Bienvenido al módulo de formación sobre la especificación de producto de los convertidores de frecuencia ABB para maquinaria general ACS355.

Transcripción

1 Bienvenido al módulo de formación sobre la especificación de producto de los convertidores de frecuencia ABB para maquinaria general ACS355. Para ver en forma de texto las notas del presentador, haga clic en el botón Notas de la esquina inferior derecha. 1

2 Tras completar este módulo, podrá presentar las características clave del ACS355. 2

3 Este módulo está concebido para aquellos que previamente hayan completado los módulos de formación enumerados. 3

4 El ACS355 pertenece a la clase de convertidores de frecuencia para maquinaria de Drives ABB. Estos convertidores son rápidos de instalar, programar y poner en marcha. Los partners de venta ABB pueden entregarlos de forma inmediata y se han diseñado para una amplia gama de aplicaciones de maquinaria. Los convertidores ACS355 son plenamente retrocompatibles con el ACS350. El ACS355 ofrece seguridad funcional integrada para que los fabricantes de maquinaria puedan cumplir las últimas normas y directivas sobre maquinaria. 4

5 El ACS355 tiene tensiones de alimentación para dos intervalos, de 200 a 240 y de 380 a 480 voltios. Para el intervalo de 200 voltios, están disponibles series de alimentación monofásica y trifásica. La frecuencia de alimentación puede oscilar entre 48 y 63 hercios. El factor de potencia de desplazamiento del convertidor de frecuencia es 0,98. Los tipos de convertidor ACS355-03U tienen el filtro EMC desconectado, de modo que son directamente adecuados para redes IT y sistemas TN con conexión a tierra en un vértice. Para otros tipos de convertidores en estas redes, es necesario desconectar el filtro EMC extrayendo el tornillo marcado como EMC en el lateral del convertidor. 5

6 El convertidor de frecuencia ABB para maquinaria general ACS355 se ha diseñado para un intervalo de potencia de 0,37 kw a 22 kw. El intervalo monofásico de 230 voltios ofrece convertidores hasta 2,2 kw, el intervalo trifásico de 230 voltios hasta 11 kw y el intervalo de 400 voltios hasta 22 kw. La frecuencia de salida del convertidor puede ajustarse entre 0 y 600 hercios. La frecuencia de conmutación del ACS355 puede seleccionarse entre 4 y 16 khz en incrementos de 4 khz. Con 8, 12 y 16 khz la intensidad de salida del convertidor debe derratearse según la tabla adjunta. Para una mejora adicional del rendimiento, el parámetro 2607 SWITCH FREQ CTRL puede ajustarse a 2 (ON (LOAD)), que permite el funcionamiento con una alta frecuencia de conmutación hasta que aumenta la temperatura interna del convertidor. Esto no se recomienda en procesos en marcha continua y entornos exigentes. 6

7 Los tipos de ACS355 tienen una especificación, que se presenta en una tabla de especificaciones. El ACS355 se ha optimizado para aplicaciones de par constante como cintas transportadoras. La base para la selección del convertidor es la intensidad de salida nominal I2N. El diseño del convertidor ofrece la posibilidad de sobrecarga del 150% de la intensidad de salida nominal durante un minuto cada 10 minutos y una capacidad de carga del 180% durante 2 segundos al arranque. Si se conocen los requisitos de la aplicación para la intensidad nominal y la capacidad de carga, es posible seleccionar el tipo de ACS355. El nombre del tamaño de bastidor indica las dimensiones físicas del convertidor. La selección del convertidor da lugar a un código de tipo detallado. El código de tipo puede interpretarse en partes, cada una de las cuales proporciona información sobre el producto. En el código de tipo la parte ACS355 muestra el tipo de producto. Las unidades con -01- en el código de tipo tienen alimentación monofásica, y las unidades con -03- alimentación trifásica. Añadir una letra E o U a esta parte especifica el filtro EMC a conectar o desconectar, y el ajuste por defecto de la frecuencia de alimentación a 50 o 60 hercios. Básicamente los tipos E y U son bastante similares, y la única diferencia son los ajustes predefinidos. El código con un símbolo + B063 indica una variante IP66/67 UL Tipo 4X. Esta variante tiene especificaciones equivalentes pero distintos tamaños de bastidor. A continuación se muestra la intensidad de salida nominal en amperios. En esta parte, la letra A denota el lugar de la coma decimal si el valor de intensidad es inferior a diez amperios. El intervalo de tensión de alimentación de 200 a 240 V se indica con el número -2, y el intervalo de 380 a 480 V con el número -4 al final del código de tipo. 7

