CONTROL DE MOTOR C.A. TRIFÁSICO DE INDUCCIÓN ASÍNCRONO ARRANCADORES – VARIADORES DE FRECUENCIA CONTROL DE MOTOR C.A. TRIFÁSICO DE INDUCCIÓN ASÍNCRONO

PARTE 1. Motores de Inducción – Principios de funcionamiento Arrancadores y Variadores de Frecuencia CONTROL DE MOTOR C.A. TRIFÁSICO DE INDUCCIÓN ASÍNCRONO SUMARIO PARTE 1. Motores de Inducción – Principios de funcionamiento PARTE 2. Tipos de Arranques – Problemas y objetivos PARTE 3. Arrancadores estáticos de PE - Principios de funcionamiento PARTE 4. Arranque de motores - Comparativa PARTE 5. Análisis práctico - Caso real PARTE 6. Variadores de Velocidad de PE - Principios de funcionamiento

Motores de inducción PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO 1

Arrancadores y Variadores de Frecuencia CONTROL DE MOTOR C. A Arrancadores y Variadores de Frecuencia CONTROL DE MOTOR C.A. TRIFÁSICO DE INDUCCIÓN ASÍNCRONO SUMARIO – PARTE 1 Principios de funcionamiento de los motores de jaula de ardilla. Principios de control en los motores de inducción. Circuito equivalente de un motor: transformador. Corrientes en un motor. Relación corriente – velocidad. Relación corriente – velocidad. Arranque directo. Reducción de la tensión de entrada. Relación Par – Velocidad.

1. PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO DE LOS MOTORES DE JAULA DE ARDILLA Arrancadores y Variadores de Frecuencia CONTROL DE MOTOR C.A. TRIFÁSICO DE INDUCCIÓN ASÍNCRONO 1. PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO DE LOS MOTORES DE JAULA DE ARDILLA El motor de inducción, asíncrono o de jaula de ardilla, está formado por dos partes: El estátor. El rotor (fijado a un eje). » Sección motor » Sección motor

2. PRINCIPIOS DE CONTROL EN LOS MOTORES DE INDUCCIÓN Arrancadores y Variadores de Frecuencia CONTROL DE MOTOR C.A. TRIFÁSICO DE INDUCCIÓN ASÍNCRONO 2. PRINCIPIOS DE CONTROL EN LOS MOTORES DE INDUCCIÓN El rotor se construye con barras cortocircuitadas por medio de anillos en los extremos, formando la denominada jaula de ardilla. » Construcción motor

2. PRINCIPIOS DE CONTROL EN LOS MOTORES DE INDUCCIÓN Arrancadores y Variadores de Frecuencia CONTROL DE MOTOR C.A. TRIFÁSICO DE INDUCCIÓN ASÍNCRONO 2. PRINCIPIOS DE CONTROL EN LOS MOTORES DE INDUCCIÓN Conectándolo a una fuente de alimentación trifásica, en el estátor se genera un campo magnético giratorio (flujo). Esto es debido a: La disposición física de los devanados del estátor: 3 bobinas separadas 120º físicos. La corriente en estos devanados está desfasada 120º eléctricos. » Líneas de flujo

2. PRINCIPIOS DE CONTROL EN LOS MOTORES DE INDUCCIÓN Arrancadores y Variadores de Frecuencia CONTROL DE MOTOR C.A. TRIFÁSICO DE INDUCCIÓN ASÍNCRONO 2. PRINCIPIOS DE CONTROL EN LOS MOTORES DE INDUCCIÓN Las líneas de flujo (flechas) inducen unas corrientes en las barras del rótor. Cuando sobre un conductor por el que circula una corriente, actúa un campo magnético, la resultante es una fuerza que origina el par y por tanto la rotación del rotor. CAMPO GIRATORIO rpm: revoluciones por minuto p: polos del motor Pm: potencia mecánica absorbida carga T: Par w: velocidad angular P: Potencia útil eléctrica absorbida s: Deslizamiento ns: Velocidad de sincronismo nr: Velocidad del rotor Rm: rendimiento del motor » Campo giratorio

3. CIRCUITO EQUIVALENTE DE UN MOTOR: TRANSFORMADOR Arrancadores y Variadores de Frecuencia CONTROL DE MOTOR C.A. TRIFÁSICO DE INDUCCIÓN ASÍNCRONO 3. CIRCUITO EQUIVALENTE DE UN MOTOR: TRANSFORMADOR El circuito equivalente de un motor se puede entender como un transformador. IM: Corriente de Magnetización. Corriente “imaginaria” que circula por el estator. Responsable del flujo del motor. IR: Corriente de Rotor. Corriente “real” que circula por el rotor, generadora de par. Aumenta con la carga del motor.

