¿Qué condensador necesito para eliminar reactiva de motor 5.5kw?
Tengo un compresor de 30 años de 5.5KW trifásico 380V SIN neutro con arranque directo que según el fabricante consume durante el arranque unas 7 veces más es decir 38.5kw el coseno de fi=0.85 ¿me podían decir el tipo de condensadores que necesito y como conectarlos?
5 Respuestas
me da acceso denegado por no tener permisos al servidor apache
http://www.lifasa.es/descargas/es/not_tec_motor_e.pdf
Echa un vistazo. De todas formas los fabricantes, suelen dar información para sus motores. El motor tiene una placa con datos como estos. El último dato es factor de potencia para la corrección. El condensador tiene que ser para la tensión que indica la placa (cuadro rojo).
Esto es un ejemplo de una placa, tienes que ver los datos concretos de tu motor.
Se supone que la tensión de entre fases es de 400V (V) y la frecuencia (f) de 50 Hz.
Si la potencia real es de 5,5 KW, la potencia aparente será de:
Potencia aparente = 5,5 x 0,85 = 6,47 KVA.
Si el coseno de Fi es de 0,85, el ángulo fi será de 31,79º, y su seno será de 0,5678, y la potencia reactiva será:
Potencia reactiva = 6,47 x 0,5879 = 3,4 KVAR.
Si quiere llevar el factor de potencia a 1, tiene que contrarrestar la reactancia inductiva XL con otra capacitiva XC, y Xc = 1/ 2 pi f C
Como la potencia reactiva = V^2 / XC = V^2 x 2 pi f C , C será:
C = 3400 / 400^2 x 100 pi = 67,6 microFaradios.
No suele ser conveniente elevar el factor de potencia a más de 0,95.
Utilizará 3 condensadores de este valor conectados igual que el motor en triángulo
Rehaciendo el cáculo para ello, C resulta de 35,8 microFaradios.
Esta compensación no afecta apenas al fuerte pico de corriente de arranque.
Muchas gracias por responder Ingeniero, siempre se agradecen sus lecciones pero tengo una pequeña duda, y es que no entiendo de donde salen los 35,8 microfaradios ya que anteriormente en la fórmula salen 67.6uF
Por otra parte este es el valor de la reactiva cuando el motor ya ha arrancado y esta normalizado pero si durante el arranque consume 7 veces más ¿no debería hacer los cálculos para el arranque que es lo que realmente me interesa compensar para que no me salte el ICP?
Por otra parte más: supongo que si pongo condensadores 7 veces más potentes para compensar el arranque el valor del factor potencia nunca va a mejorar de 1 pero ¿estaría consumiendo reactiva del resto de la instalación o incluso de la calle?
Al pasar esta reactiva de la calle hasta el interior de mi instalación ¿afectaría al ICP y al resto de cables de la instalación perjudicando el rendimiento de los cables y el del ICP?
En estos temas la verdad es que estoy muy muy verde, oigo campanas pero poco más y le agradecía muchísimo su tiempo y sus explicaciones.
Lo primero darle la razón al profesor albertx, que en lugar de 3 condensadores iguales, éstos deben de ser de 1/3 de la capacidad, de forma que en total sean la capacidad citada.
En el primer caso la capacidad de 67,8 uF, llevarían al factor de potencia a 1 (es decir un 0,15 por encima del del motor) que por diversas razones no creo conveniente. En cambio con una capacidad de 35,8 uF llevarían al factor de potencia a 0,95 (un 0,1 por encima del del motor).
Si se hicieran los cálculos par la corriente de arranque, en funcionamiento normal el factor de potencia estaría sobre-compensado, pero resulta que éste no puede ser superior a 1 (es una constate matemática fuera de discusión), y por lo tanto bajaría de nuevo, digamos "por el otro lado", con un ángulo de fase adelantado en lugar de retrasado.
El empleo de un variador electrónico, como sugiere también el profesor albertx, no me parece procedente ni justificable. Creo que podría instalar un sistema automático de arranque estrella-triángulo, mediante el cual el motor arranca en estrella, con una importante reducción del pico de corriente, y al cabo de un tiempo pasa a triángulo.
Los cambios que introduzca compensando el factor de potencia, afectan mejorando toda la instalación tanto dentro como fuera. No es que mande la reactiva fuera, si no que la compensa haciendo que desaparezca.
