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Aparatos de Maniobra
ElectroInstalador
Arrancadores estrella-triángulo
Circuito de comando
Los tres contactores que componen a un arrancador automático estrella-triángulo deben
ser apropiadamente conectados para producir la conmutación adecuadamente.
El circuito de comando a realizar depende del tipo de dispositivo de tiempos elegido.
Básicamente, existen cinco circuitos distintos, dos de ellos en desuso, dos antiguos e
inapropiados, aunque vigentes y sólo uno moderno y seguro.
Por: Alejandro Francke
Especialista en productos eléctricos de baja tensión,
para la distribución de energía; control, maniobra y
protección de motores y sus aplicaciones.
Circuito de comando con dispositivo temporizador térmico
En los antiguos arrancadores estrella-triángulo se utilizaban dispositivos temporizadores del tipo térmico. Ya
no se fabrican tales dispositivos, pero debido a los muy
extendidos que estuvieron en el pasado y a que muchos
de ellos se encuentran aún en servicio, nos ocupamos de
los circuitos de comando que los utilizan.
Al oprimir el pulsador de arranque (b1) se alimenta y
activa el contactor de estrella (c2) cerrándose sus contactos principales conectando al motor en estrella. (Ver
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nota correspondiente en Revista Electro Instalador
Número 100; Figuras 1 y 2 ), también conmutan sus contactos auxiliares, los dos contactos normal abierto NA se
cierran y el normal cerrado NC se abre; su segundo contacto NA alimenta al contactor de línea (c1) que alimenta al motor y se autorretiene por su correspondiente
contacto normal abierto NA iniciándose el arranque del
motor. El contactor de estrella se autorretiene por la
serie compuesta por el contacto NA del contactor c1 y
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Circuito de comando con temporizador retardado a la
conexión motorizado
Los dispositivos temporizadores térmicos eran aparatos
poco exactos y precisos; cuando eran necesarias mayor
exactitud en el ajuste del tiempo de arranque y en la precisión en su funcionamiento, se utilizaban relés de tiempo
convencionales. Los primeros relés temporizadores funcionaban con el principio de un motor sincrónico.
Figura 1. Circuito de comando con temporizador térmico.
sus dos propios contactos NA. Así el motor funciona en
la etapa de arranque en estrella. Mientras el contactor
de estrella está conectado por su bobinado circula una
corriente. Un segundo arrollamiento montado en el mismo
cuerpo de bobina funciona como secundario de un transformador. La tensión generada en este devanado secundario alimenta a los elementos bimetálicos del dispositivo de
tiempos (d1); circula una corriente que calienta a los bimetales y hace que tras un determinado tiempo preajustado
abra su contacto temporizado d1.
Al abrir el contacto d1 del temporizador el contactor de
estrella queda sin alimentación y se desconecta abriendo
así sus contactos principales desconectando la etapa de
estrella del motor abre sus contactos auxiliares normal
abierto NA y cierra su contacto auxiliar normal cerrado NC.
El contactor de línea se autorretiene mediante su contacto
normal abierto NA y el contactor de triángulo (c3) se
conecta al recibir alimentación a través de la serie del contacto NA del contactor c1 y del NC del contactor c2.
Al cerrarse los contactos principales del contactor de triángulo el motor queda conectado a plena tensión y en marcha, permanecerá así hasta que sea oprimido el pulsador
de parada (b0) o actúe el relé térmico de sobrecargas (e1).
El contactor normal cerrado NC del contactor de triángulo
c3 conectado en serie con la bobina del contactor de estrella c2 cumple con dos funciones:
1. evita que el relé térmico temporizador siga alimentado
consumiendo energía e
2. Impide que un error de conexión permita el cierre simultáneo de los contactores de estrella c2 y de triángulo c3 lo
que produciría un cortocircuito de línea.
Dado que en este ejemplo se alimenta a las bobinas de los
contactores con tensión de línea R-S se deben utilizar dos
fusibles de protección del circuito de comando (e4 y e5).
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Figura 2. Circuito de comando con temporizador motorizado.
En principio, el circuito de comando cumple con las mismas funciones que el anterior, pero debido a que el contacto del temporizador es del tipo conmutador es más sencillo realizar las conexiones.
También en este caso el relé temporizador se desconecta
durante la marcha del motor, pero no debido a su consumo sino a la necesidad de preservar la vida útil mecánica
del motor de accionamiento del relé que sólo era de un par
de miles de horas.
Se ve que también existe el enclavamiento mutuo entre los
contactores de arranque en estrella (c2) y el de marcha en
triángulo (c3).
