Arrancador suave: principio y funcionamiento

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Un arrancador suave es cualquier dispositivo que controla la aceleración de un motor eléctrico controlando el voltaje aplicado.

Ahora recordemos brevemente la necesidad de tener un arrancador para cualquier motor.




Un motor de inducción puede iniciarse automáticamente debido a la interacción entre el flujo del campo magnético giratorio y el flujo del devanado del rotor, provocando una alta corriente del rotor a medida que aumenta el par. Como resultado, el estator consume mucha corriente y cuando el motor alcanza la velocidad máxima, se extrae una gran cantidad de corriente (mayor que la corriente nominal) y esto puede provocar el calentamiento del motor y eventualmente dañarlo. Para evitar esto, se necesitan arrancadores de motor.

El arranque del motor puede realizarse de 3 formas



  • Aplicación de voltaje de carga completa a intervalos de tiempo: arranque directo en línea
  • Aplicación de voltaje reducido gradualmente: Star Delta Starter y Soft starter
  • Aplicación de arranque de bobinado de piezas: arrancador de autotransformador
Definición de arranque suave

Ahora cambiemos nuestra atención particular al arranque suave.

En términos técnicos, un arrancador suave es cualquier dispositivo que reduce el par aplicado al motor eléctrico. Por lo general, consta de dispositivos de estado sólido como tiristores para controlar la aplicación de voltaje de suministro al motor. El motor de arranque funciona sobre el hecho de que el par es proporcional al cuadrado de la corriente de arranque, que a su vez es proporcional al voltaje aplicado. Por lo tanto, el par y la corriente se pueden ajustar reduciendo la tensión en el momento de arrancar el motor.


Puede haber dos tipos de control mediante arrancador suave:

Control abierto : Se aplica una tensión de arranque con el tiempo, independientemente de la corriente consumida o de la velocidad del motor. Para cada fase, se conectan dos SCR espalda con espalda y los SCR se conducen inicialmente con un retraso de 180 grados durante los respectivos ciclos de media onda (para los cuales conduce cada SCR). Este retraso se reduce gradualmente con el tiempo hasta que el voltaje aplicado aumenta hasta el voltaje de suministro completo. Esto también se conoce como sistema de rampa de voltaje de tiempo. Este método no es relevante ya que no controla la aceleración del motor.

Control de circuito cerrado : Se monitorea cualquiera de las características de salida del motor, como la corriente consumida o la velocidad, y la tensión de arranque se modifica en consecuencia para obtener la respuesta requerida. La corriente en cada fase se monitorea y si excede un cierto punto de ajuste, se detiene la rampa de tiempo de voltaje.

Por lo tanto, el principio básico del arrancador suave es que controlando el ángulo de conducción de los SCR se puede controlar la aplicación de la tensión de alimentación.

2 Componentes de un arrancador suave básico
  • Interruptores de potencia como los SCR que necesitan ser controlados por fase de modo que se apliquen para cada parte del ciclo. Para un motor trifásico, se conectan dos SCR espalda con espalda para cada fase. Los dispositivos de conmutación deben tener una clasificación de al menos tres veces más que la tensión de línea.
  • Lógica de control utilizando controladores PID o microcontroladores o cualquier otra lógica para controlar la aplicación de voltaje de puerta al SCR, es decir, para controlar el ángulo de disparo de los SCR para hacer que el SCR conduzca en la parte requerida del ciclo de voltaje de suministro.
Ejemplo de funcionamiento del sistema electrónico de arranque suave para motor de inducción trifásico

El sistema consta de los siguientes componentes.

  • Dos SCR consecutivos para cada fase, es decir, 6 SCR en total.
  • Circuito de control lógico en forma de dos comparadores: LM324 y LM339 para producir el nivel y la rampa de voltaje y un optoaislador para controlar la aplicación de voltaje de puerta a cada SCR en cada fase.

Un circuito de suministro de energía para proporcionar el voltaje de suministro de CC requerido.

Diagrama de bloques que muestra el sistema electrónico de arranque suave para motor de inducción trifásico

Diagrama de bloques que muestra el sistema electrónico de arranque suave para motor de inducción trifásico

El nivel de voltaje se genera mediante el comparador LM324 cuyo terminal inversor se alimenta mediante una fuente de voltaje fijo y el terminal no inversor se alimenta a través de un condensador conectado al colector de un transistor NPN. La carga y descarga del condensador hace que la salida del comparador cambie en consecuencia y el nivel de voltaje cambie de alto a bajo. Esta tensión de nivel de salida se aplica al terminal no inversor de otro comparador LM339 cuyo terminal inversor se alimenta mediante una rampa de tensión. Este voltaje de rampa se produce usando otro comparador LM339 que compara el voltaje de CC pulsante aplicado en su terminal inversor con el voltaje CC puro en su terminal no inversor y genera una señal de referencia de voltaje cero que se convierte en una señal de rampa mediante la carga y descarga de un Condensador de electrolito.

Los 3rdEl comparador LM339 produce una señal de ancho de pulso alto para cada voltaje de nivel alto, que disminuye gradualmente a medida que se reduce el voltaje de nivel. Esta señal se invierte y se aplica al Optoaislador, que proporciona pulsos de puerta a los SCR. A medida que cae el nivel de voltaje, el ancho de pulso del Optoaislador aumenta y más ancho de pulso, menor es el retraso y gradualmente el SCR se activa sin ningún retraso. Por lo tanto, al controlar la duración entre los pulsos o el retraso entre las aplicaciones de los pulsos, se controla el ángulo de disparo del SCR y se controla la aplicación de la corriente de alimentación, controlando así el par de salida del motor.

Todo el proceso es un sistema de control de bucle abierto en el que el tiempo de aplicación de los pulsos de activación de la puerta a cada SCR se controla en función de la rapidez con la que el voltaje de rampa disminuye desde el voltaje de nivel.

Ventajas del arranque suave

Ahora que hemos aprendido cómo sistema electrónico de arranque suave funciona, recordemos algunas razones por las que se prefiere a otros métodos.

    • Eficiencia mejorada : La eficiencia del sistema de arranque suave que utiliza interruptores de estado sólido se debe más al bajo voltaje de estado encendido.
    • Inicio controlado : La corriente de arranque se puede controlar suavemente modificando fácilmente el voltaje de arranque y esto asegura arranque suave del motor sin sacudidas.
  • Aceleración controlada : La aceleración del motor se controla suavemente.
  • Bajo costo y tamaño : Esto se garantiza con el uso de interruptores de estado sólido.