NOTA - Electro Instalador

Aparatos de Maniobra
ElectroInstalador
Selección de contactores de
un inversor de marchas
Sabemos que con un par de contactores pueden realizarse distintos tipos de combinaciones
de arranque inversores de marcha para un motor asincrónico trifásico con rotor en
cortocircuito. Puede tratarse de un inversor simple o múltiple, según se trate de
maniobrar a uno o varios motores. También puede diferir entre si el motor es detenido
durante la marcha (servicio continuo) y durante el arranque (servicio intermitente)
o frenado por contramarcha.
Tablas de selección a considerar
Tabla 1. Categorías de servicio para contactores según IEC 60947-4.
18 FEBRERO 2016
Por: Alejandro Francke
Especialista en productos eléctricos de baja tensión,
para la distribución de energía; control, maniobra y
protección de motores y sus aplicaciones.
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Tabla 2. Corrientes de servicio de algunos contactores según IEC 60947-4.
Figura 2. Esquema unifilar de un inversor de marchas para
accionamiento unitario.
El contactor K1 es el correspondiente a “marcha”, o giro del
motor en el sentido horario; el contactor K2 es el correspondiente a “contramarcha”, o giro del motor en el sentido
antihorario. Debemos hacer notar que ambos contactores
no están cableados en paralelo, sino que la alimentación
del contactor K2 sufre una inversión de dos de sus conductores de línea (fases) respecto del contactor K1.
A este tipo de circuito se lo puede utilizar para dos tipos
diferentes de servicio, a saber:
1. Servicio continuo,
2. Servicio intermitente
Servicio continuo
Cuando un motor debe accionar dispositivos, como cintas
transportadoras y otros medios de transporte o máquinas;
cuando es necesario el desplazamiento en dos direcciones
donde el motor alcanza su velocidad asignada y se mantiene en ella, algunos minutos u horas, hasta cumplir con la
función se habla de servicio continuo del motor. La detención de la máquina se produce al desconectar al motor, en
el tiempo que determina la inercia del conjunto mecánico
del sistema.
Figura 1. Vida útil eléctrica de contactores.
Accionamiento unitario
Se llama así al accionamiento con una combinación de
inversión de marcha cuando alimenta a un solo motor. Esta
es la clase de accionamiento de aplicación más común o
habitual. Como es lógico de suponer ambos contactores
con idénticos.
La figura 2 muestra al esquema unifilar de potencia de una
combinación de arranque para la inversión de marchas de
un único motor, es decir, accionamiento unitario.
20 FEBRERO 2016
Este servicio es igual al arranque directo o a plena tensión
del motor por lo que la selección de los contactores se realiza siguiendo lo indicado para la categoría de servicio AC-3
según IEC 60947-4 descripta en la Tabla 1, según lo indicado en la Tabla 2, ejemplo y resumen de las tablas publicadas por los fabricantes de contactores.
Para un motor de potencia asignada Pn= 4 kW= 5,5 CV, que
conectado a una red de 3x 400 V/ 50 Hz toma de la misma
una corriente aproximada de 9 A, será suficiente un contactor del tamaño 0-2 o uno del tamaño 1-1.
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Servicio intermitente
Cuando se trata de un motor que debe accionar sistemas
como montacargas, ascensores, puentes grúa; donde es
necesario el desplazamiento en dos direcciones y además
lograr su frenado rápido y frecuentemente un servicio pulsante para lograr el posicionamiento de algún dispositivo;
carro, herramienta o pieza; se debe considerar la categoría
de servicio AC-4 según IEC 60947-4, descripta también en
la Tabla1, según lo indicado en la Tabla 2.
Podemos observar que para un mismo contactor la
corriente de servicio para la categoría de servicio AC-4 es
mucho menor que la correspondiente a la de servicio AC3; para se da que: Ie AC-3= 9 A y Ie AC-4= 4,1 A.
En cambio, para el contactor tamaño1-4 es Ie AC-3= 25 A y
Ie AC-4= 9 A; por lo tanto se debe considerar un contactor
de tamaño mayor.
Por otro lado, el fabricante indica para un contactor en servicio AC-4 una vida útil eléctrica de sólo 200.000 maniobras
en lugar de las 1.100.000 dadas para la categoría AC-3. Si
se desea una vida eléctrica útil igual, según las curvas de la
vida útil eléctrica en función de la corriente de desconexión (Figura 1a) se requiere un contactor del tamaño 2-2.
Servicio mixto
En realidad el servicio intermitente puro es poco probable.
Lo normal es un servicio mixto entre servicio continuo e
intermitente. Por ejemplo, se utiliza el servicio intermitente para lograr el posicionamiento de una herramienta; una
vez logrado ésto se inicia y realiza el total de la producción
con servicio continuo.
En algunas maniobras el motor alcanza su velocidad asignada y es desconectado cuando toma su corriente asignada (caso más favorable, servicio continuo, categoría de servicio AC-3); en otras maniobras el motor no alcanza su
velocidad asignada siendo desconectado mientras aun
toma la corriente de arranque (caso más desfavorable, servicio intermitente, categoría de servicio AC-4).
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En nuestro caso:
A = 1.100.000 maniobras,
B = 200.000 maniobras,
Si suponemos que las maniobras en servicio intermitente
son el 50% del total, entonces será C= 50; Aplicando en la
ecuación, entonces el numerador de la ecuación será:
Los que nos da como resultado una expectativa de vida útil
Será X ≅ 340.000 maniobras. Dado que una vida útil eléctrica
de sólo 340.000 maniobras es muy reducida para un servicio
intermitente y considerando que necesitamos un contactor
que nos brinde al menos un X = 1.200.000 maniobras; vemos
que despejando de la ecuación anterior necesitamos a un
contactor que con 9 A tenga una vida útil eléctrica de A=
1.200.000 x 3,25 = 3.750.000 maniobras. Buscando en la
curva de vida útil de los contactos en función de la vida útil
que nos informa el fabricante encontramos que el contactor
indicado (Figura 1b) es el de tamaño 1-3.
