Power Point Variadores de Velocidad

VARIADORES DE VELOCIDAD


REGULACION DE VELOCIDAD DE MOTORES ASINCRONOS TRIFASICOS

I.E.S ANTONIO JOSE CAVANILLES ALICANTE

1

• Durant Durante e mucho mucho tiempo tiempo,, las posibi posibilid lidade ades s de regulación de la velocidad de los motores asíncronos han sido muy escasas. • En la may mayorí oría a de los cas casos, os, los mot motore ores s de jaula se utilizaban a su velocidad velocidad nominal. • Los únic únicos os motor motores es que que dispon disponían ían de vari varias as velocidades fijas eran los de acoplamiento de polos y los de devanados separados, que todavía se emplean de manera habitual.


2

1



Velocidad de sincronización • La velo velocid cidad ad de sin sincro croniz nizaci ación ón de los motores asíncronos trifásicos es proporcional a la frecuencia de la corriente de alimentación e inversamente proporcional al número de pares de polos que constituyen el estator. N = 60 f P N: velocidad de sincronización en r.p.m. f: frecuencia en Hz p: número de pares de polos. I.E.S ANTONIO JOSE CAVANILLES ALICANTE

3

• La siguie siguiente nte tabla contiene contiene la veloci velocidad dad de de rotación rotación del campo giratorio, o velocidad de sincronización, correspondiente a las frecuencias industriales de 50 Hz y 60 Hz y a la frecuencia f recuencia de 100 Hz, en base al número de polos.


4

2



Motores de jaula • La veloc velocida idad d de un moto motorr de jaula jaula,, según según se ha descrito anteriormente, depende de la frecuencia de la red de alimentación y del número de pares de polos. Por consiguiente, es posible obtener un motor de dos o varias velocidades mediante la creación de combinaciones de bobinados en el estator que correspondan a distintos números de polos.


5

Motores de acoplamiento de polos • Est Este e tipo de moto motores res sólo sólo permi permite te relaci relacione ones s de velocidad de 1 a 2 (4 y 8 polos, 6 y 12 polos, etc.). Consta de seis bornas. • Par Para a una de de las las veloc velocida idades des,, la red se conecta a las tres bornas correspondientes. Para la segunda, dichas bornas están conectadas conec tadas entre entre sí y la red se conecta conecta a las otras tres. Normalmente el arranque se realiza de manera directa, tanto a alta como a baja velocidad.


6

3



Motores de devanados estatóricos separados (Dahalander). • Estos Estos motore motores, s, que que const constan an de dos dos deva devanad nados os estatóricos eléctricamente independientes, permiten obtener cualquier relación de dos velocidades.


7

Principales tipos de variadores Los variadores son convertidores de energía encargados de modular la energía eléctrica que recibe el motor. Los tipos más habituales son: Rectificador controlado. controlado. Suministra corriente continua a partir de una red alterna monofasica o trifásica y controla el valor medio de la tensión.

Regulador de tensión. Suministra tensión alterna a partir de una red alterna monofasica o trifásica, con la misma frecuencia fija de la red y controlando el valor eficaz de la tensión. Convertidor de frecuencia. Suministra tensión alterna a partir de una red alterna monofasica o trifásica de frecuencia fija, con valor eficaz y frecuencia variables según la ley U/f constante. Se utiliza como variador de velocidad para motores asíncronos de jaula. I.E.S ANTONIO JOSE CAVANILLES ALICANTE

8

4



El convertidor de frecuencia • El puente puente recti rectificador ficador y los los condens condensadore adores s de filtrad filtrado o convierten la tensión alterna monofásica o trifásica de la red en tensión continua. A continuación, un puente ondulador de transistores conmuta la tensión continua para generar una serie de impulsos de anchura variable. • El control control de la la modulac modulación ión se se lleva lleva a cabo cabo por medio de un microprocesador . La modulación depende de las tensiones y las frecuencias, por tanto, de las velocidades solicitadas en la salida. • Los conve converti rtidor dores es de frecue frecuenci ncia a son muy fáci fáciles les de utilizar para alimentar un motor de jaula estándar. El par que se obtiene permite accionar todo tipo de máquinas, incluyendo las de fuerte par resistente.


