ESCUELA POLITÉCNICA DEL EJÉRCITO EXTENSIÓN LATACUNGA
CARRERA DE INGENIERÍA ELECTROMECÁNICA ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS ING. MARIO JIMÉNEZ
Regulación de velocidad para motores asincrónicos mediante el variador de frecuencia ALTIVAR 12
Francisco Bustamante Mayra Jaramillo
TERCERA UNIDAD, JUNIO 2013
1. OBJETIVO 1.1.
OBJETIVO GENERAL
Realizar un manual de operación del variador de velocidad para motores asíncronos (ALTIVAR 12). 1.2.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Conocer conceptos generales de instalación y programación del variador altivar 12 con la finalidad de conocer sus diagramas de cableado y modificar sus configuraciones. Conocer las especificaciones técnicas- eléctricas de la aplicación con la finalidad de escoger el tamaño del variador correcto. Conocer el diagrama de cableado general del altivar 12 para poder hacer las conexiones según la necesidad. Conocer la nomenclatura existente de los borneros del altivar 12 para poder hacer las conexiones según la necesidad. Conocer lo diferentes MODOS del altivar 12 con la finalidad de facilitar su utilización. Conocer los tipos de control del variador altivar 12 para poder configurarlos y cablearlos en ciertas aplicaciones. Realizar la guía de prácticas para:
Cableado eléctrico Puesta en marcha rápida del equipo Manejo de entradas digitales y entradas analógicas Velocidades internas de referencia Tiempos de aceleración y desaceleración Curvas S (curvas cuadráticas) Saltos de frecuencia Limites superior e inferior de frecuencias de referencia Parada por frenado dinámico
Bloqueo del variador Manejo de salidas analógicas y digitales en un variador Ajustes de control de velocidad Control PID Control vectorial y control V/F (algunos equipos) Mando en cascada de variadores Ajustes de protecciones de motor en el variador 2. MATERIALES Y EQUIPOS Variador de velocidad ATV12H075M2 Motor de inducción trifásico con rotor en cortocircuito
3. DESCRIPCIÓN DEL VARIADOR Variador de velocidad para motores asíncronos altivar 12 La gama Altivar 12 está destinado principalmente para el control y la variación de la velocidad de rotación de un motor eléctrico asíncrono. Esta gama comprende productos con potencias de 0,18 – 4 kW para la operación entre 100 y 200 V, 1 o 3 fases de suministro. El producto utilizado para el estudio es el Altivar 12 con radiador, 0.75 kW / 200 V / 1PH calificación (ref. ATV12H075M2). Es representativa de toda la gama. La misma tecnología y proceso de fabricación es utilizado para otros productos dentro de la gama. El análisis ambiental se ha realizado de conformidad con la norma ISO 14040 "Gestión ambiental: la evaluación del ciclo de vida, el principio y el marco". Esto tomando en cuenta las etapas del ciclo de vida del producto. (Fabricación, distribución, uso).
3.1.
DATOS TÉCNICOS Altivar 12
Convertidor de baja tensión. Con disipador. Tensión 1 AC 200…240 V 50/60 Hz. Potencia 0,75 kw, 1 hp. Intensidad de salida 4,2 A Tabla 1 Datos Técnicos del Variador ALTIVAR 12
Referencia: Tensión: Potencia (kW): Potencia (hp): Intensidad Max Linea U1: Intensidad Max Linea U2: Potencia aparente: Icc máx. posible de línea: Intensidad de salida: Intensidad Transitoria máx. 60s: Peso:
3.2.
ATV12H075M2 AC200V AC220V AC230V AC240V 0.75 kW 1.0 hp 10.2 A 8.5 A 3.5 kVA 1.0 kA 4.2 A 6.3 A 0.8 kg
AJUSTES DE FÁBRICA
El Altivar 12 se entrega pre ajustado de fábrica para las condiciones de funcionamiento más habituales (capacidad del motor acorde con capacidad del variador):
Visualización: variador preparado (rdY) motor detenido o referencia de frecuencia de motor mientras está en funcionamiento Adaptación automática de la rampa de deceleración en caso de sobretensión durante el frenado No se produce reinicio automático después de borrar un fallo detectado Entradas lógicas: - LI1: avance (control 2 hilos por transición) - LI2, LI3, LI4: no asignada Salida lógica: LO1: no asignada Entrada analógica: AI1, referencia de velocidad (0 a + 5 V) Relé R1: el contacto se abre en caso de fallo detectado (o con el variador apagado) Salida analógica AO1: no asignada
CÓDIGO bFr UnS ACC dEC LSP HSP Ctt UFr ItH
SdC1
SFr
DESCRIPCIÓN Frecuencia estándar del motor Tensión nominal del motor Aceleración Deceleración Velocidad Mínima Vel.máxima Tipo control motor Compensación RI (ley U/F) Corriente térmica del motor
Corriente de inyección DC automática Frecuencia de conmutación
VALOR 50 Hz 230 V 3 segundos 3 segundos 0 Hz 50 Hz Ley U/F estándar 100% Igual a la intensidad nominal del motor (valor determinado por la capacidad del variador) 0,7 x corriente nominal del variador, durante 0,5 segundos 4 kHz
4. MODOS DE OPERACIÓN Además de las funciones normalmente disponibles en este tipo de variador, el variador Altivar 12 también ofrece lo siguiente: 4.1.
