selección de un convertidor de frecuencia

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SELECCION DE UN CONVERTIDOR DE FRECUENCIA

SELECCISELECCIN DE UN N DE UN CONVERTIDOR DE FRECUENCIACONVERTIDOR DE FRECUENCIA


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Qu consideraciones debemos tener en cuenta para realizar correctamente la seleccin de un Convertidor de Frecuencia ?

La Potencia del Motor ?

El Voltaje de Alimentacin ?

La Frecuencia del Voltaje de alimentacin?

Otros datos ?


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Es importante que consideremos:

Que el convertidor de frecuencia deber estar dentro de un tablero elctrico?La altura (m.s.n.m.) en la que operar el convertidor de frecuencia?

La distorsin armnica total (THD) en el punto de alimentacin del convertidor de frecuencia ?

Las Interferencias de Radiofrecuencias (RFI) que genera el convertidor de frecuencia?

Voltajes transitorios en la acometida principal del convertidor de frecuencia?


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Para seleccionar correctamente un convertidor de frecuencia y garantizar su correcta operacin en un determinado sistema, se deben cumplir dos condiciones:

Condiciones propias del convertidor de frecuencia.

Condiciones externas al convertidor de frecuencia.


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Condiciones propias del convertidor de frecuencia

Son las consideraciones tcnicas que se deben tener en cuenta para dimensionar correctamente el convertidor de frecuencia, utilizando los datos de placa del motor a controlar, las caractersticas tcnicas del tipo de aplicacin, y el voltaje de alimentacin.

Condiciones externas al convertidor de frecuencia

Son las consideraciones tcnicas que debemos tener en cuenta para garantizar la correcta operacin del convertidor de frecuencia, debido a todos los agentes externos que intervienen en su montaje, instalacin y operacin.


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CONDICIONES PROPIAS DEL CONVERTIDOR DE FRECUENCIA


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Dentro de los parmetros ms importantes que debemos anotar para cumplir con las condiciones propias del convertidor de frecuencia son:

Los DATOS DE PLACA del motor elctrico asncrono que se controlar: Voltaje nominal, Intensidad de corriente nominal, potencia nominal, velocidad nominal, frecuencia nominal,etc.

Voltaje de la red elctrica que alimentar al convertidor de frecuencia.

Tipo de aplicacin. (Tipo de carga a accionar).

y creemos que es suficiente..!


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Motores con carga inicial y carga dependiente de la velocidadEjemplo: Cintas transportadoras Rango de velocidad bajo - MOVIDRIVE MDF60A (VFC) Rango de velocidad alto - (motor con encoder) MOVIDRIVE MDV60A

(VFC-n-CONTROL)

Cargas dinmicas: Alto torque de arranque para la aceleracin seguidode una una carga baja

Ejemplo: Carros Rango de velocidad bajo - MOVIDRIVE MDF60A (VFC) Rango de velocidad alto - (motor con encoder) MOVIDRIVE MDV60A

(VFC-n-CONTROL) Muy alta dinmica Servo sincrnico o asincrnico

MOVIDRIVE MDV60A (CFC)MOVIDRIVE MDS60A (SERVO)

Cargas estticas: carga esttica alta y estable con picos de sobrecargaEjemplo: elevadores Rango de velocidad bajo - MOVIDRIVE MDF60A (VFC) Rango de velocidad alto - MOVIDRIVE MDV60A (VFC-n-CONTROL)

MOVIDRIVE MDV60A (CFC) -MOVIDRIVE MDS60A (SERVO)

El gran nmero de aplicaciones con motores se pudeclasificar en 5 categoras


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El gran nmero de aplicaciones con motores se pudeclasificar en 5 categoras

Carga que disminuye en proporcin inversa a la velocidadEjemplo: Motores bobinadoras Control de torque servo motor asincrnico o sincrnico

MOVIDRIVE MDV60A (CFC & M-CONTROL)MOVIDRIVE MDS60A (SERVO & M-CTRL.)

Carga de torque variableEjemplo: Ventiladores y bombas Baja carga a baja velocidad sin picosMOVIDRIVE MDF60A (VFC)

Es muy importante determinar el TIPO DE APLICACIN o el TIPO DE CARGA a accionar para:

Seleccionar el tipo de control que se necesitar configurar en elconvertidor de frecuencia y,

Seleccionar la resistencia de frenado. (si es necesario).


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Porqu debo seleccionar una resistencia de frenado para que sea instalada con el

convertidor de frecuencia ?


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Un convertidor de frecuencia con freno chopper para operacin en 4Q, requiere una Resistencia de Frenado para absorver el exceso de energa de frenado. El freno chopper es conectado al circuito de Enlace-DC, y conmuta automticamente cuando el nivel de Voltaje VDC-Link es alcanzado.