9

• El conver convertidor tidor de frecu frecuencia encia hace posi posible ble que el motor funcione en ambos sentidos de la marcha y permite la opción de frenado. • La frecue frecuenci ncia a de sali salida da puede puede ser ser superi superior or a la de alimentación. • El variado variadorr también también se utiliz utiliza a como como arranc arrancador ador o ralentizador para la puesta en marcha y la parada progresiva adaptada a una rampa. Integra la protección térmica del motor y la protección contra cortocircuitos.


10

5



Arrancadores suaves para motores asincrónicos

• El arr arranc ancado adorr es un lim limita itador dor de velocidad que permite un arranque suave, y también una detención suave, a los motores asincrónicos. • Su util utiliza izació ción n permit permite e la sup supres resión ión de los choques mecánicos que causan el desgaste, tiempos de mantenimiento y tiempos de detención de la producción. • Limi Limita ta la la velo velocid cidad ad y las pun puntas tas de corriente durante el arranque, en las máquinas para las cuales una velocidad de arranque elevada no es necesaria. I.E.S ANTONIO JOSE CAVANILLES ALICANTE

11

Principales funciones de los arrancadores y variadores de velocidad electrónicos Aceleración controlada • La aceler aceleraci ación ón del mot motor or se contr controla ola media mediante nte una una rampa de aceleración lineal. Variación de velocidad • Un varia variador dor de de veloci velocidad dad pued puede e no ser ser al mismo mismo tiempo un regulador. En este caso se trata de un sistema dotado de un control con amplificación de potencia. Regulador de velocidad. • Un regul regulado adorr de veloc velocida idad d es un vari variado adorr con seguimiento de velocidad. • Dispo Dispone ne de de un sistem sistema a de contr control ol con con ampli amplificac ficación ión de potencia. I.E.S ANTONIO JOSE CAVANILLES ALICANTE

12

6



Deceleración controlada. • Cuando Cuando se desconec desconecta ta un motor, su deceler deceleración ación se debe únicamente al par resistente de la máquina (deceleración natural). • Los arrancadore arrancadores s y variadores variadores electrónicos electrónicos permiten permiten controlar la deceleración mediante una rampa lineal, generalmente independiente de la rampa de aceleración. Inversión del sentido de giro • La mayo mayoría ría de de los vari variado adores res actu actuale ales s tienen tienen implementada esta función. Frenado • Est Este e frenad frenado o consis consiste te en para pararr un motor motor pero pero sin sin controlar la rampa de deceleración. esta función se realiza de forma económica inyectando una corriente continua en el motor, haciendo funcionar de forma especial la etapa de potencia. I.E.S ANTONIO JOSE CAVANILLES ALICANTE

13

Protecciones integradas • Los vari variado adores res mode moderno rnos s asegur aseguran an tanto tanto la la protección térmica de los motores como su propia protección. están dotados de protecciones contra: – – – –

.. Cortocircuitos entre fases y entre fase y tierra, .. Sobretensiones y las caídas de tensión, .. Desequilibrios de fases, .. Funcionamiento en monofásico.


14

7



Estructura y componentes de los arrancadores y variadores electrónicos Se componen de dos módulos generalmente montados en una misma envolvente: • Un módul módulo o de cont contro roll que que contr controla ola el funcionamiento del aparato. • Un mó módul dulo o de potenc potencia ia que que alimen alimenta ta el motor motor con energía eléctrica.


15

El módulo de control • En los los arranca arrancadores dores y variado variadores res modern modernos, os, todas las funciones se controlan mediante un microprocesador que gestiona la configuración, las órdenes transmitidas por un operador o por una unidad de proceso y los datos proporcionados por las medidas como la velocidad, la corriente, etcétera... • Del mismo mismo modo, modo, los difere diferente ntes s comand comandos os (march (marcha, a, parada, frenado...) pueden proporcionarse desde interfaces de diálogo hombre/máquina, utilizando autómatas programables o PC.


