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Arranque delta-
estrella en motor
síncrono
Araujo Sánchez Pedro, Espinoza Cárdenas Juan, Felix Palomino Juan Daniel,
González Castro Ángel.
Maquinas eléctricas, Instituto Tecnológico de Culiacán, 4 de noviembre de 2019.
Resumen: En este reporte se describe el arranque en un motor síncrono, asi como la
descripción de este motor y el proceso de conectar los cables para que el motor funcione con
conexiones estrella y conexión delta, alternándose automáticamente gracias a relevadores y
arduino, y el cual fueron los resultados de esta práctica.
Palabras claves: motor síncrono, conexión estrella, conexión delta, arduino, relevadores.
Introducción
Son un tipo de motor de corriente
alterna en el que la rotación del eje
está sincronizada con la frecuencia de
la corriente de alimentación; el período
de rotación es exactamente igual a un
número entero de ciclos de CA. Su
velocidad de giro es constante y
depende de la frecuencia de la tensión
de la red eléctrica a la que esté
conectado y por el número de pares de
polos del motor, siendo conocida esa
velocidad como "velocidad de
sincronismo". Este tipo de motor
contiene electromagnetos en el estátor
del motor que crean un campo
magnético que rota en el tiempo a esta
velocidad de sincronismo.
El Motor Síncrono o máquina
sincrónica es la transformación de
energía eléctrica a energía mecánica.
Es también considerada una corriente
alternativa, con velocidad bajo
circunstancias con fase estable
proporcional o continuidad a la
frecuencia de la corriente en su
composición. En el sector industrial,
existen varios modelos de motor
síncrono. Puedes ubicar un motor
síncrono en una frecuencia de
bombeo, también para hacer funcionar
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el transporte público, trituradoras,
entre otros. En el hogar también existe
la presencia de motores síncronos,
como por ejemplo: dentro de tú
lavadora, temporizador o secadora.
Uno de los más potentes motores
síncronos por sus tres fases. Tiene la
ventaja de que su dirección giratoria,
va a una velocidad constante. Para sus
distintos poderes de cargas, este debe
estar siempre en la frecuencia de
alimentación, muy firme. Para su
método de arranque requiere de
dispositivos auxiliares.
En este caso se lleva la máquina
sincrónica a la velocidad de
sincronismo, pues la máquina
sincrónica no tiene par de arranque, y
se alimentan el devanado rotórico
(Devanado de campo) con Corriente
continua y el devanado estatórico
(devanado inducido) con corriente
alterna. La interacción entre los
campos creados por ambas corrientes
mantiene el giro del rotor a la velocidad
de sincronismo. Los motores
síncronos son llamados así, porque la
velocidad del rotor y la velocidad del
campo magnético del estátor son
iguales. Los motores síncronos se
usan en máquinas grandes que tienen
una carga variable y necesitan una
velocidad constante.
Arranque del motor síncrono
Un motor eléctrico tiene tres bobinados
situados en el estator, cada bobinado
tiene dos extremos. Tienen tres
embobinados independientes, uno
para cada fase. Cada embobinado
tiene dos terminales, de tal manera
que tenemos un total de 6 terminales,
que podemos numerar como 1 y4, 2 y
5 así como 3 y 6. La fuente de energía
eléctrica trifásica, tiene tres terminales,
que designaremos como A, B y C y que
se deberán conectar a los
embobinados del motor que se
describieron anteriormente. Los
motores eléctricos se pueden conectar
en estrella o en triangulo dependiendo
de la tensión que tengamos de
entrada, también es posible realizar un
arranque del motor en estrella
triangulo, para esto necesitaremos que
la tensión del motor en triangulo sea
igual a la tensión de alimentación del
motor.
Este tipo de conexión, se asemeja a
una “Y” o estrella de allí su nombre
(Fig.1).
Fig. 1 Conexión estrella en el devanado.
