Motion & Drives Formadis Variadores Velocidad ATV320 ADVERTENCIA

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1 Motion & Drives Formadis Variadores Velocidad ATV320 ADVERTENCIA
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2 Manual de formación Variación de Velocidad
Agenda Breve recordatorio: Motor asíncrono Tipos de arranque de motor El variador de velocidad  Descripción  Principio de funcionamiento Leyes de Tensión/Frecuencia Gama Descripción ATV320 Funciones especiales ATV320 Funciones de seguridad ATV Logic Criterios de Selección Accesorios Manual de formación Variación de Velocidad Creado: Instituto Schneider Electric de Formación Bac de Roda 52, Edificio A – 1ª Planta Fecha: 14 de Junio de 2010 Versión: 2.0 SCHNEIDER ELECTRIC ESPAÑA

3 Motor asincrono de jaula de ardilla
Instituto Schneider Electric de Formación Constitución Principio de funcionamiento Curvas de Par y de Corriente

4 MOTOR ASÍNCRONO Composición
Manual Variación de Velocidad Notas:

5 MOTOR ASÍNCRONO Estátor
Instituto Schneider Electric de Formación El estátor está formado por 3 bobinas con los devanados decalados 120 º, por los cuales pasa una tensión trifásica. Los campos magnéticos creados, se superponen para formar un campo magnético bipolar giratorio, el vector de dirección del campo, dará una vuelta completa en cada periodo de la señal trifásica 50Hz. Campo giratorio tensión t1 Notas:

6 MOTOR ASÍNCRONO Rotor Notas:
Manual Variación de Velocidad El campo magnético giratorio induce en las barras metálicas (jaula de ardilla) intensas corrientes inducidas. Las corrientes inducidas, reaccionan creando un par motor, que provoca el movimiento de rotación en el rotor (Lenz). Rotor de jaula ardilla (sin el paquete de chapas) Corriente inducida Movimiento Campo magnético Notas:

7 MOTOR ASÍNCRONO Características
Instituto Schneider Electric de Formación Notas:

8 MOTOR ASÍNCRONO Normativa
Instituto Schneider Electric de Formación Notas:

9 MOTOR ASÍNCRONO Normativa
Instituto Schneider Electric de Formación Curva de eficiencia en función del nivel de eficacia y la potencia de salida del motor en función de la nueva normativa IEC Notas:

10 MOTOR ASÍNCRONO Curvas
Manual Variación de Velocidad MOTOR ASÍNCRONO Curvas Corriente Par Corriente de arranque - 6 a 8 In Z. ESTABLE Z. INESTABLE Par máximo Mn Velocidad nominal Par de arranque Mn Velocidad de sincronismo ns = 60 f / pp Par nominal Corriente nominal In Velocidad Velocidad mínima Notas:

11 Criterios de Elección del modo de arranque
Manual Variación de Velocidad Criterios de Elección del modo de arranque Directo Estrella/ Triángulo Arrancador Variador Aprox. 1,5 Mn Aprox. 0,5 Mn Regulable 6 a 8 In 2 a 3 In 3 a 4 In 1 a 2 In 2-3 seg 3-7 seg Rueda libre Ralentizada Controlada Par de arranque Corriente Tiempo Parada Gamas TeSys Gamas Altistart Gamas Altivar Notas:

12 Variador de Velocidad Esquema de funcionamiento
Instituto Schneider Electric de Formación Esquema de funcionamiento Principio de funcionamiento Leyes tensión/Frecuencia Ahorro energético

13 VARIADOR DE VELOCIDAD Potencia
Manual Variación de Velocidad VARIADOR DE VELOCIDAD Potencia Gamas Altivar Notas:

14 FUNCIONAMIENTO Ondulador PWM
Manual Variación de Velocidad Para conseguir la tensión deseada en cada momento se dispone de: 1. Bus de continua a una tensión constante. 2. Un puente de transistores que trabajan en conmutación. Las órdenes llegan a los transistores desde la CPU (Parte de control). El ancho de cada pulso (tiempo de conducción) varia constantemente y depende: CPU Ley V/f 1. La tensión deseada, depende de la Ley de control, configurada. 2. La variación de la frecuencia de la forma de onda deseada (senoidal). Velocidad Notas:

