19/04/2023
El arranque de motores trifásicos es un aspecto crítico en diversas aplicaciones industriales. Un arranque inadecuado puede generar sobrecorrientes, estrés mecánico excesivo y dañar tanto el motor como la red eléctrica. Entre los métodos de arranque, el arranque estrella-triángulo se destaca por su eficiencia en la reducción de la corriente de arranque, aunque presenta ciertas limitaciones.
Funcionamiento del Arranque Estrella-Triángulo
Este método se basa en la capacidad de conectar los bobinados del motor de dos maneras: en estrella (Y) o en triángulo (Δ). La configuración en estrella produce una impedancia mayor, reduciendo la corriente absorbida de la red durante el arranque. Luego, una vez que el motor alcanza una cierta velocidad, se conmuta a la configuración en triángulo, permitiendo que el motor opere a su tensión y torque nominales.
Ventajas y Desventajas
Ventajas:
- Reducción significativa de la corriente de arranque: Alrededor de un tercio de la corriente de arranque directo (DOL).
- Menor estrés mecánico: Disminuye las tensiones en la transmisión y la carga.
- Reducción de la caída de tensión en la red: Menor impacto en otros equipos conectados.
Desventajas:
- Torque de arranque reducido: Aproximadamente el 25% del torque en triángulo, lo que lo hace inadecuado para cargas de alta inercia.
- Pico de corriente al conmutar: Al cambiar de estrella a triángulo, se produce un pico de corriente que puede superar al del arranque directo, aunque menor que en este ultimo.
- Requiere seis terminales accesibles: Necesita acceso a todos los extremos de los bobinados del motor.
- No apto para todas las cargas: Ineficaz para cargas que demandan un alto torque de arranque.
Gráfica de Corriente y Torque
A continuación, se presenta una representación gráfica simplificada del comportamiento de la corriente y el torque durante el arranque estrella-triángulo:
| Etapa | Conexión | Corriente (aprox.) | Torque (aprox.) |
|---|---|---|---|
| Arranque | Estrella (Y) | 1/3 de la corriente de arranque directo | 25% del torque nominal |
| Conmutación | Estrella (Y) a Triángulo (Δ) | Pico de corriente | Aumento repentino de torque |
| Funcionamiento | Triángulo (Δ) | Corriente nominal | Torque nominal |
Nota: Estos valores son aproximados y pueden variar según las características del motor y la carga.
Comparativa con Otros Métodos de Arranque
Es importante comparar el arranque estrella-triángulo con otros métodos, como el arranque directo (DOL), el arranque con variador de frecuencia (VFD) y el arranque suave (softstarter):
| Método de Arranque | Corriente de Arranque | Torque de Arranque | Costo | Complejidad |
|---|---|---|---|---|
| Arranque Directo (DOL) | Alta (6-8 veces la In) | Alto | Bajo | Simple |
| Arranque Estrella-Triángulo | Media (1/3 de DOL) | Medio (25% del nominal) | Medio | Moderada |
| Arranque Suave (Softstarter) | Media (3-5 veces la In) | Ajustable | Alto | Moderada |
| Variador de Frecuencia (VFD) | Baja (cercana a la In) | Alto | Alto | Compleja |
In: Corriente nominal del motor.
Aplicaciones del Arranque Estrella-Triángulo
El arranque estrella-triángulo es adecuado para motores que:
- Arrancan sin carga o con carga ligera.
- Tienen un par de carga que aumenta proporcionalmente con la velocidad (ej: ventiladores, bombas centrífugas).
No es recomendable para:
- Motores con cargas de alta inercia (ej: molinos, compresores de gran tamaño).
- Aplicaciones que requieren un alto torque de arranque.
Circuitos Típicos de Arranque Estrella-Triángulo
Existen diferentes configuraciones de circuitos para implementar el arranque estrella-triángulo, incluyendo:
- Arranque manual: Requiere la intervención del operador para la conmutación.
- Arranque automático: Utiliza un temporizador para automatizar el proceso de conmutación.
- Arranque con inversión de giro: Permite el cambio de dirección de rotación del motor.
Cada configuración implica el uso de contactores, relés de sobrecarga y posiblemente temporizadores para controlar el proceso de conmutación de estrella a triángulo. Los diagramas de cableado varían según la configuración elegida y la complejidad del sistema de control.
Consideraciones Adicionales
Para una correcta implementación del arranque estrella-triángulo, se deben tener en cuenta las siguientes consideraciones:
- Selección del temporizador: El tiempo de conmutación debe ajustarse adecuadamente a las características del motor y la carga.
- Protección contra sobrecorrientes: Implementar protecciones adecuadas para evitar daños al motor y la red.
- Compatibilidad del motor: Asegurarse de que el motor sea compatible con este tipo de arranque.
El arranque estrella-triángulo representa una opción viable para reducir la corriente de arranque en ciertas aplicaciones, pero su eficacia depende de la correcta selección del motor y la carga, además de una implementación precisa del circuito de control.
Consultas Habituales sobre Arranque Estrella Triángulo
A continuación, respondemos algunas consultas habituales sobre el arranque estrella-triángulo:
- ¿Qué es el arranque estrella triángulo? Es un método de arranque de motores trifásicos que reduce la corriente de arranque mediante la conexión inicial en estrella y la posterior conmutación a triángulo.
- ¿Para qué sirve el arranque estrella-triángulo? Para disminuir la corriente y el torque de arranque, reduciendo el estrés en el motor y la red eléctrica.
- ¿En qué tipo de motores se utiliza? En motores trifásicos con seis terminales accesibles y con cargas que no requieren un alto torque de arranque.
- ¿Cuáles son las desventajas del arranque estrella-triángulo? Torque de arranque reducido y un pico de corriente al conmutar.
- ¿Cómo se calcula la corriente de arranque en estrella-triángulo? La corriente de arranque en estrella es aproximadamente un tercio de la corriente de arranque directo.
- ¿Qué componentes se necesitan para el arranque estrella-triángulo? Contactores, relés de sobrecarga y un temporizador (para arranque automático).
Esperamos que esta información le sea de utilidad. Recuerde que la selección del método de arranque adecuado depende de las características específicas de la aplicación.