Sistemas de Frenado: Motores Trifasicos Asincronos con Rotor en Cortocircuito por electrofreno

08 Junio 2012

 

GLOSARIO

 

Aparato Conjunto organizado de piezas que cumple una función

determinada dentro de un circuito eléctrico.

Aparato de mando Aparatos operados en forma manual que, incluidos en los

circuitos auxiliares, permiten comandar los aparatos de

maniobra dispuestos en el circuito principal.

Arrancador Combinación de todos los aparatos requeridos para el

arranque y la parada de un motor eléctrico en relación con

una protección contra sobrecarga apropiada.

Corriente Asignada Corriente para la cual son diseñados los aparatos de

maniobra.

Dispositivo de Dispositivo que hace que la operación de un aparato de

enclavamiento maniobras depende de la posición o el efecto de uno o más

componentes de una instalación.

Tiempo de arranque Tiempo que se extiende desde la conexión hasta que el motor

alcanza la velocidad de régimen.

Autotransformador de Se utiliza para implementar un arranque suave de motor con

arranque jaula de ardilla. El autotransformador con una relación

adecuada reduce la tensión en bornes del motor durante el

arranque.

Contacto Estado en el que dos partes conductoras destinadas a esta

función, se unen con determinada fuerza y permiten el paso

de una corriente eléctrica.

Contacto auxiliar Contacto dispuesto en un circuito auxiliar. Según su función

de operación puede ser Normalmente Cerrado (NC),

Normalmente Abierto (NA), Inversor (I) o de paso.

Relé temporizador Aparato de maniobra con retardo de tiempo electrónico o

electromecánico que, una vez que transcurrió un tiempo

ajustado, cierra y/o abre sus contactos.

Tensión de servicio Tensión o voltaje verificado “in situ” entre los conductores

que alimentan un aparato o instalación eléctrica.

 

 

 

 

SISTEMAS DE FRENADO

 

INTRODUCCIÓN

Si un motor eléctrico se desconecta de la línea de alimentación, debido a la inercia, éste tarda algún tiempo en detenerse e, incluso,  puede acelerarse o empezar a girar en sentido contrario después de parado, debido al peso  de la carga, como en los casos de grúas puente, montacargas, ascensores, etc.

Cuando por necesidad del sistema o máquina acoplada a un motor se desea que ésta pare inmediatamente después de desconectar el motor de la línea de alimentación, o bien que se pueda disminuir su velocidad, se recurre a algún tipo o sistema de frenado que haga esto posible.

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FRENADO DE MOTORES TRIFÁSICOS ASÍNCRONOS CON ROTOR EN CORTOCIRCUITO

En numerosas aplicaciones de los motores trifásicos asíncronos de rotor en cortocircuito, es necesario disponer de un sistema seguro que permita frenar el motor en un momento determinado; es decir, es necesario disponer de un par de frenado. Esto sucede, por ejemplo, en máquinas herramientas donde la precisión del trabajo o la seguridad del personal exigen un rápido bloqueo de la máquina accionada y también durante la operación de ascensores.

Los procedimientos más empleados para frenar  los motores trifásicos asíncronos son los siguientes:

ƒ  - Frenado por electrofreno.

ƒ  - Frenado a contracorriente.

ƒ  - Frenado por inyección de corriente continua.

 

 


FRENADO POR ELECTROFRENO

Para el frenado de los motores trifásicos asíncronos, se utilizan tres tipos de frenado por electrofreno que se basan en un sistema de plato móvil solidario al eje del motor, y de unas zapatas o bandas de frenado que actúan sobre él:

ƒ  - Freno por electroimán.

ƒ   -Freno electrohidráulico.

ƒ   -Freno incorporado en el motor.

En los dos primeros casos de los frenados indicados, el plato esta fijo al eje del motor y las zapatas son accionadas, bien sea por un electroimán o un accionamiento electrohidráulico; mientras que en el caso  de freno incorporado en el motor, es el plato el que se desliza y presiona contra la banda de frenado al desconectar el motor de la línea de alimentación.

 

 

FRENO POR ELECTROIMÁN

Este tipo de freno, consiste en un electroimán que puede ser monofásico o trifásico, que se conecta de forma que cuando el motor esté girando, el electroimán está excitado y mantiene abiertas las zapatas de frenado, permitiendo que el eje del motor gire  libremente. Cuando se desconecta el motor de la línea de alimentación, el electroimán también se desexcita y las zapatas, por mediación de uno s resortes antagonistas presionan sobre el plato, que está fijo al eje del motor, parándose éste instantáneamente.

Este tipo de frenado es muy rápido y eficaz; se puede emplear para máquinas de pequeña y mediana potencia, ya que en máquinas de gran
potencia, el volumen y el consumo que ha de tener el electroimán lo hace inviable.

FRENO ELECTROHIDRÁULICO

Este sistema de frenado se diferencia del anterior, en que las zapatas son accionadas por un elemento complejo formado por un motor
asíncrono, una bomba de rodete y un cilindro hidráulico.
Al energizar el motor principal, también se energiza el motor del sistema de frenado quien hace girar el rodete de la bomba y ésta manda aceite
al cilindro, que eleva su pistón y vástago. Al elevarse el vástago del cilindro, mueve una palanca que acciona las zapatas de frenado, de tal
forma que libera el plato del freno y el motor principal pueda girar libremente.
Cuando se corta la energía al motor principal también se desconecta el motor del freno, descendiendo el pistón y vástago del cilindro ayudado
por un resorte antagonista, con lo cual las zapatas presionan el plato del freno y el rotor del motor principal queda frenado instantáneamente. Al
bajar el pistón del cilindro, el aceite regresa al depósito, bien sea directamente o a través de una válvula de retorno.
La ventaja más significativas de este tipo de frenado con respecto al de electroimán, son su trabajo suave y silencioso, así como su seguridad de
servicio y bajo consumo, por lo que puede ser empleado en todo tipo de motores, principalmente en los de mediana y gran potencia.

FRENO INCORPORADO EN EL MOTOR
En este tipo especial de motores, el rotor que es de cortocircuito, es ligeramente troncocónico y está desplazado un poco con respecto al
núcleo del estator, por medio de un resorte. En el extremo del eje, contrario al de acoplamiento, se coloca un plato, también de forma
ligeramente troncocónico, que al ser desplazado por el resorte del rotor presiona contra una banda de frenado que lleva interiormente la carcasa
del rotor.
Cuando el motor no está conectado a la línea de alimentación siempre está frenado, debido al empuje del resorte que presiona el plato contra
la banda de frenado; por el contrario, al energizar el motor, los campos magnéticos del estator y el rotor obligan a este último a centrarse con el
primero, dando lugar a un pequeño desplazamiento del rotor que girará libremente, como consecuencia de la liberación del freno.
Este tipo de motores, aunque más caro que los de construcción normal, se suele emplear en máquinas herramientas, elevadores y cualquier otra
máquina de pequeña potencia que requiera un frenado rápido.

 

 

 

 

 

 

 

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José Carlos Villajulca

Soy un apasionado ingeniero especializado en Control, Automatizacion e Instrumentación Industrial. Con mas 9 años de experiencia desarrollando proyectos y manteniendo sistemas de control en diversas plantas industriales. Soy director y webmaster de InstrumentacionyControl.NET y de MyAutomationClass.com. Cualquier consulta o comentario lo puedes hacer en la parte de abajo y escribiendo nuestro foro: http://instrumentacionycontrol.net/foros/.

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