Ultima edición el 16 septiembre, 2021 por JORGE CABRERA BERRÍOS
En este artículo vamos a discutir varios métodos para arrancar un motor de inducción trifásico . Antes de discutir esto, es muy esencial recordar aquí la característica de deslizamiento de par del motor de inducción trifásico que se indica a continuación. 
A partir de la característica de deslizamiento de par, está claro que en el deslizamiento igual a uno tenemos un par de arranque positivo, por lo tanto, podemos decir que el motor de inducción trifásico es una máquina de arranque automático, entonces, ¿por qué se necesitan arrancadores para la inducción trifásica? ¿motor? La respuesta es muy simple.
Si miramos el circuito equivalente del motor de inducción trifásico en el momento del arranque, podemos ver que el motor se comporta como un transformador eléctrico con devanado secundario en cortocircuito, porque en el momento del arranque, el rotor está estacionario y la fem trasera. debido a que la rotación aún no se ha desarrollado, el motor consume una alta corriente de arranque . Entonces, la razón de usar el motor de arranque es clara aquí. Usamos arrancadores para limitar la alta corriente de arranque. Utilizamos diferentes arrancadores tanto para el tipo de motores de inducción trifásicos. Consideremos el primer tipo de motor de inducción de jaula de ardilla . Para elegir un método de arranque para un motor de jaula de ardilla , tenemos tres consideraciones principales:
(a) Se selecciona un tipo particular de arrancador sobre la base de la capacidad de potencia de las líneas eléctricas.
(b) El tipo de arrancador seleccionado en base al tamaño y los parámetros de diseño del motor.
(c) La tercera consideración es el tipo de carga en el motor (es decir, la carga puede ser pesada o ligera).
Clasificamos los métodos de arranque para motores de inducción de jaula de ardilla en dos tipos según el voltaje. Los dos tipos son:
(i) método de arranque de voltaje completo y
(ii) método de voltaje reducido para arrancar el motor de inducción de jaula de ardilla.
Ahora analicemos cada uno de estos métodos en detalle.
Indice de contenidos
Método de arranque de voltaje completo para motor de inducción de jaula de ardilla
En este tipo solo tenemos un método de inicio.
Método de inicio directo en línea
Este método también se conoce como el método DOL para arrancar el motor de inducción de jaula de ardilla trifásico . En este método, conectamos directamente el estator del motor de inducción de jaula de ardilla trifásico a la red de suministro. El motor en el momento del arranque consume una corriente de arranque muy alta (alrededor de 5 a 7 veces la corriente a plena carga) durante un período muy corto. La cantidad de corriente consumida por el motor depende de su diseño y tamaño. Pero un valor de corriente tan alto no daña el motor debido a la construcción robusta del motor de inducción de jaula de ardilla.
Un valor de corriente tan alto provoca una caída de tensión repentina e indeseable en la tensión de alimentación. Un ejemplo vivo de esta caída repentina de voltaje es la atenuación de las luces de los tubos y las bombillas en nuestros hogares en el instante en que arranca el motor del refrigerador. Ahora derivemos la expresión del par de arranque en términos de par a plena carga para el arrancador directo en línea. Tenemos varias cantidades involucradas en la expresión para el par de arranque que se escriben a continuación: Definimos T s como par de arranque
T f como par a plena carga
I f según la corriente del rotor de fase a plena carga
I s según la corriente del rotor de fase en ese momento de arranque
s f como deslizamiento a plena carga
s s como deslizamiento de arranque
R 2 como resistencia del rotor
W s como velocidad síncrona del motor
Ahora podemos escribir directamente la expresión para el par del motor de inducción como 
De la ayuda de la expresión anterior escribimos la relación entre el par de arranque y el par a plena carga como 
Aquí hemos asumido que la resistencia del rotor es constante y no varía con la frecuencia de la corriente del rotor.
Método de voltaje reducido para arrancar el motor de inducción de jaula de ardilla
En el método de voltaje reducido tenemos tres tipos diferentes de método de arranque y estos se escriben a continuación:
- Método de arranque de la resistencia del estator
- Método de mirada automática del transformador
- Método de inicio estrella delta
Ahora analicemos cada uno de estos métodos en detalle.
