ENERO 201522

ElectroInstalador

Arrancadores estrella-tringuloDispositivos temporizadores

Aparatos de Maniobra

Ya sabemos que un arrancador a tensin reducida del tipo estrella-tringulo automtico

est constituido por tres contactores, para producir la conmutacin de la etapa de arran-

que a tensin reducida (conexin estrella) a la de marcha a plena tensin (conexin tringu-

lo) y un dispositivo temporizador, para ajustar el momento de la conmutacin.

El momento adecuado para producir la conmutacin de la

etapa de tringulo a la de estrella es cuando el motor

alcanza su mxima velocidad a tensin reducida, es decir,

una velocidad prxima a la de rgimen. En ese momento el

motor toma una corriente de servicio mnima. Lo ideal

sera medir esa corriente y producir la conmutacin en ese

momento ptimo. Lamentablemente los rels de corriente

son elementos muy costosos, por lo tanto se ha decidido

producir la conmutacin mediante un dispositivo que es

relativamente ms econmico, un rel de tiempos.

El operador, durante la puesta en marcha, debe medir el

tiempo que tarda el motor en alcanzar su mxima veloci-

dad a la tensin reducida de estrella y ajustar al temporiza-

dor a ese valor de tiempo.

Dispositivo temporizador trmico

Los rels de tiempos o temporizadores siempre han sido

aparatos relativamente caros; comparados con contacto-

res de pequeo valor asignado, son ms caros; es por ello

que en los antiguos arrancadores estrella-tringulo se utili-

zaban dispositivos temporizadores del tipo trmico. Ya no

se fabrican tales dispositivos, pero debido a los muy exten-

didos que estuvieron en el pasado, y que an muchos de

ellos se encuentran en servicio, nos ocuparemos de ellos.

Se trata de un rel de sobrecargas trmico, similar al utili-

zado para proteger motores alimentado por un arrolla-

miento secundario de la bobina del contactor de estrella.

contina en pgina 24u

Por: Alejandro Francke

Especialista en productos elctricos de baja tensin,

para la distribucin de energa; control, maniobra y

proteccin de motores y sus aplicaciones.

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los electromecnicos; se basan en el funcionamiento de un

motor sincrnico que arrastra un rbol de engranajes que

en definitiva acta sobre una leva que acciona a uno o

varios contactos, normalmente del tipo conmutador, del

rel. La sucesin de varios engranajes logra que una cierta

cantidad de vueltas del motor determine el tiempo de

actuacin del rel.

Al tipo de rel antes descripto se lo conoce como rel de

tiempos retardado a la actuacin. Es el tipo de rel que se

utiliza en un arrancador estrella-tringulo.

El funcionamiento del motor del rel depende slo de la

frecuencia de la tensin asignada aplicada, por ello son

rels muy exactos (1%) y la exactitud de su ajuste tambin

est en el mismo orden del 1%.

Los rels de tiempo convencionales se conectan en parale-

lo con el contactor de lnea (k1) del arrancador. La posicin

cerrada de su contacto alimenta a la bobina del contactor

de estrella que inicia as la etapa de arranque, luego del

tiempo ajustado conmuta haciendo que el contactor estre-

lla caiga y se cierre el de tringulo.

Con el desarrollo de la tcnica el motor sincrnico ha sido

reemplazado por circuitos electrnicos. Los primeros siste-

mas de tiempo fueron los del tipo R-C, es decir, un circuito

resistencia ms capacitor en serie. Todo circuito R-C tiene

una constante de tiempo (tau)=Rx C.

La resistencia R est formada, entre otras, por la bobina de

un rel auxiliar y un potencimetro que permite el ajuste

del tiempo de actuacin.

A estos rels se los conoce como de ajuste y desarrollo

analgico del tiempo.

El desarrollo del circuito electrnico permite limitar,den-

tro de los mrgenes tolerables, a la influencia de la tensin

de alimentacin y la temperatura ambiente. A pesar de

ello la exactitud del ajuste del potencimetro ronda el 20%

Este arrollamiento secundario provee una corriente defini-

da, de valor fijo, que hace que el dispositivo trmico acte

en ms o menos tiempo segn sea su regulacin.

Un contacto conmutador asociado conmuta la etapa de

arranque, desconectando al contactor de estrella (k2) para

conectar al contactor de tringulo (k3), iniciando as la

etapa de marcha.

