Introducción
En la ingeniería eléctrica, el método de arranque WYE-Delta es esencial para el arranque suave de motores de inducción. Este método mitiga las altas corrientes de irrupción, siendo un pilar en las estrategias de control de motores en diversos sectores industriales y comerciales.
¿Qué es el Arranque WYE-DELTA?
El arranque WYE-Delta es un enfoque controlado para motores de inducción trifásicos que reduce la corriente de irrupción y minimiza los picos de par durante el arranque, protegiendo los componentes eléctricos de esfuerzos excesivos y posibles daños.
Aplicaciones en la Vida Real
- Compresores de aire
- Ventiladores
- Trituradoras
- Máquinas herramientas
- Sistemas de refrigeración
Diagrama de Potencia
El proceso de arranque comienza en una configuración en estrella (WYE) y un temporizador activa la transición a la configuración en triángulo (DELTA), desconectando la línea WYE. El motor entonces opera en modo DELTA, reduciendo la corriente de arranque y protegiendo el sistema eléctrico.
Implementación con Raspberry Pi Pico
La Raspberry Pi Pico se utiliza como el controlador principal para el sistema de arranque WYE-DELTA con frenado por contracorriente. Aquí te muestro cómo:
Plataforma de Desarrollo
La Raspberry Pi Pico es una placa de desarrollo basada en el microcontrolador RP2040, que ofrece numerosos puertos GPIO y capacidades de programación.
Conexión con el Motor y Dispositivos de Potencia
La Raspberry Pi Pico se conecta al sistema de control del motor a través de sus pines GPIO, enviando señales de control a los dispositivos de potencia para conmutar entre las configuraciones WYE y DELTA.
Programación en Python
Se utiliza MicroPython para escribir el software de control en la Raspberry Pi Pico, pues ofrece una sintaxis clara y amigable para implementar la lógica de control del sistema.
Ejemplo de Implementación
Uun ejemplo básico de cómo implementar el arranque y frenado de un motor eléctrico usando MicroPython:
import machine
import time
# Configuración de pines GPIO
start_pin = machine.Pin(0, machine.Pin.IN, machine.Pin.PULL_DOWN)
brake_pin = machine.Pin(1, machine.Pin.IN, machine.Pin.PULL_DOWN)
# Función para arrancar el motor
def start_motor():
print("Iniciando motor en modo WYE...")
# Código para activar el modo WYE
time.sleep(2)
print("Cambiando a modo DELTA...")
# Código para cambiar a modo DELTA
# Función para activar el freno
def activate_brake():
print("Activando freno por contracorriente...")
# Código para detener inmediatamente el motor
# Bucle principal
while True:
if start_pin.value() == 1:
start_motor()
if brake_pin.value() == 1:
activate_brake()
Frenado por Contracorriente
El frenado por contracorriente detiene rápidamente un motor eléctrico invirtiendo su rotación mediante la fuerza electromotriz (EMF) generada por el motor. Un contactor especializado invierte las conexiones de fase del motor, generando par de frenado para detener el motor.
Conclusión
El método de arranque WYE-Delta no solo protege el equipo, sino que también mejora la eficiencia energética al minimizar las caídas de voltaje y las fluctuaciones de potencia. Aunque ofrece beneficios significativos, es crucial evaluar las necesidades específicas de cada aplicación para determinar su idoneidad, especialmente en aplicaciones que requieren arranques y paradas frecuentes o aceleraciones rápidas.
Referencias
- Rockwell Automation. «Fundamentals of Control Systems.» Rockwell Automation Literature Library.
- F. Mahmood and M. Rahnamaei Hashjin, «Starting Analysis of Squirrel Cage Induction Motors 1000 kW by Variable Frequency Drive in Power System, Case study: Tabriz Pump station,» NTU Journal of Engineering and Technology.
- Automatismo Industrial. «Frenado por Contracorriente.» AutomatismoIndustrial.com.
- Raspberry Pi. «Raspberry Pi Pico Documentation.» Raspberry Pi Documentation.
- N. Cháfer-Navarro, et al., «Case Studies of Delta-Star Motor Connection Faults in Manufacturing Machines,» Machine Diagnosis Research and Applications.