arranque de motores - variadores

David Tejado

Mtodos de arranque

David Tejado

REGULABLE

REGULABLE

3 7 s.

2 3 s.

TIEMPO PARADACORRIENTEPAR DE ARRANQUE

VARIADOR

ARRANCADOR ESTTICO

ESTRELLA TRIANGULO

DIRECTO

Controlada1 a 2 InREGULABLE

Ralentizada3 a 4 InREGULABLE

Rueda Libre2 a 3 InAprox. 0,5 Mn


REGULABLE

REGULABLE

3 7 s.

2 3 s.

TIEMPO PARADACORRIENTEPAR DE ARRANQUE

VARIADOR

ARRANCADOR ESTTICO

ESTRELLA TRIANGULO

DIRECTO

Controlada1 a 2 InREGULABLE

Ralentizada3 a 4 InREGULABLE



David Tejado

Cmo podemos modificar la velocidad de un motor?Cmo podemos modificar la velocidad de un motor?

a) Variacin de Tensin

Modificamos la curva del PAR.

Para una misma carga conseguimos una variacin de velocidad.

Inconvenientes:

Margenes de variacin de velocidad muy pequeos.

Mayor deslizamiento. (2) Aumento de perdidas. Disminucin del rendimiento. Prdidas de par motor

Si disminuimos la tensin por debajo del 80% de la tensin nominal, el motor perder mucha capacidad de producir par.

Posibilidad de no vencer el par resistente de la carga SOBRECARGA!!!SOBRECARGA!!!

David Tejado

b) Variacin del nmero de Polos

Actuar sobre el nmero de polos del devanado inductor del estator, para modificar la velocidad de sincronismo.

Motor especial con varios devanados (motor de 2 velocidades)

2 devanados independientes Distinto nmero de polos Conexin estrella

Motor con devanado especial (Motor Dahlander)

RPM POLOS

Lenta I 1000 6

Rpida II 1500 4

KM1 y KM2 no pueden estar NUNCA KM1 y KM2 no pueden estar NUNCA conectados a la vez !!conectados a la vez !!

David Tejado

c) Variacin de frecuencia (y tensin)

Modificar la velocidad del campo magntico (Ns), modificando la velocidad real del rotor (Nr):

Disminucin por debajo del valor nominal de frecuencia (< 50Hz), afectando a Ns y Nr.

Reduccin de la velocidad en el motor. Aumento del campo magntico Aumento de la induccin. Aumento de la capacidad para producir par.

Inconveniente:

Saturacin (Caracteristicas mgneticas nominales)

Poco viable en la prctica.

Cmo hacerlo posible sin saturar el Cmo hacerlo posible sin saturar el circuito magnetico?circuito magnetico?

David Tejado

N: flujo nominal VN: tensin nominal fN: frecuencia nominal K: constante de proporcionalidad (sin importancia)

REDUCIR LA FRECUENCIA SIN REDUCIR LA FRECUENCIA SIN ALTERAR EL FLUJO, ALTERAR EL FLUJO,

REDUCIENDO TAMBIN LA REDUCIENDO TAMBIN LA TENSIN !!TENSIN !!

V / f V / f CTE.CTE.

Curvas de par y velocidad del rotor

DESLIZAMIENTO NO VARIA

Para valores de f > 50Hz, la velocidad sigue creciendo pero la tensin no crece y el par disminuye.

David Tejado

Ejemplo

A que tensin y frecuencia se debe alimentar un motor de 400 V/ 50 Hz y 2 polos, si se pretende reducir a la mitad de velocidad de sincronismo?

El cociente V/f debe ser constante -> VN/fN -> 400/50= 8

NS es 3000 rpm a 50 Hz. Para reducirla a 1500 rpm habr que alimentar a 25 Hz. Por tanto la tensin:

V/f=8 -> V/25 =8 -> V=200 (V)

Si el motor del ejemplo anterior gira a 2900 rpm alimentado a V y f nominal, a qu velocidad gira si alimentamos a 25 Hz y 200 V?

El deslizamiento a tensin y frecuencia nominal es:A 25 Hz se conserva el mismo deslizamiento (siempre y cuando el par resistente de carga sea constante), luego:

Qu es un variador?Es un equipo electrnico que permite modificar la tensin y la frecuencia entregada a un motor de corriente alterna, modificando as la velocidad de este.

El variador rectifica o transforma la C.A. en C.C. mediante un circuito de rectificadores obteniendo una cc lo mas plana posible (sin rizados). Posteriormente, la cc es transformada nuevamente en ca de la frecuencia deseada diferente o igual a los 50Hz. en lnea de alimentacin; esta variacin es la que propiciar que el motor gire mas rpido o mas lento segn se gire el potencimetro de control.

Simultneamente a la variacin de frecuencia se vara el voltaje de salida al motor, por ejemplo, si se baja la frecuencia de salida tambin se baja el voltaje de salida y a la inversa. esto permite mantener la capacidad de par del motor ya que la corriente permanecer constante para una determinada carga mecnica.

Un variador o regulador de velocidad electrnico es un elemento capaz de modificar la frecuencia de entrada de alimentacin a un motor logrando una variacin en la velocidad del motor.

David Tejado

RST

Etapas de control

Rectificador

Circuito intermed

ioOndulad

or

Sensor de velocidado posicin

Programacin y mando

RSTRST

Etapas de control

Rectificador

Circuito intermed

ioOndulad

or

Sensor de velocidado posicin

Programacin y mando

OBJETIVO: Convertir energa electrica de tensin y frecuencia constantes en energa elctrica de tensin y frecuencia variables.