Arrancadores y Variadores de Frecuencia CONTROL DE MOTOR C. A Arrancadores y Variadores de Frecuencia CONTROL DE MOTOR C.A. TRIFÁSICO DE INDUCCIÓN ASÍNCRONO 4. CORRIENTES EN UN MOTOR Controlando la tensión aplicada en el estátor (E1) se puede controlar la corriente de magnetización (IM) y por tanto el flujo. Con el aumento de la velocidad del motor, el deslizamiento (S) disminuye, y la frecuencia relativa también. Entonces el cosφR mejora, la inductancia de pérdidas disminuye, e Ir disminuye.

5. RELACIÓN CORRIENTE – VELOCIDAD Arrancadores y Variadores de Frecuencia CONTROL DE MOTOR C.A. TRIFÁSICO DE INDUCCIÓN ASÍNCRONO 5. RELACIÓN CORRIENTE – VELOCIDAD En el momento del arranque el motor se comporta como un transformador con el secundario en cortocircuito. Ir aumenta porque equivale a una corriente de cortocircuito. Con el aumento de la velocidad del rotor cosφR mejora y por tanto Ir decrece

6. RELACIÓN CORRIENTE – VELOCIDAD. ARRANQUE DIRECTO Arrancadores y Variadores de Frecuencia CONTROL DE MOTOR C.A. TRIFÁSICO DE INDUCCIÓN ASÍNCRONO 6. RELACIÓN CORRIENTE – VELOCIDAD. ARRANQUE DIRECTO

7. REDUCCIÓN DE LA TENSIÓN DE ENTRADA Arrancadores y Variadores de Frecuencia CONTROL DE MOTOR C.A. TRIFÁSICO DE INDUCCIÓN ASÍNCRONO 7. REDUCCIÓN DE LA TENSIÓN DE ENTRADA Se puede demostrar que: Si la tensión de entrada (E1) varía, entonces el par (T) varía con el cuadrado de la misma. En el arranque el par, es proporcional a la tensión de entrada.

8. RELACIÓN PAR – VELOCIDAD Arrancadores y Variadores de Frecuencia CONTROL DE MOTOR C.A. TRIFÁSICO DE INDUCCIÓN ASÍNCRONO 8. RELACIÓN PAR – VELOCIDAD

8. RELACIÓN PAR – VELOCIDAD Arrancadores y Variadores de Frecuencia CONTROL DE MOTOR C.A. TRIFÁSICO DE INDUCCIÓN ASÍNCRONO 8. RELACIÓN PAR – VELOCIDAD

Tipos de Arranques PROBLEMAS Y OBJETIVOS 2

SUMARIO – PARTE 2 Tipos de arranque tradicionales. Arrancadores y Variadores de Frecuencia CONTROL DE MOTOR C.A. TRIFÁSICO DE INDUCCIÓN ASÍNCRONO SUMARIO – PARTE 2 Tipos de arranque tradicionales. Problemas del arranque de un motor. Conexión arranque directo. Característica corriente – velocidad. Arranque directo. Conexión arranque estrella – triángulo. Característica corriente – velocidad. Arranque estrella – triángulo. Objetivos.

1. TIPOS DE ARRANQUE TRADICIONALES Arrancadores y Variadores de Frecuencia CONTROL DE MOTOR C.A. TRIFÁSICO DE INDUCCIÓN ASÍNCRONO 1. TIPOS DE ARRANQUE TRADICIONALES Existen distintos tipos de arranque para un motor: Arranque directo. Arranque estrella triángulo. Arranque con resistencias estatóricas. Básicamente todos ellos presentan ciertos problemas.

2. PROBLEMAS EN EL ARRANQUE DE UN MOTOR Arrancadores y Variadores de Frecuencia CONTROL DE MOTOR C.A. TRIFÁSICO DE INDUCCIÓN ASÍNCRONO 2. PROBLEMAS EN EL ARRANQUE DE UN MOTOR EXCESO DE PAR APLICADO: Aunque el par resistente inicial sea bajo, durante el arranque directo se producen una serie de oscilaciones bruscas del par a medida que la velocidad aumenta. Es básicamente un arranque incontrolado. Desventajas: Shocks mecánicos. Deslizamiento en las correas. Stress en las trasmisiones. Sobrepresiones.

