1.1. Arranque de motores de corriente alterna
Los motores eléctricos en general (tanto de alterna como de continua), en el momento del arranque deben vencer el par resistente que existe en su eje. Esto provoca que la corriente consumida en ese instante sea muy elevada, resultando especialmente perjudicial para la máquina y el circuito que la alimenta, agravándose en motores de gran potencia. Para evitar en todo lo posible esta sobrecorriente, se utilizan numerosas configuraciones para el arranque. El uso de sistemas basados en automatismos industriales permite optimizar este tipo de maniobras con gran facilidad.
Arranque estrella-triángulo
El circuito de fuerza se realiza con tres contactores: KM1 (principal), KM2 (conexión en triángulo) y KM3 (conexión en estrella).
- 1º tiempo: En el momento de la puesta en marcha deben activarse los contactores KM1 y KM3 para que la caja de bornes quede conectada en estrella.
- 2º tiempo: Se desactiva el contactor KM3, manteniendo KM1, y activando KM2. De esta forma, el motor queda conectado en triángulo de forma definitiva.
Cada vez que el motor se pone en marcha, es necesario realizar los pasos anteriores. Entre el contactor KM1 y el motor se conecta el relé térmico. En el arranque manual, la puesta en marcha se realiza con el pulsador S2 y la parada mediante el pulsador S1. El paso de estrella a triángulo lo realiza el pulsador de doble contacto S3. Al accionar dicho pulsador se desactiva la bobina KM3 (estrella) y activa la KM2 (triángulo). En las líneas de alimentación de ambas bobinas, se disponen de sendos contactos de enclavamiento para evitar que los contactores de estrella y triángulo se activen a la vez. En este caso, el tiempo de conmutación se realiza de forma manual.
Sustituyendo la función de conmutación del pulsador S3 por los contactos (abierto y cerrado) de un temporizador (KT1), el paso de estrella a triángulo se realiza de forma automática. Cuando se activa el contactor KM1 (principal), también lo hace el temporizador (KT1). Una vez transcurrido el tiempo ajustado, se produce la conmutación automática entre KM3 y KM2. El contacto en serie del contactor KM2 con la bobina KT1 permite desactivar el temporizador una vez que ha cumplido su misión.
Arranque estrella-triángulo con inversión del sentido de giro
En muchas ocasiones es necesario invertir el sentido de giro en los motores que utilizan el arranque estrella-triángulo. En estos casos, es necesario arrancar la máquina en los dos tiempos (primero estrella y luego triángulo) en ambos sentidos de giro.
El circuito de fuerza utiliza los contactores KM1 y KM2 para la inversión de fases, y los contactores KM3 y KM4 para las conexiones de triángulo y estrella, respectivamente. Para invertir el sentido de giro, es necesario parar el motor y realizar nuevamente la conmutación.
Arranque de un motor por eliminación de resistencias rotóricas
Los motores de inducción con rotor bobinado están diseñados para trabajar con el devanado de rotor en cortocircuito. Sin embargo, si el arranque se realiza con esta conexión, el consumo de corriente es muy elevado. Por tanto, la puesta en marcha debe hacerse en varios tiempos para atenuar el pico de corriente. Los circuitos de automatismos industriales basados en contactores facilitan el arranque de este tipo de máquinas.
Arranque de motores asíncronos mediante arrancadores progresivos
Los arrancadores progresivos o suaves son dispositivos de electrónica de potencia que permiten arrancar los motores de inducción de forma progresiva y sin sacudidas, limitando las puntas de corriente. Estos dispositivos disponen de un bloque de potencia y un bloque de mando. Otra posibilidad consiste en insertar un contactor (KM1) antes del arrancador progresivo para gestionar el corte y la activación desde un circuito de mando externo.
1.2. Frenado de motores asíncronos
En los circuitos estudiados hasta ahora, la parada de los motores se hace simplemente abriendo el circuito de alimentación. Sin embargo, muchas aplicaciones industriales requieren que el rotor del motor deje de girar bruscamente. Los sistemas de frenado más habituales son:
- Frenado por inyección de corriente continua.
- Frenado por sistema electromecánico.
- Frenado por contracorriente.
Frenado por sistema electromecánico
Este sistema consiste en alimentar temporalmente un dispositivo que frena el eje del motor mediante el rozamiento de una zapata, similar a los automóviles. Cuando el motor está alimentado mediante el contactor principal (KM1), también lo está el sistema de electroimanes del electrofreno, retirando la zapata del eje. Si el motor se desconecta, el electroimán se desactiva y un resorte bloquea el eje por rozamiento.
Frenado por contracorriente
Consiste en alimentar el motor con dos de las fases invertidas, creando un par opuesto al de funcionamiento normal. Se utilizan resistencias de potencia en serie con el contactor KM2 para generar esta situación. Cuando KM1 se desactiva, entra automáticamente KM2, frenando el motor de inmediato. Para evitar que el motor gire en sentido contrario, el funcionamiento de KM2 debe controlarse mediante un temporizador.