Proceso de Arranque en Motores Serie y Shunt

Proceso de Arranque en Motores Serie y Shunt

Si al efectuar el arranque del motor serie se conecta directamente a la línea, como aparece en la fig. 68, a), la intensidad de corriente absorbida tomará un valor exagerado. En efecto, cuando el rotor está parado no se genera fuerza contraelectromotriz en el bobinado inducido (por no tener movimiento los conductores). Entonces la intensidad de corriente absorbida recibe el nombre de corriente de cortocircuito, teniendo en cuenta el pequeño valor de las resistencias de los bobinados de un motor serie, podremos comprobar el excesivo valor de esta corriente. Se evitan las perjudiciales consecuencias que se derivan de esta sobreintensidad en el arranque, instalando un reostato de arranque conectado en serie con el circuito del motor.

Teniendo en cuenta que la duración del período de arranque es de unos pocos segundos, se puede admitir, sin peligro para el motor, una intensidad de arranque más elevada que la nominal del motor. No obstante, las Compañías suministradoras de electricidad establecen ciertas limitaciones a fin de evitar que durante el arranque del motor resulten fluctuaciones de la tensión de la red. Generalmente se toleran corrientes de arranque de valor doble que la intensidad nominal en motores de potencia hasta 5 kW y de 1,5 en motores mayores.

Par de Arranque

El motor serie se caracteriza por tener un elevado par de arranque. En efecto, el bobinado inductor principal, conectado en serie con el bobinado inducido, es recorrido por la corriente total Ia. Por consiguiente, la excitación del campo magnético aumenta mucho en el arranque.

Según indica la fórmula, el momento de rotación es proporcional a la intensidad de corriente en el inducido y al valor del flujo en la armadura, pero éste, dentro de los límites de la saturación del circuito magnético, es proporcional a la intensidad de la corriente.

Estabilidad de Marcha

El motor serie es muy inestable, ya que presenta el peligro de embalarse cuando disminuye mucho la carga resistente, lo que se demuestra recordando la fórmula (59) que da la velocidad de giro del rotor:

Recordemos que cuando disminuye el valor de la intensidad de corriente también se reduce el valor del flujo. Por consiguiente, el numerador de la anterior expresión aumenta mientras que decrece el denominador y, en consecuencia, crece la velocidad del rotor.

El peligro de embalamiento se hace más grave si, por error o avería, llega el motor a trabajar en vacío, por ejemplo, por rotura de la correa, llegando entonces a alcanzar velocidades peligrosísimas.

Reostato de Arranque Shunt

Al igual que en los motores Serie, en un motor Shunt es preciso disponer un reostato de arranque en serie con el circuito del bobinado inducido, a fin de evitar que circule por éste una corriente de intensidad excesiva. En efecto, si se efectuara la conexión directa del motor a la red, la intensidad de cortocircuito valdrá. En cambio, si se intercala un reostato de arranque de resistencia Rr, la corriente que recorre el bobinado inducido en el momento del arranque del motor valdrá. Al igual que en los motores Serie, se permiten corrientes de arranque cuya intensidad sea 1,5 a 1 veces mayor que la corriente nominal.

Las conexiones de reostato de arranque y motor Shunt aparecen en la figura 70. Como se puede observar, el reostato de arranque de motor Shunt lleva tres bornas, designadas por las letras L, M y R. La borna L (línea) corresponde a la maneta del reostato y debe ser conectada a la línea. La borna M (magnético) corresponde a un segmento conductor sobre el que frota la maneta; esta borna debe ir unida al extremo libre del bobinado inductor. Finalmente, la borna R (rotor) corresponde al extremo de la resistencia y debe quedar unida a la borna libre del bobinado inducido.

Cualquiera otra forma de conectar el reostato es errónea y da lugar a un funcionamiento defectuoso del motor.

Par de Arranque

El par de arranque del motor Shunt también es mayor que el momento de rotación nominal, pero sin llegar a ser tan elevado como el motor Serie, ya que aquí solamente crece la corriente en el inducido, mientras que se mantiene constante el flujo (por ser constante la corriente de excitación). En consecuencia, el par de arranque viene a ser de 1,4 a 1,8 veces el par nominal.

Estabilidad en Marcha

El motor Shunt conserva casi inalterable su velocidad, aunque varíe el par resistente. En efecto, al reducirse el valor de la carga, decrece el efecto de reacción del inducido, lo que hace aumentar el flujo útil Φ en la armadura. Por consiguiente, crecerá tanto el numerador como el denominador de la expresión (59) que da la velocidad del rotor. No obstante, cuando aumenta la carga, el aumento de caída ohmica (r + Rc) Ii es más importante que la variación del flujo útil, por lo que desde el funcionamiento en vacío al de plena carga, la velocidad varía un poco, aproximadamente en un 5 %, lo que indica que es un motor muy estable.