UNIDAD 5

Tcnico en Montaje y Mantenimiento de Instalaciones de Fro,

Climatizacin y Produccin de Calor

5 Regulacin de Motores

FORMACIN PROFESIONAL A DISTA

NCIA

Unidad

CICLO FORMATIVO DE GRADO MEDIO

MDULO

Instalaciones Elctricas y Automatismos

Ttulo del Ciclo: TCNICO EN MONTAJE Y MANTENIMIENTO DE INSTALACIONES DE FRO, CLIMATIZACIN Y PRODUCCIN DE CALOR

Ttulo del Mdulo: INSTALACIONES ELCTRICAS Y AUTOMATISMOS Direccin: Direccin General de Formacin Profesional.

Servicio de Formacin Profesional y Aprendizaje Permanente.

Direccin de la obra: Alfonso Gareaga Herrera Antonio Reguera Garca Arturo Garca Fernndez Ascensin Sols Fernndez Juan Carlos Quirs Quirs Luis Mara Palacio Junquera Manuel F. Fanjul Antua Yolanda lvarez Granda

Coordinacin de contenidos del ciclo formativo: Javier Cueli Llera

Autor: Romualdo Prez Fernndez

Desarrollo del Proyecto: Fundacin Metal Asturias Coordinacin:

Javier Maestro del Estal Monserrat Rodrguez Fernndez

Equipo Tcnico de Redaccin: Alfonso Fernndez Mejas Ramn Garca Rosino Luis Miguel Llorente Balboa de Sandoval Jos Manuel lvarez Soto

Estructuracin y desarrollo didctico: Isabel Prieto Fernndez Miranda

Diseo y maquetacin: Begoa Codina Gonzlez Alberto Busto Martnez Mara Isabel Toral Alonso Sofa Ardura Gancedo

Coleccin: Materiales didcticos de aula Serie: Formacin Profesional Especfica Edita:

Consejera de Educacin y Ciencia Direccin General de Formacin Profesional Servicio de Formacin Profesional y Aprendizaje Permanente ISBN: 84-690-1473-0 Depsito Legal: AS-0593-2006 Copyright: 2006. Consejera de Educacin y Ciencia Direccin General de Formacin Profesional Todos los derechos reservados. La reproduccin de las imgenes y fragmentos de las obras audiovisuales que se emplean en los diferentes documentos y soportes de esta publicacin se acogen a lo establecido en el artculo 32 (citas y reseas) del Real Decreto Legislativo 1/2.996, de 12 de abril, y modificaciones posteriores, puesto que se trata de obras de naturaleza escrita, sonora o audiovi-sual que han sido extradas de documentos ya divulgados por va comercial o por Internet, se hace a ttulo de cita, anlisis o comentario crtico, y se utilizan solamente con fines docentes. Esta publicacin tiene fines exclusivamente educativos. Queda prohibida la venta de este material a terceros, as como la reproduccin total o parcial de sus contenidos sin autoriza-cin expresa de los autores y del Copyright.

Unida

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Regulacin de Motores 5

3

Objetivos ............................................................................................ 4

Conocimientos ..................................................................................... 5

Introduccin......................................................................................... 6

Contenidos generales ........................................................................... 6

Motores trifsicos de induccin. Variacin de velocidad..................... 7

El MICROMASTAR 440 de SIEMENS .................................................. 14

Otros dispositivos............................................................................... 25

Resumen ............................................................................................. 27

Autoevaluacin ................................................................................... 28

Respuestas actividades ......................................................................... 30

Respuestas de autoevaluacin............................................................... 31

Sumario general

4

Mdulo: Instalaciones Elctricas y Automatismos

Tcnico en M

ontaje y M

antenim

iento de Instalaciones de Fro, Climatizacin y Pro

duccin de Calor

Al finalizar el estudio de esta unidad sers capaz de:

Diferenciar los distintos mtodos de variacin de velocidad y su utilizacin.

Describir el variador MICROMASTER-440.

Parametrizar el variador MICROMASTER-440.

Conexionar el variador MICROMASTER-440.

Objetivos

Unida

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5

CONCEPTOSS

Rectificador.

Inversor.

IGBT.

PWM.

PROCEDIMIENTOS SOBRE PROCESOS Y SITUACIONESS

Realizar el conexionado del MICROMASTER.

Realizar la configuracin de parmetros del MICROMASTER.

ACTITUDES

Cumplir la normativa de seguridad de los laboratorios donde se realizan los ensayos.

Conocimientos que deberas adquirir

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duccin de Calor

Contenidos generales

Los fenmenos fsicos que explican el funcionamiento de los motores ya los estudiaste en la Unidad Didctica 4 de Electrotecnia y los motores de induccin en particular en la Unidad Didctica 10. De todas formas es conveniente que las repases antes de abordar la presente.

Los motores de induccin presentan la particularidad de que las intensidades necesarias para producir fuerzas de giro, son inducidas en la parte giratoria de la mquina, llamada rotor. Basta por tanto con conexionar el motor a la red elctrica para obtener un campo magntico, y el resto del proceso viene por s solo, lo cual facilita mucho la utilizacin y explotacin de estos motores.

Sin embargo, su taln de Aquiles siempre fue el margen de variacin de velocidad que se poda obtener. Actualmente gracias al desarrollo de la electrnica de potencia, este problema se ha solucionado a un precio asequible, lo cual convierte a los motores de induccin en reyes indiscutibles del mercado.

La inmensa mayora de motores industriales/comerciales (bombas, compresores, ventila-dores, trenes de laminacin, trenes de transporte de viajeros de RENFE y FEVE) y doms-ticos (nevera, lavadora, etc), son motores de induccin.