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El motor, también se pueden conectar
en una configuración tipo “DELTA”, en
donde la fase A se conecta a las
terminales 1 y 6, la fase B a 2 y 4 y la
fase C a 3 y 5. Gráficamente, esto
asemeja a la letra griega Delta, con la
energía aplicada a cada vértice de la
figura (Fig.2).
En un sistema conectado en
configuración “Estrella”, el voltaje de
línea Vl = √3Vf, es decir el voltaje de
fase Vf es raíz de 3 veces menor que
el voltaje de línea Vl. En una conexión
“Estrella” la corriente de línea es igual
a la corriente de fase, requieren un
menor nivel de aislamiento, se usan
cuando se requiere una baja corriente
de arranque. En la conexión en estrella
todos los finales de bobina se
conectan en un punto común y se
alimentan por los otros extremos
libres.
En un sistema conectado en
configuración “Delta”, el voltaje de
línea Vl es igual al voltaje de fase Vf.
Mientras que la corriente de fase es
raíz de 3 veces menor que la corriente
de línea. El nivel de aislamiento, es
alto, ya que el voltaje de línea Vl es
igual al voltaje de fase. Este tipo de
conexión, generalmente se emplea
cuando se requiere un alto torque de
arranque. En la conexión en triángulo
cada final de bobina se conecta al
principio de la fase siguiente,
alimentando el sistema por los puntos
de unión.
Arranque automático del motor
síncrono
Para realizar esta práctica,
primeramente nos basamos en un
diagrama para poder hacer el
programa de Arduino e identificar
cuantos relés eran necesarios para
hacer esta práctica, después
Fig.2 Conexión delta en el devanado. Fig.3 Diagrama.
4. 4
realizamos el programa en el software
Arduino para cargarlo a la placa. Como
se muestra en el diagrama de la Fig. 3,
tuvimos que realizar varios puenteos
para que el programa se ejecutara
(Fig.4).
Cuando energizamos obtuvimos el
resultado esperado, el cual fue que
durante determinado tiempo el motor
funcionaba con conexión estrella,
paraba un momento y después se
ejecutaba la conexión delta (Fig. 5).
Conclusiones
Concluimos que un motor síncrono es
un dispositivo electromecánico capaz
de mover un alto rango de cargas a
una velocidad dada, llamada velocidad
de sincronismo, extrayendo la energía
necesaria de una red. El motor
síncrono, utiliza el mismo concepto de
un campo magnético giratorio
producido por el de estator, pero ahora
el rotor consta de electroimanes
permanentes que giran
sincrónicamente con el campo del
estator.
Los motores síncronos son de gran
utilidad para muchas aplicaciones en
la industria, de acuerdo a las
necesidades que esta tenga, pero es
bueno saber que los motores
síncronos son más caros a
comparación de los motores
asíncronos, aproximadamente el doble
del costo de un asíncrono.
Requieren de dos alimentaciones una
de AC y otra de DC. Para su
funcionamiento y operación necesitan
de un arrancador o control muy
especial, ya que en un inicio solo es
Fig. 4 Programa de arduino para la práctica.
Fig. 5 Resultado final.
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alimentado con AC y después de que
entra en sincronía ya sea por un
relevador de tiempo o uno de
frecuencia, se le tiene que alimentar
con CD.
Referencias
Stephen J. Chapman, Maquinas
Eléctricas (4ª Edición), Mc Graw Hill
2005.
Jesús Fraile Mora,Maquinas Eléctricas
(5ªEdición), Mc Graw Hill 2003.
A. E. Fitzgerald, Maquinas Eléctricas
(5ªEdición).IV.
http://www.oni.escuelas.edu.ar/2001/c
ordoba/electronica/motores_el%C3%
A9ctricos
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Biografías
Araujo Sánchez Pedro
Ingeniería mecatrónica
Culiacán, Sinaloa
20 años
Espinoza Cárdenas Juan Antonio
Ingeniería mecatrónica
Angostura, Sinaloa
20 años
Felix Palomino Juan Daniel
Ingeniería mecatrónica
Cosalá, Sinaloa
20 años
González Castro Ángel
Ingeniería mecatrónica
Culiacán, Sinaloa
20 años