La resistencia de frenado el cual es conectado al circuito del freno chopper, constantemente se encuentra absorviendoenerga, desde el circuito de Enlace-DC hasta el que el transistor de conmutacin, abre el circuito cuando el nivel de Voltaje VDC-Link es alcanzado.

Durante el proceso de frenado, el transistor de conmutacin de Freno Chopper es conmutado de on a off continuamente.


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Determinacin de la Potencia de Frenado de Tiempo Corto, para tiempos repetidos (ciclos


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CONDICIONES EXTERNAS AL CONVERTIDOR DE FRECUENCIA


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El convertidor de frecuencia ser instalado dentro de un tablero elctrico con grado de proteccin IP65 o NEMA 4 ?

A cuntos m.s.n.m. el convertidor de frecuencia ser instalado ?

Existe la probabilidad que el voltaje de red (voltaje de alimentacin del convertidor de frecuencia) presente falta de fase (s), cadas de voltaje, sobrevoltaje, y/o voltajes transitorios ?

Es importante considerar la THD (distorsin armnica total) ?

Es importante considerar las RFI (interferencias de radiofrecuencia)?


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Debo considerar el efecto capacitivo del cable elctrico que se instala entre el convertidor de frecuencia y el motor elctrico ?

El convertidor de frecuencia ser conectado a un eficiente sistema de puesta a tierra ?

Si faltara cualquiera de estas condiciones externas existe la probabilidad que en vez de instalar un equipo electrnico que aumente la eficiencia de la mquina, sistema o proceso, estemos instalando un equipo electrnico (bomba de tiempo) que provocar PARADA DE PRODUCCION.


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Porqu todo convertidor de frecuencia deber ser instalado dentro de un

tablero elctrico que tenga un grado de proteccin IP65 o NEMA 4 ?


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Todo equipo electrnico deber ser instalado dentro de un tablero elctrico con grado de proteccin IP65 o NEMA 4, para evitar que el polvo y/o posibles salpicaduras de agua caigan sobre l.

Un gran porcentaje de equipos electrnicos

(convertidores de frecuencia) sufren deterioro prepaturopor problemas de

polucin.


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Debemos tener alguna consideracin cuando el

Convertidor de Frecuencia funcionar a ms de 1000

m.s.n.m. ?


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Los convertidores de frecuencia presentan problemas de reduccin de potencia, cuando estos son instalados por encima de los 1,000 m.s.n.m.

FACTOR DE REDUCCION = 1% 100 m

Debido al aumento de la altura, se produce un insuficiente intercambio de calor entre el convertidor de frecuencia y el aire circundante, motivo por el cul el sistema de refrigeracin se va haciendo insuficiente, ocasionando reduccin de potencia.


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SELECCION DE UN CONVERTIDOR DE FRECUENCIAF

A

C

T

O

R

D

E

R

E

D

U

C

C

I

O

N

ALTITUD (m.)

Curva de reduccin de la potencia nominal del convertidor de frecuencia en funcin del aumento de la altitud

60

70

80

90

100

1,000 2,000 3,000 4,000 5,000


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El voltaje de red (voltaje de alimentacin del convertidor de frecuencia) presenta problemas de

CALIDAD DE ENERGA?


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Prdida de una fase

Cada de Tensin

Sobre tensin

Voltajes Transitorios

Si existe la probabilidad que se tenga una mala CALIDAD DE ENERGIA ELECTRICA en el punto de alimentacin del convertidor de frecuencia, entonces el equipo no debera ser instalado. El convertidor de frecuencia debera ser instalado en otro punto de red donde no se produzcan voltajes transitorios y/o variaciones de voltaje. (no se alimenten grandes cargas motores del mismo punto de red).

Cuando se tiene problemas de voltajes transitorios y/o variaciones del voltaje de alimentacin en el convertidor de frecuencia, se produce el deterioro prematuro del equipo, disminuyendo rpidamente su tiempo de vida til.


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La bobina de choque (Line Choke) sirve para incrementar la proteccin al sobrevoltaje.

Otra de las grandes ventajas de instalar bobinas de choque en los convertidores de frecuencia es para proteger los rectificadores frente aperturbaciones de red. Cmo esposible que un rectificador de 1600V se destruya trabajando al 80% de la nominal y a una temperatura detrabajo inferior a 40C?, pregunta habitual ante una avera tpica. La nica explicacin es que se ha producido una perturbacin en la red con una tensin de pico superior a1600V. Si las bobinas de choque estn instaladas se reduce estatensin de pico y evitamos ladestruccin de los rectificadores.


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Es importante considerar la THD ?


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PorquPorqu deberdeberamos considerar la amos considerar la DistorsiDistorsin Armn Armnica Total ?nica Total ?

Analizar la THD es importante para que Analizar la THD es importante para que se tenga una correcta operacise tenga una correcta operacin de n de nuestro Convertidor de Frecuencia ?nuestro Convertidor de Frecuencia ?

La THDpara qu ?