Circuito de comando con temporizador retardado a la
conexión electrónico
Con el avance de la tecnología se desarrollaron los relés de
tiempo electrónicos más económicos y de mayor vida útil
que los accionados por un motor sincrónico. Rápidamente
fueron utilizados en su reemplazo para la realización de circuitos de comando de arrancadores a tensión reducida
estrella-triángulo. Su circuito de aplicación es el que se ve
en la figura 3.
Se destaca que el relé de tiempo se alimenta desde un
principio y queda conectado en paralelo con el contactor
de línea c1, autorretenido por un contacto del mismo.
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Los dispositivos temporizadores neumáticos son más
imprecisos e inexactos que los electrónicos pero debido a
su menor costo aún se emplean, en especial en arrancadores estrella-triángulo de pequeño porte, ya que en equipos
mayores, debido a que estos dispositivos no se fabrican
para contactores de elevada corriente asignada, requieren
el uso de un contactor auxiliar.
Figura 3. Circuito de comando con temporizador electrónico.
Nótese que en este caso el relé temporizador no es desconectado y permanece activo durante todo el servicio del arrancador, y por lo tanto también durante la marcha del motor.
A diferencia de los circuitos mostrados en las figuras 1 y 2,
que ya no se utilizan, a este circuito aún se lo implementa.
Los relés de tiempo electrónicos pueden estar montados
en cajas que permiten su montaje individual o sobre otras
que se montan sobre el mismo contactor de línea.
Con el fin de construir relés de tiempo electrónicos compactos básicamente estos relés no están diseñados para
tensiones de alimentación de 380/400 V; por eso en el
esquema anterior la tensión de comando está tomada
entre la tensión de fase R-N.
Por tratarse de circuitos de conexión antiguos los esquemas anteriores están dibujados cumpliendo con la antigua
Norma DIN 40713, hoy superada; es por eso la denominación de los elementos y las líneas no coinciden con los
actualmente utilizados.
Circuito de comando con temporizador electrónico especial para arrancadores estrella-triángulo
Los modernos contactores son muy veloces y es posible
que el contactor de triángulo cierre sus contactos principales antes que se hayan apagado del todo los arcos de extinción del contactor de estrella; entonces se produce un cortocircuito de línea como muestra la figura 3 de la nota
publicada en Revista Electro Instalador Número 101.
Por ello se han desarrollado relés temporizadores especiales para arrancadores estrella-triángulo que postergan el
cierre del contacto de triángulo durante 50 ms después
que haya sido desconectado el contactor de estrella.
Circuito de comando con dispositivo temporizador neumático
Antes que los relés temporizadores electrónicos, y conviviendo con los motorizados, ya existían los relés temporizadores
del tipo neumático. Aún se fabrican y comercializan. Se trata
de aparatos mecánicos que se montan sobre un contactor
pequeño o un contactor auxiliar. Al accionar el contactor se
activa un émbolo dentro del dispositivo temporizador. Este
émbolo o pistón retrasa el cierre de un contacto eléctrico
que cumple con la función de temporizador.
Su circuito de conexión se muestra en la figura 4.
Figura 5. Circuito de comando con temporizador para arrancador Y-D.
Al oprimir el pulsador de arranque (S1) se alimenta y activa
al relé temporizador K4. Este cierra instantáneamente a su
contacto 17-18 el que a su vez activa al contactor de estrella K2; que cierra sus contactos principales conectando al
motor en estrella y a través de su contacto auxiliar normal
abierto 13-14 al contactor de línea K1; que alimenta al
motor. Iniciándoseasí la etapa de arranque o estrella.
Figura 4. Circuito de comando con temporizador neumático.
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Además el contactor de estrella K2 enclava al contactor de
triángulo K3 a través de su contacto auxiliar normal cerrado 21-22.
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El contactor de línea se autorretiene a través de la serie de
sus contactos NA 13-14 y 43-44.
Transcurrido el tiempo ajustado el contacto K4=17-18 se
abre lo que provoca la caída del contactor de estrella K2,
habilitando a través de su contacto NC 21-22 la entrada del
contactor de triángulo K3.
Tras una pausa de 50 ms el relé temporizador K4 cierra su
contacto 17-28 que alimenta al contactor de triángulo K3.
Iniciando así la etapa de marcha. A través de su contacto
normal cerrado 41-42 el contactor detriángulo K3 enclava
al contactor de estrella K2.
Durante la etapa de marcha quedan alimentados los contactores de línea K1 y de triángulo K3 y el relé temporizador K4 que permanecerán así hasta que sea oprimido el
pulsador de parada (S0) o actúe el relé térmico de sobrecargas (F1).
En el esquema de la figura 5 los aparatos y las líneas están
representados según la moderna Norma IEC 60617 en
vigencia; por eso las denominaciones no coinciden con los
esquemas anteriores.
Las notas de números anteriores pueden consultarse
desde nuestro sitio: www.electroinstalador.com
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