DIRECCIÓN DE FUNCIONAMIENTO: AVANCE/RETROCESO
4.1.1. Control de 2 hilos El funcionamiento de avance siempre se asigna a la entrada lógica Ll1. El funcionamiento de retroceso se puede asignar a las entradas lógicas LI2, LI3 ó LI4. Controla la dirección del funcionamiento mediante un contacto de posición mantenida (contacto permanente, nivel lógico estable 0 ó 1, conmutador). Las órdenes de marcha (avance o retroceso) y parada se controlan mediante la misma entrada lógica. Se habilita mediante 1 ó 2 entradas lógicas (1 ó 2 sentidos de marcha).
Figura 1 Diagrama de Conexión del Control de 2 Hilos
Hay tres modos operativos posibles:
Detección del estado de las entradas lógicas. Detección de un cambio en el estado de las entradas lógicas. Detección del estado de las entradas lógicas con funcionamiento de avance siempre prioritario frente al de retroceso.
4.1.2. Control de 3 hilos La parada siempre se asigna a la entrada lógica Ll1 y el funcionamiento de avance siempre se asigna a la entrada lógica Ll2.El funcionamiento de retroceso se puede asignar a las entradas lógicas LI3 ó LI4. Controla la dirección de funcionamiento y parada mediante contactos de impulsos (contacto temporal operado por pulsador). Las órdenes de marcha (avance o retroceso) 2 y parada se controlan mediante 2 entradas lógicas diferentes. Se habilita mediante 2 ó 3 entradas lógicas (1 ó 2 sentidos de marcha).
Figura 2 Diagrama de Conexión del Control de 2 Hilos
4.2. COMPENSACIÓN RI (LEY U/F) Se emplea para optimizar el par a velocidades mínimas o para adaptarse a casos especiales (por ejemplo: para motores conectados en paralelo, disminuir Compensación RI (ley U/F) UFr). Si el par es insuficiente a velocidad mínima, aumentar Compensación RI (ley U/F) UFr. Un valor demasiado alto puede hacer que el motor no arranque (bloqueo) o causar un cambio en el modo de limitación de corriente. 4.3. CONTROL VECTORIAL (UF) Permite la selección del tipo de control de motor adecuado para la aplicación y el rendimiento requerido. Rendimiento: SVCU; control vectorial sin sensor con lazo de velocidad interno basado en cálculo de retroalimentación. Para aplicaciones que requieren alto rendimiento durante el arranque o el funcionamiento. Estándar: 2 puntos de U/F (voltios/Hz) sin lazo de velocidad interno. Para aplicaciones sencillas que no requieren un alto rendimiento. Ley de control de motor simple manteniendo una relación tensión/frecuencia constante, con un posible ajuste de la curva inferior.
Esta ley se utiliza generalmente para motores conectados en paralelo. Algunas aplicaciones específicas con motores en paralelo y niveles de alto rendimiento pueden requerir PErF. Bomba: U²/F: dedicado a aplicaciones de bomba de par variable y ventilador que no requieran un alto par de arranque. 4.4. ASIGNACIÓN JOG Este parámetro proporciona un control paso a paso del motor en marcha, mediante una entrada lógica asociada con una entrada lógica de 2 y 3 hilos. La frecuencia Jog está fijada a 5 Hz. Las rampas de aceleración y deceleración que se tienen en cuenta en la función Jog son de 0,1 s.
Figura 3 Asignación Jog Control de 2 Hilos
Figura 4 Asignación Jog Control de 3 Hilos
5. MODOS DE CONTROL Con este accionamiento se puede controlar la velocidad del motor: 5.1.
VELOCIDADES PRESELECCIONADAS
Se usa para cambiar referencias de velocidad preseleccionadas. Puede elegir entre dos, cuatro u ocho velocidades preseleccionadas. Que requieren 1, 2 o 3 entradas lógicas respectivamente. Las velocidades preseleccionadas se pueden ajustar en incrementos de 0,1 Hz desde 0 Hz hasta 400 Hz. Tabla 2 Tabla de combinación para las entradas de velocidad preseleccionadas
8 velocidades LI (PS8) 0 0 0 0 1 1 1 1
4 velocidades LI (PS4) 0 0 1 1 0 0 1 1
2 velocidades LI (PS2) 0 1 0 1 0 1 0 1
Referencia de velocidad referencia SP2 SP3 SP4 SP5 SP6 SP7 SP8
Figura 5 Funcionamiento de 4 velocidades preseleccionadas
5.2.
SALTOS DE FRECUENCIA
Este parámetro JPF impide el funcionamiento prolongado en un rango ajustable alrededor de la frecuencia regulada. Esta función puede utilizarse para evitar que se alcance una velocidad crítica que podría provocar resonancia. El ajuste de la función a 0 la deja inactiva.
5.3.
REGULADOR PID
Se usa para el control sencillo de un caudal o una presión con un sensor que suministra una señal de retorno adaptada al variador. Esta función es adecuada para aplicaciones de bombeo y ventilación.
Figura 6 Regulador PID
5.4.
PERFILES DE RAMPA DE ACELERACIÓN Y DESACELERACIÓN
Esta función se puede usar para aumentar gradualmente la frecuencia de salida comenzando por una referencia de velocidad, siguiendo un perfil lineal o un perfil preseleccionado. Rampas en S: El uso de rampas en S se dedica a aplicaciones de manipulación, acondicionamiento y transporte de personas: estas rampas permiten compensar el juego mecánico, eliminar las sacudidas y limitar el "no seguimiento" de velocidad con regímenes transitorios rápidos en caso de inercia elevada.