15 FUNCIONAMIENTO Ondulador PWM
Instituto Schneider Electric de Formación La Tensión es generada según está configurado en el variador. La asociación de una tensión a una frecuencia se hace según la Ley de Control del motor Existen varias Leyes de Control que se basan en dos principios: Cada frecuencia tiene asignada una tensión (Ley U / F ) Se obtiene por cálculo (Control de Flujo Vectorial) Notas:

16 LEY TENSIÓN / FRECUENCIA
Manual Variación de Velocidad Par constante El par resistente es casi constante Se caracteriza por un fuerte par de arranque. Par Pn Cintas transportadoras, movimiento horizontal y vertical, maquinas de corte ... Nn rpm Notas:

17 ! PAR VARIABLE Par variable Notas:
Instituto Schneider Electric de Formación Par variable Par El par resistente varía con el cuadrado de la velocidad M=KN2 Se caracteriza por un par de arranque casi insignificante. Pn rpm Nn ! Importante ahorro energético en este tipo de aplicación Notas:

18 Eficiencia Energética
Instituto Schneider Electric de Formación Notas:

19 Eficiencia Energética
Instituto Schneider Electric de Formación Control con Válvula : motor siempre trabaja a máxima velocidad. Solo pérdidas mecánicas son reducidas. Control con Variador: Velocidad es reducida, Consumo energía es proporcional a Velocidad3 Potencia 95% Notas:

20 Eficiencia Energética
Instituto Schneider Electric de Formación Funcionamiento de un bombeo sin variador Notas:

21 Eficiencia Energética
Instituto Schneider Electric de Formación Funcionamiento de un bombeo con variador Notas:

22 Eficiencia Energética Costes Globales
Instituto Schneider Electric de Formación Coste Globales Notas:

23 Variador de Velocidad Esquema de control Valores añadidos Parámetros
Manual Variación de Velocidad Esquema de control Valores añadidos Parámetros Aplicaciones

24 Control Bloques Notas: Parte control común
Instituto Schneider Electric de Formación Parte potencia Carta control Parte control común Conexión serie Carta Opción 1 µC Aplicación Aislamiento µC Potencia Carta Opción 2 Conexión serie Terminal integrado rápida Encoder Opción 3 Conector 1 : MBS Conector 2 : RJ45 RJ45 (terminal) Terminal gráfico Modbus CanOpen Notas:

25 Valores añadidos Aceleración
Instituto Schneider Electric de Formación Aceleración en rampa ajustable Lineal Doble rampa En S En U Segunda rampa Curva de movimiento Velocidad Tiempo Régimen estable Deceleración Aceleración Velocidad Vn Aceleración Tiempo Notas:

26 Valores añadidos Regimen Estable
Manual Variación de Velocidad Curva de movimiento Régimen Estable Velocidad variable linealmente Cambio en rampa Regulación de Par Par a cero rpm Aceleración Deceleración Régimen estable Velocidad Tiempo Velocidad 50 Hz 48 Hz 20 Hz 15 Hz Tiempo Notas:

27 Valores añadidos Deceleración
Instituto Schneider Electric de Formación Curva de movimiento Aceleración Deceleración Régimen estable Velocidad Tiempo Deceleración En todos los tipos de rampa Parada rápida Rueda libre Frenado en rampa Frenado por inyección CC Velocidad Tiempo Notas:

28 Valores añadidos 4 Cuadrantes
Manual Variación de Velocidad PAR VELOCIDAD Las acciones de cambio rápido de velocidad, inversión del sentido de giro y frenado exigen el trabajo en cuatro cuadrantes Incluidos los que presentan un par que se opone a la velocidad Notas:

29 Parámetros Instituto Schneider Electric de Formación El control del variador depende del ajuste de los diferentes parámetros.La parametrización puede hacerse desde cónsola, PC, multiloader, vía movil. Herramienta copia rápida En la caja y sin tensión SO Mobile Notas:

30 * Instalación Notas: Bonero de potencia: Bonero de control:
Instituto Schneider Electric de Formación Bonero de potencia: L1, L2: alimentación monofásica ó R, S y T alimentación trifásica. U, V, W: salida de motor. P0, PA/+: Inductancia bus DC. PA/+ , PB: Resistencia de frenado. Bonero de control: R1, R2: 2 salidas de relé. DQx: 1 Salida transistorizada. DIx: 6 entradas digitales. AIx: 3 entradas analógicas. AQ1: 1 Salida analógica. STO: Entrada de seguridad Seguir las normas de seguridad, para trabajar sobre el bornero de potencia, esperar hasta que el LED del bus de continua esté apagado. * Notas:

31 Aplicaciones Notas: Par constante Elevación Ascensor Manutención
Instituto Schneider Electric de Formación Par constante Elevación Ascensor Manutención Embalaje Máquinas textiles Máquinas de madera Máquinas de fuerte inercia Par Variable Ventilación Calefacción Aire acondicionado Bombeo Notas:

32 ATV320 Descripción Funciones especiales ATV320 Funciones de seguridad
Manual Variación de Velocidad Descripción Funciones especiales ATV320 Funciones de seguridad Atv Logic

33 Plataforma “Altivar Machine”
Altivar Machine, gamas diseñadas para los requerimientos de los fabricantes de maquinaría, desde las más sencillas, hasta máquinas más complejas con el objetivo de optimizar su equipamiento y diseño. Altivar 12 para requerimientos de máquina sencilla Requerimientos de máquina básica unidos a la sencillez Altivar 320 para requerimientos de máquina sencilla y avanzada El variador más versátil “plenamente equipado” para requerimientos de Máquina Avanzda Altivar 340 para requerimientos de máquina de muy altas prestaciones NUEVO Proximamente Add: Machine life cycle; design, commissioning, operation and services

34 Características principales
ATV320 - Compacto Fácil de integrar Dos formatos (libro&compacto) a ser integrados en todo tipo de armarios eléctricos Saguridad Funciones de seguridad integradas para cumplimiento de la normativa Programable Extensión de funciones aplicativas usando „ATV Logic“ ATV320 - Libro Muy altas prestaciones de motor Leyes de motor control para asíncronos & síncronos (siempre lazo abierto) Robusto Alta robustez contra atmósferas o ambientes agresivos Obierto a todos los sistemas Completa integración en arquitecturas de sistemas ( Ethernet , Canopen, Profibus, Ethercat, Devicenet, Powerlink)

35 Panorama de potencias y tensiones ATV320C&B
Monofásica 200V 1ph 0.2 a 2.2 kW (ATV320B) 0.18 a 2.2 kW (ATV320C) 0.37 a 4 kW (ATV320B) Trifásica 400V 3ph 0.37 a 4 kW (ATV320C) 5.5 a 15 kW (ATV320B) 0.18 0.37 0.55 0.75 1.1 1.5 2.2 3 4 5.5 7.5 11 15 KW

36 Funciones de seguridad integradas
Las Funciones de seguridad integradas para el cumplimiento normas de seguridad. Reduce el coste de la máquina eliminando componentes externos de seguridad Captura de información Parada de emergencia, sensores, botoneras, .. Supervisión y procesamiento Relés de seguridad, controladores, PLC … Parada de la máquina Interruptores, contactores, Variadores de velocidad .. Alarmas visibles y audibles Luces, sirenas .. Transmisión de señal segura Presentación Somove:

37 Tipos de funciones de seguridad
El Somove necesario para ajustar las funciones de seguridad. STO : “Safe Torque Off” Suprime el par aplicado al motor de forma segura, permitiendo realizar una parada de máquina cumpliendo con Categoría de parada 0 de EN SLS : “Safely Limited Speed” Reduce la velocidad o la mantiene a una frecuencia predefinida de forma segura. Cuando la condición SLS desaparece, la velocidad vuelve al valor anterior. SS1 : “Safe Stop 1” Rampa de parada segura siguiendo una rampa supervisada, que al alcanzar un umbral mínimo de frecuencia o un tiempo determinado, pasa a STO.

