LV AC DRIVES

Alain Chávez Carbajal

LV AC Drives

Ingeniero de soporte y aplicaciones

Que es un Variador de Velocidad de CA ?

Es un equipo electrónico que permite regular la velocidad de los motores de inducción de corriente alterna trifásico.

Red

Electrica

Conexión al motor

Principio de funcionamiento

Principio de funcionamiento

Principio de funcionamiento

Principio de funcionamiento

Principio de funcionamiento

Esquema de Variador de Velocidad CA

Filtro DC Rectificador

V1 V3 V5

V2V6V4

C

L +

-

U1V1W1

M 3 ~Ud

Control Electrónicocontrol, monitoreo y comunicación

L1

L2

L3

InversorMotor

Monitoreo

Control

Fuente

Ulinea UDC Usalida

Filtro DCRectificador

V1 V3 V5

V2V6V4C

L+

-

U1V1W1

M 3 ~Ud

InversorMotor

Supply

Uline UDC Uout

encoder speed

brake ctrlRMIO Control del motor y aplicación

PLC fieldbusPC

stand-alone I/O

Resistencia de frenado

follower control , DDCS

L1

L2

L3

Control Electrónicocontrol, monitoreo y comunicación

Esquema de Variador de Velocidad CA

tiempo

velocidad

Arranque suave

Incremento producción

Ahorro energia

Mejor calidad

Por que usar un Variador de Velocidad ?

Control de velocidad variable ahorra una considerable cantidad de energía

Mayor calidad a través de un mejor control del proceso

Se reduce el desgaste del equipo de proceso y se logra una disminución de la carga medioambiental

Un arranque y parada suave reduce las pérdidas y ahorra materia prima

Reduce el ruido en muchos casos Los Recursos Naturales son optimizados

mientras los procesos de eficiencia se mejoran.

Control U/F - EscalarLa velocidad del motor se controla variando la frecuencia y el voltaje de la onda de salida, manteniendo U/F = cte permitiendo esto una magnetización adecuada del motor.

• Las variables de control son la tensión y la frecuencia.• Simulación de la onda sinusoidal variable de CA mediante un modulador.• Accionamiento de bucle abierto.• La carga determina el grado del par

Control Vectorial

La velocidad del motor se controla variando la frecuencia y el voltaje de la onda de salida, manteniendo U/F = cte y determinando que porcentaje de la corriente del motor esta en fase con el voltaje.

• Las variables de control son la tensión y la frecuencia.• Se simulan las características del motor eléctrico - “Modelo de Motor”• Accionamiento de bucle cerrado• El par se controla INDIRECTAMENTE

Formas de onda – Control Escalar / Vectorial

Técnologia DTC

•Las variables de control son el flujo magnetizante y el par del motor.•Se simulan las características del motor eléctrico - “Modelo de Motor”•El par se controla DIRECTAMENTE

Con la tecnología revolucionaria de DTC desarrollada por ABB, la orientación de campo se obtiene sin retroalimentación utilizando teorías avanzadas del motor para calcular directamente el par del motor sin utilizar la modulación.

TORQUE

El Torque es la fuerza de torsión que un motor proporciona a la carga

Torque=F*L*sin()L

L

F

DTC - Principio Básico

El DTC está basado en 2 formulas simples = U dtT ~ R, S)

El flujo del estator y por consiguiente el torque pueden ser controlados proporcionando el mas idoneo vector voltaje.

Basic Drive Configuration

Variador de velocidad

U, 3 ~

V1

C

+

-

V3 V5

V2 V4 V6

Rectifier DC- circuit Inverter unit

Torque = * *I sen ()La corriente I es el radio, brazo necesario para generar torque

El flujo es la fuerza

MotorI

TECNOLOGIA DTC

Control Directo Del Torque (DTC)

Respuesta tipica de par de 1 a 2 ms en comparación a los 10-20ms de los accionamientos vectoriales y de 100 ms en los escalares.