Figura 7 Rampa en S
Rampas en U: El uso de rampas en U se dedica a las aplicaciones de bombeo, como una instalación con bomba centrífuga y válvula de anti-retorno; este método permite el control más preciso del cierre de la válvula.
Figura 8 Rampa en U
6. MÉTODOS DE FRENADO. Esta función permite una inyección de CC de parada, que se puede ajustar entre 0 y 1,2 veces el valor de la corriente nominal del variador (configuración ajustada de fábrica: 0,7 3 corriente nominal del motor) tan pronto como ya no se controla el funcionamiento y la velocidad del motor es cero: •
Por un período de tiempo, que se puede ajustar entre 0,1 y 30s.
•
O de forma continua.
Configuración ajustada de fábrica: función activa con inyección de CC durante 0,5 s. En control de 3 hilos, la inyección de CC sólo está activa si la salida lógica Ll1 está activa (asignada a parada). FunAdCAdC
Menú Función (continuación) Menú Inyección DC auto. Inyección DC auto. No Función inactiva, sin corriente de inyección DC. YES Inyección DC limitada en el tiempo. Ct Inyección DC continúa. SdCI Corriente de inyección DC automática Visible sólo si Inyección DC automática AdC no está ajustado a nO. Corriente de inyección en parada e inyección DC continúa. 0 a 120% de nCr 70 % tdC1
Tiempo de inyección DC automática Visible sólo si Inyección DC automática AdC no está ajustado a nO. Tiempo de inyección en parada. 0,1 a 30 s 0,5 s Figura 9 Ajustes para Frenado Dinamico
7. PARÁMETROS DEL VARIADOR Se puede acceder a los menús y parámetros de tres modos diferentes: o Modo de Referencia rEF o Modo de Supervision Mon o Modo de Configuracion COnF
Es posible alternar entre estos modos en cualquier momento mediante la tecla MODE o mediante el selector giratorio del teclado. Al pulsar la tecla MODE por primera vez, se pasa de la posición actual a la parte superior de la rama. Una segunda pulsación cambia al siguiente modo. 7.1.
TIPOS DE PARÁMETROS
La descripción de los modos, secciones, menús, submenús y tablas de parámetros se organiza como se muestra a continuación. Nota: Los parámetros que contienen el signo en la columna Código se pueden modificar con el variador en marcha o parado.
Figura 10 Descripción del menú y códigos
7.2.
DEFINICIÓN DE LOS PARÁMETROS
En la definición de cada uno de los parámetros, aparecen unos códigos referentes a las limitaciones de uso de cada uno. Éstas básicamente se refieren a la posibilidad de modificación de los parámetros, según el modo de funcionamiento elegido. 7.2.1. MODO DE REFERENCIA Utilice el modo referencia para supervisar y si el control local está activado (Canal de referencia 1 Fr1, ajustado a AIU1), ajuste el valor de referencia real girando el selector giratorio.
Cuando el control local está activado, el selector giratorio del HMI actúa como un potenciómetro para aumentar o reducir el valor de referencia dentro de los límites ajustados previamente para otros parámetros (LSP o HSP). No es necesario pulsar la tecla ENT para confirmar el cambio de la referencia. Si el modo de control local está desactivado, al utilizar Canal control 1 Cd1, sólo se muestran las unidades y los valores de referencia. El valor será de "sólo lectura" y no será posible modificarlo mediante el selector giratorio (la referencia ya no la proporciona el selector giratorio sino una entrada analógica (AI) u otra fuente). La referencia real mostrada depende de la elección realizada en Canal de referencia 1 Fr1.
Figura 11 Menú del Modo de Referencia
7.2.2. MODO DE SUPERVISIÓN Cuando el variador está en funcionamiento, el valor que se muestra es el de uno de los parámetros de supervisión. El valor predeterminado que se muestra es el parámetro Frecuencia de salida rFr del motor. Para mostrar las unidades, pulse por segunda vez el selector giratorio mientras se esté mostrando el valor del nuevo parámetro de supervisión.
Figura 12 Menú del Modo de Supervisión
7.2.3. MODO DE CONFIGURACIÓN El modo Configuración consta de tres partes: 1. Mymenu incluye 11 parámetros de ajuste de fábrica (9 de ellos son visibles de forma predeterminada). Hay un máximo de 25 parámetros disponibles que permiten la personalización mediante el software SoMove. 2. Guardar/cargar conjunto de parámetros: estas dos funciones permiten guardar y cargar ajustes de cliente. 3. FULL: Este menú permite acceder a todos los demás parámetros. Incluye seis submenús:
o o o o o o o
Macro configuración CFGMenú Entrada/salida I_OMenú Control motor drCMenú Control CtL-, Menú Función FUnMenú Gestión de detección de fallos FLtMenú Comunicación COM-
Figura 13 Menú del Modo de Configuración
7.3.
UTILIZACIÓN DEL TECLADO
Figura 14 Utilización del Teclado
1. PRÁCTICAS En las prácticas a continuación se va a analizar las distintas formas de configuración que ofrece el variador de velocidad para motor asincrónico ALTIVAR 12. En primer lugar se estudiará la conexión rápida con ajustes de fábrica, el manejo de entradas y salidas análogas y digitales. Configuración de las curvas S (curvas cuadráticas) en función de los tiempos de aceleración y desaceleración; límites superior e inferior de las frecuencias de referencia; tipos de frenado que permite configurar el variador; control vectorial y control V/F. Para aplicaciones especiales se analizará el mando en cascada de los variadores y ajustes de protección del motor; de igual manera la configuración del control PID. 1.1 CABLEADO ELÉCTRICO Para empezar, los cables de alimentación deben estar separados de los circuitos de control con señales de bajo nivel (detectores, PLC, aparatos de medición, vídeo, teléfono). Siempre que sea posible, cruce los cables de alimentación y los de control a 90°. El circuito de potencia debe ser configurado de acuerdo a la figura 1.
