Arrancador DOL para motores: diagrama, funcionamiento, tipos y aplicaciones del arrancador directo en línea
El motor de inducción consume una gran cantidad de corriente al arrancar. Esta corriente de arranque puede dañar los devanados del motor. Para evitar cualquier daño, utilizamos diferentes técnicas para reducir la corriente de arranque utilizando Motor Starter. Estas técnicas dependen de las capacidades del motor y de la carga conectada al motor. Además de esto, el arrancador de motor también protege el motor contra sobrecargas y sobrecorrientes.
El arrancador Direct Online o DOL emplea una técnica de arranque de voltaje total o a través de la línea donde el motor está conectado directamente a voltaje total a través de MCCB o disyuntor y relés para protección contra sobrecarga. Esta es la razón por la que este tipo de motor de arranque se utiliza con motores de inducción con una potencia inferior a 5 hp.
¿Qué es el iniciador directo en línea (DOL)?
DOL Starter (Direct Online Starter) también se conoce como “iniciador al otro lado de la línea”. El arrancador DOL es un dispositivo que consta de un contactor principal, dispositivos de protección y un relé de sobrecarga que se utiliza para las operaciones de arranque del motor.. Se utiliza para motores de baja potencia, generalmente inferiores a 5 HP.
En el método de arranque directo en línea para arrancar el motor, los devanados del estator del motor se conectan directamente al suministro principal donde el DOL protege el circuito del motor de una alta corriente de entrada que puede dañar el circuito general ya que la corriente inicial es mucho más alta que la corriente nominal total. .
A continuación se muestra el diagrama de cableado básico de un DOL (Arranque directo en línea).
Protección ofrecida por DOL Starter:
Los arrancadores de motor no solo proporcionan una corriente de arranque segura sino que también brindan protección para mantener el motor seguro durante el funcionamiento. Está claro que el arrancador DOL proporciona el voltaje de línea completo pero proporciona la siguiente protección:
Protección contra la sobretensión:
La condición que provoca el flujo de una corriente defectuosa en gran cantidad debido principalmente a un cortocircuito o falla a tierra se llama sobrecorriente.
La condición de sobrecorriente puede causar daños al motor, a las líneas eléctricas y puede ser un peligro para los operadores. Tal cantidad de corriente es demasiado peligrosa por un breve momento.
En el arrancador DOL utilizamos un disyuntor o fusibles para proteger contra sobrecorriente. Abren el circuito e interrumpen el flujo de corriente en un instante hasta que se resuelve el problema en el sistema. El fusible o disyuntor se selecciona cuidadosamente teniendo en cuenta su clasificación. Porque no queremos que el fusible se rompa sino que tolere tanto la corriente de arranque como la corriente de carga pesada. La clasificación del disyuntor de sobrecorriente se mantiene un poco más alta que la corriente de arranque nominal del motor.
Protección de sobrecarga:
La condición en la que la carga conectada al motor aumenta más allá de su límite y el motor consume una cantidad excesiva de corriente se denomina condición de sobrecarga. Durante la sobrecarga, el flujo de corriente supera los límites de seguridad, lo que daña los cables y los devanados del motor. Derrite los devanados y puede provocar riesgos de incendio.
Para proteger el motor de sobrecargas, utilizamos un relé de sobrecarga que desconecta la fuente de alimentación y protege el sistema del sobrecalentamiento. El relé de sobrecarga monitorea la corriente e interrumpe el flujo de corriente cuando excede un cierto límite durante un período de tiempo. El mecanismo de disparo puede variar y depende de la aplicación del motor.
A continuación se presentan algunos tipos de relés de sobrecarga utilizados para la protección de motores:
Relé de sobrecarga térmica: Este tipo de relé de sobrecarga funciona según el principio de expansión debido al calor generado por el flujo de corriente. Se utiliza una tira bimetálica con diferente dilatación térmica para romper o hacer el circuito en función de la temperatura.
Relé de sobrecarga magnético: estos relés funcionan según el principio del campo magnético generado por el flujo de corriente a través de una bobina. Una corriente excesiva consumida por el motor (es decir, una cantidad predeterminada) genera suficiente campo magnético para disparar los terminales de contacto e interrumpir el suministro de corriente.
Relé de sobrecarga electrónico: El relé electrónico es un dispositivo de estado sólido sin piezas ni contactos móviles. Utiliza sensores de corriente para monitorear la corriente del motor y tiene una configuración ajustable que permite el disparo en una amplia gama de corrientes nominales.
Construcción de DOL Starter:
Un iniciador DOL o Direct Online tiene solo dos botones; Verde y Rojo, donde el botón verde se usa para arrancar y el rojo para detener el motor. El botón verde conecta los terminales y cierra el circuito mientras que el botón rojo desconecta los terminales y rompe el circuito.
El arrancador DOL está hecho de un disyuntor o MCCB o fusible, un relé de sobrecarga y un contactor o bobina. El disyuntor se utiliza para protección contra cortocircuitos, mientras que el relé de sobrecarga protege el motor contra sobrecargas. El contactor se utiliza para arrancar y detener el motor donde están conectados los botones verde y rojo. El cableado del botón de inicio y parada se explica brevemente en este artículo a continuación.