Método de arranque de la resistencia del estator
A continuación se muestra la figura para el método de la resistencia de arranque : 
En este método, agregamos una resistencia o un reactor en cada fase como se muestra en el diagrama (entre el terminal del motor y la red de suministro) .De esta manera, agregando una resistencia, podemos controlar la tensión de alimentación. Solo se aplica una fracción de la tensión (x) de la tensión de alimentación en el momento del arranque del motor de inducción.. El valor de x es siempre menor que uno. Debido a la caída de voltaje, el par de arranque también disminuye. Derivaremos la expresión del par de arranque en términos de la fracción de voltaje x para mostrar la variación del par de arranque con el valor de x. A medida que el motor acelera, el reactor o la resistencia se corta del circuito y finalmente las resistencias se cortocircuitan cuando el motor alcanza su velocidad de funcionamiento. Ahora derivemos la expresión para el par de arranque en términos de par a plena carga para el método de arranque de la resistencia del estator. Tenemos varias cantidades involucradas en la expresión para el par de arranque que se escriben a continuación: definimos T s como par de arranque
T f como par a plena carga
I fsegún la corriente del rotor de fase a plena carga
I s según la corriente del rotor de fase en el momento del arranque
s f como deslizamiento a plena carga
s s como deslizamiento de arranque
R 2 como resistencia del rotor
W s como velocidad síncrona del motor
Ahora podemos escribir directamente la expresión para el par del motor de inducción como 
De la ayuda de la expresión anterior escribimos la relación entre el par de arranque y el par a plena carga como
Aquí hemos asumido que la resistencia del rotor es constante y no varía con la frecuencia de la corriente del rotor. De la ecuación anterior podemos obtener la expresión del par de arranque en términos del par a plena carga. Ahora, en el momento del arranque, el voltaje por fase se reduce a xV 1 , la corriente de arranque por fase también se reduce a xI s . Al sustituir el valor de I s por xI s en la ecuación 1. Tenemos
Esto muestra la variación del par de arranque con el valor de x. Ahora hay algunas consideraciones con respecto a este método. Si agregamos una resistencia en serie, las pérdidas de energía aumentan, por lo que es mejor usar un reactor en serie en lugar de una resistencia porque es más efectivo para reducir el voltaje, sin embargo, el reactor en serie es más costoso que la resistencia en serie.
Método de arranque automático con transformador
Como sugiere el nombre en este método, conectamos el autotransformador entre la fuente de alimentación trifásica y el motor de inducción como se muestra en el diagrama dado: 
El autotransformador es un transformador reductor, por lo tanto, reduce el voltaje de suministro por fase de V 1 a xV 1 reducción en el voltaje .El reduce la corriente de I s a Xi s. Una vez que el motor alcanza su velocidad de funcionamiento normal, el autotransformador se desconecta y luego se aplica el voltaje de línea completo. Ahora derivemos la expresión para el par de arranque en términos de par a plena carga para el método de arranque del autotransformador. Tenemos varias cantidades involucradas en la expresión para el par de arranque que se escriben a continuación:
Definimos T s como par de arranque
T f como par a plena carga
I f según la corriente del rotor de fase a plena carga
I s según la corriente del rotor de fase en ese momento de arranque
s f como deslizamiento a plena carga
s s como deslizamiento de arranque
R 2 como resistencia del rotor
W s como velocidad síncrona del motor
Ahora podemos escribir directamente la expresión para el par del motor de inducción como 
De la ayuda de la expresión anterior escribimos la relación entre el par de arranque y el par de carga completa como 
Aquí hemos asumido que la resistencia del rotor es constante y no varía con la frecuencia de la corriente del rotor. De la ecuación anterior podemos obtener la expresión del par de arranque en términos del par a plena carga. Ahora, en el momento del arranque, el voltaje por fase se reduce a xV 1 , la corriente de arranque por fase también se reduce a xI s . Al sustituir el valor de I s por xI s en la ecuación 1. Tenemos
Esto muestra la variación del par de arranque con el valor de x.
Método de inicio estrella-triángulo
El diagrama de conexión se muestra a continuación para el método estrella delta. 