Precisión de velocidad estática de 0.1 a 0.5% en lazo abierto comparada con accionamientos PWM que se encuentran entre 1 y 3% de precisión.

Precisión de velocidad de 0.01% con encoder.

Control de par a bajas frecuencias.

Linealidad del par.

Alta estabilidad a los cambios de carga.

Optimización del flujo del motor.

VENTAJAS

Hardware Accesorios

dU/dt limitation

Common mode filter

Frequency converter

Choke

EMC filter

Braking chopper

Hardware Accesorios

dU/dt limitation

Common mode filter

Frequency converter

Choke

EMC filter

Braking chopper

Rango de potencia

Variadores en gabinete

ProtecciónIP 21,IP 22,IP 42,IP 54 ó IP 54R

Diseño CompactoTamaño pequeño, alta salida

Soluciones OrientadasAmplia variedad de diferentes configuraciones estandar incluyendo todas las opciones del variador de velocidadDiseño por tipo de aplicacion de Ingeniería

Tecnología común con la serie ACS 800Interfase de usuarioPlataforma de Control

Aislamiento Galvanico

ACS800 Interfase Hombre Máquina

3 Entradas analoga

7 Entradas digital

2 Salidas analoga

3 Salidas relé

Adaptadores Fieldbus

Extensiones I/O Digitales (up to 13 DI and 9 RO)

Extensiones I/O Analogas (up to 5 AI and 4 AO)

Adaptador de Encoder pulsos

Conección PC

PELV

Integración a Sistemas

Profibus Modbus Modbus Plus DeviceNet CANopen InterBus-S LonWorks FLN ( Landis división ) N2 (Johnson Controls) Ethernet

Adaptadores versatiles para los protocolos mas comunes fieldbus:

Configuración

No adicional …Software,Hardware oNecesidad de herramientas

Creando y modificando Señales I/O Referencia de velocidad o torque

Documentación Fácil de crear y entenderUna hoja es suficiente

Programación en pocos minutos - PLC incorporado

Características de Protección

Funciones programablesSupervisión control señalesPérdida panelFalla externaProtección térmica motorParadaSobrecargaPérdida fase motorProtección falla tierraLimite torque y corrienteFrecuencias críticas

Funciones programablesSupervisión control señalesPérdida panelFalla externaProtección térmica motorParadaSobrecargaPérdida fase motorProtección falla tierraLimite torque y corrienteFrecuencias críticas

Funciones pre-programables Sobrecorriente Sobretensión DC Subtensión DC Sobre temperatura placa disipación Cortocircuito Pérdida fase en la entrada Temperatura ambiente Límite de potencia

Funciones pre-programables Sobrecorriente Sobretensión DC Subtensión DC Sobre temperatura placa disipación Cortocircuito Pérdida fase en la entrada Temperatura ambiente Límite de potencia

Aplicaciones

VentiladoresVentiladores TransportadorasTransportadoras RodillosRodillos

BombasBombas GrúasGrúas Gener. EólicoGener. Eólico

BobinadoresBobinadores

Maquinas PapelMaquinas Papel

CentrifugasCentrifugasExtrusorasExtrusoras Propulsión Propulsión TransporteTransporte

ACS 800 Soluciones de ControlControl de centrifugas

- Para una alta separación de sólidos a líquidos

- Funcionamiento suave con distintas clases de viscosidad de fluido

- Adaptación automática a los cambios de carga

Control de extrusoras

- Un elevado par de arranque, excelente precisión de velocidad sin encoder

- Funcion de limitación de par

- Funciones de protección contra bloqueos

ACS 800 Soluciones de Control

Control de bombas y ventiladores

- Regulación de presión o caudal mediante lazo de control PI.Control de hasta 5 bombas, 1 con velocidad variable y 4 con velocidad fija

- Función de apagado y arranque automático

Control de hilado y carrera

- Control preciso

- Evita rotura del hilo durante la puesta en marcha y perdida de potencia

- Evita superposición de capas en los puntos de inversión de la guía del hilo

GRACIAS POR SU PARTICIPACION