38 Tipos de funciones de seguridad
SMS : “Safe Maximum Speed” Esta función impide que la velocidad del motor exceda el límite de velocidad máxima de seguridad especificado. GDL : “Guard Door Locking” Esta función permite desenclavar la apertura de una puerta después del retardo especificado. La puerta sólo se puede abrir después de que se detenga el motor el motor. Esta función ayuda a garantizar la seguridad de operador de la máquina. Beneficios: Para aplicaciones críticas: material working

39 Programación ATV Logic
¿Qué es el ATV logic? Es un interface de programación que permite crear pequeñas aplicaciones de control dentro del propio variador ATV320. Esto permite una mayor personalización de las capacidades del ATV320 por parte del usuario. ATV Logic interactúa con: Con el núcleo de control del variador. Las entradas y salidas físicas del variador. Con los buses de comunicaciones. Con el HMI La programación del ATV El ATV Logic está integrado en el software Somove. Se programa con lenguale FBD (Diagrama de bloques de funciones). Incluye instrucciones Booleanas, operaciones aritméticas, temporizadores, contadores, comparadores, convertidores …

40 Programación ATV Logic
Características del ATVLogic: 3 Taréas, 2 sincronizadas con el ATV (PRE y POST) y 1 auxiliar (AUX). Máximo 10 bloques de funcion por taréas sincronizadas (tiempo ciclo=2ms – PRE y POST) y 50 bloques de función para la tarea Auxiliar (AUX). 30 bloques de funciones diferentes. Menú HMI personalizable con 8 parámetros. 8 Palabras internas (%MW). Bits de sistema (%S), (timer, save conf ..). Todos las IN / OUT, parámetros y comunicaciones del variador acesibles.

41 Control de motores asincronos y síncronos
Prestaciones Motor síncronos sin sistemas de realimentación. Muy altas prestaciones de par constante incluso a « muy bajas revoluciones » Beneficios de usar motores síncronos: Reduce el tamaño: muy compactos Reduce consumo energético: motor altas prestaciones Aplicaciones : actuadores mecánicos

42 Robusto contra ambientes agresivos
Entorno químico : Nivel 3C3 , con pruebas de niebla salina Entorno mecánico : 3S2 Beneficios : Para aplicaciones con ambientes polucionados

43 ATV320 Compacto Entradas/Salidas: 6 Entradas (una como PTI, o PTC)
1 Salida digital 2 Relés 3 Entradas analóg (+/- 10v ; 0-10v ; 0-20mA) 1 Salida analóg. (prog: 0-10v o 0-20 mA) 4 digitos Display 7-Segmentos FA 24Vdc (100mA) disponible para uso externo Robustez : cumplimiento con 3S2, 3C3 Funciones de seguridad integrada STO, SLS, SS1, SMS y GDL Tarjeta de control con bornas desconectables E/S Control motor, optimizado para motores asíncronos y síncronos en lazo abierto Integradas de serie : ModBus , CanOpen Como opción: DeviceNet , Profibus DP , CANopen Daisy chain, Profinet, Ethercat , Modbus TCP, Ethernet IP , Powerlink Conexión resistencia de frenado

44 ATV320 Libro Entradas/Salidas: 6 Entradas (una como PTI, o PTC)
1 Salida digital 2 Relés 3 Entradas analóg (+/- 10v ; 0-10v ; 0-20mA) 1 Salida analóg. (prog: 0-10v o 0-20 mA) 4 digitos Display 7-Segmentos FA 24Vdc (100mA) disponible para uso externo Robustez : cumplimiento con 3S2, 3C3 Funciones de seguridad integrada STO, SLS, SS1, SMS y GDL Tarjeta de control con bornas desconectables E/S Control motor, optimizado para motores asíncronos y síncronos en lazo abierto Integradas de serie : ModBus , CanOpen Como opción: DeviceNet , Profibus DP , CANopen Daisy chain, Profinet, Ethercat , Modbus TCP, Ethernet IP , Powerlink Conexión resistencia de frenado