2. PROBLEMAS EN EL ARRANQUE DE UN MOTOR Arrancadores y Variadores de Frecuencia CONTROL DE MOTOR C.A. TRIFÁSICO DE INDUCCIÓN ASÍNCRONO 2. PROBLEMAS EN EL ARRANQUE DE UN MOTOR ENORME SOBRECORRIENTE: La corriente típica, en el momento del arranque, es entre 7 y 10 veces la corriente nominal. Esto es debido a que en el arranque el deslizamiento es máximo y el motor se comporta como un transformador con el secundario en cortocircuito. Desventajas: Caídas bruscas de tensión en líneas de poca capacidad. Sobredimensionado de contactores. Cálculo de fusibles adecuados.

3. CONEXIÓN ARRANQUE DIRECTO Arrancadores y Variadores de Frecuencia CONTROL DE MOTOR C.A. TRIFÁSICO DE INDUCCIÓN ASÍNCRONO 3. CONEXIÓN ARRANQUE DIRECTO FINALIDAD: El motor funciona desde el momento de conexión a sus valores nominales

4. CARACTERÍSTICA CORRIENTE – VELOCIDAD. ARRANQUE DIRECTO Arrancadores y Variadores de Frecuencia CONTROL DE MOTOR C.A. TRIFÁSICO DE INDUCCIÓN ASÍNCRONO 4. CARACTERÍSTICA CORRIENTE – VELOCIDAD. ARRANQUE DIRECTO RESULTADO: Elevada corriente de arranque. Arranque incontrolado.

5. CONEXIÓN ARRANQUE ESTRELLA – TRIÁNGULO Arrancadores y Variadores de Frecuencia CONTROL DE MOTOR C.A. TRIFÁSICO DE INDUCCIÓN ASÍNCRONO 5. CONEXIÓN ARRANQUE ESTRELLA – TRIÁNGULO FINALIDAD: Reducir la intensidad de fase de arranque, aunque sea a costa de reducir el par.

5. CONEXIÓN ARRANQUE ESTRELLA – TRIÁNGULO Arrancadores y Variadores de Frecuencia CONTROL DE MOTOR C.A. TRIFÁSICO DE INDUCCIÓN ASÍNCRONO 5. CONEXIÓN ARRANQUE ESTRELLA – TRIÁNGULO MOTOR: Es necesario que el motor tenga los bobinados del estátor accesibles y configurados para un cableado doble.

6. CARACTERÍSTICA CORRIENTE – VELOCIDAD. ARRANQUE ESTRELLA – TRIÁNGULO Arrancadores y Variadores de Frecuencia CONTROL DE MOTOR C.A. TRIFÁSICO DE INDUCCIÓN ASÍNCRONO 6. CARACTERÍSTICA CORRIENTE – VELOCIDAD. ARRANQUE ESTRELLA – TRIÁNGULO RESULTADO: Sobrecorrientes en la reconexión. Pérdida de alimentación. Arranque incontrolado.

ARRANQUE MECÁNICO PERFECTO: Vencer el par inicial paulatinamente. Arrancadores y Variadores de Frecuencia CONTROL DE MOTOR C.A. TRIFÁSICO DE INDUCCIÓN ASÍNCRONO 7. OBJETIVOS ARRANQUE MECÁNICO PERFECTO: Vencer el par inicial paulatinamente. CONTROLAR EL PAR DEL MOTOR: Para controlar la aceleración del motor. CONTROL DEL PARO: Decelerar de forma controlada. MANTENIMIENTO: Ahorro en operaciones de mantenimiento de las instalaciones. LIMITAR LA CORRIENTE DE ARRANQUE: Para no afectar a la red de suministro. SANCIONES: Evitar penalizaciones por puntas de corriente que excedan la potencia contratada. Se puede conseguir ahorro en las facturas.

Arrancadores estáticos de Power Electronics PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO 3

SUMARIO – PARTE 3 Arrancadores estáticos de Power Electronics. Arrancadores y Variadores de Frecuencia CONTROL DE MOTOR C.A. TRIFÁSICO DE INDUCCIÓN ASÍNCRONO SUMARIO – PARTE 3 Arrancadores estáticos de Power Electronics. Principios de los Arrancadores Estáticos. Método de arranque: Rampa de Tensión. Método de arranque: Corriente constante.

