¿Cómo configurar un relé temporizado estrella-triángulo para el arranque de motores?: Retraso de transición y fundamentos de cableado

P: ¿Cómo configurar un relé temporizador estrella-triángulo para el arranque de un motor?: conceptos básicos de retardo de transición y cableado

El tiempo el relé determina cuánto tiempo acelera el motor en conexión estrella antes de que el arrancador lo reconecte en conexión triángulo. Ajuste el retardo según la potencia del motor y la carga de arranque, y permita que el relé secuencie los contactores principal, estrella y triángulo con una pausa de transferencia integrada que evita un cortocircuito entre fases durante la conmutación.
1. ¿Por qué un arrancador estrella-triángulo requiere un relé temporizador
Un arranque directo puede consumir de seis a ocho veces la corriente nominal del motor. En conexión estrella, cada devanado recibe aproximadamente el 58 % de la tensión de línea, por lo que la corriente de línea en el arranque se reduce a cerca de un tercio del valor del arranque directo, típicamente de dos a dos coma cinco veces la corriente nominal. La contrapartida es el par, que también disminuye a aproximadamente un tercio; por tanto, el motor debe ser capaz de acelerar con par reducido.
•La conexión estrella-triángulo es habitual en motores de aproximadamente 5,5 a 11 kW y superiores, cuando la compañía suministradora o la red de la planta limita la corriente de arranque.
•Es adecuada para cargas con baja demanda de par de arranque, como bombas centrífugas, ventiladores y máquinas-herramienta que se ponen en marcha sin carga. Las cargas de alto par o alta inercia requieren un arrancador suave u otro método alternativo.
•Un relé temporizado estrella-triángulo dedicado inserta una pausa intencional entre la apertura del circuito en estrella y el cierre del circuito en triángulo, normalmente de varias decenas de milisegundos. Un temporizador genérico de retardo a la conexión no puede garantizar esta pausa, por lo que el circuito de contactores sigue requiriendo interbloqueos correctos.

2. Seleccione el período en estrella según el motor y la carga
El período en estrella debe ser lo suficientemente largo para que el motor se aproxime a su velocidad nominal, pero lo suficientemente corto para que no funcione con par reducido más tiempo del necesario. La mayoría de las instalaciones utilizan un retardo de transición entre 3 y 30 segundos.
•Comience con la documentación del motor o del arrancador si especifica un tiempo de transición recomendado.
•Como regla práctica en campo, los motores pequeños con arranques ligeros, hasta aproximadamente 7,5 kW, suelen necesitar de 4 a 8 segundos; los motores medianos que accionan bombas y ventiladores suelen necesitar de 8 a 15 segundos; los arranques con alta inercia pueden requerir hasta 20 a 30 segundos.
•Observe la corriente del motor durante el arranque. En conexión estrella, la corriente aumenta y luego disminuye a medida que la velocidad se eleva. El mejor punto de conmutación es justo después de que la corriente haya descendido y se haya estabilizado, lo que indica que el motor ha alcanzado una velocidad cercana a su velocidad de funcionamiento.
•Si el motor no logra acelerar dentro del retardo máximo aceptable, la carga requiere más par de arranque del que proporciona la conexión estrella, por lo que debe reconsiderarse el método de arranque.
•Conmutar demasiado pronto provoca un pico elevado de corriente y un salto brusco de par en el instante de transferencia; conmutar demasiado tarde mantiene al motor operando con bajo par y sobrecalentándose.
•Vuelva a verificar los ajustes cada vez que cambie la carga accionada, por ejemplo tras sustituir el impulsor de una bomba o modificar una cinta transportadora.

3. Cómo el relé temporizado coordina KM1, KM2 y KM3
En el motor habitual de seis terminales, KM1 conecta la alimentación a los principios de los devanados, KM3 une entre sí los tres finales de los devanados para el arranque, y KM2 reconecta cada final de devanado al terminal de línea de la fase adyacente para el funcionamiento.
•Al pulsar el botón de arranque, se cierran simultáneamente KM1 y KM3; el motor acelera en conexión estrella mientras el relé temporizador cuenta el tiempo.
•Al finalizar el período en estrella, el temporizador abre KM3, espera el intervalo interno de conmutación y luego cierra KM2, manteniéndose KM1 cerrado para la marcha.
•KM2 y KM3 nunca deben cerrarse al mismo tiempo. Su cierre simultáneo conecta los devanados en cortocircuito y provoca un cortocircuito entre fases en la alimentación. Además de la pausa de conmutación del temporizador, utilice los enclavamientos mecánicos y eléctricos indicados en el diagrama del arrancador.
•Una orden de parada o una desconexión por sobrecarga desactiva KM1 y KM2 y reinicia el temporizador, de modo que el siguiente arranque comience nuevamente en conexión estrella.
•Dimensione los contactores y el relé de sobrecarga según las reglas para arrancadores establecidas en la norma IEC 60947-4-1 y el esquema del arrancador. Un relé de sobrecarga instalado en el circuito de línea se ajusta a la corriente nominal a plena carga indicada en la placa de características del motor; si se instala en la rama delta, su ajuste corresponde a la corriente de dicha rama, comúnmente 0,58 veces la corriente a plena carga.

4. Evitar la sobrecorriente en el cambio de conexión
La mayor parte de los daños en un arranque estrella-triángulo ocurren en el instante de conmutación si el ajuste temporal o la conexión eléctrica son incorrectos.
• Abrir siempre el contactor en estrella antes de cerrar el contactor en triángulo, y nunca cerrar KM2 mientras KM3 siga cerrado, ni siquiera durante unos pocos milisegundos. El breve intervalo abierto permite que la corriente de arranque decaiga completamente, de modo que KM2 se cierre sobre un motor ya en marcha, no sobre un cortocircuito.
• Verificar que los contactos de salida del temporizador tengan una calificación adecuada para las bobinas de los contactores que accionan, y que la tensión de alimentación del temporizador coincida con la tensión de control del cuadro.
• Instalar la protección contra cortocircuitos aguas arriba para la corriente de funcionamiento en triángulo del motor, con un margen razonable, manteniendo la protección contra sobrecargas conectada en ambos modos de arranque.

5. Verificar los ajustes del relé antes de la entrega
Una comprobación en banco de cinco minutos evita un fallo en el primer arranque en obra.
•DAQUAN ofrece relés estrella-triángulo dedicados y relés temporizados multifunción para el control de motores; elija una unidad cuyo rango de tiempo abarque su ajuste previsto, con margen para realizar ajustes.
•Confirme el diagrama funcional impreso en el relé: las salidas en estrella y en triángulo, así como el comportamiento de conmutación, deben coincidir con la secuencia de arranque descrita anteriormente.
•Alimente el relé desde la fuente de alimentación de control del panel, mida el intervalo en estrella con un cronómetro y confirme que la brecha entre la apertura en estrella y el cierre en triángulo aparezca en cada ciclo.
•Registre el ajuste final en la etiqueta del panel o en el diagrama de cableado, para que el personal de mantenimiento pueda restablecerlo tras una sustitución.
Para cargas inusuales o condiciones de suministro atípicas, verifique el ajuste midiendo la corriente real de arranque durante la puesta en servicio, en lugar de basarse únicamente en la regla empírica.