Accionamiento múltiple
Hay casos en los que un grupo de motores deben girar
todos en el mismo sentido y a su vez este debe poderse
invertir; o una serie de medios de transporte deben trasladar al material en dos sentidos opuestos. Este es el caso de
servicio múltiple de un conmutador inversor de marcha. La
figura 3 muestra la representación esquemática unifilar de
un conjunto conmutador inversor de marchas para la alimentación múltiple de varios motores.
La siguiente ecuación permite calcular la expectativa de
vida útil eléctrica según el porcentaje de cada tipo de servicio:
Dónde:
X = Expectativa de vida útil eléctrica en servicio mixto,
A = Vida útil eléctrica en servicio continuo (I = Ie),
B = Vida útil eléctrica en servicio intermitente (I = múltiplo de Ie),
C = Porción del servicio intermitente respecto del total.
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Figura 3. Esquema unifilar de un inversor de marchas para
accionamiento múltiple.
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Los contactores K10, correspondiente a “marcha”, o giro
del motor en el sentido horario y K11 correspondiente a
“contramarcha”, o giro del motor en el sentido antihorario
producen la inversión del sentido de giro y alimentan a una
barra colectora a la que se conectan individualmente cada
uno de los alimentadores de los motores mediante los contactores K1, K2, K3 …... Kn respectivamente.
Arranque múltiple simultaneo
Cuando es necesario alimentar varios motores que deben
funcionar (arrancar y detenerse) simultáneamente y a su
vez poder invertir el sentido de giro como por ejemplo en
una cámara u horno los ventiladores que pueden servir
para insuflar aire dentro del recinto actuando como forzadores o, invirtiendo el sentido, succionarlo trabajando
como extractores. Los contactores K10 y K11 se seleccionan de acuerdo a la suma de las potencias asignadas de los
motores que arranquen simultáneamente siguiendo lo
indicado para la categoría de servicio AC-3 según IEC
60947-4 descripta en la Tabla 2 columna violeta.
No conocemos aplicaciones de este tipo de configuración
que requieran servicio intermitente. El servicio intermitente siempre es individual. Los contactores K1, K2, K3…...
Kn se seleccionan de acuerdo a la potencia asignada
individual de cada de los motores a maniobrar para la
condición de arranque directo categoría de servicio AC3. En este caso puede prescindirse de los contactores
pero, de ser así, no es posible considerar la protección
de los motores contra sobrecargas y contar con ella.
Arranque múltiple parcial
Si por lo contrario los motores no arrancan simultáneamente sino sucesivamente, la corriente de cálculo de los
contactores K10 y K11 puede realizarse considerando lo
indicado para la categoría de servicio AC-1 según IEC
60947-4 descripta en la Tabla 1 columna amarilla, según lo
mencionado en la Tabla 2.
Los K10 y K11, que son idénticos, se dimensionan según el
factor de simultaneidad de los motores en servicio. Se
debe considerar sólo la corriente de consumo de los motores que se encuentran en servicio.
A DISTRIBUIDORES Y USUARIOS DE NUESTROS PRODUCTOS
Como es de público conocimiento, el Ministerio de Hacienda y Finanzas de la Nación ha resuelto establecer un único tipo
de cambio para las operaciones cambiarias y comerciales para toda la República Argentina. Como consecuencia de ello, la
modificación del tipo de cambio oficial del peso respecto de la divisa norteamericana ha sufrido un incremento superior
al 40%. Hoy, la gran mayoría de los productos industriales están compuestos por materiales importados que se ven afectados por esta nueva disposición. Los productos Cambre no son una excepción. El mix de materias primas que conforman
el precio de nuestros productos ronda el 38%, y están estrechamente relacionados al valor de la divisa norteamericana.
Por lo tanto, nuestra estructura de costos se ha visto sensiblemente afectada. No obstante ello, entendemos que debemos realizar un esfuerzo desde la cadena productiva para acompañar al gobierno nacional en estos momentos de transformación y cambio. Es por ello que, con gran esfuerzo, hemos resuelto modificar nuestras listas de precios en un acotado
6%. Es válido aclarar, llegado a este punto, que a lo largo del último año las modificaciones producidas en nuestros precios
fueron del 16 %, completando con este nuevo aumento un incremento total para el 2015 del 23%, sin dejar de abastecer
mercado, en ningún momento, la demanda de nuestros productos.
Nuestra permanente innovación, desarrollo y mejora en los procesos productivos han logrado una reducción significativa
de costos y por ende un mejor posicionamiento y crecimiento en la participación de mercado. Entendemos que éste es el
camino, utilizando imaginación, creatividad y sabiduría para palear y sortear las adversidades económicas que nos toque
vivir. El aumento compulsivo y desbordado de precios no ayudará a nuestra Nación a encontrar el camino del crecimiento
y de prosperidad que esperamos todos los argentinos.
Finalmente comunicamos a nuestros usuarios y distribuidores que seguiremos trabajando para mejorar la productividad,
ofrecer nuevas tecnologías y brindarles precios competitivos y acordes a los mercados internacionales.
Queremos también, y aprovechando este marco de comunicación, saludar al Sr. Presidente de la Nación y desearle el
mayor de los éxitos. Y que juntos, gobierno y privados, hagamos de esta Nación el país de nuestros sueños, porque sin
duda el éxito de su gobierno será el éxito de todo el PUEBLO ARGENTINO.
El Directorio. Cambre I.C Y F.S.A
23 FEBRERO 2016