8 Las alturas, anchuras, profundidades y pesos de los bastidores del ACS355 se muestran en la tabla de dimensiones y pesos. De fábrica, el grado de protección del convertidor es IP20, UL tipo abierto. La tabla muestra tres alturas para el tipo de convertidor IP20, UL tipo abierto: H1 para el módulo base, H2 para la altura en pared requerida y H3 para la unidad completa con placa de fijación. El grado de protección NEMA1 se consigue con un kit NEMA1 opcional, que incluye una caja de conexiones y una cubierta. Estas piezas incrementan las dimensiones del convertidor. Para los tipos NEMA1 la altura H4 incluye una caja de conexiones debajo del convertidor. H5 incluye la caja de conexiones y una cubierta en la parte superior del convertidor. La profundidad D2 es la profundidad incrementada del convertidor cuando se conectan los módulos de ampliación MREL, MPOW o MTAC. 8

9 El ACS355 puede proporcionar especificaciones de intensidad de salida nominal y capacidad de carga en el intervalo de temperaturas de -10 C a +40 C. Entre 40 C y 50 C la intensidad de salida nominal del convertidor se reduce un 1% para cada C adicional. No se permite el derrateo de temperatura del convertidor con clase de protección alta, ACS355 IP66/67 UL Tipo 4x. Siguiendo el mismo principio, la intensidad de salida nominal y la capacidad de carga del ACS355 están disponibles a altitudes entre 0 y 1000 m. Entre 1000 y 2000 m la intensidad debe derratearse un 1% por 100 m. La humedad relativa debe ser inferior al 95% sin condensación. El grado de protección estándar del convertidor es IP20. Con un kit opcional NEMA1 el convertidor tiene grado de protección NEMA1 y puede montarse directamente en la pared. El convertidor con clase de protección alta puede montarse directamente en la pared. 9

10 Slide 9 MR2 removed some part of the text mikko.ramo@fi.abb.com;

11 Para el convertidor de frecuencia para maquinaria general ACS355 también está disponible una variante de convertidor con clase de protección alta para montaje en pared. Puede pedirse con el código +B063. La variante con clase de protección alta está disponible en dos tamaños de bastidor de 0,37 kw a 4 kw en versiones trifásicas de 230 V, y de 0,37 kw a 7,5 kw en versiones trifásicas de 400 V. El grado de protección de la variante es IP66/67 UL Tipo 4X e incluso hasta el mayor grado de protección IP69K cuando los pasacables y los tapones de la placa pasacables también se seleccionan con este grado de protección (actualmente ABB no los ofrece). La variante con clase de protección alta también tiene certificación NSF. La certificación NSF garantiza que todos los materiales y estructuras de diseño seleccionadas son adecuados para uso en la industria de los alimentos y bebidas. La variante con clase de protección alta no tiene un ventilador de refrigeración externo para satisfacer el mayor grado de protección. La variante con clase de protección alta es compatible con el ACS355 en cuanto a cumplimiento. Incluye opciones específicas como un interruptor de entrada para desconectar la alimentación, un kit de pasacables para protección IP hasta IP68 y una válvula de compensación de presión para evitar la condensación en climas en que las temperaturas cambian rápidamente. Las variantes con clases con protección alta no permiten el uso de las opciones MPOW, MTAC o MREL.