Una ultima pregunta y doy por concluido el tema.
Si no he entendido mal el poner condensadores más potentes de lo necesario en lugar de ayudar empeora el factor potencia al estar sobre-compensado aunque elimine más cantidad de reactiva por lo que no es conveniente ni para el motor ni para mejorar el rendimiento del ICP para que no salte por la reactiva durante el arranque ¿cierto?
Entonces mi pregunta seria sobre las baterías de condensadores que se suelen instalar conectadas a la entrada de la instalación general afectando a todos los motores por igual sin discriminar consumos ni potencias ¿también perjudica el factor potencia de los motores menos potentes al estar sobre-compensados?
En cuanto a los tipos de arrancadores estrella-triangulo según he visto (desde mis pocos conocimientos y fiándome solo de los datos que ponen los fabricantes de arrancadores electrónicos) este tipo de arranque disminuye mucho el pico de corriente de arranque pero el par de fuerza disminuye en mucha mayor proporción que el pico de corriente además de haber otro pico más de consumo al saltar de configuración estrella a triangulo... según este fabricante recomienda arrancadores suaves basados en rampa de voltaje que consumen durante el arranque 3.5veces la potencia nominal, y hace un bypass al llegar al 100% de potencia con un contactor aunque también pierden considerablemente par de fuerza y no se si al estar cargado el compresor con 8 bar de presión podría arrancar con menos par de fuerza...
Los variadores de frecuencia sufren menos perdida de fuerza durante el arranque y consumen como máximo (según tengo entendido) 1.5veces la potencia nominal aunque también es verdad que el precio es casi 10 veces superior a los arrancadores suaves o configuraciones estrella-triangulo.
No es exactamente así.
Compensando gradualmente un motor mediante condensadores de valor ascendente, se llega a un punto en que el factor de potencia es 1 y no hay reactiva.
Si el valor de los condensadores se sigue subiendo, el factor de potencia cae progresivamente y vuelve a haber reactiva, igual de perjudicial que antes, si no peor si el factor de potencia baja por debajo del originario del motor-
Si en una fábrica hay una batería de condensadores general, se supone que están calculados pra un factor de potencia global de toda la fábrica. Si por lo que sea se desconectan motores y el resto queda sobre-compensado, se genera reactiva. Por esto en las instalaciones generales se incluye un aparato que pone o quita automáticamente condensadores como para que nunca haya sobrecompensación.
Si el número de arranques y paradas del motor no es muy grande, optaría por un arrancador estrella-triángulo, y no por un variador de arranque suave. Le explico:
Es cierto que durante el arranque se producen dos picos de tensión, uno en el momento de conectarlo en estrella, y otro cuando pasa de estrella triángulo, pero son mucho más pequeños que el que se produce con el arranque directo en triángulo.
Por otra parte, tiene que tener en cuenta que al arrancarse la máquina tiene que vencer la inercia, y si es un compresor, vencer la presión que pueda haber en el tanque, lo que significa que necesita un esfuerzo suplementario que le proporcionan los picos de corriente. No creo que un arranque suave del suministro eléctrico pueda dar un arranque muy suave a la máquina. El arranque suave es adecuado cuando la fuerza que debe hacer el motor sube progresivamente con la velocidad del motor (como por ejemplo mover un ascensor o una vagoneta), pero accionando un pistón con mucha fuerza al subir y comprimir y poca al regresr hacia abajo y aspira, creo que no. Quizá estoy equivocado, pero es mi opinión.
He leido tu pregunta y algunas respuestas. Yo creo que no es mala idea hacer un arranque Y-D o por autotransformador. Eso va a reducir el pico de arranque y hasta la aparición de arrancadores electrónicos eran sistemas muy utilizados.
Por otra parte, ¿tienes contador telegestión multifunción? Si la respuesta es si estos contadores ya tienen un ICP integrado, por lo tanto puedes eliminar el ICP del cuadro y sustituirlo por un magnetotérmico de curva D del mismo amperaje, a modo de IGA. Se podría colocar de mayor amperaje revisando antes la sección del cable que viene del contador y la máxima corriente que aguantan los diferenciales.
