Sistemas Fundamentales de Control de Motores

Control a Dos Hilos

Se denomina «control a dos hilos» porque en el circuito básico solo se necesitan dos cables para conectar el dispositivo de mando (como un interruptor o sensor) con el arrancador magnético.

Funcionamiento del Control a Dos Hilos

• Cuando el contacto del dispositivo de mando (interruptor o sensor) se cierra, la bobina M se energiza.
• Esto provoca que los contactos de potencia se cierren y el motor trifásico arranque.
• Si ocurre una baja tensión o corte de energía, la bobina pierde el campo magnético, los contactos se abren y el motor se desconecta automáticamente.

Control a Tres Hilos

Sistema utilizado para arrancar y parar un motor usando tres hilos. Utiliza botones o dispositivos de acción momentánea (como pulsadores de arranque y paro). Incluye un circuito de retención, lo que significa que el motor no se reinicia solo cuando regresa la energía, ofreciendo así protección por bajo voltaje.

Funcionamiento del Control a Tres Hilos

• Se pulsa el botón de arranque, la bobina se energiza y el motor arranca.
• El circuito de retención mantiene encendida la bobina, aunque se suelte el botón.
• Se pulsa el botón de paro, se abre el circuito y el motor se apaga.
• Si hay un corte de energía, el motor no arranca automáticamente cuando vuelve la corriente.

Clasificación de los Sistemas de Control

Control Separado

Es un sistema donde el circuito de control (bobina, pulsadores y protecciones) se alimenta con una fuente de tensión independiente del circuito de potencia.

Control por Modo de Operación

Control Manual, Semiautomático y Automático

• Control Manual: El operador debe mover un interruptor o pulsar un botón para que se efectúe cualquier cambio en las condiciones de funcionamiento de la máquina o del equipo en cuestión.
• Control Semiautomático: Utiliza un arrancador electromagnético y uno o más dispositivos pilotos manuales, tales como pulsadores, interruptores de maniobra o combinadores de tambor.
• Control Automático: Está formado por un arrancador electromagnético o contactor controlado por uno o más dispositivos pilotos automáticos. La orden inicial de marcha puede ser automática, pero generalmente es una operación manual, realizada en un panel de pulsadores e interruptores.

Métodos de Arranque para Motores Trifásicos

Arranque Directo (DOL – Direct On Line)

El arranque directo aplica al motor la tensión nominal mediante un contactor y protecciones (fusibles y relé térmico).

• Ventaja: El motor entrega el torque máximo desde el inicio.
• Desventaja: Consume una corriente de arranque muy alta (hasta 10 veces la nominal).
• Recomendación: Se recomienda solo en motores pequeños, de hasta 10 HP.

Arranque Estrella-Triángulo (Star-Delta)

Es un método de arranque que reduce la tensión en los devanados del motor conectándolo inicialmente en estrella (Y) y, luego de un tiempo, conmutando a triángulo (Δ).

Funcionamiento del Arranque Estrella-Triángulo

1. Estrella (Y): El motor recibe menor tensión (aproximadamente 58%) y la corriente de arranque se reduce a un tercio.
2. Triángulo (Δ): Al llegar al 80% de la velocidad nominal, un temporizador conmuta y el motor trabaja a plena tensión y carga completa.

Arranque por Autotransformador

El arranque por autotransformador consiste en usar un autotransformador para reducir la tensión aplicada al motor en el arranque, lo que disminuye la corriente y el esfuerzo eléctrico en la red.

Funcionamiento del Arranque por Autotransformador

1. Al arrancar, el motor se conecta a una tensión reducida (50%, 65% o 80%).
2. Esto reduce proporcionalmente la corriente de arranque y el par motor.
3. Cuando alcanza entre el 70% y el 85% de la velocidad nominal, un contactor lo conecta directamente a la red para trabajar a plena tensión.

Arrancador Suave (Soft Starter)

Un arrancador suave es un dispositivo electrónico que regula el voltaje aplicado al motor en el arranque y paro, usando tiristores (SCRs) para que el motor acelere de manera progresiva y controlada, evitando picos de corriente y golpes mecánicos.

Funcionamiento del Arrancador Suave

• Inicio: Aplica una tensión baja y la aumenta gradualmente hasta la nominal mediante control de fase.
• Durante el arranque: El motor acelera suavemente; se pueden ajustar parámetros como tiempo, tensión inicial y curvas de aceleración/desaceleración.
• Después del arranque: El arrancador puede ponerse en bypass con un contactor o seguir operando para controlar también el paro.

Arranque Mediante Resistencias

Resistencia Primaria (Estator)

Consiste en colocar resistencias en serie con las fases del estator del motor. Esto reduce la tensión que llega al motor durante el arranque, lo que a su vez reduce la corriente y el par.

Funcionamiento de la Resistencia Primaria

1. Al arrancar el motor, las resistencias limitan la tensión aplicada al estator.
2. A medida que el motor acelera, las resistencias se retiran gradual o totalmente (con contactores).
3. El motor queda luego conectado directamente a la red.

Resistencia Secundaria (Rotor Bobinado)

Este método se usa en motores de inducción con rotor bobinado, y consiste en colocar resistencias externas conectadas al rotor a través de escobillas y anillos rozantes.

Funcionamiento de los Motores de Rotor Bobinado

1. Al arrancar, se conectan resistencias altas en el circuito del rotor. Estas resistencias aumentan el par de arranque y reducen la corriente.
2. A medida que el motor gana velocidad, las resistencias se van eliminando en etapas (automática o manualmente).
3. Finalmente, el rotor se cortocircuita del circuito externo y el motor opera normalmente.

Funciones Adicionales de Control

Inversión de Giro

La inversión de giro consiste en cambiar el sentido de rotación del motor trifásico. Esto se logra invirtiendo el orden de conexión de dos fases cualesquiera de la alimentación trifásica.

Procedimiento para la Inversión de Giro

En un motor trifásico, las fases suelen ser L1, L2 y L3. Para invertir el sentido de giro, simplemente se intercambian dos de estas fases (por ejemplo, L1 con L2) en la conexión al motor.

Avance Gradual (Jogging o Marcha a Impulsos)

El avance gradual ocurre cuando la alimentación se aplica brevemente mediante impulsos controlados. Esto es necesario, por ejemplo, cuando la carga del motor debe colocarse en cierta posición antes de arrancar el motor. El circuito aplica alimentación solo cuando se mantiene apretado el pulsador, por lo tanto, no se utilizan relés de enganche.

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