12 El ACS355 puede conectarse a varios sistemas de control de maquinaria a través de múltiples E/S y opciones enchufables. Todos los terminales de conexión se encuentran en la parte lateral frontal del convertidor. El filtro EMC y los tornillos de conexión a tierra del varistor se encuentran en el lateral del convertidor. Es necesario extraer el tornillo del filtro EMC en instalaciones en sistemas IT y TN conectados a tierra en un vértice. Las conexiones de entrada y salida incluyen dos entradas analógicas bipolares, una salida analógica, cinco entradas digitales, una salida de relé y una salida digital. Es posible obtener un valor de referencia de 10 voltios desde los terminales del convertidor para un potenciómetro. Una entrada digital (ED5) se puede programar como entrada de series de impulsos. Una salida digital puede utilizarse como salida de series de impulsos. Un cubrebornes, que se entrega de serie en el convertidor, ofrece protección para las conexiones de E/S. Bajo la cubierta del panel hay conexiones para Safe Torque Off, opciones del panel de control, módulos de ampliación y la opción FlashDrop. En el conector del panel hay una conexión Modbus RS232. La herramienta para PC también se conecta aquí. Hay tres módulos de ampliación disponibles: Módulo de encoder MTAC-01, módulo de alimentación auxiliar MPOW-01 y módulo de ampliación de salida de relé MREL-01. Los LED de estado, que también se encuentran aquí, ofrecen información sobre el estado del convertidor en caso de que no se use un panel de control. 11

13 Para garantizar que el ACS355 cumple los requisitos EMC, es necesario utilizar las grapas para cable de los cables de potencia y control. Las placas de fijación con las grapas se incluyen en el paquete estándar del convertidor. Los terminales de la resistencia de frenado pueden utilizarse como conectores de CC común si se parametrizan correctamente. 12

14 El protocolo de comunicación serie Modbus RS232 está integrado y disponible a través del puerto del panel. Todos los demás buses de campos son módulos opcionales integrados de tipo enchufable. Para el ACS355 las opciones de bus de campo son Modbus (RTU RS485), PROFIBUS DP, DeviceNet, CANopen, Ethernet, Profinet, EtherCAT y LonWorks. 13

15 El ACS355 se entrega con una cubierta del panel de serie. El propósito de la cubierta del panel es proteger las superficies de conexión del convertidor en caso de que no se requieran en la aplicación. Los LED son visibles a través de la cubierta del panel. Para un panel de control existen dos alternativas: el panel de control asistente y el panel de control básico. El panel de control asistente dispone de una pantalla alfanumérica multilingüe para facilitar la configuración del convertidor de frecuencia. Además, el panel de control incluye varios asistentes y una función de ayuda integrada para facilitar la labor al usuario, así como un reloj de tiempo real que puede emplearse, por ejemplo, para señalar el comienzo y la finalización de procesos tales como el registro de fallos y el control del convertidor. El panel de control puede utilizarse asimismo para realizar copias de seguridad de los parámetros o para descargarlos en otros convertidores. Su uso resulta extremadamente sencillo gracias a la pantalla gráfica de gran tamaño y a las teclas multifunción. El panel de control básico incluye una pantalla numérica de una sola línea. Se puede utilizar para controlar el convertidor, para definir los valores de los parámetros o para copiarlos de un convertidor a otro. 14

16 El panel de control asistente incluye asistentes que puede activar el usuario. Por ejemplo, el Asistente de puesta en marcha guía al encargado de la puesta en marcha por todos los parámetros esenciales para configurar el convertidor. El Optimizador del convertidor lo ajusta automáticamente para unos niveles óptimos de ruido, eficiencia o rendimiento de control del motor. 15

17 Algunos asistentes se activan por desencadenantes internos. Por ejemplo, para indicar la necesidad de mantenimiento preventivo el usuario puede crear una alarma mediante el asistente de mantenimiento para seleccionar cualquiera de los 3 criterios siguientes: consumo de energía, giro del motor u horas totales de funcionamiento del convertidor. Cuando se produce un fallo, éste se almacena en el registrador de fallos. Es posible acceder al registrador de fallos desde el menú principal del panel de control asistente con indicación de lo que ha ocurrido y cuándo. La información incluye todos los valores actuales esenciales en el momento del fallo, por ejemplo, frecuencia, velocidad, par, intensidad y tensión. Esta valiosa información puede utilizarse para analizar cómo prevenir las situaciones de fallo en el futuro. 16

18 DriveWindow Light es una herramienta para PC diseñada para poner en marcha, monitorizar o configurar un convertidor. Puede utilizarse en modo desconectado, lo que permite ajustar los parámetros desde la propia oficina, incluso antes de ir al emplazamiento físico. DriveWindow Light también puede utilizarse con otros productos de accionamiento de baja tensión de CA. La conexión del cable de PC a un convertidor es sencilla, ya que puede utilizarse el puerto del panel del convertidor. 17