Este método se utiliza para los motores diseñados para operar en devanados conectados en triángulo. Los terminales están marcados para las fases del estator que se muestran arriba. Ahora veamos cómo funciona este método. Las fases del estator se conectan primero a la estrella con la ayuda del interruptor de doble tiro triple (interruptor TPDT) en el diagrama, la posición se marca como 1 y luego, cuando se alcanza la velocidad de estado estable, el interruptor se coloca en la posición 2 como se muestra. en el diagrama anterior.
Ahora analicemos el funcionamiento del circuito anterior. En la primera posición, los terminales del motor están en cortocircuito y en la segunda posición del diagrama, los terminales a, byc están conectados respectivamente a B, C y A. Ahora derivemos la expresión para el par de arranque en términos de par de carga para el método de arranque estrella delta. Tenemos varias cantidades que están involucradas en la expresión para el par de arranque se escriben debajo de
T f como par de carga completa
T s como par de arranque
I f según la corriente del rotor de fase a plena carga
I s según la corriente del rotor de fase en el momento del arranque
s f como deslizamiento a plena carga
s scomo deslizamiento de arranque
R 2 como resistencia del rotor
W s como velocidad síncrona del motor
Ahora podemos escribir directamente la expresión para el par del motor de inducción como
Con la ayuda de la expresión anterior, escribimos la relación entre el par de arranque y el par a plena carga, ya que 
aquí hemos asumido que la resistencia del rotor es constante y no varía con la frecuencia de la corriente del rotor. Supongamos que el voltaje de línea es V l, entonces la corriente de arranque por fase cuando se conecta en la posición de estrella es I ss, que viene dada por 
Cuando el estator está en la posición de conexión delta tenemos la corriente de arranque 
De la ecuación anterior tenemos 
Esto muestra que el reducido El método de voltaje tiene la ventaja de reducir la corriente de arranque, pero la desventaja es que todos estos métodos de voltaje reducido provocan la reducción objetable del par de arranque.
Métodos de arranque de motores de rotor bobinado
Podemos emplear todos los métodos que hemos discutido para arrancar el motor de inducción de jaula de ardilla con el fin de arrancar los motores de rotor bobinado. Discutiremos el método más barato para arrancar el motor de rotores bobinados aquí.
Adición de resistencias externas en el circuito del rotor
Esto disminuirá la corriente de arranque, aumentará el par de arranque y también mejorará el factor de potencia . El diagrama del circuito se muestra a continuación: En el diagrama del circuito, los tres anillos deslizantes que se muestran están conectados a los terminales del rotor del motor de rotor bobinado. En el momento del arranque del motor, se agrega toda la resistencia externa en el circuito del rotor. Luego, la resistencia del rotor externo disminuye en pasos a medida que el rotor acelera, sin embargo, el par motor permanece máximo durante el período de aceleración del motor. En condiciones normales, cuando el motor desarrolla un par de carga, se elimina la resistencia externa.
Después de completar este artículo, podemos comparar el motor de inducción con el motor síncrono. La comparación puntual entre el motor de inducción y el motor síncrono se escribe a continuación,
(a) El motor de inducción siempre funciona con un factor de potencia retardado, mientras que el motor síncrono puede funcionar con un factor de potencia adelantado y retardado.
(b) En un motor de inducción, el valor del par máximo es directamente proporcional al cuadrado de la tensión de alimentación, mientras que en el caso de una máquina síncrona, el par máximo es directamente proporcional a la tensión de alimentación.
(c) En un motor de inducción podemos controlar fácilmente la velocidad mientras que con un motor síncrono, en condiciones normales no podemos controlar la velocidad del motor.
(D)El motor de inducción tiene un par de arranque automático inherente, mientras que el motor síncrono no tiene un par de arranque automático inherente.
(e) No podemos usar un motor de inducción para mejorar el factor de potencia del sistema de suministro, mientras que con el uso de un motor síncrono podemos mejorar el factor de potencia del sistema de suministro.
(f) Es una máquina de excitación simple, lo que significa que no hay ningún requisito de excitación de CC, mientras que el motor síncrono es un motor de excitación doble, lo que significa que hay un requisito de excitación de CC separada.
(g) En el caso de un motor de inducción al aumentar la carga, la velocidad del motor disminuye mientras que la velocidad del motor síncrono permanece constante.
