El arranque estrella-triángulo reduce la corriente inicial en motores trifásicos, común en aplicaciones industriales ligeras.
Disminuye el esfuerzo mecánico y eléctrico al arrancar, extendiendo la vida útil del motor instalado.
Calculadora Arranque Estrella-Triángulo
1. Tabla de Valores Comunes para el Arranque Estrella-Triángulo en Motores Eléctricos
Esta tabla recopila los valores más habituales usados para el cálculo del arranque estrella-triángulo, incluyendo potencia, voltajes, corrientes, tiempos de arranque y otros parámetros eléctricos esenciales.
| Potencia del Motor (kW) | Voltaje Línea-Línea (V) | Corriente Nominal Estrella (A) | Corriente Nominal Triángulo (A) | Relación Corriente Arranque Estrella (%) | Tiempo de Arranque Estrella (seg) | Tiempo Total de Arranque (seg) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 3 | 380 | 5.5 | 9.5 | 33-35% | 3-5 | 6-10 |
| 5.5 | 380 | 10 | 18 | 33-35% | 3-6 | 7-12 |
| 7.5 | 380 | 13 | 23 | 33-35% | 3-6 | 7-12 |
| 11 | 380 | 18 | 32 | 33-35% | 4-7 | 8-14 |
| 15 | 380 | 23 | 41 | 33-35% | 4-7 | 8-14 |
| 22 | 380 | 32 | 57 | 33-35% | 5-8 | 10-16 |
| 30 | 380 | 41 | 73 | 33-35% | 5-9 | 11-17 |
| 37 | 380 | 50 | 89 | 33-35% | 5-9 | 11-17 |
| 45 | 380 | 62 | 111 | 33-35% | 6-10 | 12-18 |
| 55 | 380 | 75 | 135 | 33-35% | 6-10 | 12-18 |
Nota: La corriente nominal estrella corresponde a la corriente durante la conexión en estrella, que es aproximadamente un tercio de la corriente en triángulo. El tiempo de arranque puede variar según las características del motor y la carga.
Variables comunes explicadas:
- Potencia del motor (kW): Potencia mecánica nominal que entrega el motor.
- Voltaje línea-línea (V): Tensión aplicada entre fases en la red eléctrica.
- Corriente nominal estrella (A): Corriente durante la conexión estrella.
- Corriente nominal triángulo (A): Corriente durante la conexión triángulo (operación normal).
- Relación corriente arranque estrella (%): Porcentaje de reducción de corriente al arrancar en estrella.
- Tiempo de arranque estrella (segundos): Duración del arranque en conexión estrella antes de cambiar a triángulo.
- Tiempo total de arranque (segundos): Suma del tiempo de arranque en estrella y transición al triángulo.
2. Fórmulas Fundamentales para el Cálculo de Arranque Estrella-Triángulo
2.1 Corriente Nominal en Arranque
El principal objetivo del arranque estrella-triángulo es reducir la corriente de arranque a aproximadamente un tercio (33%) de la corriente nominal en conexión triángulo.
Donde:
Explicación: La conexión estrella reduce la tensión aplicada al motor a 
del voltaje nominal, por lo que la corriente de arranque también disminuye en la misma proporción.
2.2 Potencia Aparente y Potencia Activa
Durante el arranque, la potencia aparente y activa también disminuyen.
Donde:
2.3 Torque de Arranque
El torque en conexión estrella es aproximadamente un tercio del torque en conexión triángulo.
Donde:
Importante: Esto limita el uso del arranque estrella-triángulo para cargas con baja inercia o que no requieran alto torque inicial.
2.4 Tiempo de Arranque
El tiempo durante el cual el motor permanece en conexión estrella debe ser suficiente para alcanzar una velocidad cercana al nominal sin sobrecalentar el motor ni generar tensión en la red.
- Tiempo típico en estrella: 3 a 10 segundos (depende de la carga y motor)
- Tiempo total de arranque: Suma del tiempo en estrella más el tiempo para cambiar a triángulo.
2.5 Relación Corriente / Torque vs. Voltaje aplicado
| Tipo de conexión | Voltaje aplicado al motor | Corriente de arranque (%) | Torque de arranque (%) |
|---|---|---|---|
| Triángulo | 100% | 100% | 100% |
| Estrella | 58% | 33-35% | 33% |
3. Explicación Detallada de las Variables
- Corriente nominal (IΔ): Es la corriente que consume el motor cuando está conectado en triángulo y funcionando a plena carga.