19 El ACS355 incluye protección contra sobreintensidad y cortocircuito, baja carga, bloqueo del motor, sobrevelocidad, defecto a tierra, pérdida de fase del motor y alimentación, fallo del cableado de salida, sobre y subtensión de CC, exceso de temperatura del convertidor, exceso de temperatura del motor, fallo de entrada analógica, pérdida del panel y fallo externo. Además, es posible ajustar límites y desencadenantes internos para activar un mensaje de fallo. 18

20 Las longitudes máximas del cable de motor varían en función de los requisitos EMC y funcionales. Al utilizar reactancias de salida opcionales puede ampliarse la longitud de funcionamiento del cable de motor. Para cumplir la directiva EMC europea, las longitudes máximas del cable de motor se definen mediante una frecuencia de conmutación de 4 khz. El ACS355 se ha diseñado para cumplir las normas de producto EMC (EN :2004). Con el filtro EMC integrado el convertidor cumple los requisitos de categoría C3 de 2º entorno de serie. Con el filtro EMC externo opcional se cumplen los requisitos de las categorías C1 y C2 de primer entorno. 19

21 Las reactancias de entrada y salida de CA se ofrecen como opciones externas. Las reactancias de entrada de CA se utilizan para reducir la distorsión armónica total y para cumplir las normas sobre armónicos vigentes (EN y EN ). Además, las reactancias de entrada incrementan la protección del convertidor del puente rectificador de entrada en redes muy inestables. Las reactancias de salida de CA se utilizan para obtener cables de motor más largos. 20

22 Las funciones básicas del ACS355 se detallan en el Catálogo técnico, para el cual se proporciona un enlace al final de esta presentación. Ahora comentaremos algunas funciones en mayor detalle. 1) El Método de control del motor: El ACS355 tiene varios modos de control: control escalar, control vectorial sin sensores y control vectorial. El control escalar varía la tensión y la frecuencia mientras que el control vectorial varía el par indirectamente, midiendo la intensidad a partir del flujo, lo que produce una mejor respuesta de par. El modo de control escalar del ACS355 se recomienda para un arranque sencillo y aplicaciones con varios motores, y puede ajustarse con curvas u/f y compensación IR para una mejor respuesta de par. El control vectorial no tiene sensores cuando no hay realimentación de velocidad. El control de motores de imanes permanentes también es control vectorial, con o sin sensor. 2) Reducción de ruido: El ACS355 tiene una frecuencia de conmutación máxima de 16 khz con intensidad de salida reducida. Mediante la función de reducción de ruido automática el usuario puede definir si se reducirán la frecuencia de conmutación o la intensidad al ajustar un límite de carga. Posteriormente, al reducirse la carga la unidad seleccionada vuelve a incrementarse. 3) Dos PID independientes posibilitan usar el segundo PID (PID2) para ajustar salidas del convertidor, por ejemplo para controlar la válvula o corregir o ajustar con precisión la velocidad del convertidor. De esta manera, los PID pueden utilizarse para control de presión y de extensión. 21

23 La función de avance lento del ACS355 proporciona una respuesta rápida para ajustes de cinta transportadora, por ejemplo manteniendo el nivel de magnetización del motor. El control del freno mecánico puede utilizarse en varias aplicaciones en que debe mantenerse la posición de paro. Con frecuencia, esta característica está relacionada con la seguridad de la maquinaria. En una entrada de serie de impulsos se calcula el número de impulsos en el intervalo de 0 a 16 khz hacia el terminal de serie de impulsos (una entrada digital). Los impulsos pueden convertirse a una orden de frecuencia de salida de convertidor o emplearse para calcular la posición con el contador interno del convertidor. Este método de control es una defensa robusta contra perturbaciones externas (p. ej. desviación de tensión) y útil con controladores lógicos simples sin una salida analógica. 22