Figura 15 Diagrama para conexión de potencia
Tabla 3 Características y funciones de los bornes de potencia
Terminal Tierra
Función Borne de tierra
R/L1 – S/L2/N R/L1 – S/L2/N
Alimentación eléctrica
R/L1 - S/L2 T/L3 PA/+
PC/PO U/T1 - V/T2 W/T3
Salida + (CC) hacia el bus CC del módulo de frenado (parte visible de la rejilla del cableado) Salida – (CC) hacia el bus CC del módulo de frenado (parte visible de la rejilla del cableado) No utilizado Salidas hacia el motor
Para ATV12 Todos los calibres Monofásica 100…120 V Monofásica 200…240 V Trifásica 200…240 V Todos los calibres
Todos los calibres
Todos los calibres
1.1.1 CONTROL POR REFERENCIA EXTERNA Se puede controlar la velocidad de un motor asíncrono desde un potenciómetro externo, el mismo que debe tener un valor referencial y debe ser conectado de la siguiente manera:
El control externo va a constar entonces del mando desde tres pulsadores [3C]: LI1: PARADA LI2: MARCHA ADELANTE LIX: MARCHA ATRÁS Cabe resaltar que LIX debe ser configurado y activado desde la programación interna del variador, de otra manera no realizará ninguna acción a pesar de estar conectado. 1.1.2 CONTROL POR REFERENCIA INTERNA Para realizar el control por referencia interna basta con conectar el circuito de potencia (figura 1), y los botones RUN y STOP permitirán poner en marcha el motor, mientras que la rueda libre permitirá regular la velocidad.
1.2 PUESTA EN MARCHA RÁPIDA DEL EQUIPO 1.2.1 AJUSTE DE LOS PARÁMETROS DEL MOTOR Para poner en marcha el variador de velocidad, es necesario configurar los valores nominales del motor con el que se va a trabajar. Para esta práctica se hará uso de un motor de inducción trifásico con rotor en cortocircuito (004.003) el mismo que tiene los siguientes datos de placa:
V 220 v I 1,75 a P 0,3 kw Frecuencia 60 Hz Velocidad 1630 rpm MENU
CÓDIGO
DESCRIPCIÓN
[Frec. estándar motor]: Frecuencia estándar del motor (Hz) [Pot. nominal motor] Potencia nominal del motor indicada en la placa de características. [Corr. nom. motor]: Corriente nominal del motor en la placa de características delmotor (A)
bFr COnF_> FULL_>_ drC[Menú Control motor]
nPr
nCr
AJUSTE DE FÁBRICA
50.0 0.4
1.7
Figura 16 Configuración de los parámetros del motor
1.2.2 AJUSTE DE LOS PARÁMETROS BÁSICOS A continuación se debe configurar los parámetros iniciales que son necesarios para un arranque rápido, los valores que están configurados desde fábrica es recomendable no cambiarlos. MENU
CÓDIGO
ACC COnF [CONFIGURACION
dEC LSP HSP
DESCRIPCIÓN
[Aceleración]: Tiempo de aceleración (s) [Deceleración]: Tiempo de deceleración (s) [Velocidad mínima]: Frecuencia del motor con referencia mínima (Hz) [Vel. máxima]: Frecuencia del motor con referencia máxima (Hz)
AJUSTE DE FÁBRICA
3.0 3.0 0.0 60.0
Figura 17 Configuración de los ajustes básicos
1.2.3 AJUSTE DEL CONTROL POR REFERENCIA INTERNA Para controlar el variador de velocidad mediante la referencia interna, es necesario realizar la siguiente configuración:
Figura 18 Configuración del control por referencia interna
De esta manera la velocidad del motor puede ser variada con la rueda libre perteneciente al módulo variador de velocidad. MODE
n
-
0.0 ~ 100.0
n
Figura 19 Control de velocidad
+
ESC
VARIADOR DE VELOCIDAD STOP
PARO
RUN
ARRANQUE
1.2.4 AJUSTE DEL CONTROL POR REFERENCIA EXTERNA El control por referencia externa utiliza un potenciómetro para realizar la variación de velocidad, para permitir esta operación se debe realizar la siguiente configuración:
Figura 20 Configuración del control por referencia externa
2c: 2 hilos 3c: 3 hilos
Figura 21 Configuración del control de comandos para utilizar 3 pulsadores
a. Las borneras, por ajustes de fábrica designan a LI1 [PARADA] y a LI2 [MARCHA ADELANTE], así que para hacer uso de LI3 [MARCHA ATRÁS] es necesario realizar la configuración:
Con lo cual se ha designado a LI3 como pulsador que activa MARCHA ATRÁS.
