Download B. Arranque de Motor con Voltaje Reducido

Generadores Enfriados por Líquido - Manual de Aplicación
B. Arranque de Motor con Voltaje Reducido
Aunque la caída de voltaje causa diferentes problemas, una reducción controlada en las terminales del
motor puede ser beneficiosa cuando se usa para reducir los kVA de arranque de un motor en aplicaciones
donde el torque reducido del motor es aceptable. Reducir los kVA de arranque del motor puede reducir el
tamaño del generador, reducir la caída de voltaje y dar un arranque más suave a las cargas de motor. Sin
embargo, es necesario asegurarse de que el motor desarrollará suficiente torque para acelerar la carga en
condiciones de voltaje reducido. Así mismo, cualquier arrancador que haga la transición entre “arranque” y
“funcionamiento” puede causar una condición de entrada de casi tan severa como el arranque con tod a la
línea, a menos que le motor esté cerca o en la velocidad de sincronía en la transición. Esto puede causar
una inaceptable caída de voltaje y una potencial desconexión del arrancador.
Comparación de Métodos de Arranque
La Tabla 7-1 compara los efecto s de arranque con voltaje total, auto-transformador y de resistencia en un
motor de 50 caballos de Diseño B, Código G. Como se puede ver, el arranque con auto-transformador
requiere menor capacidad de arranque de motor del generador. El arranque con resistencia de hecho
requiere más kW (potencia de motor) que el arranque con toda la línea.
7 APENDICE
© 2004 Cummins Power Generation. Las copias no son controladas.
159
Generadores Enfriados por Líquido - Manual de Aplicación
Arranque de Motor de Voltaje Total
Arranque: El arranque de motor de voltaje total con toda la línea es típico a menos de sea necesario
reducir los kVA de arranque de motor debido a la capacidad limitada del generador, o para limitar la caída
de voltaje durante el arranque del motor. No hay límite a los HP, tamaño, voltaje o tipo del motor.
Notas de Aplicación: Este método es el más común debido a su simpleza, confiabilidad y costo inicial. Note
en las curvas de kVA y de torque que los kVA de arranque permanecen bastante constantes hasta que el
motor alcanza velocidad total. Note también que kW llega a su pico a aproximadamente 300% de los kW
de rango cerca de 80% de la velocidad de sincronía.
Arranque de Motor de Auto-transformador, Transición Abierta
Arranque: El auto-transformador esta en el circuito solo durante el arranque para reducir el voltaje del
motor. El lado abierto del circuito durante la transición puede causar impactos severos, los cuales pueden
dar problemas al disparar los breakers de circuito.
Notas de Aplicación : La interrupción de transición abierta de los arrancadores de voltaje reducido se debe
evitar en aplicaciones de generador, especialmente cuando los motores no se llevan a su velocidad total al
tiempo de la transición. La razón de esto es que el motor se des-acelera y sale de sincronía durante la
transición. El resultado es similar a poner generadores en paralelo fuera de fase. Los kVA usados
inmediatamente después de la interrupción pueden exceder los kVA de arranque. Note también que el
factor de potencia es mas bajo cuando se usa un auto -transformador.
7 APENDICE
160
Generadores Enfriados por Líquido - Manual de Aplicación
Arranque de Motor de Auto-transformador, Transición Cerrada
Arranque: El circuito no se interrumpe durante el arranque. Durante la transferencia, parte del devanado
del auto-transformador permanece en el circuito como un reactor en serie con el devanado del motor.
Notas de Aplicación: Se prefiere la transición cerrada a la transición abierta debido a menor interferencia
eléctrica. La interrupción, sin embargo, es más costosa y compleja. Es el método de arranque con
reducción de voltaje más común usado en motores grandes con bajos requerimientos de torque, como
bombas de drenaje y enfriadores. La operación puede ser automática y/o remota, Note también que el
factor de potencia de arranque es menor cuando se usa un auto-transformador.
Arranque de Motor con Reactor, Transición Cerrada
Arranque: El arranque con reactor tiene la ventaja de la simpleza y la transición cerrada, pero resulta en
menor torque de arranque por kVA que el arranque de auto-transformador. El torque relativo, sin embargo
mejora al acelerar el motor.
Notas de Aplicación: El arranque de reactor generalmente no se usa excepto para motores de alto voltaje o
alta corriente de tamaño grande. Los reactores deben tener el tamaño correcto para HP y voltaje y pueden
tener disponibilidad limitada. Típicamente el arranque con reactor es más costoso que el de autotransformador para motores pequeños, pero es más simple y menos costoso para los motores grandes. El
factor de potencia de arranque es excepcionalmente bajo. El arranque con reactor permite un arranque
suave sin interferencia observable en la transición y se adapta bien a aplicaciones como bombas
centrífugas o ventiladores.