24 La salida de transistor puede utilizarse para controlar otros convertidores o dispositivos con impulsos. Puede proporcionar señales, por ejemplo a un PLC (en 30 voltios CC, 100 ma). El control de transistores también es muy robusto. Las funciones temporizadas permiten el uso de un temporizador interno para marchas y paros temporizados. Las funciones temporizadas utilizan el reloj de tiempo real del panel de control asistente. El uso del módulo de ampliación de la opción de encoder mejora el rendimiento del control del par y la velocidad del ACS355 en aplicaciones con requisitos exigentes. Programación de secuencias: La programación de secuencias permite la programación específica de cada aplicación. Es una característica exclusiva para programar secuencias preconfiguradas, y reduce la necesidad de un sistema de control externo (PLC). El uso de un PLC externo puede obviarse normalmente en aplicaciones sencillas. 23

25 La función Safe Torque Off (STO) desactiva la tensión de control de los semiconductores de potencia de la etapa de salida del convertidor, impidiendo así que el inversor genere la tensión necesaria para hacer girar el motor. Con esta función, la fuente de alimentación no tiene que desconectarse al realizar la limpieza o el mantenimiento de las piezas no eléctricas de la maquinaria. Ambos circuitos STO deben estar cerrados para que el convertidor de frecuencia arranque. El circuito STO puede conectarse en estrella hasta con 5 convertidores e incluso más con una fuente de alimentación externa. Naturalmente esto reduce el nivel de integridad de seguridad de sistema de seguridad y debe recalcularse. Se requiere el cálculo para cada máquina. La función de CC común es exclusiva cuando emplea los conectores de resistencia de frenado BR+ y BR-. Cuando se parametriza correctamente, el convertidor puede conectarse al sistema de bus de CC común. En la parte de ingeniería de sistemas del módulo de e-learning del ACS355 hay más información sobre CC común. 24

26 FlashDrop es un modo práctico de ajustar y seleccionar parámetros del convertidor. Esta herramienta permite programar parámetros en un convertidor que no recibe tensión incluso si está en la caja. Esta característica básica de FlashDrop lo hace idóneo para su uso en almacenes, durante la instalación mecánica o para OEM. FlashDrop puede almacenar 20 series de parámetros distintas. La herramienta puede ocultar ciertos parámetros para proteger la máquina de cambios de parámetros no deseados y, a la vez, facilitar la búsqueda de parámetros esenciales. El software para PC DrivePM puede usarse para crear y almacenar series de parámetros y para editar y ocultar parámetros. El software DrivePM 1.2 está disponible gratuitamente en el sitio web de ABB. 25

27 La programación de secuencias es una característica exclusiva. Se ha diseñado para la fabricación de maquinaria y se incluye de serie en el convertidor. La programación de secuencias permite reacciones programables basadas en sensores externos e interruptores de final de carrera. La programación se basa en 8 bloques a partir de los cuales es posible crear distintas secuencias. La programación se realiza con DriveWindow Light y no se requieren diversos bloques PLC. La programación de secuencias ofrece beneficios para fabricantes de maquinaria OEM al reducir la necesidad de lógica externa o sustituirla en aplicaciones simples. 26

28 El Manual del usuario del ACS355 se entrega con cada convertidor y está disponible en 11 idiomas distintos. También está disponible en el sitio web de ABB ( El embalaje del convertidor se ha diseñado para facilitar el envío y la identificación. El embalaje tiene una etiqueta de código de tipo con información clara sobre las especificaciones del convertidor así como un panel de control u otras opciones incluidas dentro del embalaje. La versión del firmware instalado también se indica en el embalaje. 27

29 Slide 27 MR3 shor user's manual corrected as short form user's manual

30 Ésta es una lista de las opciones específicas del usuario disponibles para el ACS355. Recuerde comprobar las versiones correctas del panel de control básico y asistente. También hay kits de montaje disponibles para paneles para instalación en puertas de armario. 28

31 Ésta es una lista completa de las opciones disponibles para el ACS

32 El ACS355 está disponible ampliamente a través de la red de partners ABB Drives Alliance Los convertidores se almacenan en distribuidores y centros logísticos. Los tiempos de entrega estándar de los convertidores son distintos en cada región geográfica. Las opciones de paneles de control, buses de campo y potenciómetro se entregan dentro del embalaje cuando se piden con los códigos "+" de un convertidor También es posible pedir los convertidores por vía electrónica. 30