1.3 MANEJO DE ENTRADAS Y SALIDAS DIGITALES Las entradas y salidas digitales del variador de velocidad ALTIVAR 12 manejan un estándar de +24 Vdc para el cambio de estado. Permite disponer de una fuente de alimentación propia de variador con un valor de +24 Vdc. Tabla 4 Características y funciones de los borneros de control
BORNERO
LO+
LO-
LI1 LI2 LI3 LI4
+24V
FUNCIÓN
CARACTERÍSTICA ELÉCTRICA • Tensión: 24 V (máxima 30 V) • Impedancia: 1 kΩ, máximo 10 mA (100 mA Salida lógica (colector) en colector abierto) • Linealidad: ± 1% • Tiempo de muestreo: 20 ms ± 1 ms Común de la salida lógica (emisor) Entradas lógicas programables • Alimentación eléctrica +24 Vdc (máximo 30 V) • Impedancia: 3,5 kΩ • Estado: 0L si < 5 V, estado 1L si > 11 V en Entradas lógicas lógica positiva • Estado: 1L si < 10 V, estado 0L si > 16 V o desconectado en lógica negativa • Tiempo de muestreo: < 20 ms ± 1 ms + 24 Vdc -15% +20% protegido contra Alimentación de +24 Vdc cortocircuitos y sobrecargas. proporcionada por el Corriente máxima del cliente disponible 100 variador mA
1.3.1 ENTRADAS LÓGICAS Para hacer uso de las entradas lógicas simplemente se debe escoger un tipo de conexión, COMÚN NEGATIVO ó COMÚN POSITIVO, de acuerdo a la aplicación a realizar. Nota: De preferencia se recomienda utilizar la conexión COMÚN NEGATIVO UTILIZANDO ALIMENTACIÓN INTERNA con lo cual se evita el uso de una fuente de alimentación externa, evitando así accidentes por el uso inadecuado de equipos. CÓDIGO nPL POS
nEG
EnEG
NOMBRE/DESCRIPCIÓN Tipo de entradas lógicas Positivo: las entradas están activas (estado 1) a una tensión igual o mayor que 11 V (por ejemplo terminal de +24 V). Están inactivas (estado 0) cuando el variador está desconectado o a una tensión menor que 5 V. Negativo utilizando alimentación interna: las entradas están activas (estado 1) a una tensión menor que 10 V (por ejemplo terminal COM). Están inactivas (estado 0) cuando el variador está desconectado o a una tensión igual o mayor que 16 V. Negativo utilizando alimentación externa: las entradas están activas (estado 1) a una tensión menor que 10 V (por ejemplo terminal COM). Están inactivas (estado 0) a una tensión igual o mayor que 16 V.
El parámetro Tipo de entradas lógicas nPL, se utiliza para adaptar el funcionamiento de las entradas lógicas a la tecnología de las salidas PLC. • Ajuste el parámetro a POS para funcionamiento en común negativo. • Ajuste el parámetro a nEG para funcionamiento en común positivo. • Ajuste el parámetro a EnEG para funcionamiento en común positivo externo.
Figura 22 Común negativo - utilizando alimentación externa
Figura 23 Común negativo - utilizando alimentación interna
Figura 24 Común positivo - utilizando alimentación externa
Figura 25 Común positivo - utilizando alimentación interna
Figura 26 Configuración del tipo de entradas lógicas
Para leer el estado de las entradas lógicas: CÓDIGO
NOMBRE/DESCRIPCIÓN Estado de las entradas lógicas LI1 a LI4 Puede utilizarse para visualizar el estado de las 4 entradas lógicas LI.
LIS1
Figura 27 Configuración para el monitoreo de cambio de estado de las entradas lógicas
1.3.2 SALIDAS LÓGICAS CÓDIGO LO1LO1
LO1S
POS nEG
NOMBRE/DESCRIPCIÓN Asignación LO1 Permite adaptar la salida lógica a la necesidad de la aplicación. Los mismos valores que r1. Cuando MdE = YES, la salida LO1 se fuerza a PMP Estado LO1 (nivel activo de salida) PÉRDIDA DE CONTROL Si LO1S = nEG y LO1 tiene el valor FLt, se activará la salida cuando el variador detecte un fallo. Si el cableado se daña por cualquier motivo, no se detectará el estado del variador. No seleccione "nEG" a menos que esté seguro de que la señal estará presente en todo momento. Positivo: nivel de activación alto Negativo: nivel de activación bajo
Figura 28 Configuración de la salida lógica
1.4 VELOCIDADES INTERNAS DE REFERENCIA Existen 8 velocidades de referencia configuradas de fábrica, sin embargo el usuario puede modificar los valores establecidos.
+24 V
LI4
LI3
LI2
LI1
Para configurar las velocidades de referencia debe realizar el siguiente procedimiento.
Figura 29 Conexión de las entradas lógicas
Figura 30 Configuración de la velocidad de referencia interna del variador
Tabla 5 Velocidades de referencia
LI2
LI3
LI4
FRECUENCIA
1
0
0
10 Hz
0
1
0
15 Hz
1
1
0
20 Hz
0
0
1
25 Hz
1
0
1
30 Hz
0
1
1
35 Hz
1
1
1
40 Hz
Tabla 6 Código de velocidades preseleccionadas
CÓDIGO FUnPSSPS2
NOMBRE/DESCRIPCIÓN
PS4
Menú Función (continuación) Menú Velocidad.Preselecc. 2 Vel. preselecc. o Función inactiva o L1h: LI1 activo a 1 o L2h: LI2 activo a 1 o L3h: LI3 activo a 1 o L4h: LI4 activo a 1 4 Vel. preselecc.
PS8
Como PS2. 8 Vel. preselecc.