1. ARRANCADORES ESTÁTICOS DE POWER ELECTRÓNICS Arrancadores y Variadores de Frecuencia CONTROL DE MOTOR C.A. TRIFÁSICO DE INDUCCIÓN ASÍNCRONO 1. ARRANCADORES ESTÁTICOS DE POWER ELECTRÓNICS

2. PRINCIPIOS DE LOS ARRANCADORES ESTÁTICOS Arrancadores y Variadores de Frecuencia CONTROL DE MOTOR C.A. TRIFÁSICO DE INDUCCIÓN ASÍNCRONO 2. PRINCIPIOS DE LOS ARRANCADORES ESTÁTICOS El principio de los arrancadores estáticos es el denominado: CONTROL DE FASE. Controlando el instante de disparo de los tiristores se controla el valor de la tensión eficaz aplicada a la carga. Con la conexión en antiparalelo de dos tiristores se puede controlar tensiones alternas y controlar semiciclos positivos y negativos.

2. PRINCIPIOS DE LOS ARRANCADORES ESTÁTICOS Arrancadores y Variadores de Frecuencia CONTROL DE MOTOR C.A. TRIFÁSICO DE INDUCCIÓN ASÍNCRONO 2. PRINCIPIOS DE LOS ARRANCADORES ESTÁTICOS Conexión de tiristores en antiparalelo. Tensión eficaz aplicada a la carga.

3. MÉTODO DE ARRANQUE: RAMPA DE TENSIÓN Arrancadores y Variadores de Frecuencia CONTROL DE MOTOR C.A. TRIFÁSICO DE INDUCCIÓN ASÍNCRONO 3. MÉTODO DE ARRANQUE: RAMPA DE TENSIÓN La rampa de tensión es un método de arranque en el que se aumenta progresivamente la tensión aplicada al motor: No existe desconexión de alimentación. El nivel de tensión inicial es ajustable. Se puede ajustar el tiempo. También se puede controlar la parada del motor.

4. MÉTODO DE ARRANQUE: CORRIENTE CONSTANTE Arrancadores y Variadores de Frecuencia CONTROL DE MOTOR C.A. TRIFÁSICO DE INDUCCIÓN ASÍNCRONO 4. MÉTODO DE ARRANQUE: CORRIENTE CONSTANTE La corriente se fija a un valor determinado en función de la aplicación, por ejemplo (Ia=3xIn). Al principio la corriente se incrementa hasta alcanzar dicho valor. En este punto, el algoritmo de control no deja que la corriente disminuya. Para ello va incrementando la tensión de modo que se pasa de una curva a otra manteniendo la corriente constante durante el arranque.

4. MÉTODO DE ARRANQUE: CORRIENTE CONSTANTE Arrancadores y Variadores de Frecuencia CONTROL DE MOTOR C.A. TRIFÁSICO DE INDUCCIÓN ASÍNCRONO 4. MÉTODO DE ARRANQUE: CORRIENTE CONSTANTE La corriente se fija a un valor determinado en función de la aplicación, por ejemplo (Ia=3xIn). Al principio la corriente se incrementa hasta alcanzar dicho valor. En este punto, el algoritmo de control no deja que la corriente disminuya. Para ello va incrementando la tensión de modo que se pasa de una curva a otra manteniendo la corriente constante durante el arranque.

Arranque de motores COMPARACIÓN DISTINTAS FORMAS DE ARRANQUE 4

SUMARIO – PARTE 4 Comparación distintas formas de arranque: Datos. Arrancadores y Variadores de Frecuencia CONTROL DE MOTOR C.A. TRIFÁSICO DE INDUCCIÓN ASÍNCRONO SUMARIO – PARTE 4 Comparación distintas formas de arranque: Datos. Comparación distintas formas de arranque: Ventajas. Comparación distintas formas de arranque: Inconvenientes. Comparación protecciones. Ventajas adicionales.

