Informe de Variadores de Frecuencia (Sinamics)
Materia: Automatización por PLC Alumno: Alexis Checura Curso: 6to 1ro Escuela: Luis Federico Leloir 4-063 Profesor: Eugenio Cuitinio Rosales Año: 2013
´
Espacio Curricular
Automatización por PLC T.P.N.º
Tema:
Nombre: Alexis Checura
Especialidad: Electrónica Fecha:
Informe de VDF
Escala: Hoja:
VºBº
Índice. 1. Introducción
1.1 1.2 1.3 1.4
Tipos de variadores de velocidad. Variadores de frecuencia. Principio de funcionamiento Marcas de variadores de frecuencia
2. Variador SINAMICS G110
2.1 Conexiones de red y del motor 2.2 Bornes 3. Panel de operación
3.1 BOP 4. Ajustes de fábrica específicos de la entrada
analógica. 5. Visualizaciones y mensajes 6. Programación 7. Marco teórico 8. Ventajas y desventajas del uso de VDF
Espacio Curricular
Automatización por PLC T.P.N.º
Tema:
Nombre: Alexis Checura
Especialidad: Electrónica Fecha:
Informe de VDF
Escala: Hoja:
VºBº
1. Introducción 1.1 Tipos de variadores: Variador Mecánico
Variador de paso ajustable: este dispositivo emplea poleas y bandas en las cuales el diámetro de una o más poleas puede ser modificado.
Variador de tracción: transmite potencia a través de rodillos metálicos. La relación de velocidades de entrada/salida se ajusta moviendo los rodillos para cambiar las áreas de contacto entre ellos y así la relación de transmisión
.
Variadores hidráulicos.
Variador hidrostático: consta de una bomba hidráulica y un motor hidráulico (ambos de desplazamiento positivo). Una revolución de la bomba o el motor corresponde a una cantidad bien definida de volumen del fluido manejado. De esta forma la velocidad puede ser controlada mediante la regulación de una válvula de control, o bien, cambiando el desplazamiento de la bomba o el motor.
Variador hidrodinámico: emplea aceite hidráulico para transmitir par mecánico entre un impulsor de entrada (sobre un eje de velocidad constante) y un rotor de salida (sobre un eje de velocidad ajustable). También llamado acoplador hidráulico de llenado variable.
Variador hidroviscoso: consta de uno o más discos conectados con un eje de entrada, los cuales estará en contacto físico (pero no conectados mecánicamente) con uno o más discos conectados al eje de salida. El par mecánico (torque) se transmite desde el eje de entrada al de salida a través de la película de aceite entre los discos. De esta forma, el par transmitido es proporcional a la presión ejercida por el cilindro hidráulico que presiona los discos.
Variadores eléctrico-electrónicos Existen cuatro categorías de variadores de velocidad eléctrico-electrónicos:
Variadores para motores de CC. Variadores de velocidad por corrientes de Eddy. Variadores de deslizamiento. Variadores para motores de CA (también conocidos como variadores de frecuencia). Espacio Curricular
Automatización por PLC T.P.N.º
Tema:
Nombre: Alexis Checura
Especialidad: Electrónica Fecha:
Informe de VDF
Escala: Hoja:
VºBº
1.2 Variadores de frecuencia Se trata de dispositivos electrónicos, que permiten el control completo de motores eléctricos de inducción; los hay de C.C. (variación de la tensión), y de C.A. (variación de la frecuencia); los más utilizados son los de motor trifásico de inducción y rotor sin bobinar (jaula de ardilla).
1.3 Principio de funcionamiento.
1.- Rectificador: partiendo de la red de suministro de c.a., monofásica o trifásica, se obtiene c.c. mediante diodos rectificadores. 2.- Bus de contínua: condensadores de gran capacidad (y a veces también bobinas), almacenan y filtran la c.c. rectificada, para obtener un valor de tensión contínua estable, y reserva de energía suficiente para proporcionar la intensidad requerida por el motor. 3.- Etapa de salida: desde la tensión del bus de contínua, un ondulador convierte esta energía en una salida trifásica, con valores de tensión, intensidad y frecuencia de salida variables. Como elementos de conmutación, se usan principalmente transistores bipolares (BJT), CMOS o similares, IGBT, tiristores (SCR), GTO, etc. Las señales de salida, se obtiene por diversos procedimientos como troceado, mediante ciclo convertidores, o señales de aproximación senoidal mediante modulación por anchura de impulsos PWM.
4.- Control y E/S: circuitos de control de los diferentes bloques del variador, protección, regulación, y entradas y salidas, tanto analógicas como digitales. Además se incluye el interfaz de comunicaciones con buses u otros dispositivos de control y usuario.
Espacio Curricular
Automatización por PLC T.P.N.º
Tema:
Nombre: Alexis Checura
Especialidad: Electrónica Fecha:
Informe de VDF
Escala: Hoja:
VºBº
1.4 Marcas de VDF: WEG, Mitsubishi, Siemens, ABB, entre otros. En la marca de Siemens tenemos diferentes tipos de VDF. Variadores SINAMICS G: SINAMICS G110 SINAMICS G120 Variadores MICROMASTER Modelos MICROMASTER 420, 430 y 440.