SP2
Como PS2. Vel. preselecc.2
nO L1H L2H L3H L4H
RANGO DE AJUSTE
AJUSTES DE FÁBRICA
nO
nO
nO
0 a 400 Hz
10 Hz
0 a 400 Hz
15 Hz
0 a 400 Hz
20 Hz
Visible sólo si 2 Vel. preselecc. PS2 no está ajustado a nO. SP3 Vel. preselecc.3
SP4
Visible sólo si 4 Vel. preselecc. PS4 no está ajustado a nO. Vel. preselecc.4 Visible sólo si 2 Vel. preselecc. PS2 y 4 Vel. preselecc. PS4 no están ajustados a nO.
SP5
Vel. preselecc.5
0 a 400 Hz
25 Hz
SP6
Visible sólo si 8 Vel. preselecc. PS8 no está ajustado a nO. Vel. preselecc.6
0 a 400 Hz
30 Hz
SP7
Visible sólo si 2 Vel. preselecc. PS2 y 8 Vel. preselecc. PS8 no están ajustados a nO. Vel. preselecc.7
0 a 400 Hz
35 Hz
SP8
Visible sólo si 4 Vel. preselecc. PS4 y 8 Vel. preselecc. PS8 no están ajustados a nO. Vel. preselecc.8
0 a 400 Hz
40 Hz
Visible sólo si 2 Vel. preselecc. PS2, 4 Vel. preselecc. PS4 y 8 Vel. preselecc. PS8 no están ajustados a nO.
1.5 TIEMPOS DE ACELERACIÓN Y DESACELERACIÓN Los valores de la curva de aceleración y desaceleración vienen establecidos de fábrica en 3 seg. Es aconsejable no manipular estos valores, ya que la potencia del motor de trabajo está en función de las características del variador de velocidad, así que se asume que el valor de la curva de aceleración y desaceleración esta previamente dimensionado. MENU
CÓDIGO
COnF [CONFIGURACION
ACC dEC
DESCRIPCIÓN
AJUSTE DE FÁBRICA
[Aceleración]: Tiempo de aceleración (s) [Deceleración]: Tiempo de deceleración (s)
3.0 3.0
Figura 31 Configuración de los valores de aceleración y desaceleración
1.6 SALTOS DE FRECUENCIA Los saltos de frecuencia son importantes en un variador de velocidad, la razón es que se debe evitar alcanzar ciertos valores de frecuencia que en su caso provocan vibración o resonancia, lo cual ocasionaría un daño permanente del motor y peligro para el entorno de trabajo. El variador de velocidad ALTIVAR 12 permite configurar un solo rango de frecuencia. CÓDIGO JPF
RANGO DE AJUSTE 0 A 400 Hz
DESCRIPCIÓN
Frec. Oculta Este parámetro impide el funcionamiento prolongado en un rango ajustable alrededor de la frecuencia regulada. Esta función puede utilizarse para evitar que se alcance una velocidad crítica que podría provocar resonancia. El ajuste de la función a 0 la deja inactiva.
n
ESC
ESC
ESC ESC
0.0 ~ 400.0 Hz
Figura 32 Configuración del salto de frecuencia
Nota: El salto de frecuencia se produce, para el caso de [20 Hz] de la siguiente manera; al llegar a 19.9 Hz se mantiene constante y no permite alcanzar los valores desde 20 a 20.9 Hz, empezando a variar nuevamente desde 21 Hz.
1.7 CURVAS S (curvas cuadráticas) Programar esta curva en el convertidor permite, en la maquina accionada, reducir los pasos bruscos de una frecuencia a otra, esto es, suaviza el arranque del motor desde el punto 0 a la frecuencia máxima programada.
Código rPtACC
dEC
rPt
Descripción Menú Rampa Aceleración Tiempo de aceleración entre 0 Hz y la Frecuencia nominal del motor FrS. Asegúrese de que este valor sea compatible con la inercia accionada del sistema. Deceleración Tiempo para decelerar desde la Frecuencia nominal del motor FrS, hasta 0 Hz. Asegúrese de que este valor sea compatible con la inercia accionada del sistema. Asignación en forma de rampa LIn Lineal S Forma de S
U
El coeficiente de redondeo es fijo. t1 = 0,6 tiempo de rampa ajustado (lineal) t2 = 0,4 tiempo de rampa ajustado (redondeado) t3 = 1,4 tiempo de rampa ajustado Forma de U
El coeficiente de redondeo es fijo. t1 = 0,5 tiempo de rampa ajustado (lineal) t2 = tiempo de rampa ajustado (redondeado) t3 = 1,5 tiempo de rampa ajustado
Figura 33 Comparación entre la curva S y una curva estándar
n
ESC
ESC ESC ESC ESC ESC ESC ESC ESC
Figura 34 Asignación en forma de rampa 2
1.8 LÍMITES SUPERIOR REFERENCIA
E
INFERIOR
DE
FRECUENCIAS
DE
El variador ALTIVAR 12 permite ingresar una frecuencia máxima de 72 Hz que es el valor superior posible para alcanzar la velocidad máxima, aun así, es recomendable fijar la frecuencia máxima con el valor de frecuencia nominal del motor, en este caso 60 Hz.