7 APENDICE
161
Generadores Enfriados por Líquido - Manual de Aplicación
Arranque de Motor con Resistencia, Transición Cerrada
Arranque: El arranque con resistencia es usado ocasionalmente para motores pequeños donde se
requieren varios pasos de arranque y no se permite la apertura de los circuitos de motor entre los pasos.
Notas de Aplicación: También disponible como un arrancador de transición sin pasos el cual provee un
arranque mas suave. El arranque de resistencia es generalmente el más económico con motores
pequeños. Acelera las cargas más rápidamente porque el voltaje aumenta con un decremento en la
corriente. Tiene un factor de potencia de arranque más alto.
Arranque de Motor Estrella -Delta, Transición Abierta
Arranque: El arranque Estrella-Delta no requiere auto -transformador, reactor o resistencia. El motor
arranca conectado en estrella y funciona conectado en delta.
Notas de Aplicación: Este método de arranque esta haciéndose más popular donde se aceptan arranques
de bajo torque . Tiene las siguientes desventajas:
1. Transición abierta. La transición cerrada esta disponible a costo extra.
2. Bajo torque.
3. No hay ventaja cuando el motor esta energizado por un generador a menos que el motor alcance
velocidad de sincronía antes de la interrupción. En aplicaciones donde el motor no alanza velocidad de
sincronía, el generador debe tener el tamaño para cubrir el im pacto.
7 APENDICE
162
Generadores Enfriados por Líquido - Manual de Aplicación
Arranque de Motor con Parte del Devanado, Transición Cerrada
Arranque: El arranque con parte del devanado es menos costoso porque no requiere de autotransformador, reactor o resistencia y usa interrupción simple. Disponible en dos o más pasos de arranque
dependiendo de l tamaño, velocidad y voltaje del motor.
Notas de Aplicación: Automáticamente provee la transición cerrada. Primero, se conecta un devanado a la
línea; después de un intervalo de tiempo, el segundo devanado se pone en paralelo con el primero. El
torque de arranque es bajo y está fijado por el fabricante del motor. El propósito de “parte del devanado” no
es reducir la corriente de arranque, sino proveer corriente de arranque en pequeños incrementos. No ha y
ventaja en este método si el motor es impulsado por un generador a menos que el motor pueda alcanzar
velocidad de sincronía antes de la transición a la línea.
Arranque De Motor con Rotor Devanado
Arranque: Un motor de rotor devanado puede tener el mismo torque de arranque que un motor de jaula de
ardilla pero con menos corriente. Es diferente del motor de jaula de ardilla solo en el rotor. Un motor de
jaula de ardilla tiene barras de corto circuito, mientras que un motor de rotor devanado tiene bobinas,
generalmente trifásicas.
Notas de Aplicación: Se pueden cambiar la corriente de arranque, torque y características de velocidad
conectando la cantidad correcta de resistencia externa al rotor. Generalmente, los motores de rotor
devanado se ajustan de forma que los kVA de arranque sean aproximadamente 1.5 veces los kVA de
funcionamiento. Este es el motor más sencillo de arrancar para un generador.
7 APENDICE
163
Generadores Enfriados por Líquido - Manual de Aplicación
Arranque de Motor Sincrónico
Arranque: Los motores sincrónicos pueden utilizar la mayoría de los métodos de arranque explicados. Los
motores sincrónicos de rango de 20 HP y más tienen características similares a los motores de rotor
devanado.
Notas de Aplicación: Los motores sincrónicos están en una clase por si mismos. No hay estándares de
desempeño, tamaño de marco o conexiones. Los motores de rango de 30 HP o menos tienen altas
corrientes de rotor bloqueado. Se pueden usar en aplicaciones donde es deseable la corrección del factor
de potencia. (Use el código de letra estándar cuando no se conozca la letra real.)
Nota de Aplicación General
Si el arranque de motor de voltaje reducido tiene un ajuste de tiempo o rango, ajuste los puntos para
obtener aproximadamente dos segundos entre conexiones. Esto permite que el motor se aproxime a la
velocidad de rango y así se reducen los kVA pico en el momento de la interrupción, como se muestra
debajo. Note que, al ajuste mínimo, no hay mucha mejora sobre el arranque a voltaje completo.
En algunas aplicaciones la corriente de entrada es tan baja que el motor no comenzará a girar en la
primera conexión, y a veces ni en la segunda. Para esas aplicaciones, hay muy poca reducción de kVA de
arranque desde el punto de vista del generador.
7 APENDICE
© 2004 Cummins Power Generation. Las copias no son controladas.
164