Los esquiadores conocen muy bien el problema: la brusca sacudida que indica que se ha "puesto en marcha" el andarivel que sube a las pistas. El mismo problema, pero en otro campo, cuesta a la industria millones de dólares cada año; incontables máquinas de corriente alterna repartidas por las fábricas de todo el mundo –utilizadas para accionar ventiladores, trituradoras, agitadores, bombas, cintas transportadoras, etc.- son sometidas diariamente a esfuerzos innecesarios por puntas de carga no deseada. Este arranque brusco y violento de los motores de corriente alterna, equivale a un peaje que hay que pagar de diversas formas. Entre ellas mencionemos las siguientes:

a) Problemas eléctricos debidos a las altas tensiones y corrientes transitorias producidas en los partidores en línea directos o estrella/triángulo. Estos fenómenos transitorios pueden sobrecargar la red de alimentación local y producir variaciones inaceptables de la tensión, con inter-ferencias en otros equipos eléctricos conectados a la misma red.

b) Problemas mecánicos que someten a grandes esfuerzos a toda la cadena de accionamiento desde el motor hasta el equipo accionado.

c) Problemas operativos, tales como elevación brusca de la presión en las tuberías, daños en los productos transportados por las cintas y marcha poco confortable de las escaleras mecánicas.

Las consecuencias económicas son considerables, pues cada problema técnico o avería tiene un costo en reparaciones y pérdida de producción.

Un problema con una larga historia

Dado que esta dificultad existe desde hace mucho tiempo, ya se han presentado e intentado varias soluciones.

• Partidor estrella/triángulo: Una de las primeras soluciones para este problema. Durante el arranque, este sistema conecta los devanados del estator del motor en una configuración en estrella, entre la fase y el neutro de la red de alimentación, reduciendo así la tensión del motor –y por tanto la intensidad en el mismo- según el factor 1/v3. En cuanto se supera el momento principal de inercia, los devanados del motor se conectan en una configuración de triángulo entre fases de la red, con el fin que el motor alcance su tensión y potencia máxima. Sin embargo, este partidor no elimina los fenómenos transitorios mecánicos y eléctricos no deseados, ya que sólo los reduce ligeramente, y los distribuye entre puntos a lo largo del tiempo: la conmutación original y el cambio subsiguiente entre estrella y triángulo.

Lo dicho es válido en condiciones normales, pero en otras circunstancias el cambio de estrella a triángulo puede tener, desafortunadamente, peores efectos que el arranque directo en línea. En definitiva, el partidor estrella/triángulo es una solución sencilla, pero también bastante limitada.

• Motor de anillos rozantes: Este motor se pone en marcha mediante un reóstato de arranque conectado al circuito del motor, por medio de un dispositivo de anillos rozantes. De esta forma puede reducirse la intensidad de arranque aunque el par del motor permanece en el nivel necesario para poner en marcha la carga.

Durante el progreso de la puesta en marcha, y a medida que el motor va ganando velocidad, la resistencia del motor se reduce gradualmente. Cuando el reóstato se desconecta totalmente del circuito, el motor puede girar a máxima velocidad. En ese momento se cortocircuitan los devanados del motor, y empieza a funcionar como un motor normal de jaula de ardilla.

La ventaja de esta solución es que se puede obtener un par elevado con una corriente de arranque limitada, y es especialmente apropiada para las aplicaciones que tienen una gran carga desde el principio, como es el caso de los chancadores y molinos, por ejemplo. Su desventaja es la mayor complejidad electromecánica –escobillas, anillos rozantes, resistencias y contactores- que incre-menta los costos (inclusive los de mantenimiento), y reduce la confia-bilidad del sistema.

• Convertidor de frecuencia: Técnicamente superior a las dos soluciones anteriores, permite controlar con precisión todas las variables pertinentes, es decir, la velocidad, el par y la potencia, durante todas las fases del ciclo de funcionamiento del motor, desde la puesta en marcha hasta la parada, pasando por el funcionamiento normal. Otra importante ventaja, es que el equipo de control es estático, es decir, no tiene partes móviles. La fiabilidad es, por lo tanto, alta, y las necesidades de mantenimiento, pequeñas.

Sin embargo, el convertidor de frecuencia tiene la desventaja de necesitar una gran inversión inicial, lo cual lo descarta para muchas aplicaciones, especialmente, para aquellas en que no es estrictamente necesario el control de la velocidad durante el funcionamiento normal. Pero a pesar de ello, estos equipos han ganado terreno, ya que se ha perfeccionado la tecnología y han bajado los precios.

El partidor suave

Apareció entre finales de los setenta y principio de los ochenta y tiene en común con el convertidor de frecuencia, el ser un dispositivo electrónico basado en tiristores. Puede decirse que en cuanto a funcionalidad y precio, ocupa el espacio que existe entre los partidores estrella/triángulo y los convertidores de frecuencia. Con los partidores suaves se puede controlar la tensión del motor, de forma que esta aumente gradualmente durante la puesta en marcha, lo que naturalmente limita la intensidad de arranque. Esto significa que el motor se pone en marcha suavemente, y que los esfuerzos mecánicos y eléctricos se reducen al mínimo. El dispositivo puede ser utilizado también para obtener una parada suave.

Dado que los circuitos del partidor son electrónicos, es relativamente fácil complementar su función básica con diversas indicaciones de seguridad y fallo, con el fin de mejorar la protección del motor y facilitar la localización de averías. Ejemplos de ello son la protección contra las fallas de fase (falta o desbalance), sobreintensidades y sobreca-lentamiento, así como las indicaciones de funcionamiento normal, tensión máxima del motor y de determinadas fallas.

Todos los ajustes, por ejemplo de la pendiente de rampa, tanto de partida como de parada y de la tensión inicial, pueden ser efectuados fácilmente, desde la parte frontal de la unidad.

Como consecuencia de todo lo mencionado, el partidor suave satisface sobradamente el requisito principal, que es conseguir un arranque suave de los motores eléctricos, y ofrece además ventajas adicionales, tales como alta fiabilidad, menor necesidad de mantenimiento y facilidad de ajuste.

Sin embargo, una limitación del partidor suave es que no siempre se puede utilizar para aplicaciones de accionamiento que requieren desde el principio un par elevado de motor. Esta limitación procede de que el dispositivo realiza su trabajo elevando la tensión del motor hasta su valor máximo y durante la parada, reduciéndolo hasta el nivel de interrupción prefijado. Dado que el par es proporcional al cuadrado de la tensión, el motor conectado no podrá alcanzar el par máximo desde el principio. Por eso, el partidor suave es más apropiado para motores que se arrancan de forma fácil y ligera, por ejemplo, los motores de bombas, ventiladores, cintas transportadoras y ascensores.

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