Es tal el avance que han tenido los arrancadores suaves que se hace difícil pensar que en un proyecto nuevo se considere otra forma de arranque para cargas sobre los 150Kw cuando se trata de baja tensión 380Vac. De igual forma, cuando trabajamos en media tensión -ya sea 3,3 ó 4,16 ó 6,6 KV- desde los 400Kw ya podemos encontrar aplicaciones lo suficientemente complejas como para que un sistema de arranque tradicional se vea disminuido en sus prestaciones y complicado en su puesta en marcha. Por eso, es importante hacer una pausa para revisar y entender en qué consisten las diferentes formas de partida de motor tradicional y compararlas con los partidores suaves.

Arranque directo en línea

Algunas de las características más típicas respecto de la línea de alimentación eléctrica del arranque directo son:

• Se aplica el voltaje máximo, por tanto tiene un alto torque de arranque.

• Toma altas corrientes de arranque (6 a 8 veces la corriente nominal e incluso en ocasiones aún mayor dependiendo del motor).

• Produce fuertes caídas de tensión afectando equipos conectados a la misma línea o barra de alimentación.

• Perturbaciones en la red de alimentación, durante el ciclo de arranque.

Por otro lado, están los efectos eléctricos y mecánicos, que afectan tanto al motor como a la carga conectada. Al aplicar la energía máxima requerida por la carga en el arranque, el esfuerzo mecánico en el eje resulta evidentemente elevado, pudiendo en el tiempo ser causa de ruptura de éste. También el aumento repentino de velocidad en el eje motor versus la inercia de la carga detenida, produce daños en los acoples por engranajes y estiramiento de las correas de tracción en sistemas acoplados por poleas. Esto redunda en menor vida útil de los motores y de los sistemas asociados.

La parada con este método es sin control (denominada Rueda Libre), lo que dependiendo de la aplicación puede producir efectos mecánicos adversos. En efecto, el campo industrial tiene mayoritariamente bombas las que al cortar el suministro de energía se detienen bruscamente sometiendo a todo el sistema de piping al conocido golpe de ariete.

Otro fenómeno presente es el calentamiento de los devanados producto de la alta corriente de arranque que no es limitada por ningún tipo de control. Este calentamiento obedece a la ecuación Q= I2xt

Al sobrecalentarse, los devanados producen un reblandecimiento del barniz que cubre el bobinado, sufriendo además contracción mecánica al aplicarse la energía bruscamente, lo que produce fricción entre las espiras. Con el tiempo, esto claramente dañará el bobinado del motor, produciendo fugas a tierra o cortocircuitos entre espiras.

Finalmente, podemos decir que es inconveniente para el arranque de motores de potencias altas en BT, producto de la elevada y descon-trolada corriente de arranque que pone en jaque a los alimentadores y sus respectivas protecciones.

Todas estas condiciones hacen del arranque directo la forma de partida más estresante desde el punto de vista eléctrico y mecánico, transformándose en la más dañina para todo el sistema productivo.

Partida Estrella-Triángulo

Otro método de arranque tradicionalmente utilizado es el partidor estrella-triángulo, que debe su nombre al hecho que conecta al motor en estrella en una primera etapa y que al cabo de algunos segundos cambia la configuración a triángulo por medio de un temporizador. Obviamente, sólo puede ser ocupado en motores que tienen los seis terminales de las bobinas disponibles en la caja de conexión y es imposible aplicar en motores que traen la configuración triángulo armada de fábrica. Dado que la tensión aplicada en los devanados en configuración estrella es menor, y considerando el cambio a conexión triángulo explicado anteriormente, podemos indicar que las características de este arranque son las siguientes:

1. Tensión reducida de arranque.

2. Corrientes menores durante la conexión estrella.

3. Dos pasos de aceleración.

4. Transientes mecánicos y eléctricos durante el cambio de estrella a triángulo, que se agravan si el tem-porizador está mal ajustado.

5. Complicado arranque de potencias altas en BT por la misma situación anterior y por la variación de carga

6. Sin protección de rotación de fase

• Arranque por tensión reducida y limitación de la corriente de partida: Esto implica una partida con torque reducido cua-dráticamente, ideal cuando no queremos dar un arranque muy violento para la mecánica del sistema y la carga no es muy pesada.

• Arranque por rampa de corriente: Al controlar la corriente de arranque podemos acotar el calentamiento I2xt extendiendo la vida útil del motor al menos al doble. También se aumenta la cantidad posible de partidas por hora especificadas por el fabricante del motor.

• Arranque por rampa de torque: La mejor solución para mover carga pesada en extremo en caso de que la energía disponible sea lo suficientemente elevada (no se limita la corriente).

• Se evitan los transientes en la red y las bruscas caídas de tensión.

• Por el lado mecánico es posible evitar los bruscos tirones que dañan componentes tales como correas, engranajes y/o acoples por flange. Asimismo, se tiene la opción de detener el motor con rampa de desaceleración, lo que permite en el caso de las bombas eliminar el ya mencionado golpe de ariete.

Ventajas respecto del Estrella-Triángulo

• Tensión reducida y corriente limitada en el arranque.

• Corrientes de arranque y límite regu-lables.

• Se pueden programar diferentes pampas para atender a la variabilidad de carga.

• Aceleración controlada y gradual sin transientes mecánicos y eléctricos.

• Protección de rotación de fase.

• Protección de sub y sobrecarga por fase.

• Parada controlada.

Múltiples protecciones

Finalmente, podemos decir que, además de todas las ventajas ya mencionadas, por la aplicación de partidores suaves en BT se agregan las múltiples protecciones que superan ampliamente a las de los arrancadores tradicionales.

Basándonos en el modelo MICRO II de Benshaw, especialista en arrancadores de estado sólido, tenemos:

• Protecciones contra sobre y subcarga de corriente, sobre y bajo voltaje, sobre y baja frecuencia.

• Protección térmica electrónica Clase 5 hasta 20, 30, etc... ajustable en pasos de a 1.

• Puede soportar 25% de sobrecarga constante.

• Incluye detección de pérdida de fase, factor de servicio ajustable desde 1 hasta 1,99, detección de falla a tierra.

• Además, todas las protecciones disponen de un retardo en la operación, y cada alarma y disparo pueden ser asignados a relés para operación de equipos externos.

• Algo no frecuente dentro de partidores de Baja Tensión es el módulo de Protección por RTD, que soporta 8 RTD (6 de bobinado + 2 de descansos), con despliegue de alarma, disparo y temperatura en tiempo real.

• Dos rampas de partida ajustables y seleccionables. Limitación de partidas por hora ajustable, tiempos ajustables entre partidas y entre parada y partida.

• Registro de eventos en tiempo real.