Mi contador es mecanico con ICP mecanico, como he dicho a tus compañeros las opciones del arranque estrella-triangulo, arrancadores suaves o variadores de frecuencia, las conozco pero todas bajan el par de potencia durante el arranque y tengo miedo que el compresor no tenga fuerza para arrancar con 8 bar de presion por lo que me gustaria intentar eliminar la reactiva para ver si puede entrar dentro del margen de disparo del ICP-M
Aunque elimines la reactiva, seguirá existiendo el pico de corriente. Podrías probar el motor en conexión estrella, a ver qué resultados ves según la presión que haya en el compresor. Para hacer esta prueba el motor debe estar hecho para 400-690V o 400V en triángulo (es lo mismo, pero los fabricantes han marcado a estos motores de ambas maneras), y debes probarlo durante un instante, ya que con un funcionamiento prolongado el motor podría quemarse. Si es un motor 230-400V no puedes hacer un Y-D a 400V. En este caso solo queda el arranque por autotransformador, a parte de sistemas mas modernos.
He visto que con Botijo comentabas la posibilidad de usar mayor capacidad en los condensadores. Como bien te ha dicho eso hará que tengas reactiva en sentido opuesto, un coseno de phi bajo capacitivo, y esto hay que evitarlo ya que genera sobretensión y está prohibido.
La potencia nominal del motor - 5.5 Kwatts - se refiere a potencia al eje. Nada que ver los 38.5kw... Durante el arranque el motor no entrega ninguna potencia al eje. Lo que ocurre es que al no girar ( o hacerlo muy lentamente) no se genera la FCEM ( fuerza contraelectromotriz) suficiente y la corriente que toma de la red se eleva considerablemente. Lo que si te genera el motor es la llamada cupla de arranque que es la que lo acelera hasta alcanzar la velocidad nominal.
Por otro lado De acuerdo con tus datos, el cos fi= 0.85 es muy bueno para un motor de ese porte. Pero el agregado de capacitores no influye para nada en el pico de corriente de arranque.
O sea: Si la intención es levantar el cos fi nominal tendrías que fijar el cos fi a que quieres llegar.
Pero ... Si lo que deseas es reducir el pico de corriente de arranque, habrá que intercalar elementos arrancadores tipo, autotransformadores de arranque o combinación estrella triangulo ( si el motor lo admite) pero con la salvedad que la cupla de arranque se reducirá y posiblemente habrá dificultad en arrancar la maquina.
El problema que tengo es precisamente en el arranque que tenemos contratada 10KW de potencia y salta el ICP mecánico, he estado revisando la curva de disparo del ICP-M y aunque es muy amplia y especificaciones muy vagas debería entrar dentro de la curva y pienso que puede ser por la energía reactiva que influye en el ICP mecánico.
Las alternativas de instalar estrella-triangulo, arrancador suave o variadores de frecuencia las conozco, pero tengo miedo como tu bien dices que pierda par de potencia o cupla y no pueda arrancar cuando el compresor esta cargado a 8 bar por lo que me gustaría probar primero con los condensadores para eliminar la reactiva...
Muchas gracias por su ayuda.
Respecto al par de arranque... solamente podrás regular esta variable con los variadores de frecuencia.-Si el motor tiene ya bastante antiguedad es probable que su rendimiento halla disminuido con el tiempo de servicio ( lubricacion escasa, rodamientos, gastados, transmision desgastada ...) y asi este tomando de la red una potencia bastante mayor que influye tambien en la duracion del pico de carga... Tal vez debas probar con Interruptores curva tipo " D" ...
70 microfaradios por cada kilovatio de potencia.
No se si has leído las respuestas de botijo7 y de AlbertX pero si fuese como tu dices estaríamos hablando de 70x5.5kw=385uF y creo que me parede demasiado... aunque yo de electricidad se lo justito...
segun esta tabla a modo de ejemplo que ha pegado "shato":
http://www.lifasa.es/descargas/es/not_tec_motor_e.pdf
es cierto que recomiendan 70 uF por cada KW pero pone para 220V monofasico o mejor dicho empleando motores trifasicos en corrientes monofasicas.... aunque como he dicho antes yo de esto se lo justito.
Agradezco la buena intencion de responder pero no puedo valorar positivamente datos erroneos....
Muy bien, tu decides...