Arrancador automático de rotor bobinado de anillo colector de motor de inducción de 3 Φ

Diagramas de potencia y control del arrancador de rotor bobinado de motor de inducción trifásico con anillo colector de arranque automático

Los motores de inducción trifásicos de anillos colectores (también conocidos como rotor devanado) se utilizan ampliamente en aplicaciones de carga y torsión pesadas. Sin embargo, los motores de inducción trifásicos pueden resultar difíciles de arrancar, especialmente cuando impulsan cargas pesadas. Durante el arranque, el rotor experimenta una gran corriente de entrada, lo que puede provocar sobrecalentamiento y tensión mecánica. Para mitigar estos problemas, se emplean varios métodos de arranque, y uno de ellos es el arrancador de rotor de anillos colectores. En la siguiente guía de cableado, mostraremos cómo controlar el arranque y el control de velocidad del motor de inducción de rotor bobinado (anillo colector) trifásico con la ayuda de diagramas de cableado esquemáticos, de potencia y de control.

¿Qué es un motor de anillos colectores?

Un motor de anillos colectores, también conocido como motor de rotor bobinado, es un tipo de motor de inducción trifásico con un diseño de rotor único. A diferencia del rotor de jaula de ardilla estándar, un motor de anillos colectores tiene dos devanados, estator y rotor, donde los devanados del rotor están conectados a anillos colectores externos, que a su vez están vinculados a resistencias. Esta configuración permite un mayor control sobre las características de arranque del motor y la regulación de velocidad.

Al ajustar la resistencia en el circuito del rotor, los motores de anillos colectores pueden proporcionar un arranque más suave, un mayor par a bajas velocidades y un mejor control sobre el rendimiento del motor, lo que los hace muy adecuados para aplicaciones donde el control preciso de la velocidad y el par son esenciales, como en maquinaria industrial pesada y ciertas aplicaciones especializadas.

• Los devanados del rotor están conectados a las resistencias externas del rotor, por eso se le conoce como motor de anillos colectores. Estas resistencias externas ajustan y hacen funcionar automáticamente el motor a plena carga y velocidad.
• El motor de inducción de anillo colector tiene un par de arranque alto porque la resistencia del devanado del motor aumenta con la adición de resistencia externa. El par de arranque aumenta a medida que mejora el factor de potencia del circuito del rotor durante el proceso de arranque.
• El motor de inducción de anillos colectores tiene el devanado del rotor conectado a una resistencia variable externa mediante anillos colectores. Esta configuración reduce la corriente de arranque durante la etapa inicial de arranque del motor.

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Componentes necesarios

1. Motor de anillos colectores trifásico
2. 4 números de contactores
3. Relé de sobrecarga térmica
4. 3P-MCCB
5. Pulsadores ON-OFF
6. Fuente de alimentación trifásica
7. Alambres y cables

Diagramas de cableado de potencia y control

Diagrama de potencia

Diagrama esquemático

Diagrama del circuito de control

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¿Qué es un arrancador de rotor de anillo colector?

Un arrancador de rotor de anillos colectores, también conocido como arrancador de rotor bobinado, es un dispositivo especializado que se utiliza para controlar el arranque y la velocidad de un motor de inducción trifásico. Consta de varios componentes clave:

1. Rotor con anillos colectores: En un arrancador con rotor de anillos colectores, el rotor del motor de inducción tiene tres anillos colectores montados en su eje. Estos anillos colectores están aislados eléctricamente del rotor y conectados a resistencias externas.
2. Resistencias externas: Los anillos colectores están conectados a resistencias externas mediante escobillas. Estas resistencias suelen estar hechas de cerámica bobinada u otros materiales de alta resistencia. Las resistencias se colocan en serie con los devanados del rotor.
3. Panel de control: El panel de control alberga los componentes eléctricos necesarios para operar el motor de arranque. Esto incluye contactores, interruptores y, a veces, un reóstato para controlar la resistencia en el circuito del rotor.

¿Cómo funciona un arrancador de rotor de anillo colector?

El funcionamiento de un arrancador de rotor de anillos colectores se puede dividir en varios pasos:

1. A partir de: Cuando el motor se arranca por primera vez, los anillos colectores sufren un cortocircuito. Esto significa que los devanados del rotor están conectados directamente a los devanados del estator, creando una alta resistencia a la corriente del rotor. Como resultado, el rotor experimenta una corriente de entrada reducida durante el arranque, evitando un calentamiento excesivo y tensión mecánica.
2. Control de velocidad: A medida que el motor acelera, la resistencia en el circuito del rotor disminuye gradualmente. Por lo general, esto se hace ajustando la posición de los cepillos o usando un reóstato. La reducción de la resistencia en el circuito del rotor permite que el rotor se acerque a la velocidad sincrónica más rápidamente.
3. Correr: Una vez que el motor alcanza una velocidad casi sincrónica, los anillos colectores se desconectan completamente del circuito del rotor. En este punto, el motor funciona como un motor de inducción de jaula de ardilla estándar, funcionando de manera eficiente a su velocidad nominal.

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Ventajas de los arrancadores de rotor con anillos colectores

Los arrancadores de rotor con anillos colectores ofrecen varias ventajas, lo que los hace adecuados para aplicaciones específicas:

1. Corriente de arranque reducida: Al introducir resistencia en el circuito del rotor durante el arranque, los arrancadores de rotor con anillos colectores reducen significativamente la corriente de entrada, evitando caídas de voltaje y minimizando el estrés mecánico.
2. Arranque suave y control de velocidad: Estos arrancadores proporcionan una aceleración suave y permiten un control preciso de la velocidad del motor durante el arranque, lo cual es crucial para aplicaciones con demandas de carga variables.
3. Alto par a bajas velocidades: Los arrancadores de rotor de anillos colectores permiten que el motor produzca un par alto incluso a bajas velocidades, lo que los hace ideales para aplicaciones que requieren cargas iniciales pesadas, como cintas transportadoras y trituradoras.
4. Eficiencia mejorada: Una vez que el motor alcanza su velocidad nominal y se desconectan los anillos colectores, el motor funciona con una resistencia mínima del rotor, maximizando su eficiencia.

Aplicaciones de los arrancadores de rotor con anillos colectores

Los arrancadores de rotor de anillos colectores encuentran aplicación en diversas industrias y entornos, entre ellos:

1. Minería: Las trituradoras, molinos y cintas transportadoras suelen utilizar arrancadores de rotor con anillos colectores para manejar cargas pesadas y proporcionar un arranque suave y control de velocidad.
2. Industria del cemento: Los hornos y trituradoras de cemento se benefician de los arrancadores de rotor con anillos colectores para gestionar el par de arranque y los requisitos de control de velocidad.
3. Metalurgia: Los laminadores y las bombas grandes en plantas metalúrgicas requieren arrancadores de rotor con anillos colectores para un control preciso y una operación eficiente.
4. Marino y Offshore: Los arrancadores de rotor de anillos colectores se utilizan en sistemas de propulsión de barcos donde el control preciso de la velocidad y el par del motor es fundamental.

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