David Tejado

RECTIFICADOR

- Convierte la tensin senoidal de la red en tensin continua- Puente de diodos (no controlado)

CIRCUITO INTERMEDIO

- En el bus de corriente continua los condensadores filtran la tensin y garantizan una fuente constante de bajo rizado

- El Circuito de Frenado disipa el exceso de energa regenerado por el motor en las desaceleraciones mediante una resistencia.

L1L1L2L2L3L3

L1L1L2L2L3L3

L1L1L2L2L3L3

Resistencia Resistencia de Cargade Carga

Resistencia Resistencia de Frenadode Frenado

Transistor de Transistor de FrenadoFrenado

Circuito de FrenadoCircuito de Frenado

Condensador de Condensador de FiltradoFiltrado











David Tejado

U V WU V WU V WPWM

El inversor cambia la amplitud y la frecuencia de la tensin de salida.

- La tensin de salida se controla aplicando la tensin del bus al motor durante periodos ms o menos largos.- La frecuencia de salida se controla con la duracin del periodo durante el cual se aplican impulsos positivos o negativos

EL ONDULADOR

- Entrega al motor una seal de tensin y frecuencia variables para dar en todo momento la velocidad y el par necesario al motor- La ondulacin se realiza mediante el PWM

David Tejado

Par de arranque

Par

Nn50%

25%

Mn

50%

70%Velocidad

Par de arranque

Par

Nn50%

25%

Mn

50%

70%Velocidad

Par

Nn50%

25%

Mn

50%

70%Velocidad

Par

Nn50%

25%

Mn

50%

70%Velocidad

Aplicaciones par variable

Los ventiladores y las bombas centrfugas son aplicaciones de par variable (cuadrtico).

El par resistente vara con el cuadrado de la velocidad M = kN. El perfil puede cambiar sensiblemente si el fluido es muy viscoso (por ejemplo fangos).

El par resistente de inicio es prcticamente inexistente.

Ventiladores para la extraccin de humos, renovacin de aire... y bombas para dosificacin, elevacin, circulacin, aspersin y distribucin de fluido.

AplicacionesAplicaciones

David Tejado

Aplicaciones par constante

El par resistente es prcticamente constante M = kSe caracterizan por un fuerte par de arranque.

Cintas transportadoras, movimiento horizontal y vertical, maquinas de corte ...

Par

Nn

ParNominalMn

Velocidad

Aplicaciones par constante

El par resistente es prcticamente constante M = kSe caracterizan por un fuerte par de arranque.

Cintas transportadoras, movimiento horizontal y vertical, maquinas de corte ...

Par

Nn

ParNominalMn

Velocidad

Par

Nn

ParNominalMn

Velocidad

Conexiones:Las tierras entre el variador, el motor y la pantalla de los cables, debe de estar conectadas de forma equipotencial, por lo que se tiene que emplear cables apantallados conectados a tierra en cada extremo para los cables del motor y si fuera necesario para los cables del mdulo, resistencia de frenado y cables de control. La separacin del cable de alimentacin al variador y el cable de alimentacin del motor debe ser mxima posible.

Panel de control: El panel de control asistente tiene las siguientes caractersticas: Panel de control alfanumrico con una pantalla LCD. Seleccin de idioma en la pantalla. Asistente de arranque para facilitar la puesta a punto del convertidor. Funcin de copia: los parmetros pueden copiarse en la memoria del panel de control para una transferencia posterior a otros convertidores, o bien para la copia de seguridad de un sistema concreto. Ayuda contextual. Reloj de tiempo real.

Puesta en marcha guiada

Tener los datos de la placa caractersticas del motor.

Modo Salida:

supervisar valores actuales Cambiar direccin de giro del motor Ajustar referencia de velocidad, frecuencia o par. Ajustar contraste de la pantalla. Poner en marcha, detener, cambiar la direccin y cambiar entre el control remoto y local.

Modo Parametros:

Ver y cambiar los valores de los parametros Poner en marcha, detener, cambiar la direccin y cambiar entre control loc. Y rem.

Seleccin de seales supervisadas.

Modo Asistente:

Al encender por primera vez el convertidor de frecuencia, el asistente nos gua en la configuracin de los parmetros bsicos. Esta formador por varios asistentes, cada uno de ellos corresponde a la especificacin de una serie de parmetros relacionada como, por ejemplo, el ajuste del motor o el control PID.

Modo Parmetros modificados:

Ver una lista de todos los parametros que se han modificado respecto a los valores por defecto de la macro. Cambiar estos parametros. Poner en marcha, detener, cambiar la direccin y cambiar entre el control loc. y rem.

Modo Registrador de fallos:

Ver el historial de fallos. Ver los detalles de los tres ltimos fallos. Obtener textos de ayuda sobre el fallo. Poner en marcha, detener, cambiar la direccin y cambiar entre control loc. Y rem.

Modo Fecha y hora: Mostar y ocultar el reloj Cambiar los formatos de visualizacin fecha y hora Ajustar la fecha y la hora Activar o desactivar las transiciones automticas del reloj en funcin de los cambios en el ahorro diurno. Poner en marcha, detener, cambiar la direccin y cambiar entre control loc. Y rem.

Modo de E/S:

Comprobar los ajustes de parmetros asociados a cualquier terminal de E/S Editar los ajustes de parmetros. Poner en marcha, detener, cambiar la direccin y cambiar entre control loc. Y rem.

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