45 ATV32 – Accesorios compatibles con el ATV320
Comunicación Interface HMI CanOpen Powerlink Ethercat ProfiNet Speed monitoring 5V Modbus TCP Ethernet IP DeviceNet Profibus DTM – Soporte gráfico completo Opciones de potencia Todas del ATV32 compatibles(Filtros CEM, resistencias de frenado, inductancias de línea y filtros motor)

46 Caja adaptadora Caja adaptadora
El ATV320 formato compato necesita una caja adaptadora si se desear utilizar módulos de comunicación adicionales.

47 Substitución mecánica
Ejemplo de substitución : ATV312HU22M2 -> ATV320U22M2C 142x184 -> 105x142 Kits de substitución: Producto Producto con filtro CEM Placa de adaptación

48 Gama Esta formación está dividida en apartados:
1.- CONCEPTOS GENERALES Donde trataremos de entender los requerimientos de nuestros clientes, a la hora de pedirnos una nueva instalación. Trataremos conceptos necesarios para conseguir una instalación eficiente, como el CAUDAL. Y finalmente veremos las ventajas de realizar instalaciones con variador de velocidad. 2.-NUEVOS VARIADORES En la segunda parte, veremos algunas características muy generales de lo variadores de velocidad multi-aplicación hasta 15 kW de Schneider Electric 3.-EJEMPLOS DE APLICACIONES El punto 3 trata la vertiente más práctica de la formación, ya que veremos algunos ejemplos de instalaciones sencillas. 4.- PROGRAMACION En este punto parametrizaremos algunas de las aplicaciones propuestas en el apartado anterior.

49 Gama 100% renovada – Par Constante
Prestaciones 5 4 3 2 1 ATV 9xx Armario Altivar Process ATV 9xx Montaje en cuadro ATV 320 ATV 71 Compacto Libro ATV 12 0,18 0,75 0,37 4 15 90 630 800 Pot. kW

50 Gama 100% renovada – Par Variables
Prestaciones 5 4 3 2 1 ATV 6xx Armario Altivar Process ATV 6xx Montaje en cuadro ATV 61 ATV 212 Building 75 110 800 0,37 0,75 15 30 1500 kW

51 Arrancadores estáticos
Prestaciones 5 4 3 2 1 ATS 48 Altas Prestaciones 690V ATS 22 Bomba-Ventilador ATS 01 Gran Difusión 3 15 / 17 85 590 1200

52 Variador de Velocidad Búsqueda en catálogo
Manual Variación de Velocidad Búsqueda en catálogo Datos para la elección de un variador Ejemplos de selección

53 Datos básicos: Datos de la PLACA MOTOR: Tipo de Aplicación: Notas:
Manual Variación de Velocidad Datos de la PLACA MOTOR: Potencia del Motor (KW) Alimentación (V) Corriente Nominal (A) Tipo de Aplicación: Par Variable - Bombas y ventiladores Par Constante - Cintas, manipulación, gruas,… Notas:

54 Criterios de Elección Variadores
Instituto Schneider Electric de Formación Tipo de aplicación que requiere: Par constante (ATV12, 320, 71) Ahorro de energía (par variable) (ATV12, 320, 61) HVAC (ATV212, 61) Características eléctricas Potencia Pequeña (ATV12) Media (ATV212, 320) Grande (ATV61, 71, 930, 630) Tensión Monofásica (ATV12, 320, 61, 71) Trifásica (ATV212, 320, 61, 71, 930, 630) Notas:

55 Requerimientos especiales.
Instituto Schneider Electric de Formación BACNET Metasys Apogee LonWorks ATV950 ATV650 ATV930 ATV320 ATV930 ATV930 ATV212 ATV630 ATV630 ATV320 Notas:

56 Criterios de Elección Necesidad accesorios
Instituto Schneider Electric de Formación Determinaremos la necesidad de accesorios en base a la aplicación y el entorno de la misma. Los accesorios son necesarios para: Potenciar alguna capacidad del equipo Compatibilidad electromagnética Asegurar la compatibilidad electromagnética entre el equipo y el resto de la instalación Cumplir la normativa Instalar el equipo en un entorno determinado Notas:

57 Ejempos de selección: ¿Gama ? Ventilador de 7,5 Kw – 400Vac – 15,5A No
ATV212 No ATV12 Si Tensión Monofásica? Potencia < 15 kW ? Estudiar especificaciones con catálogo Requerimientos especiales? -Funciones específicas, Comunicación, otros… ATV61 ATV71 Aplic. par Variable ? Requerimientos especiales? -Funciones específicas, Comunicación, otros… No Potencia < 15 kW ? Tensión Monofásica? ATV320 No

58 Datos básicos: Ventilador Potencia: 7,5 Kw Tensión: 400Vac
Intensidad:15,5A

59 Ejempos de selección: ¿Gama ?
Cinta transportadora de 1,5 Kw – 230 Vac 7,3A ¿Gama ? No ATV12 Si Tensión Monofásica? Potencia < 15 kW ? Estudiar especificaciones con catálogo Requerimientos especiales? -Funciones específicas, Comunicación, otros… ATV61 ATV71 Aplic. par Variable ? Requerimientos especiales? -Funciones específicas, Comunicación, otros… No Potencia < 15 kW ? Tensión Monofásica? ATV320 ATV12 ATV320

60 Datos básicos: 2) Cinta transportadora de 1,5 Kw – 230 Vac 7,3A

61 Ejempos de selección: ¿Gama ?
Aplicación ??? de 0,75 Kw – 400 Vac – 2,3A No ATV12 Si Tensión Monofásica? Potencia < 15 kW ? Estudiar especificaciones con catálogo Requerimientos especiales? -Funciones específicas, Comunicación, otros… ATV61 ATV71 Aplic. par Variable ? Requerimientos especiales? -Funciones específicas, Comunicación, otros… ¿Gama ? No Potencia < 15 kW ? Tensión Monofásica? ATV320 No ATV320

62 Datos básicos: 3) Aplicación ??? de 0,75 Kw – 400 Vac – 2,3A

63 Ejempos de selección: ¿Gama ?
Bomba sumergida de 11 KW – 400 Vac – 29 A ¿Gama ? No ATV12 Si Tensión Monofásica? Potencia < 15 kW ? Estudiar especificaciones con catálogo Requerimientos especiales? -Funciones específicas, Comunicación, otros… ATV61 ATV71 Aplic. par Variable ? Requerimientos especiales? -Funciones específicas, Comunicación, otros… No Potencia < 15 kW ? Tensión Monofásica? No ATV320 ATV320

64 Datos básicos: Bomba Sumergida: Potencia:11 Kw Tensión: 400Vac
Intensidad:29 A Int. Variador < Int. Motor No vale, debemos mirar el calibre superior

65 Ejempos de selección: ¿Gama ?
Compresor de 4KW – 400 Vac – 25 A, programado para el arranque directo, de otro compresor auxiliar. No ATV12 Si Tensión Monofásica? Potencia < 15 kW ? Estudiar especificaciones con catálogo Requerimientos especiales? -Funciones específicas, Comunicación, otros… ATV61 ATV71 Aplic. par Variable ? Requerimientos especiales? -Funciones específicas, Comunicación, otros… Si Estudiar especificaciones con catálogo ¿Gama ? ATV320 ATV61 ATV320

66 Datos básicos: Ejemplo Selección:
Compresor de 11Kw – 400 Vac – 9.5 A, programado para el arranque directo, de otro compresor auxiliar. Ejemplo Selección: Ventilador de 90 Kw – 380Vac – 165A

67 GRACIAS.

68