1. COMPARACIÓN DISTINTAS FORMAS DE ARRANQUE: DATOS Arrancadores y Variadores de Frecuencia CONTROL DE MOTOR C.A. TRIFÁSICO DE INDUCCIÓN ASÍNCRONO 1. COMPARACIÓN DISTINTAS FORMAS DE ARRANQUE: DATOS

2. COMPARACIÓN DISTINTAS FORMAS DE ARRANQUE: VENTAJAS Arrancadores y Variadores de Frecuencia CONTROL DE MOTOR C.A. TRIFÁSICO DE INDUCCIÓN ASÍNCRONO 2. COMPARACIÓN DISTINTAS FORMAS DE ARRANQUE: VENTAJAS

3. COMPARACIÓN DISTINTAS FORMAS DE ARRANQUE: DESVENTAJAS Arrancadores y Variadores de Frecuencia CONTROL DE MOTOR C.A. TRIFÁSICO DE INDUCCIÓN ASÍNCRONO 3. COMPARACIÓN DISTINTAS FORMAS DE ARRANQUE: DESVENTAJAS

4. COMPARACIÓN PROTECCIONES Arrancadores y Variadores de Frecuencia CONTROL DE MOTOR C.A. TRIFÁSICO DE INDUCCIÓN ASÍNCRONO 4. COMPARACIÓN PROTECCIONES ARRANCADOR ESTRELLA – TRIÁNGULO FALTA DE FASE: Se controla si una o varias fases de entrada no suministran tensión al arrancador para parar. FALTA DE FASE: No se puede controlar. Problemas de estabilidad y para generar par. El motor se quema si la protección no está bien diseñada. SECUENCIA DE FASES: Se detecta si la secuencia correcta (R-S-T) para que el motor gire según las agujas del reloj, está o no cambiada. SECUENCIA DE FASES: Si está cambiada, el motor gira en sentido contrario. Peligro para la aplicación. Sucede después de operaciones de mantenimiento por error en contactor. DESEQUILIBRIO ENTRE FASES: Se controla si hay un desequilibrio en el consumo de corriente entre fases mayor al 40% DESEQUILIBRIO ENTRE FASES: No se puede controlar. Si se trabaja con corrientes asimétricas, se producen vibraciones y con el tiempo problemas mecánicos.

4. COMPARACIÓN PROTECCIONES Arrancadores y Variadores de Frecuencia CONTROL DE MOTOR C.A. TRIFÁSICO DE INDUCCIÓN ASÍNCRONO 4. COMPARACIÓN PROTECCIONES ARRANCADOR ESTRELLA – TRIÁNGULO SOBRECARGA MOTOR: Se ha detectado un consumo de corriente excesivo. Durante el arranque puede ser debido a un problema mecánico. En régimen nominal, puede ser por problemas de ajustes o por variaciones en la carga. Existe un aviso para esta señal que permite ser muy preciso en el ajuste. SOBRECARGA MOTOR: No se detecta un consumo de corriente excesivo. El ajuste es muy impreciso. A medio largo plazo se acaba dañando. SUBCARGA MOTOR: Se ha detectado un consumo de corriente inferior al ajustado. Está pensado para proteger la aplicación. (Por ejemplo, bombas sumergidas). SUBCARGA MOTOR: No se puede detectar.

4. COMPARACIÓN PROTECCIONES Arrancadores y Variadores de Frecuencia CONTROL DE MOTOR C.A. TRIFÁSICO DE INDUCCIÓN ASÍNCRONO 4. COMPARACIÓN PROTECCIONES ARRANCADOR ESTRELLA – TRIÁNGULO SOBREINTENSIDAD: La corriente que ha circulado por el arrancador el 6 veces la intensidad nominal del equipo. El rotor puede estar bloqueado. Existe información del momento del fallo: arranque, régimen nominal o deceleración. Rápida actuación. SOBREINTENSIDAD: Existe protección contra sobrecorriente, pero no existe información del momento en el que se produce. Reintentos de arranque y problemas para el motor. SOBRETEMPERATURA PTC MOTOR: Disparo por PTC del motor. Sobretemperatura del motor. SOBRETEMPERATURA PTC MOTOR: Disparo por PTC del motor. Para detectar esto se necesita un hardware adicional, lo que incrementa el costo.