Partes de DOL Starter:
Un arrancador DOL está hecho de las siguientes partes:
Disyuntor o fusible:
El disyuntor o fusible se conecta directamente a la red eléctrica y se utiliza como protección contra cortocircuitos. Dispara la fuente de alimentación en caso de cortocircuito para proteger el sistema de cualquier peligro potencial.
Contactores magnéticos:
Un contactor magnético es un interruptor electromagnético que funciona electromagnéticamente para cambiar la energía suministrada al motor. Conecta y desconecta múltiples contactos cómodamente proporcionando control remoto sobre la operación.
El campo magnético generado por la bobina se utiliza para cambiar los terminales. La corriente que pasa a través de la bobina magnetiza el núcleo de hierro que está rodeado por la bobina. La fuerza magnética tira de la armadura para cerrar o abrir los contactos.
Los contactores magnéticos tienen tres contactos principales NO (normalmente abiertos) utilizados para el suministro de energía al motor y contactos auxiliares (NO y NC) de menor calibre utilizados para el circuito de control. La bobina está conectada a la fuente de voltaje a través de contactos auxiliares. Además, tenga en cuenta que la bobina utilizada para un suministro monofásico y trifásico varía ya que los voltajes de suministro son diferentes.
Relé de sobrecarga:
OLR o relé de sobrecarga es la última parte utilizada en el arrancador DOL y se utiliza para proteger contra la sobrecarga del motor. Interrumpe el flujo de corriente cuando supera un cierto límite pero también tolera la alta corriente de arranque. Por lo tanto, el OLR se selecciona cuidadosamente de tal manera que su límite de corriente de disparo no caiga por debajo del rango de corriente inicial.
La cantidad excesiva de flujo de corriente puede dañar el aislamiento de los cables eléctricos y el devanado del motor. La esperanza de vida del motor disminuye y puede acortar los devanados provocando riesgo de incendio.
Un simple fusible o disyuntor no puede proteger el sistema contra sobrecargas porque se utilizan para protección contra sobrecorriente (cortocircuito). El OLR tiene propiedades de detección de corriente que pueden diferenciar entre la corriente de arranque y la de sobrecarga.
Diagrama de cableado del arrancador DOL:
El cableado de trifásico y monofásico difiere ligeramente entre sí. A continuación se muestra el cableado para el arrancador dol trifásico y monofásico:
Diagrama de cableado del arrancador DOL trifásico:
Este es el diagrama de cableado básico de un arrancador DOL
Diagrama de potencia:
Diagrama de control:
MCCB o disyuntor: Las fases R, Y y B están conectadas a través de MCCB a los contactores.
Contactor magnético: El contactor tiene 3 tipos de contactos:
1) Contactos principales: El contactor tiene 3 contactos principales (NO) conocidos como L1, L2 y L3.
- L1 está conectado a la fase R a través de MCCB
- L2 está conectado a la fase Y a través de MCCB
- L3 está conectado a la fase B a través de MCCB
- El punto 1 está conectado a la fase R mientras que el punto 2 está conectado al punto T1 del relé de sobrecarga.
- El punto 3 está conectado a la fase Y, mientras que el punto 4 está conectado al punto T2 del relé de sobrecarga.
- El punto 5 está conectado a la fase B, mientras que el punto 6 está conectado al punto T3 del relé de sobrecarga.
2) Contactos auxiliares NO: el contacto auxiliar NA 53 y 54 se cierra cuando la bobina se energiza. Se conecta a través del pulsador verde y rojo.
- El punto 53 está conectado al botón de inicio del punto 96.
- El punto 54 está conectado a través del tope. botón.
3) Contactos NC auxiliares: el contacto NC 95 y 96 son contactos normalmente cerrados del relé de sobrecarga y se abren cuando la corriente excede un cierto límite.
- El punto 96 está conectado al botón de parada.
Bobina de relé: Los puntos de la bobina del relé A1 y A2 están conectados al suministro de voltaje a través del OLR, el botón de inicio y el botón de parada.
- El punto A1 está conectado a la fase R desde el punto 1.
- El punto A2 está conectado al terminal NC del punto 95 del relé de sobrecarga.
Relé de sobrecarga: El relé de sobrecarga normalmente tiene conectados los terminales T1, T2 y T3 que suministran energía al motor.
- El T1 está conectado al punto 2 del contactor.
- El T2 está conectado al punto 4 del contactor.
- El T3 está conectado al punto 6 del contactor.
A continuación se muestra el diagrama básico de cableado de control y alimentación para arrancar y detener un motor trifásico utilizando un arrancador DOL.
Publicación relacionada: ¿Cómo arrancar y detener un motor trifásico utilizando un arrancador directo en línea (DOL)?
Diagrama de cableado del arrancador DOL monofásico:
Se puede diseñar un arrancador de motor DOL monofásico utilizando los mismos componentes que se muestran en el siguiente diagrama.
Tenemos que utilizar los 3 polos del relé de sobrecarga, de lo contrario el desequilibrio debido al paso de corriente en sólo 2 de ellos provocará disparos innecesarios.