16

8



El módulo de potencia El módulo de potencia potencia está principalmente constituido por: • Com Compon ponent entes es de potenc potencia ia (diodo (diodos, s, tirist tiristore ores. s. • Interfaces Interfaces de medida medida de las las tensione tensiones s y/o y/o corrien corrientes, tes, • En apara aparatos tos de de gran gran cali calibre bre,, un conj conjunt unto o de ventilación.

Los componentes de potencia son semiconductores que funcionan en «todo o nada», comparables, por tanto, a los interruptores estáticos que pueden tomar dos estados: abierto o cerrado. I.E.S ANTONIO JOSE CAVANILLES ALICANTE

17

ELECCION DE UN VARIADOR • El númer número o de aplic aplicaci acione ones s que requ requier ieren en el uso de un variador aumenta de manera constante, aunque todavía no alcanza al de aplicaciones que utilizan un contactor. los fabricantes incluyen tablas en sus catálogos que permiten seleccionar y determinar el variador mas adecuado. Dichas tablas corresponden a condiciones ambientales y de funcionamiento normales en base ha: – El tipo de motor que se alimenta, alterno o continuo. – La tensión de la red. – La potencia del motor. I.E.S ANTONIO JOSE CAVANILLES ALICANTE

18

9



Esquema básico de un variador de frecuencia

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Conjunto variad Conjunto variador or de de frecuenci frecuencia a compues compuesto to básica básicamente mente de de : Rectif Rec tifica icador dor de corri corriente entes s trifás trifásica icas. s. Filt Fi ltra rado do por por con conde dens nsad ador or.. Paso de corrien corriente te continua continua a corri corriente ente alterna alterna,, a base base de tiri tiristore stores. s. Detección Detec ción de de la intensid intensidad ad de corrie corriente nte Im absor absorbida bida por cada cada fase fase del motor. Regula Reg ulació ción n de la la variac variació ión n de frecu frecuenci encia. a. Control Contr ol de la veloc velocidad idad,, que con las las referencia referencias s de Im (5), (5), velocid velocidad ad elegida elegida (6) y filtrado (3), actúa directamente sobre los tiristores a través de (8). Contro Con troll digi digital tal que que envía envía la la señal señal de de (7) a (4). (4). I.E.S ANTONIO JOSE CAVANILLES ALICANTE

19

(1) Contacto Contacto de relé de falla: permite permite señalizar a distancia el estado del variador. (2) + 15 V interno. En caso de utilización de una fuente externa +24 V, conectar el 0 V de la fuente al borne 0 V del variador, no utilizar el borne +15 V del variador, y conectar el común de las entradas LI a +24 V de la fuente externa. (3) Salida DO: salida analógica o salida lógica configurable. Tensión interna más 15 V o externa +24V. (4) Miliamperim Miliamperimetro etro o relé de bajo consumo. (5) Módulo de frenado VW3 A11701, en caso de utilización de una resistencia de frenado.


20

10



(1) El valor de corriente corresponde a una red cuya Icc= 1 kA. (2) El valor de corriente corresponde a una f recuencia de corte de 4 kHz. (3) Durante 60 segundos. (4) Con ventilador integrado. I.E.S ANTONIO JOSE CAVANILLES ALICANTE

21

PRACTICAS CON EL VARIADOR DE FRECUENCIA ALTIVAR 16


22

11



Instalación


23

ESQUEMA


24

12



PRACTICAS VARIADOR DE FRECUENCIA ALTIVAR 16 (TELEMECANIQUE) MANUAL DE PUESTA EN SERVICIO. • Verifica Verifica de acuerdo acuerdo a su código código,, las caracterís características ticas del VARIADOR. • Pote Potenc ncia ia de dell VARI VARIAD ADOR OR.. • Potenc Potencia ia máxi máxima ma en en CV CV o kW del mot motor or a maniob maniobrar rar.. • Tensión Tensión de alimentació alimentación. n. M Monofa onofasica sica o trifásica. trifásica. • Tensió Tensión n de salid salida. a. Monof Monofasi asica ca o trifás trifásica ica..


25

ORGANIGRAMA DE PARAMETROS DE REGLAJE. • Ver y repasar repasar los los parámetr parámetros os que que son son accesi accesibles bles con el accesorio de programación y visualizado. • Desmontar Desmontar accesorio accesorio y colocar colocar "tapadera", "tapadera", con el fin de no tener acceso a modificación de parámetros una vez programado.