2. SINAMICS G110 2.1 Conexiones de red y del motor
2.2
Bornes
Espacio Curricular
Automatización por PLC T.P.N.º
Tema:
Nombre: Alexis Checura
Especialidad: Electrónica Fecha:
Informe de VDF
Escala: Hoja:
VºBº
3. Panel de operador: Consiste en una pantalla (alfanumérica o gráfica) tipo táctil, que enlazada con el variador, permite su control total o parcial, de acuerdo a la programación establecida. Por otro lado, en funcionamiento normal, algunos tipos de panel gráfico, pueden ofrecer determinada información, velocidad, par, intensidad o mostrar figuras, diagramas del sistema, etc.
3.1 BOP (Panel de funciones básicas)
Espacio Curricular
Automatización por PLC T.P.N.º
Tema:
Nombre: Alexis Checura
Especialidad: Electrónica Fecha:
Informe de VDF
Escala: Hoja:
VºBº
4. Ajustes de fábrica específicos de la entrada analógica.
5. Visualizaciones y mensajes
Espacio Curricular
Automatización por PLC T.P.N.º
Tema:
Nombre: Alexis Checura
Especialidad: Electrónica Fecha:
Informe de VDF
Escala: Hoja:
VºBº
6. Programación Puesta en servicio rápida (P0010=1) Para la puesta en servicio rápida (P0010=1) se requieren los parámetros siguientes
Cuando se escoge el P0010=1, el P0003 (nivel de acceso de usuario) se puede usar para seleccionar los parámetros a los que se accede. Este parámetro también permite la selección de una lista de parámetros definida por el usuario para la puesta en servicio. Al final de la secuencia de puesta en servicio, ajuste el P3900 = 1 para llevar a cabo los cálculos del motor y borrar todos los demás parámetros (no incluidos en el P0010=1) a sus valores por defecto.
Reset a los ajustes de fábrica Para reponer todos los parámetros a los ajustes de fábrica, se deben ajustar lossiguientes parámetros como se indica: Ajuste el P0010=30. Ajuste el P0970=1.
Espacio Curricular
Automatización por PLC T.P.N.º
Tema:
Nombre: Alexis Checura
Especialidad: Electrónica Fecha:
Informe de VDF
Escala: Hoja:
VºBº
7. Marco Teórico Velocidad (n): la velocidad en el eje de un motor asíncrono en rpm, depende del número de polos magnéticos del motor, y la frecuencia f (Hz), de la red de suministro:
Los motores se fabrican para una velocidad nominal o de trabajo determinada, pero mediante el variador de frecuencia dicha velocidad puede controlarse de manera progresiva. Por ejemplo, un motor de 50 Hz y 1500 rpm (4 polos), podría girar, con variación de frecuencia entre 5 y 120 Hz. Par transmitido por el eje (par motriz): la fuerza de tracción del motor a través del eje, depende principalmente de las expresiones siguientes:
Espacio Curricular
Automatización por PLC T.P.N.º
Tema:
Nombre: Alexis Checura
Especialidad: Electrónica Fecha:
Informe de VDF
Escala: Hoja:
VºBº
8. Ventajas
y desventajas del uso de VDF
Ventajas de uso del variador (frente al resto de arranques): - Evita picos o puntas de intensidad en los arranques del motor. (Muy pronunciados en el arranque directo, en estrella-triángulo y medios con arrancadores progresivos). - El par se controla totalmente a cualquier velocidad, lo que evita saltos o bloqueos del motor ante la carga. (En un arrancador progresivo la regulación del par es dificil, ya que se basa en valores de tensión inicial). - No tiene factor de potencia (cos φ = 1), lo que evita el uso de baterías de capacitores y el consumo de energía reactiva (ahorro económico). - Comunicación mediante bus industrial, lo que permite conocer en tiempo real el estado del variador y el motor, así como el historial de fallos (facilita el mantenimiento). - Los arranques y paradas son controlados, y suaves, sin movimientos bruscos. - Protege completamente el motor, el variador y la línea. - El consumo energético se adapta a la exigencia del motor (ahorro de energía). - Mediante contactores externos de bypass (puente) se puede utilizar un solo variador para el control secuencial de varios motores, tanto en arranque como en parada.
Desventajas: - La instalación, programación y mantenimiento, debe ser realizada por personal cualificado. - Si no está bien aislado (con filtros) o instalado, puede derivar ruidos e interferencias en la red eléctrica, que podrían afectar a otros elementos electrónicos cercanos. - Para aplicaciones sencillas puede suponer mayor inversión, que un sistema simple (contactorguardamotor), si bien a la larga se amortiza el gasto suplementario, por el ahorro energético y de potencia reactiva que aporta el variador. - Las averías del variador, no se pueden reparar in situ (hay que enviarlos a la casa o servicio técnico). Mientras tanto debe disponerse de otro variador equivalente, o dejar la instalación sin funcionamiento.
Espacio Curricular
Automatización por PLC T.P.N.º
Tema:
Nombre: Alexis Checura
Especialidad: Electrónica Fecha:
Informe de VDF
Escala: Hoja:
VºBº