33 De serie las unidades ACS355 tienen grado de protección IP20, lo que significa que deben montarse dentro de un armario eléctrico. El convertidor puede montarse con tornillos o el carril DIN en la parte posterior del convertidor. También es posible montar el convertidor lateralmente. En este caso, el montaje lado con lado no es posible. El montaje en pared es posible con el kit opcional NEMA1. Las unidades con clase de protección NEMA1 se montan con tornillos y también pueden montarse lateralmente o lado con lado. NEMA1 ofrece protección contra el polvo. El ACS355 tiene una excelente razón potencia/volumen y por lo tanto ofrece una alta densidad de potencia, una de las mayores del mercado. La alta densidad de potencia permite que el convertidor tenga un tamaño compacto que reduce el espacio requerido en armario. 31

34 El ACS355 puede ponerse en marcha con el panel de control asistente o básico, FlashDrop o DriveWindow Light. El asistente de puesta en marcha del panel de control asistente guía al usuario a través de todos los ajustes esenciales, sin entrar directamente en la lista de parámetros. Gracias al panel de control básico, el usuario puede seguir instrucciones manuales sobre los ajustes de parámetros necesarios. Cuando el cableado se ajusta a las especificaciones de la macro estándar ABB y el convertidor está emparejado con un motor de inducción, el tiempo de puesta en marcha suele ser inferior a 3 minutos. 32

35 Las funciones y características del ACS355 se han diseñado para una amplia gama de industrias y aplicaciones de maquinaria. Las aplicaciones típicas incluyen cintas transportadoras, mezcladores, elevación, barreras de acceso, controles de puerta, conformado y moldeado, impresión y máquinas de envasado. El ACS355 es fácil de instalar, poner en marcha y utilizar. El panel de control asistente proporciona una interfaz de usuario intuitiva. El ACS355 es ideal para fabricación de tipo serie en que el tiempo por unidad es crítico. 33

36 El asistente de mantenimiento del panel de control asistente puede monitorizar la energía consumida (kwh), las horas de funcionamiento o el giro del motor. Esta información indica la necesidad de mantenimiento preventivo del convertidor, el motor o la aplicación. El ACS355 tiene intervalos de mantenimiento definidos para ciertas piezas. Los tamaños de bastidor R1 a R4 tienen un ventilador de refrigeración que debe sustituirse cada tres a cinco años, en función del tiempo de funcionamiento real del ventilador que varía según su control. El bastidor R0 tiene refrigeración natural. La pila del panel de control asistente debe sustituirse cada diez años. Si se almacena el convertidor, deben reacondicionarse los condensadores cada dos años. 34

37 Los servicios relacionados con convertidores están disponibles ampliamente a través de los partners de Drives ABB. Si es necesario, las unidades de recambio se entregan rápidamente desde existencias. A través de un contrato de servicio independiente se ofrecen servicios de línea de asistencia por correo electrónico y teléfono. Los recambios, como los ventiladores de refrigeración, pueden pedirse a través del sistema de pedido de recambios en línea: Parts OnLine. 35

38 Éstos son los puntos clave de este módulo: El convertidor de frecuencia para maquinaria ACS355 está diseñado para una amplia gama de aplicaciones de maquinaria. El concepto de interfaz de usuario del convertidor es óptimo para fabricantes de maquinaria y OEM. El peso y el tamaño del convertidor se han minimizado para que la instalación sea sencilla y rápida. El convertidor ofrece amplias funciones en la clase MicroDrive, como contadores, temporizadores, funciones temporizadas, dos reguladores PID, funciones de supervisión y funciones de control de freno mecánico. 36

39 La función Safe Torque Off está integrada de serie. El convertidor incluye funciones exclusivas como FlashDrop y programación de secuencias. El convertidor compacto puede ampliarse con funciones externas como módulos de bus de campo o kit de envolvente NEMA1, y El control vectorial ofrece un excelente rendimiento especialmente con la opción de realimentación de encoder. También está disponible una variante con clase de protección alta. 37

40 Estos son algunos enlaces a información relacionada y referencias adicionales. 38

41 Gracias por su atención. Ahora ya puede pasar a la siguiente unidad. 39