4. COMPARACIÓN PROTECCIONES Arrancadores y Variadores de Frecuencia CONTROL DE MOTOR C.A. TRIFÁSICO DE INDUCCIÓN ASÍNCRONO 4. COMPARACIÓN PROTECCIONES ARRANCADOR ESTRELLA – TRIÁNGULO CORRIENTE DE SHEARPIN: La corriente del motor ha alcanzado el valor mayor ajustado en régimen nominal. El rotor puede estar bloqueado mecánicamente o puede haber un fallo mecánico. Protege la mecánica delicada. CORRIENTE DE SHEARPIN: No existe. ALTA TENSIÓN DE ENTRADA: Voltaje de red elevado. Verificar las tensiones de línea y los parámetros. ALTA TENSIÓN DE ENTRADA: Si la tensión de red es elevada, puede trabajar, pero si la situación permanece, habrá una pérdida de aislamiento. BAJA TENSIÓN DE ENTRADA: Voltaje de red bajo. Verificar las tensiones de línea y los parámetros. Ofrece un servicio al entrono de protección adicional: protección de armarios de mando. BAJA TENSIÓN DE ENTRADA: Voltaje de red bajo. La corriente se incrementa. Si las protecciones no están bien diseñadas el motor se puede quemar.

Arrancadores y Variadores de Frecuencia CONTROL DE MOTOR C. A Arrancadores y Variadores de Frecuencia CONTROL DE MOTOR C.A. TRIFÁSICO DE INDUCCIÓN ASÍNCRONO 5. VENTAJAS ADICIONALES TARJETA DE CONTROL ÚNICA PARA TODAS LAS POTENCIAS: Se reduce el stock de repuestos y se simplifica la revisión del equipo. ANALIZADOR DE RED INCORPORADO: Voltios, amperios, coseno de phi, frecuencia, potencia activa, reactiva y energía eléctrica. CONTROL DINÁMICO DE PAR: Garantiza una alimentación justa de tensión durante toda la rampa de aceleración consiguiendo suministrar exactamente el par que demanda la carga y optimizando la corriente de arranque. FIABILIDAD: Tarjeta de control con imprimación específica para soportar ambientes adversos (gases, humedad, etc). Etapa de potencia compuesta por tiristores que soportan tensiones nominales de 500Vac » Tarjeta de control única

Análisis práctico CASO REAL 5

SUMARIO – PARTE 5 Análisis con par resistente del 15%. Arrancadores y Variadores de Frecuencia CONTROL DE MOTOR C.A. TRIFÁSICO DE INDUCCIÓN ASÍNCRONO SUMARIO – PARTE 5 Análisis con par resistente del 15%. Análisis con par resistente del 25%. Análisis con par resistente del 35%. Resumen del análisis comparativo. Tensión en una bobina del motor. Instalaciones recomendadas. Recomendaciones

1. ANÁLISIS CON PAR RESISTENTE DEL 15% Arrancadores y Variadores de Frecuencia CONTROL DE MOTOR C.A. TRIFÁSICO DE INDUCCIÓN ASÍNCRONO 1. ANÁLISIS CON PAR RESISTENTE DEL 15% DATOS: Par resistente = 15% del Par nominal. ESTRELLA-TRIÁNGULO: Tiempo de conmutación: 3seg. Velocidad: Aumenta progresivamente hasta el 60% y en la conmutación cambia bruscamente. Corriente: aumento brusco de 1.3 a 4 veces la In. ARRANCADOR: Tiempo limitación corriente : 1seg. Velocidad: Aumenta progresivamente hasta el 100% sin cambiar bruscamente. Corriente: Controlada por la limitación de 3 veces la In. Aproximadamente en 2 seg. llega el final del arranque. » Medida de señales

2. ANÁLISIS CON PAR RESISTENTE DEL 25% Arrancadores y Variadores de Frecuencia CONTROL DE MOTOR C.A. TRIFÁSICO DE INDUCCIÓN ASÍNCRONO 2. ANÁLISIS CON PAR RESISTENTE DEL 25% DATOS: Par resistente = 25% del Par nominal. ESTRELLA-TRIÁNGULO: Tiempo de conmutación: 3seg. Velocidad: Aumenta progresivamente hasta el 20% y en la conmutación cambia bruscamente. Corriente: aumento brusco de 1.6 a 5 veces la In. ARRANCADOR: Tiempo limitación corriente : 1seg. Velocidad: Aumenta progresivamente hasta el 100% sin cambiar bruscamente. Corriente: Controlada por la limitación de 3 veces la In. Aproximadamente en 2,5 seg. llega el final del arranque. » Medida de señales