Figura 35 Configuración de la frecuencia máxima
Figura 36 Configuración de las frecuencias de referencia
Tabla 7 Descripción de las frecuencias de referencia MENU
CÓDIGO
LSP COnF [CONFIGURACION HSP
DESCRIPCIÓN
[Velocidad mínima]: Frecuencia del motor con referencia mínima (Hz) [Vel. máxima]: Frecuencia del motor con referencia máxima (Hz)
AJUSTE DE FÁBRICA
0.0
60.0
1.9 PARADA POR FRENADO DINÁMICO El variador de velocidad ALTIVAR 12 permite realizar el frenado dinámico mediante la configuración de inyección de corriente continua para conseguir un frenado rápido del motor. Para configurar el frenado dinámico del variador de velocidad, se debe primero desactivar la Asignación adaptación rampa de decel. Código brA nO
YES
dYnA
Descripción Asignación adaptación rampa de decel. - Función inactiva. El variador decelerará según el ajuste de deceleración normal. Este ajuste es compatible con la opción de frenado dinámico, si se utiliza. - Esta función aumenta automáticamente el tiempo de deceleración al parar o reducir la velocidad de cargas de alta inercia, para ayudar a prevenir la sobretensión del bus de CC o el frenado excesivo. - Freno del motor: Este modo permite al variador intentar parar lo más rápido posible sin el uso de una resistencia de frenado dinámico. Utiliza pérdidas del motor para disipar la energía de la regeneración. Esta función puede ser incompatible con el posicionamiento. No debe usarse cuando se están utilizando un módulo y una resistencia de frenado opcionales.
n
ESC
ESC ESC ESC
ESC
Figura 37 Desactivar la rampa de Decel para poder utilizar el comando de frenado dinámico
A continuación se indica la configuración del frenado dinámico mediante la programación interna del variador. Código
AdC
SdC1
tdC1
Descripción Inyección DC automática Función inactiva, sin corriente de inyección DC. nO Inyección DC limitada en el tiempo. YES Inyección DC continua. Ct Corriente de inyección DC automática Rango de ajuste 0 a 120% de nCr Ajuste de fábrica 70% Tiempo de inyección DC automática Rango de ajuste 0,1 a 30 s
Ajuste de fábrica
0,5 s
Figura 38 Configuración del freno dinámico accionado por el variador de velocidad
1.10
BLOQUEO DEL VARIADOR
CÓDIGO
DESCRIPCIÓN Código bloqueo terminal
COd
OFF
Código desactivado
On
Código activado
Rango de 2 a 9999 Si ha perdido su código, póngase en contacto con Schneider Electric. Este parámetro se utiliza para restringir el acceso al variador. Para bloquear el variador, vaya al parámetro Código bloqueo terminal COd e introduzca un código dentro de la gama indicada anteriormente. Una vez activado, el estado del código cambia a On: - La protección permite el acceso único a los modos rEF y MOn, excepto cuando se utiliza el software SoMove. El regreso a los ajustes de fábrica está deshabilitada, así como el acceso a la sección FULL. Se puede descargar la configuración al software SoMove. La carga de la configuración al software SoMove está deshabilitada. Para desbloquear el variador, vaya al parámetro COd, introduzca el código válido y después pulse ENT. Después, se puede suprimir la protección por código introduciendo OFF por medio del selector giratorio y pulsando después ENT.
Figura 39 Configuración para bloquear el terminal
1.11
MANEJO DE ENTRADAS Y SALIDAS ANALÓGICAS
La siguiente tabla contiene la información necesaria para configurar una entrada o salida analógica. BORNERA COM
FUNCIÓN
CARACTERÍSTICA ELÉCTRICA
Común de las E/S analógicas y lógicas • Resolución: 10 bits • Precisión: ± 1% a 25 °C (77 °F) • Linealidad: ± 0,3% (escala plena) • Tiempo de muestreo: 20 ms ± 1 ms Entrada analógica de tensión de 0 a +5 V o de 0 a +10 V (tensión máxima 30 V), impedancia: 30 kΩ Entrada analógica de corriente de x a y mA, impedancia: 250 Ω
AI1
Entrada analógica en corriente o tensión
5V
Alimentación eléctrica de consigna para potenciómetro de referencia
• Precisión: ± 5% • Intensidad máxima: 10 mA
Salida analógica de corriente o de tensión (colector)
• Resolución: 8 bits • Precisión: ± 1% a 25 °C (77 °F) • Linealidad: ± 0,3% (escala plena) • Tiempo de muestreo: 4 ms (máximo 7 ms) Salida analógica de tensión: 0 a +10 V (tensión máxima +1%) • Impedancia de salida mínima: 470 Ω • Salida analógica de corriente: x a 20 mA • Impedancia de salida máxima: 800 Ω
AO1
1.11.1 MANEJO DE ENTRADAS ANALÓGICAS La entrada analógica AI1 es utilizada para realizar el control de velocidad mediante un potenciómetro externo, este elemento de preferencia debe llevar el valor de 2.2 kΩ y será alimentado con la fuente interna del variador de 5 V.
Figura 40 Conexión del potenciómetro
Figura 41 Selección del mando mediante control remoto
1.11.2 MANEJO DE SALIDAS ANALÓGICAS CÓDIGO
DESCRIPCIÓN
AO1t
Configuración AO1
Este parámetro proporciona la interfaz entre el valor interno del variador y una señal de salida analógica. 10U
Tensión: 0-10 V CC
OA
Corriente: 0-20 mA
4A
Corriente: 4-20 mA
Figura 42 Configuración de la salida analógica
Nota: la selección del tipo de salida analógica (voltaje o corriente) queda a decisión del usuario, el mismo que debe basarse en el tipo de aplicación en donde se va a desenvolver el variador de frecuencia, es recomendable utilizar la señal de corriente de 4 – 20 mA, pues es inmune al ruido y permite manejar señales de alarma.
1.12
MANDO EN CASCADA DE VARIADORES
El variador de velocidad ALTIVAR 12 a través de su entrada/salida analógica permite realizar la conexión de otro variador para sincronizar el control de un segundo motora través de su módulo independiente, cabe resaltar que, el variador a conectarse debe poseer similares características técnicas.
