Se clasifican en:
- Arranque directo (a tensión nominal).
- Arranque a tensión reducida.
La máxima caída de tensión en la red no debe superar el 15% en el arranque.
Los circuitos con motores deben contar con interruptores que corten todas las fases o polos simultáneamente y con protecciones que corten automáticamente cuando la corriente adquiera valores peligrosos. En los motores trifásicos debe colocarse una protección automática adicional que corte el circuito cuando falte una fase o la tensión baje de un valor determinado.
Dispositivos de arranque directo a tensión nominal
Un motor arranca en forma directa cuando a sus bornes se aplica directamente la tensión a la que debe trabajar. Suponiendo que el motor arranca a plena carga el bobinado tiende a absorber una cantidad de corriente muy superior a la nominal, lo que hace que las líneas incrementen considerablemente su carga y como consecuencia directa una caída de tensión.
La intensidad de corriente durante la fase de arranque puede estar entre 6 a 8 veces la corriente nominal del motor.
Si se tuvieran muchos motores que paran y arrancan de forma intermitente, se tendrá un gran problema de perturbaciones en la red eléctrica, si los motores son de media y gran potencia. Por lo tanto, el arranque directo sólo se utiliza para motores pequeños que no necesiten de una gran cupla de arranque.
Dispositivos de arranque con Tensión Reducida
Siempre que sea posible conviene arrancar los motores a plena tensión, pero de existir algún inconveniente para ello se debe recurrir a alguno de los métodos de arranque por tensión reducida. También se los utiliza para motores grandes o con gran "cupla de arranque".
El procedimiento consiste en producir en el momento del arranque en los arrollamientos del motor una tensión menor que la nominal. Al reducirse la tensión se reduce proporcionalmente la corriente, la intensidad del campo magnético y la cupla motriz.
Entre los dispositivos de arranque por tensión reducida más utilizados podemos mencionar:
- Arranque estrella - triángulo.
- Autotransformador de arranque.
- Arrancadores electrónicos.
Es el procedimiento más empleado para arranque a tensión reducida, debido a:
- Su construcción simple.
- Su precio reducido.
- Su confiabilidad.
Algunas indicaciones que se deben tener en cuenta sobre el punto de conmutación son:
- El pico de corriente que toma el motor al conectar a plena tensión (etapa de triángulo) debe ser el menor posible; por ello, la conmutación debe efectuarse cuando el motor esté cercano a su velocidad nominal (95% de la misma), es decir cuando la corriente de arranque baje prácticamente a su valor normal en la etapa de estrella.
- El relé de tiempo debe ajustarse para conmutar en este momento, no antes ni mucho después. Un arranque normal puede durar hasta 10 seg., si supera los 12 seg. se debe consultar al proveedor del equipo.
- Si no se cumple con lo anterior, el pico de corriente que se produce al pasar a la etapa de triángulo es muy alto, perjudicando a los contactores, al motor y a la máquina accionada. El efecto es similar al de un arranque directo.
Autotransformador de arranque
El dispositivo estrella - triángulo tiene el inconveniente de que la cupla de arranque que se obtiene a veces no es suficiente para hacer arrancar máquinas con mucha inercia. Para ello se emplean los autotransformadores de arranque.
El autotransformador permite conectar motores trifásicos con motor de jaula, los cuales traicionan, por ejemplo, bombas sumergibles.
El Autotransformador de arranque es un dispositivo similar al estrella-triángulo, salvo por el hecho de que la tensión reducida en el arranque se logra mediante bobinas auxiliares que permiten aumentar la tensión en forma gradual, permitiendo un arranque suave.
Su único inconveniente son las conmutaciones de las etapas que se realizan bruscamente, produciendo en algunas ocasiones daños perjudiciales al sistema mecánico o a la máquina traicionada.
Por ejemplo, desgaste prematuro en los acoplamientos (correas, cadenas, engranajes o embragues de acoplamiento) o en casos extremos roturas por fatiga del eje o rodamientos del motor, producidos por los grandes esfuerzos realizados en el momento del arranque.
Arrancador electrónico
Los arrancadores electrónicos son una mejor solución que los autotransformadores gracias a la posibilidad de su arranque suave, permitiendo un aumento en la vida útil de todas las partes involucradas.
Consisten básicamente en un convertidor estático, alterna - alterna, generalmente de tiristores, que permiten el arranque de motores en c. a. con aplicación progresiva de tensión con la consiguiente limitación de corriente y par de arranque.
Al iniciar el arranque, los tiristores dejan pasar la corriente que alimenta el motor según la programación realizada en el circuito de maniobra, que irá aumentando hasta alcanzar los valores nominales de la tensión de servicio. La posibilidad de arranque progresivo, se puede realizar para detener el motor, de manera que vaya reduciendo la tensión a un valor del 60% del valor nominal y en ese momento hacer el paro.
Ellos ofrecen:
- Selección de parada suave evitando, por ejemplo, los dañinos golpes de ariete en las cañerías durante la parada de las bombas.
- "Detención" por inyección de corriente continua para la parada más rápida de las masas en movimiento.
- Protecciones incorporadas:
· Contra sobre temperatura y sobrecarga.
· Contra falla de tiristores.
· Vigilancia del tiempo de arranque con limitación de la corriente.
· Control de servicio con inversión de marcha.
· Optimización del cos j a carga parcial, maximizando el ahorro de energía durante el proceso.
· Instalación más simple que un arrancador convencional.
· Menores dimensiones y, por lo tanto, necesidad de un gabinete más pequeño que para un autotransformador.
· Ahorro en el mantenimiento por ausencia de partes en movimiento que sufran desgastes.