3. ANÁLISIS CON PAR RESISTENTE DEL 35% Arrancadores y Variadores de Frecuencia CONTROL DE MOTOR C.A. TRIFÁSICO DE INDUCCIÓN ASÍNCRONO 3. ANÁLISIS CON PAR RESISTENTE DEL 35% DATOS: Par resistente = 35% del Par nominal. ESTRELLA-TRIÁNGULO: Tiempo de conmutación: 3seg. Velocidad: Se mantiene casi constante en un 16% y en la conmutación cambia bruscamente. Corriente: aumento brusco de 1.5 a casi 5 veces la In. ARRANCADOR: Tiempo limitación corriente : 1seg. Velocidad: Aumenta progresivamente hasta el 100% sin cambiar bruscamente. Corriente: Controlada por la limitación de 3 veces la In. Aproximadamente en 3 seg. llega el final del arranque. » Medida de señales

4. RESUMEN DEL ANÁLISIS COMPARATIVO Arrancadores y Variadores de Frecuencia CONTROL DE MOTOR C.A. TRIFÁSICO DE INDUCCIÓN ASÍNCRONO 4. RESUMEN DEL ANÁLISIS COMPARATIVO » Medida de señales

5. TENSIÓN EN UNA BOBINA DEL MOTOR Arrancadores y Variadores de Frecuencia CONTROL DE MOTOR C.A. TRIFÁSICO DE INDUCCIÓN ASÍNCRONO 5. TENSIÓN EN UNA BOBINA DEL MOTOR OBJETIVOS: Ver tensiones en el momento del cambio de estrella a triángulo. RESULTADO: Momento de conmutación: Transitorio de 1700V pico a pico. 40ms después: Transitorio de 1400V pico a pico. CONCLUSIÓN: Primer transitorio debido a rebotes mecánicos del contactor. Segundo transitorio debido a que la tensión del motor está en contra fase con la de la red. » Medida de señales

6. INSTALACIONES RECOMENDADAS Arrancadores y Variadores de Frecuencia CONTROL DE MOTOR C.A. TRIFÁSICO DE INDUCCIÓN ASÍNCRONO 6. INSTALACIONES RECOMENDADAS CONTROL:

6. INSTALACIONES RECOMENDADAS Arrancadores y Variadores de Frecuencia CONTROL DE MOTOR C.A. TRIFÁSICO DE INDUCCIÓN ASÍNCRONO 6. INSTALACIONES RECOMENDADAS POTENCIA: Configuración recomendada: Configuración contactor de línea: Conexión bypass: Conexión reactiva:

Mantener limpio el canal de ventilación. Arrancadores y Variadores de Frecuencia CONTROL DE MOTOR C.A. TRIFÁSICO DE INDUCCIÓN ASÍNCRONO 7. RECOMENDACIONES CONSERVACIÓN: Mantener limpio el canal de ventilación. Realizar cada 6 meses / 1 año dependiendo de la instalación, reapriete en cables de potencia y control. ESPECIFICACIONES PARA LA SELECCIÓN: Sencillez de equipo, una sola tarjeta electrónica y circuito de potencia. Robustez, electrónica con barniz selectivo para soportar ambientes agresivos y etapa de potencia que soporte el mayor voltaje posible. Algoritmos de control y prestaciones (protecciones, analizador de red, optimización corriente de arranque, eliminar golpe de ariete en parada, puerto de comunicación, …) Temperatura máxima de funcionamiento, cuanto más alta mejor. Servicio postventa y atención al cliente.

VARIADORES DE VELOCIDAD 6

SUMARIO – PARTE 6 Estructura de un variador Arrancadores y Variadores de Frecuencia CONTROL DE MOTOR C.A. TRIFÁSICO DE INDUCCIÓN ASÍNCRONO SUMARIO – PARTE 6 Estructura de un variador Arquitectura ideal de un variador Filtros de RFI Filtros dV/dt Par variable y par constante Instalaciones recomendadas Recomendaciones

1. ESTRUCTURA DE UN VARIADOR Arrancadores y Variadores de Frecuencia CONTROL DE MOTOR C.A. TRIFÁSICO DE INDUCCIÓN ASÍNCRONO 1. ESTRUCTURA DE UN VARIADOR ¿QUÉ PRODUCE LAS RADIOFRECUENCIAS EN UN VARIADOR? IM= Corriente magnetizante, genera campo magnético E1 = Tensión de Alimentación f = Frecuencia de Alimentación LS = Inductancia bobinas del Estátor

2. ARQUITECTURA IDEAL DE UN VARIADOR Arrancadores y Variadores de Frecuencia CONTROL DE MOTOR C.A. TRIFÁSICO DE INDUCCIÓN ASÍNCRONO 2. ARQUITECTURA IDEAL DE UN VARIADOR USO DE BOBINAS DE ENTRADA PARA LA REDUCCIÓN DE ARMÓNICOS Electrónica de Potencia para serie SD700: 90A – 170A.

