Calculadora Corriente de Arranque Motor - Directo, Y-Δ, Variador

¿Por qué es importante la corriente de arranque?

Cuando un motor eléctrico arranca, su rotor está parado y no genera fuerza contraelectromotriz. Esto equivale a un cortocircuito parcial: la corriente se dispara a 5-8 veces la nominal durante los primeros segundos. Este pico puede provocar:

• Caídas de tensión en la red que afectan a otros equipos
• Disparo de protecciones si no están correctamente dimensionadas
• Esfuerzos mecánicos en acoplamientos y transmisiones
• Parpadeo (flicker) en la iluminación

Métodos de arranque: comparativa

Arranque directo (DOL)

Es el más simple: se conecta el motor directamente a la red.

Ia = (5 a 8) × In
Par_arranque = 100% del par nominal
Duración: 2 – 10 s según inercia

Limitación de la red: La norma establece que la corriente de arranque no debe provocar una caída de tensión > 5% en el punto de conexión. Para una red con Icc = 500 A:

ΔV% = (Ia / Icc) × 100

Si Ia = 100 A → ΔV% = 20% → inaceptable, necesita arranque reducido.

Arranque estrella-triángulo (Y-Δ)

El motor arranca en conexión estrella (tensión por bobinado = V/√3) y luego conmuta a triángulo:

Ia_estrella = Ia_directo / 3
Par_estrella = Par_directo / 3

Ventaja: Corriente reducida a 1/3. Inconveniente: El par también se reduce a 1/3. Si la carga necesita par desde el inicio (compresor, molino), el motor no arranca o tarda demasiado.

Pico de conmutación: Al pasar de Y a Δ hay un transitorio de corriente (2-3 × In) que puede disparar protecciones. Algunas soluciones incluyen conmutación cerrada o temporización optimizada.

Arrancador suave (Soft Starter)

Controla la tensión aplicada al motor mediante tiristores, incrementándola progresivamente:

Ia = (2 a 4) × In (ajustable)
Rampa de arranque: 5 – 30 s

Ideal para: Bombas centrífugas (evita golpe de ariete), cintas transportadoras, ventiladores.

Variador de frecuencia (VFD)

Controla tensión y frecuencia simultáneamente, permitiendo arranque prácticamente sin pico:

Ia = 1,0 – 1,5 × In
Par = hasta 150% disponible desde 0 rpm

Ventajas adicionales: Control de velocidad, ahorro energético (hasta 40% en cargas con par variable como bombas y ventiladores), frenado regenerativo.

Consideración: El variador genera armónicos que pueden requerir un diferencial tipo B y filtros EMC en la entrada.

Ejemplo práctico: seleccionar método de arranque

Motor: 15 kW, trifásico, 400V, In = 29 A, Ia/In = 7 Red: Icc = 800 A en el punto de conexión

Con arranque directo:

Ia = 7 × 29 = 203 A
ΔV% = 203 / 800 × 100 = 25,4% → Inaceptable (> 5%)

Con estrella-triángulo:

Ia = 203 / 3 = 67,7 A
ΔV% = 67,7 / 800 × 100 = 8,5% → Límite, verificar

Con arrancador suave (límite 3×In):

Ia = 3 × 29 = 87 A
ΔV% = 87 / 800 × 100 = 10,9% → Aún alto

Con variador:

Ia = 1,2 × 29 = 34,8 A
ΔV% = 34,8 / 800 × 100 = 4,4% → Aceptable ✅

Conclusión: Para este motor y esta red, solo el VFD cumple el criterio de caída de tensión.

Errores comunes

Usar estrella-triángulo sin verificar el par: Si la carga requiere más del 33% del par nominal para arrancar, el motor se queda bloqueado en estrella y se sobrecalienta.

Dimensionar el cable solo para In: El cable debe soportar la corriente de arranque sin caída excesiva. En líneas largas, puede ser necesario sobredimensionar.

No considerar los arranques sucesivos: Arrancar un motor varias veces seguidas acumula calor. La mayoría de motores permiten 3-4 arranques por hora en frío y 2-3 en caliente.

Olvidar el impacto en otros equipos: Un arranque de motor puede afectar a equipos sensibles conectados al mismo cuadro (variación de tensión, EMC).