Este dispositivo es muy simple y econmico pero tiene el

inconveniente de ser muy inexacto e impreciso. A la impre-

cisin tpica de todo rel de sobrecargas (+- 10%) se suma

que la corriente secundaria que mide (provista por el arro-

llamiento secundario de la bobina del contactor estrella) es

fuertemente dependiente de la tensin aplicada como ten-

sin de comando y a la temperatura ambiente de funciona-

miento del tablero donde est instalado. Adems, se suma

el hecho que, debido a la inercia trmica del dispositivo, en

dos arranques consecutivos el calor acumulado dentro del

dispositivo hace que la segunda conmutacin se produzca

en mucho menos tiempo que la primera. El mismo fen-

meno no permite una elevada frecuencia de maniobra en

arrancadores estrella-tringulo provistos con dispositivos

temporizadores de carcter trmico.

La exactitud del ajuste de la escala es del orden del 5%.

Aclaracin a las figuras:

k1 = contactor de lnea;

k2 = contactor de estrella o arranque;

k3 = contactor de tringulo o de marcha;

k4 = dispositivo temporizador

Cuando son necesarias mayor exactitud en el ajuste del

tiempo de arranque y en la precisin en su funcionamiento

se utilizan rels de tiempo convencionales.

Rels temporizadores convencionales

Los rels de tiempos o temporizadores ms antiguos son

Figura 1. Conexin de un dispositivo temporizador trmico.

Figura 2. Conexin de un rel temporizador convencional.

viene de la pgina 22u

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(en ejecuciones especiales el 5%) y la precisin entre el 2 y el 5%.

Este tipo de rel de tiempo electrnico (analgico-analgi-

co) es muy econmico pero poco aplicable en ciertas fun-

ciones que requieren precisin; por ello se evolucion

hacia los circuitos electrnicos de desarrollo digital, es

decir, el circuito R-C fue reemplazado por contadores elec-

trnicos y un cristal generador de pulsos; as se logran pre-

cisiones de entre el 1 y el 2%.

Una evolucin posterior de la tecnologa permiti construir

rels donde el potencimetro fue reemplazado por un

indicador luminoso y un par de pulsadores, logrndose as

una exactitud deajuste del 1%.

Estos modernos rels de tiempo son relativamente muy

caros; por eso se fabrican en dos versiones:

a) Una ms econmica, menos exacta, de ajuste analgico

y desarrollo digital y

b) otra menos econmica, pero ms exacta, de ajuste y

desarrollo digital.

Ambas igual de precisas.

Rels temporizadores especiales para arrancadores estre-

lla-tringulo

Los contactores modernos son muy veloces. Si el circuito

de maniobras del arrancador estrella-tringulo est des-

arrollado con un rel de tiempos retardado a la conexin

convencional como se muestra en la figura 2, es posible

que el contactor de tringulo cierre sus contactos principa-

les antes que se hayan apagado del todo los arcos de extin-

cin del contactor de estrella; entonces se produce un cor-

tocircuito de lnea como muestra la figura 3.

Una manera de minimizar a este efecto es enclavar a los

contactores de tringulo y de estrella mutuamente

mediante sendos contactos auxiliares NC. El contactor de

tringulo no cerrar al conmutar el contactor del rel tem-

porizador sino cuando se cierre el contacto auxiliar del

contactor estrella.

Es por eso que se han desarrollado a los rels temporiza-

dores especiales para arrancadores estrella-tringulo que

funcionan del siguiente modo:

Constan de dos contactos NA en lugar de un contacto con-

mutador; el primero cierra instantneamente al alimentar-

se el rel, iniciando el proceso de arranque en estrella del

motor. Este contacto se abre transcurrido el tiempo ajusta-

do; luego de una pausa de 50 ms se cierra el segundo con-

tacto iniciado el proceso de marcha en tringulo.

Con la pausa de 50 ms se logra que el arco en el contactor

se haya extinguido con seguridad antes que cierre el de

tringulo. Al principio esta pausa era de 100 ms, pero la

pausa era muy prolongada lo que ocasionaba que el motor

perdiera mucha velocidad en esa transicin produciendo

una conmutacin muy conflictiva.

El esquema de conexin de tal rel se muestra en la

figura 4.

Figura 3. Cortocircuito a travs del contactor de estrella.

Figura 4. Conexin de un rel temporizador especial para

arrancadores estrella-tringulo.

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