pueden causar resonancias en la red.
• Afectan al funcionamiento de equipos sensibles.
• Incrementan la corriente RMS en los conductores.

Reaceleración de Motores

¿Qué es la reaceleración? Explica qué ocurre cuando este efecto se produce en múltiples motores simultáneamente.

La reaceleración es el proceso de restauración de la tensión en un sistema eléctrico después de una interrupción o caída momentánea. Cuando la tensión se restablece, los motores que se habían ralentizado o detenido intentan volver a su velocidad nominal, lo que causa un pico de corriente que puede ser próximo a la corriente de arranque.

Cuando este efecto se produce en múltiples motores simultáneamente (por ejemplo, después de una microcorte o una caída de tensión en una planta industrial), la suma de las corrientes de reaceleración de todos los motores puede ser muy elevada. Ello provoca una caída de tensión significativa en la red, lo que a su vez dificulta la reaceleración de los motores e incluso puede impedir que algunos arranquen correctamente, pudiendo llevar a disparos por baja tensión o sobrecarga.