SELECCIÓN DE ARRANCADORES. Se desea arrancar éste motor teniendo en cuenta las siguientes restricciones:

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1 SELECCIÓN DE ARRANCADORES EJERCICIO 1 Un motor de inducción jaula de ardilla trifásico de 6 bobinas, 12 terminales, cada bobina diseñada para soportar 127 voltios y 100 amperios nominales, tiene y, el factor de potencia de rotor bloqueado es 0.5 en atraso. Se desea arrancar éste motor teniendo en cuenta las siguientes restricciones: 1)La línea de alimentación disponible es de 13.2 KV. 2)Se dispone de tres transformadores monofásicos de 7620/ , 100 KVA. 3)La alimentadora que va del banco de transformadores al motor tiene una capacidad máxima de 350 amperios. 4)El torque mínimo que debe tener el arranque es de 1.5 veces el torque nominal. Se dispone solamente de los siguientes arrancadores: a) Reactancias en serie con el estator, cuyo valor es igual a la magnitud de la impedancia de rotor bloqueado. b) Estrella-delta con capacidad para motor de 100 HP. c) Autotransformador con tap variable entre 60 % y 90 % para motor de 100 HP. d) Devanados parciales con capacidad para motor de 100 HP. Para que se cumplan las condiciones dadas: Dibuje el circuito trifásico del sistema línea de alimentación banco de transformadores alimentador motor (conexión trifásica). Seleccione y justifique el método de arranque a utilizar. Dibuje el diagrama de fuerza y control para el arranque seleccionado. Solución Datos: Mija: 6 bobinas, 12 terminales c\bobina:, Tap= 50% - 90%, Analizando las posibles conexiones

2 Hay dos posibles opciones de conexión en el transformador serie ó paralelo, descartamos las conexiones en Y Para la conexión Y paralelo no envía el voltaje necesario para alimentar a las bobinas del motor conectadas en Y serie y para Y en paralelo enviaría un sobrevoltaje. Para la conexión paralelo, serie el transformador enviaría un sobrevoltaje. Para la conexión Y serie enviaría un sobrevoltaje para todos los posibles casos de conexión en el lado del motor. En el lado del motor descartamos las conexiones triangulo porque según lo escogido anteriormente estas bobinas estarían recibiendo un sobrevoltaje o también faltaría voltaje Para escoger la conexión adecuada en el lado del transformador analicemos las corrientes nominales del banco sabiendo que la corriente máxima de la alimentadora es 350A. Para serie: Para paralelo: Escogemos la conexión serie porque la corriente en la línea es la más próxima a la corriente máxima que puede soportar la alimentadora que es 350A. Finalmente escogemos la conexión Y serie en el lado del motor. 1)Arranque directo Supera el límite de la capacidad del transformador así como la corriente máxima que puede soportar la alimentadora, por lo tanto NO SE IMPLEMENTA este método 2)Arranque estrella-triángulo NO SE IMPLEMENTA este método porque el motor no está conectado en

3 3)Arranque por devanados parciales NO SE IMPLEMENTA este método porque los devanados del motor están en serie 4)Arranque por autotransformador Entonces si acepta un 76% ya que está dentro del rango del 50% - 90% Y también vence el Si cumple las condiciones por lo que SI SE PUEDE IMPLEMENTAR 5)Arranque por reactancias en serie

4 Veamos si cumple: Como se requiere Por lo tanto NO SE IMPLEMENTA este método Finalmente escogemos ARRANQUE POR AUTOTRANSFORMADOR porque es la única manera de arrancar el motor EJERCICIO 2 Un Mija trifásico de 6 bobinas, 12 terminales cada bobina diseñada para soportar 220V y 50 A nominales, tiene un T arrdir =2.6T n y I arrdir = 6I no. Se desea arrancar este motor teniendo en cuenta las siguientes restricciones. 1) La línea de alimentación trifásica disponible es de 13.8KV. 2) Se dispone de tres transformadores monofásicos de 7960/127 V; 100KVA máximo cada uno (capacidad máxima momentánea). 3) El motor debe arrancar mínimo con torque nominal. 4) Aparte de los respectivos elementos de control (relés, contactores, botoneras, etc.) solo se dispone como equipo adicional 3 autotransformadores monofásicos, Tap variable entre 50 % y 90% con capacidad y voltaje adecuado para el motor dado (no se dispone de ningún otro equipo adicional como resistencias o reactancias). Para que se cumplan las restricciones dadas. a) Dibuje el circuito trifásico en condiciones de operación normal (no al arranque) es decir solo alimentación- banco de transformadores-conexión motor. b) Seleccione el método de arranque más adecuado, especificando las características del arrancador a usar, justificando su selección y el método por el que descarta los otros métodos conocidos. Solución Como no se dispone de reactancias ni resistencias las alternativas son arranque directo, arranque estrella-triangulo, arranque con autotransformador y arranque con devanados parciales. Datos: Mija: 6 bobinas, 12 terminales c\bobina:, Tap= 50% - 90%

5 Analizando las posibles conexiones Como el transformador solo me entrega 127V de línea a neutro entonces no existe la posibilidad de conectar las bobinas en baja tensión en estrella o en triangulo. Descartamos la conexión cualquier conexión porque no llega la suficiente tensión a las bobinas del motor para Como nos queda una opción en el lado del transformador obligatoriamente escogemos la conexión paralelo ya esta nos brinda el voltaje deseado. Analizando métodos de arranque 1)Arranque directo Además la corriente máxima de línea de transformador es: Supera el límite de la capacidad del transformador así como la corriente máxima que puede soportar, por lo tanto NO SE IMPLEMENTA este método

6 2)Arranque estrella-triángulo No hay problema con la corriente Hay problema con el torque, por lo tanto NO SE IMPLEMENTA 3)Arranque por devanados parciales No hay problema con la corriente Si cumple las condiciones por lo que SI SE PUEDE IMPLEMENTAR además el motor es conexión delta, si fuera Y una de las bobinas de las fases recibiría sobrevolatje 4)Arranque por autotransformador Entonces si acepta un 87% ya que está dentro del rango del 50% - 90% Y también vence el Si cumple las condiciones por lo que SI SE PUEDE IMPLEMENTAR Finalmente se escoge la opción de arranque por devanados parciales por ser más económico ya que no se necesita elementos adicionales

7 EJERCICIO 3 Un motor de inducción trifásico, jaula de ardilla, para 440V y 60Hz,54 A y 50HP, toma una corriente de arranque igual a seis veces el valor de la intensidad nominal, al conectarlo a una línea de 440 V. Si se quiere limitar la intensidad de puesta en marcha a 3.5 I n. Qué valor de resistencia habrá que interponer en cada conductor de línea, suponiendo para el motor un factor de potencia de 0.5, con el rotor bloqueado? Datos de MIJA: Solución: ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )