ARRANCADORES Y VARIADORES DE VELOCIDAD ELECTRONICOS

Transcripción

1 ARRANCADORES Y VARIADORES DE VELOCIDAD ELECTRONICOS Jose M. Mansilla Hay distintos métodos de arranque para los motores asíncronos: -Arranque directo. -Arranque estrella-triangulo. -Arranque rotorico (por resistencias). -Arranque por convertidor de Frecuencia. Este último arranque es con el que se obtiene mejor relación Par-Corriente. Además evitan inconvenientes que a largo plazo son perjudiciales para los motores, las maquinas y la instalación como son; las sacudidas mecánicas en los arranques y los picos de tensión. Principales tipos de variadores Los variadores son convertidores de corriente encargados de regular la energía eléctrica que recibe el motor, en función de la potencia o la velocidad que queremos obtener. Los principales tipos son: -De rectificador controlado Con una alimentación alterna monofasica o trifásica, modifican el ángulo de retardo de la tensión en el cebado de los semiconductores de potencia. Este tipo de variadores se utiliza sobre todo para motores de corriente continua de excitación separada. -Convertidor de frecuencia A partir de una tensión alterna varia la frecuencia, ya que la velocidad y la frecuencia son directamente proporcionales. Es el más usado como variador de velocidad para motores de jaula asíncronos. -Variador de tensión Controlan el valor eficaz de la tensión. La forma de trabajo es parecida a los de rectificador controlado pero estos se usan normalmente como arrancadores progresivos para motores de jaula asíncronos Que no requieran un par de arranque elevado y en motores asíncronos de resistencias rotóricas o de anillos.

2 Los variadores se basan en el Control Vectorial de Flujo esto es modificación de la tensión a la vez que la frecuencia y la potencia. La tensión de salida del variador no puede ser mayor que la de red por esto una vez alcanzada la velocidad nominal a par constante si seguimos aumentándola seria a Potencia constante. -Funcionamiento del variador del primer cuadrante: -Sobrepar (Para obtener el par primero debemos vencer la inercia del arranque). -Par constante es cuando el motor suministra el par nominal cualquiera que sea su velocidad -Potencia constante, mantiene un par de inversión proporcional a la velocidad CARACTERISTICAS Y FUNCIONES DE LOS VARIADORES Debemos saber que: -Variación de Tensión; No altera la velocidad de sincronismo, la disminución de tensión reduce el par motor, aumenta el deslizamiento y la corriente absorbida. -Variación de Frecuencia; Es proporcional a la velocidad del variador. -El par motor existe cuando una corriente inducida pasa por el rotor. - -Para ello debe haber un movimiento relativo entre los conductores y el campo, esto es el Deslizamiento. Por lo tanto modificando distintos vectores de Tensión/Frecuencia obtenemos distintos rangos de Velocidad y Par. Esto nos hace que debamos controlar la Corriente y Potencia para obtener las siguientes funciones: -Aceleración controlada. Se puede controlar el tiempo de arranque y forma de la rampa. -Variación de velocidad. La consigna o referencia de velocidad viene dada por una entrada de tensión o corriente. Es un sistema de lazo abierto. -Regulación de velocidad. En los sistemas de lazo cerrado el variador envía una consigna de velocidad al motor y este a su vez, a través de un generador de impulsos, un resolver o de una tacométrica, compara la señal y la corrige evitando así desajustes debido a perturbaciones.

3 -Deceleración controlada. Se puede controlar el tiempo y la forma de la rampa de parada independientemente de la aceleración. Esta puede ser más rápida o más lenta que la parada natural del motor. -Protección del motor. El variador en todo momento controla y protege de ausencia de fase, cortocircuito, exceso de corriente y de temperatura entre otras cosas. -Inversión del sentido de giro del motor. Los variadores de velocidad están compuestos de; Un modulo de control que es donde conectamos y gestionamos los elementos de mando y que puede tener alimentación independiente. Un modulo de potencia donde están alojados los componentes electrónicos de regulación: transistores, diodos, tiristores, etc. CABLEADO DEL VARIADOR -ENTRADA DE POTENCIA-Normalmente 3 fases 380V, También se usa bastante F+N 220 v, con esta línea se usan normalmente con motores a 380V. -SALIDA DE POTENCIA-Directa al motor o con contactor intermedio. -ENTRADAS DIGITALES- 4 o más asignables. -SALIDAS DIGITALES- 2 o más asignables. -ENTRADAS DE CONSIGNA- 2 o más analógicas asignables. -SALIDAS DE CONSIGNA- 2 o más analógicas asignables.

4 PRINCIPALES ASIGNACIONES DE LAS ENTRADAS DIGITALES - RUN. Para activar o desactivar la salida de potencia del aparato,. Asociado a parada de emergencia y permiso de arranque. - FWD. FORWARD. AVANCE. Funcionamiento en el sentido principal de giro. En motores de giro se aplica por la subida - REV-REVERSE O INVERSO. Igual que FWD pero en sentido contrario. - PARADA RAPIDA. Parada en rampa más rápida que la ajustada como normal.

5 - CONMUTACION DE MOTORES. Permite trabajar con dos motores de potencias distintas alternativamente. - LIMITACION DE PAR - RESET - CONMUTACION DE RAMPAS - CONMUTACION DE VELOCIDAD DE REFERENCIA - PRINCIPALES ASIGNACIONES A LAS SALIDAS DIGITALES -OK VARIADOR. Variador libre de defectos. VARIADOR DE MARCHA MANDO CONTACTOR. Activa contactor de línea. REFERENCIA DE VELOCIDAD ALCANZADA UMBRAL ALCANZADO DE FRECUENCIA UMBRAL ALCANZADO DE VELOCIDAD UMBRAL ALCANZADO DE CORRIENTE CONTROL DE FRENO

6 FUNCIONES ASIGNABLES A LAS ENTRADAS ANALOGICAS Normalmente son trasmitidas a un PLC y las principales son: VELOCIDAD DE MOTOR CONSIGNA DE FRECUENCIA SALIDA DE LA RAMPA INTENSIDAD DEL MOTOR PAR MOTOR POTENCIA MOTOR

7 REGLAJE DE PARAMETROS Principales reglajes: -Aceleración; tiempo que se da en segundos desde la mínima hasta la máxima velocidad. -Deceleración. -Tipo de rampa; Puede ser lineal, en forma de U o de S. -Rampa de frenado. -Mínima velocidad. -Máxima velocidad. -Valores nominales del motor (Valores de la placa del motor). -Protección térmica. Conexión de motores en paralelo La corriente nominal del variador debe ser superior o igual a la suma de las corrientes de los motores controlados. En este caso, conviene prever para cada uno de los motores una protección térmica externa por sondas o relés térmicos. Si se conectan 3 ó más motores en paralelo, se recomienda instalar un filtro de salida entre el variador y los motores o reducir la frecuencia de corte. Fórmula para calcular el calibre del variador: In variador > In1 + In2 + Inx. Cuando se conectan varios motores en paralelo, se pueden dar 2 casos: - que todos los motores tengan la misma potencia, por lo que los rendimientos del par siguen siendo óptimos después de regular el variador, - que los motores tengan potencias distintas, por lo que el reglaje del variador es incompatible con los motores de menor potencia y el sobrepar a pequeña velocidad se reduce significativamente Conectar los cables de control como se indica en el Manual de Operación del convertidor

8 SINCRONISMO El sincronismo es cuando 2 o más motores de potencias iguales o no, en las que el movimiento de los motores debe estar coordinado: -Sincronismo de par -Sincronismo de velocidad -Sincronismo de posición El variador de velocidad tiene otras aplicaciones por lo cual puede tener módulos incorporados externos. Estos son algunos de ellos: Modulo de comunicación: Para comunicaciones entre variadores, con un autómata o paneles de operador. Puede ser comunicación Ethernet, RS485, RS232 profibus o de otro tipo. Modulo de contaje rápido: Par entradas de encoders. Modulo de frenado Hay que seguir las indicaciones del fabricante en cuanto a las conexiones; fusión de la línea, fusibles contactores, térmicos, filtros antiarmonicos, antiparásitos, resistencia de frenado, etc. Los variadores de cierto nivel suelen tener listas de parámetros con aplicaciones especiales los cuales se pueden cargar y variar exclusivamente lo necesario. -Programa bombas -Programa motores elevación -Programa motores ventilación etc. Jose M. Mansilla