FOCOS DE EMISIÓN DE RFI EN UN VARIADOR Arrancadores y Variadores de Frecuencia CONTROL DE MOTOR C.A. TRIFÁSICO DE INDUCCIÓN ASÍNCRONO 3. FILTROS DE RFI FOCOS DE EMISIÓN DE RFI EN UN VARIADOR Las RFI pueden ser RADIADAS o CONDUCIDAS. La conducción se puede realizar a través de los CABLES del MOTOR , a través de los CABLES de alimentación y por la tierra

40 metros de cable apantallado. Arrancadores y Variadores de Frecuencia CONTROL DE MOTOR C.A. TRIFÁSICO DE INDUCCIÓN ASÍNCRONO 4. FILTROS dV/dt Vcc = Ve · 1,41 = 380 · 1,41 = 534 = 500 · 1,41 = 720 = 690 · 1,41 = 972,9 LONGITUD DE CABLES 40 metros de cable apantallado. 150 metros de cable apantallado.

5. PAR VARIABLE Y PAR CONSTANTE Arrancadores y Variadores de Frecuencia CONTROL DE MOTOR C.A. TRIFÁSICO DE INDUCCIÓN ASÍNCRONO 5. PAR VARIABLE Y PAR CONSTANTE Carga potencia constante  El par demandado por la carga aumenta a medida que la velocidad disminuye. Potencia constante (molinos, tornos) Carga a par constante  Par constante a cualquier velocidad (cintas transportadoras, grúas, prensas de imprenta … etc) Carga a par variable  El par demandado a baja velocidad es muy bajo y aumenta cuadráticamente en función de la velocidad. POTENCIA A PAR CONSTANTE POTENCIA A PAR VARIABLE P.V.P MODELO A 11 15 100 MODELO B 18,5 115 Par resistente requerido Par continuo PAR Área de funcionamiento intermitente Área de funcionamiento continuo Pico de par disponible Par resistente requerido PAR Pico de par disponible Área de funcionamiento intermitente Área de funcionamiento continuo Par continuo Velocidad

6. INSTALACIONES RECOMENDADAS Arrancadores y Variadores de Frecuencia CONTROL DE MOTOR C.A. TRIFÁSICO DE INDUCCIÓN ASÍNCRONO 6. INSTALACIONES RECOMENDADAS CONTROL:

6. INSTALACIONES RECOMENDADAS Arrancadores y Variadores de Frecuencia CONTROL DE MOTOR C.A. TRIFÁSICO DE INDUCCIÓN ASÍNCRONO 6. INSTALACIONES RECOMENDADAS POTENCIA: Configuración recomendada: Según REBT, la protección magnetotérmica y los conductores se sobredimensionarán en un 25% superior a la nominal por ser carga receptora motor. La protección diferencial será específica para trabajar con variador, discriminando las corrientes portadoras de alta frecuencia que circulan por tierra.

Mantener limpio el canal de ventilación. Arrancadores y Variadores de Frecuencia CONTROL DE MOTOR C.A. TRIFÁSICO DE INDUCCIÓN ASÍNCRONO 7. RECOMENDACIONES CONSERVACIÓN: Mantener limpio el canal de ventilación. Realizar cada 6 meses / 1 año dependiendo de la instalación, reapriete en cables de potencia y control. ESPECIFICACIONES PARA LA SELECCIÓN: Sencillez y accesibilidad, única tarjeta de control para toda la gama de potencias. Robustez, electrónica con barniz selectivo para soportar ambientes agresivos y etapa de potencia que soporte el mayor voltaje posible. Algoritmos de control y prestaciones (protecciones, analizador de red, optimización corriente de arranque, puerto de comunicación, puerto fibra óptica, puerto USB, display gráfico con posibilidad de conexión GSM remota …) Temperatura máxima de funcionamiento, cuanto más alta mejor. Servicio postventa y atención al cliente.

Gracias por su atención Presentación ARRANCADORES Y VARIADORES DE FRECUENCIA. Control de Motor C.A. Trifásico de Inducción Asíncrono Realización Pilar Navarro Organización Departamento de Técnico www.power-electronics.com ©2006 Power Electronics España, S.L.