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 1 ENERO 2015 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 continúa en página xx u viene de la página xx u ElectroInstalador 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). 2 ENERO 2015 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. continúa en página xx u viene de la página xx u ElectroInstalador 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. 3 ENERO 2015 Además el contactor de estrella K2 enclava al contactor de triángulo K3 a través de su contacto auxiliar normal cerrado 21-22. continúa en página xx u viene de la página xx u 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 4 ENERO 2015 ElectroInstalador