- Corriente de arranque (Iarranque): La corriente inicial cuando el motor comienza a funcionar, que se reduce al conectar en estrella.
- Voltaje aplicado: En conexión estrella se reduce el voltaje entre fase y neutro a
- Torque de arranque: El torque producido durante el arranque, que es proporcional al cuadrado del voltaje aplicado.
- Tiempo de arranque: Intervalo durante el cual el motor se mantiene en conexión estrella antes de cambiar a triángulo.
- Potencia activa y aparente: La potencia consumida y la potencia total (incluyendo reactiva) que el motor demanda en cada etapa.
4. Casos Prácticos y Ejemplos Reales de Cálculo de Arranque Estrella-Triángulo
Caso 1: Arranque de un Motor de 15 kW, 380 V, 50 Hz
Datos del motor:
- Potencia nominal: 15 kW
- Voltaje nominal: 380 V (trifásico)
- Corriente nominal en triángulo: 41 A
- Torque nominal: 90 Nm (aproximado)
- Tiempo de arranque estrella: 5 segundos
Objetivo: Calcular la corriente de arranque en estrella, torque inicial y duración total del arranque.
Paso 1: Calcular la corriente en arranque estrella
La corriente de arranque en estrella será aproximadamente 23.7 A.
Paso 2: Calcular el torque en arranque estrella
El torque inicial es aproximadamente 30 Nm.
Paso 3: Estimar tiempo total de arranque
Se mantiene 5 segundos en estrella, luego se conecta a triángulo para alcanzar velocidad nominal.
Tiempo total típico: 5 s (estrella) + 5 s (triángulo) = 10 segundos.
Interpretación: El motor arranca con una corriente reducida y un torque que puede ser suficiente para cargas ligeras o con baja inercia. Si la carga requiere mayor torque, este método no es recomendable.
Caso 2: Motor de 30 kW, 460 V, 60 Hz, Arranque Estrella-Triángulo
Datos:
- Potencia nominal: 30 kW
- Voltaje nominal: 460 V
- Corriente nominal triángulo: 73 A
- Torque nominal: 180 Nm
- Tiempo en estrella: 6 segundos
Paso 1: Calcular corriente en arranque estrella
Paso 2: Calcular torque inicial
Paso 3: Evaluación del arranque
La corriente inicial se reduce a 42.1 A, disminuyendo la tensión en la red y evitando picos excesivos.
El torque es suficiente para cargas ligeras o bombas con baja resistencia al arranque.
5. Recomendaciones y Normativas para Arranque Estrella-Triángulo
5.1 Normativas de Referencia
- IEC 60947-4-1: Reglas para el control y protección de motores eléctricos.
- IEEE Std 141 (Red Book): Prácticas recomendadas para sistemas eléctricos industriales.
- NTP 370.031 (Perú) / NOM-001-SEDE (México): Normas locales que regulan instalaciones eléctricas industriales.
5.2 Recomendaciones Técnicas
- El arranque estrella-triángulo es adecuado para motores con carga baja o media inercial.
- No usar para motores con cargas que requieran torque de arranque alto, como compresores o cintas transportadoras pesadas.
- Asegurar que el tiempo de conmutación entre estrella y triángulo sea suficiente para evitar picos de corriente y sobretensiones.
- Verificar que el motor tenga bornes accesibles para realizar la conexión estrella-triángulo.
- Incorporar dispositivos de protección como contactores y relés térmicos para proteger el motor y la instalación.
6. Ventajas y Limitaciones del Arranque Estrella-Triángulo
Ventajas
- Reduce el pico de corriente de arranque entre 60-70%.
- Disminuye el estrés mecánico durante el arranque.
- Aumenta la vida útil del motor y equipos conectados.
- Sistema simple y económico comparado con variadores o arrancadores suaves.
Limitaciones
- Disminuye el torque inicial a un tercio, lo que puede no ser suficiente para ciertas cargas.
- Requiere que el motor esté diseñado para conexión estrella-triángulo.
- No es aplicable en motores monofásicos o motores con arranque directo requerido.
7. Componentes Principales de un Arranque Estrella-Triángulo
- Contactor de estrella (K1): Conecta los devanados en estrella durante el arranque.
- Contactor de triángulo (K2): Conecta los devanados en triángulo tras el arranque.
- Contactor general (K3): Controla la alimentación general al motor.
- Temporizador: Controla el tiempo de arranque en estrella antes de cambiar a triángulo.
- Protección térmica: Para evitar daños por sobrecalentamiento.