26

13



PRACTICAS CON EL VARIADOR. Abreviat ura

• •

* Previo. Ante Antes s de la man manip ipul ulac ació ión ny entrada de datos en el variador, debemos tener ajustados los parámetros por defecto de fabrica.

•

Significado Concepto

Valor

dEc

Rampa de deceleración.

3 sg

Acc

Rampa de aceleración

3 sg

LSP

Velocidad pequeña.

0 Hz

HSP

Velocidad alta.

50 Hz

Ufr

Relación de la tensión y frecuencia.

20

FLG

Ganancia del bucle de frecuencia

33

brA

Adaptación automática rampa aceleración

ON

UFt

Tipo de la Ley frecuencia

tFr Ajus Ajusta tarr los los pará paráme metr tros os de de características del motor a conectar. Frs Frecuencia nominal del motor UnS Tensión nominal del motor ItH Protección térmica del motor In

N

Techo de frecuencia (características (características fabricante motor)

50 Hz. 230 V ¿


27

COMENTARIO SOBRE LOS PARAMETROS PRINCIPALES DE REGLAJE Abreviatura

Comentario

rdY

Variador listo para funcionar.

FrH

Visualizacion de la frecuencia que cede el variador al motor en cada momento.

Lcr

Visualizacion de lectura del consumo de In del motor.

ULn

tensión de línea.

Acc

Tiempo de aceleración, tiempo en segundos que tarda en acelerar de 0 Hz a 50 Hz.

dEc

Tiempo de deceleración, tiempo en segundos que tarda de 50 Hz a 0 Hz.

LSP

Baja velocidad. Frecuencia desde donde empieza la variación. Para frenado colocar a 0 Hz.

HSP

Alta velocidad. Máxima velocidad que queremos que alcance el motor.


28

14



UFr

Ley tensión Frecuencia. Si no nos mueve la carga a baja frecuencia-velocidad hay que aumentar el par, se regula desde 0 – 99 (Ajustado de fabrica a 20) relacionado con UFT dependiendo del tipo de carga.

FLG

Ganancia de bucle de frecuencia. Valor de fabrica 33. hay que aumentar si no hay bastante respuesta de velocidad.

ItH

Protección térmica del motor. Ajustar a In del motor.

UnS

tensión nominal de la placa de características del estator del motor.

FrS

Frecuencia nominal del motor. Placa de características.

tFr

Frecuencia máxima salida del variador 40 – 200 Hz. Ajustar según características del fabricante del motor.

UFt

Tipo de Ley tensión Frecuencia. N Normal carga moderada. P Bombas. Ventiladores con bombas centrifugas. L En carga. Elevación, ciclos rápidos. rápidos.

brA

Adaptación rampa de aceleración, en ON se adapta automáticamente al tiempo de aceleración. En OF desacelera bruscamente, aunque salte el dispositivo de protección.

SLP

Compensación de deslizamiento. ON compensa las perdidas por rozamiento. Velocidad constante. OF pierde fuerza.


29

• PRA PRACTI TIC CA Nº1 º1..- Puesta en marcha de un motor a velocidad y frecuencia nominal. • PR PRA ACTI TIC CA Nº2 º2..- Puesta en marcha de un motor con aumento y disminución de velocidad y frecuencia, f recuencia, tarando los valores. • PRACTI TIC CA Nº3.- Regulación Regulación de velocidad velocidad mediante potenciómetro. • PR PRA ACTI TIC CA Nº4 º4..- Inversor del sentido de giro. • PR PRA ACTI TIC CA Nº5 º5..- Aumento y disminución de la rampa de aceleración y deceleración. deceleración. • PR PRA ACTI TIC CA Nº6 º6..- Inversor del sentido de giro de la practica anterior. • PR PRA ACTI TIC CA Nº7 º7..- Disminución a cero de la rampa de deceleración (frenado) y aplicación de resistencias de frenado. I.E.S ANTONIO JOSE CAVANILLES ALICANTE

30

15



FIN DE LA PRESENTACION


31

16

Power Point Variadores de Velocidad

Recommend Documents