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Las armnicas pueden ocasionar una perturbacin inaceptable sobre la red de distribucin de energa elctrica y causar:

El recalentamiento de motores, cables y transformadores.

El disparo de los interruptores automticos.

El sobrecalentamiento (y posible explosin) de capacitores.

Deterioro prematuro de equipos electrnicos que se encuentran cerca al punto de alimentacin donde se genera la THD.

La bobina de choque sirve para disminuir el %THD que pueda generar el convertidor de frecuencia hacia la red elctrica.


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La THD se elimina colocando un Choque de Lnea ?

NO ! Slo se disminuye el % de Distorsin Armnica Total.


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Es importante considerar las RFI ?


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Los disturbios EMC Compatibilidad Electromagntica (generados por las Interferencias de radiofrecuencia RFI) son producidos por la velocidad de conmutacin de los transistores de potencia IGBT en el convertidor de frecuencia (conmutacin PWM). Estos pueden propagarse a travs de los cables de alimentacin elctrica de la red y hacia el espectro radioelctrico.

En Alemania, la regulacin de EMC (Regulacin EMC 89/336/EEC) tuvo un periodo transitorio en establecimiento del estndar desde el 9.11.92 hasta Dic.95. El estndar menciona que todas las fbricas de equipamiento electrnico debern tomar las medidas respectivas contra la emisin de interferencias y proporcionar un nivel apropiado de inmunidad contra los disturbios electromagnticos. En SEW estos requerimientos son proporcionados por los filtros NFSeries.


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Las interferencias de radiofrecuencia (RFI) no son destructivas, es decir no deterioran dispositivos electrnicos, pero si pueden producir interferencias con equipos electrnicos de telecomunicaciones, y pueden causar errores en el procesamiento de datos.

Para suprimir la emisin de interferencia RFI a la lnea donde se ha conectado el convertidor de frecuencia se utilizan los FILTROS DE ENTRADA RFI.


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Debo considerar el efecto capacitivo del cable elctrico que se instala entre el convertidor de frecuencia y el motor elctrico ?


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La velocidad de conmutacin de los transistores de potencia en un convertidor de frecuencia, causa una corriente de carga capacitiva, en el cable alimentador del motor. La magnitud de la corriente depende de la frecuencia de modulacin del PWM y la capacitancia del cable (dependiendo del tipo de cable, tipo de aislamiento, enmallado, longitud del cable y la naturaleza del circuito - layout).

Cuando la distancia entre el motor elctrico y el convertidor de frecuencia supera los 100 metros(aprox.), debido al efecto capacitivo del cable elctrico (por su longitud), es necesario instalar en el cable elctrico que sale del convertidor de frecuencia al motor un FILTRO DE SALIDA , para eliminar el efecto capacitivo, ya que el convertidor de frecuencia es un equipo electrnico diseado para alimentar una carga R + L (resistiva + inductiva), no est diseado para alimentar una carga capacitiva.


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El convertidor de frecuencia ser conectado a un eficiente sistema de puesta a tierra ?


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Cul es la finalidad de los sistemas de puesta a tierra ?

Obtener una resistencia elctrica lo ms baja posible para derivar a tierra FENOMENOS ELECTRICOS TRANSITORIOS (FETs), corrientes de falla estticas y parsitas; as como ruidos elctricos y de radio frecuencia.

Mantener los potenciales producidos por las corrientes de falla dentro de los lmites de seguridad de modo que las tensiones de paso o de toque no sean peligrosas para los humanos y/o animales. Hacer que el equipamiento de proteccin sea ms sensible y permita una rpida derivacin de las fallas a tierra.

Proporcionar un camino de derivacin a tierra de descargas atmosfricas, transitorios y de sobretensiones internas del sistema.


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Se debera tener dos sistemas de puesta a tierra independientes (aislados) ?

Sistema de puesta a tierra para equipamiento elctrico.

Sistema de puesta a tierra para equipamiento electrnico.

Mientras en la planta industrial no se haya MODERNIZADO LA RED DE DISTRIBUCION ELECTRICA para conseguir que exista una buena CALIDAD DE ENERGIA ELECTRICA, es necesario tener dos sistemas de puesta a tierra independientes.


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Modernizar la red de distribucin elctrica de una planta industrial ser llegar a la configuracin (D) . En muchas plantas industriales se tienen una red de distribucin elctrica antgua (o nuevas pero con diseo antiguo), como las configuraciones (A) y (B). Slo las configuraciones (C) y (D) garantizarn una correcta calidad de energa para alimentar a todo equipamiento electrnico. (Convertidores de frecuencia).


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HOJA DE SELECCIN DE UN CONVERTIDOR DE FRECUENCIA


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Si analizamos completamente todas las condiciones propias y externas del convertidor de frecuencia, el equipo estar correctamente seleccionado y funcionareficientemente durante todo su tiempo de vida til .

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