Funcionamiento de DOL Starter:
El arrancador DOL conecta el suministro de voltaje trifásico, es decir, fase R, fase Y y fase B a los terminales del motor de inducción.
Hay dos tipos de circuitos en el diagrama del arrancador DOL mostrado anteriormente; El circuito de control y el circuito de potencia.
El circuito de control:
Se alimenta únicamente de 2 fases de la fuente de alimentación y se encarga de arrancar y detener la energía suministrada al motor.
El botón de inicio verde y el botón de parada rojo están conectados dentro del circuito de control. Al presionar el botón verde por un instante se pone en marcha el motor y se suministra energía cuando se suelta. Al presionar el botón rojo se detiene el suministro de energía y se detiene el motor.
Presionando el botón Inicio (verde):
El botón Verde está conectado a la fuente de alimentación de la fase B a través del punto 5 y el punto 53 y lo conecta al punto A2 de la bobina del relé a través del punto OLR 96-95.
Al presionar el botón verde se cierran los contactos y se proporciona el suministro de voltaje a la bobina del relé que lo energiza. La bobina mueve el contactor a una posición cerrada y la energía se suministra al motor de inducción.
Soltar el botón Inicio (verde):
Cuando se suelta el botón de inicio, el suministro de voltaje a la bobina del relé aún se mantiene. El suministro de voltaje se dirige desde el punto 54 del contactor (posición cerrada) a través del punto OLR 95-96.
En caso de sobrecarga, el punto 95-96 del OLR abre y desenergiza la bobina para abrir los contactores.
Presionar el botón Detener (rojo):
Después de soltar el botón de inicio, presionar el botón de parada abrirá sus contactos e interrumpirá el suministro de voltaje a la bobina del relé. por lo tanto, la bobina se desenergiza y el contactor cambia a la posición abierta y detiene el suministro de energía al motor.
El circuito de potencia:
El circuito de potencia es el encargado de proporcionar la potencia suministrada al motor. Su trabajo es transportar una gran cantidad de corriente necesaria para alimentar el motor. La conmutación de este circuito está controlada por el circuito de control.
Principio de DOL Starter:
El arrancador Direct Online funciona con voltaje total o con una técnica de línea cruzada donde el motor está conectado directamente al suministro de voltaje total. Como no hay reducción de voltaje, la corriente de arranque es muy alta, lo que conduce a un par de arranque alto.
Cuando el motor arranca, consumirá una corriente enorme, generalmente de 5 a 6 veces mayor que su corriente nominal a máxima velocidad. El enorme consumo de corriente provocará una caída en el voltaje de la línea. El aumento gradual de la velocidad disminuirá la corriente extraída de las líneas, pero no por debajo de cierta velocidad (normalmente al 75%). Una vez que el motor alcanza su velocidad nominal, la corriente consumida y el voltaje de línea volverán a la normalidad.
Dado que el dol proporciona una corriente de arranque alta, el motor genera un par de arranque alto. El par generado también depende de la potencia del motor. La carga conectada al motor afecta la aceleración y el tiempo necesario para alcanzar la velocidad máxima. Si la carga conectada al motor tiene un par alto, entonces el par entregado por el motor no acelerará. Y es necesario reemplazarlo por un motor que tenga un par de arranque elevado.
También tenga en cuenta que la corriente de arranque puede dañar los devanados del motor. Por tanto, los motores de baja potencia se conectan a través del arrancador DOL.
Características, ventajas/desventajas y aplicaciones de DOL Starter
Ventajas
- Es muy sencillo de diseñar, operar y mantener.
- Es el entrante más barato y económico.
- Tiene un diseño compacto y ocupa menos espacio.
- Proporciona el 100% del par de arranque.
- El circuito de control (botón verde y rojo) es simple y un profano puede operarlo.
- Comprender y solucionar problemas del sistema es más fácil.
- Conecta el devanado delta del motor.
Desventajas
- Como utiliza una técnica de arranque de voltaje total, la corriente de arranque es muy alta.
- La alta corriente de arranque puede dañar el motor, por lo que sólo se deben utilizar motores de baja potencia.
- La alta corriente de entrada provoca una caída de voltaje en las líneas eléctricas que puede ser peligrosa para otros aparatos conectados en paralelo.
- En algunos casos, el alto par de arranque puede resultar innecesario.
- Un par de arranque elevado provoca tensión mecánica que reduce la vida útil del motor.
- No hay control sobre la corriente de arranque y el par.
Características:
Algunas de las características de los arrancadores DOL son las siguientes;
- Proporciona alta corriente de arranque.
- Proporciona un alto par de arranque.
- Provoca una caída de tensión en la red eléctrica.
- Tiene el mecanismo de control más simple.
- Es adecuado para motores de baja potencia.
Aplicaciones:
- Los arrancadores DOL se utilizan para motores con potencias nominales bajas.
- Donde la corriente de arranque no dañe los devanados del motor.
- Para aplicaciones donde la corriente de arranque no provoca grandes caídas en el voltaje de línea.
- Los arrancadores directos en línea se utilizan para pequeñas bombas de agua, cintas transportadoras, ventiladores y compresores.
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