Figura 43 Conexión de la salida analógica del módulo 2 a la entrada analógica del módulo 1
El variador de velocidad altivar permite en sus entradas/salidas digitales la siguiente disposición:
AI1
Entrada analógica en corriente o tensión
AO1
Salida analógica de corriente o de tensión (colector)
• Resolución: 10 bits • Precisión: ± 1% a 25 °C (77 °F) • Linealidad: ± 0,3% (escala plena) • Tiempo de muestreo: 20 ms ± 1 ms Entrada analógica de tensión de 0 a +5 V o de 0 a +10 V (tensión máxima 30 V), impedancia: 30 kΩ Entrada analógica de corriente de x a y mA, impedancia: 250 Ω • Resolución: 8 bits • Precisión: ± 1% a 25 °C (77 °F) • Linealidad: ± 0,3% (escala plena) • Tiempo de muestreo: 4 ms (máximo 7 ms) Salida analógica de tensión: 0 a +10 V (tensión máxima +1%) • Impedancia de salida mínima: 470 Ω • Salida analógica de corriente: x a 20 mA • Impedancia de salida máxima: 800 Ω
1.13
AJUSTES DE PROTECCIONES DE MOTOR EN EL VARIADOR
El variador de velocidad ALTIVAR 12 permite configurar en su programación la protección térmica al motor, aun asi cabe resaltar que: “El variador ATV12 no proporcionará protección térmica al motor si la intensidad nominal del motor es inferior al 20% de la intensidad nominal del variador. Si este es el caso, se deberá proporcionar un método alternativo de protección térmica. Si no se respetan estas instrucciones, pueden producirse daños en el equipo.” 1.13.1 FUNCIÓN Protección térmica mediante el cálculo de I2t. -
Motores refrigerados de forma natural: Las curvas de disparo dependen de la frecuencia del motor.
-
Motores con refrigeración forzada: Sólo se debe considerar la curva de independientemente de la frecuencia del motor.
disparo
de
50
Hz,
Figura 44 Tiempo de disparo en segundos
1.13.2 RIESGO DE DAÑOS EN EL MOTOR Es necesario el uso de protección contra sobrecargas externas en las condiciones siguientes: -
Se vuelve a conectar el producto porque no hay memoria de estado térmico del motor. Hay varios motores en funcionamiento. Hay en funcionamiento motores cuya corriente nominal es menor que 0,2 veces la corriente nominal del variador. Se utiliza conmutación de motor.
Si no se respetan estas instrucciones, pueden producirse daños en el equipo. Código
Descripción
FLt-
Menú Gestión de detección de fallos
tHt-
Menú Protección térmica del motor Corriente térmica del motor Rango de ajuste Ajuste de fábrica Corriente utilizada para la detección térmica del motor. Ajuste Según el calibre del ItH a la corriente nominal indicada 0,2 a 1,5 In (1) variador en la placa de características del motor. Tipo de protección del motor
ItH
tHt
ACL
Autoventilado
FCL
Ventilado por motor Gestión de fallos de sobrecarga del motor
OLL
nO
Fallo ignorado
YES
Parada en rueda libre
nO
ntn
YES
nO
OPL
YES
nO IPL YES
1.14
Memoria de estado térmico del motor El estado térmico del motor no se almacena en el apagado. El estado térmico del motor se almacena en el apagado. Pérdida fase motor Función inactiva Disparos en fallo OPF1 (pérdida de una fase) u OPF2 (pérdida de tres fases) con parada en rueda libre. Pérdida fase red Fallo ignorado. Se utiliza cuando el variador es alimentado a través de alimentación monofásica. Fallo con parada en rueda libre. Si desaparece una fase, el variador cambia al modo de fallo Pérdida fase redIPL, pero si desaparecen 2 o 3 fases, el variador sigue funcionando hasta que se dispara en un fallo de subtensión.
CONTROL VECTORIAL
Código
Descripción
drC-
Menú Control motor Tipo control motor
PErF
Ctt Std
PUMP
Rendimiento: SVCU; control vectorial sin sensor con lazo de velocidad interno basado en cálculo de retroalimentación. Para aplicaciones que requieren alto rendimiento durante el arranque o el funcionamiento. Estándar: 2 puntos de U/F (voltios/Hz) sin lazo de velocidad interno. Para aplicaciones sencillas que no requieren un alto rendimiento. Ley de control de motor simple manteniendo una relación tensión/frecuencia constante, con un posible ajuste de la curva inferior. Esta ley se utiliza generalmente para motores conectados en paralelo. Algunas aplicaciones específicas con motores en paralelo y niveles de alto rendimiento pueden requerir PErF. Bomba: U²/F; dedicado a aplicaciones de bomba de par variable y ventilador que no requieran un alto par de arranque.
1.15 Código drC-
UFr
COMPENSACIÓN I*R Descripción Menú Control motor Compensación RI (ley U/F) Se emplea para optimizar el par a velocidades mínimas o para adaptarse a casos especiales (por ejemplo: para motores conectados en paralelo, disminuir Compensación RI (ley U/F) UFr). Si el par es insuficiente a velocidad mínima, aumentar Compensación RI (ley U/F) UFr. Un valor demasiado alto puede hacer que el motor no arranque (bloqueo) o causar un cambio en el modo de limitación de corriente.
Rango de ajuste
Ajuste de fábrica
25 a 200%
100%