A lo largo de esta unidad didctica estudiaremos los sistemas de regulacin de velocidad para motores de induccin tanto monofsicos como trifsicos.

Introduccin

Unida

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7

La variacin de la velocidad siempre fue el taln de Aquiles en los moto-res de induccin, puesto que se conseguan mrgenes muy bajos y adems con mal rendimiento. Sin embargo la explosin de la electrnica de po-tencia y la bajada de los precios, supuso el empujn definido y la suprema-ca de estos motores frente a los de continua. Actualmente el 95 % de los motores industriales y el 100 % de los motores de trenes, estn accionados por variadores de frecuencia.

Variacin de tensin

Si variamos el valor eficaz de la tensin estatrica del motor, mediante alguno de los mtodos citados en el arranque, se modifica la curva del par, con lo que para una misma carga conseguimos una variacin de la velocidad. Supongamos que mediante un auto-transformador reducimos la tensin del motor desde el valor nominal hasta un 80 % del mismo. Observa en la figura 1 la reducida variacin de velocidad del punto 1 al 2.

Motores trifsicos de induccin.

Variacin de velocidad

M(Nm)

M AN

Nr (rpm)

S

M A

Curva a tensin nominal

Curva al 80% de la nominal

margen pequeo

12

Fig. 1: Comparacin de velocidades a diferente tensin.

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duccin de Calor

Este es el gran inconveniente de este sistema de variacin de velocidad; los mrgenes de variacin del mismo son muy pequeos.

Adems en el punto 2 el deslizamiento es mayor, con lo que aumentan las prdidas y disminuye el rendimiento. Si disminuimos la tensin por debajo del 80 % de la nominal, el motor perder mucha capacidad de prperder mucha capacidad de prperder mucha capacidad de prperder mucha capacidad de prooooducir par,ducir par,ducir par,ducir par, con lo cual es posible que no pueda vencer el par resistente de la carga, a riesgo de sobrecargarse o incluso de calarse.

VVVVENTAJASENTAJASENTAJASENTAJAS DDDDESVENTAJASESVENTAJASESVENTAJASESVENTAJAS

Actualmente ninguna.

Mrgenes de variacin de velocidad muy bajos.

Prdida de par motor.

Prdidas de altas y rendimiento bajo.

Variacin de frecuencia

o Principio terico

La filosofa del mtodo se basa en modificar la velocidad del campo magntico del esta-tor (Ns), de esta forma y puesto que el rotor le sigue, se modificar la velocidad real del rotor (Nr). Recuerda que:

Para modificar Ns hay por tanto dos posibilidades:

Modificar el nmero de pares de polos del devanado estatrico (P).

Modificar la frecuencia de la red de alimentacin (f).

Aqu nos ocupa la 2 posibilidad, modificar la frecuencia. En la prctica esta modifica-cin es una disminucin por debajo del valor nominal de frecuencia; es decir una reduc-cin de la frecuencia por debajo de 50 Hz, disminuyendo as las velocidades Ns y Nr.

Tabla 1: Ventajas y desventajas de la variacin de tensin.

P

fNs

=60

NsNsNsNs es la velocidad del campo magntico del estator.

ffff es la frecuencia de la red de alimentacin.

PPPP es el nmero de pares de polos del devanado estrico.

Unida

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En figura 2 puedes ver el resultado de disminuir la frecuencia a 25 Hz en un motor de 4 polos, manteniendo la tensin en su valor nominal. La nueva velocidad de sincronismo (Ns) es por tanto 750 rpm. Ves algo anormal?

Ahora no solo el motor reduce la velocidad sino que presenta ms capacidad de producir par, debido a que el campo magntico estatrico tiene ms induccin y ms flujo. Sin embargo este aumento de las caractersticas magnticas por encima de las nominales, produce graves daos (saturacinsaturacinsaturacinsaturacin) en los circuitos magnticos, con lo cual no es viable en la prctica.

Por tanto cmo podecmo podecmo podecmo podemos variar la frecuencia sin saturar el circuito magntico?mos variar la frecuencia sin saturar el circuito magntico?mos variar la frecuencia sin saturar el circuito magntico?mos variar la frecuencia sin saturar el circuito magntico?

ctividad

a Por qu motivo crees que normalmente no se aumenta la frecuencia por encima de 50 hz? Tendr algo que ver con el motor?

1

M(Nm)

M AN

1500 (rpm)

S

M A

Curva a tensin y frecuencia nominal400 V y 50 Hz

Curva a 400 V y 25 Hz

750 (rpm)

Fig. 2: Comparacin de curvas a distinta frecuencia e igual tensin.

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duccin de Calor

El flujo del campo magntico estatrico es proporcional al cociente entre la tensin y la frecuencia, con lo que:

Por tanto si queremos reducir la frecuencia sin alterar el flujo, debemos rrrrededededuuuucir tambin cir tambin cir tambin cir tambin la tensinla tensinla tensinla tensin en la misma proporcin.

o Curvas de par y velocidad de rotor

Al variar la frecuencia y la tensin en la misma proporcin por debajo de los valores no-minales, la curva de par se desplaza hacia la izquierda sin deformarse y manteniendo el mismo par mximo. La velocidad del rotor (Nr) puede calcularse fcilmente (ante cargas de par resistente constante), puesto que el desldesldesldesliiiizamiento no vara zamiento no vara zamiento no vara zamiento no vara (Fig. 3).

N

NN

f

VK=

NNNN es el flujo nominal.

VVVVNNNN es la tensin nominal.

ffffNNNN es la frecuencia nominal.

KKKK es la constante de proporcionalidad (sin importancia).

El coeficiente V/f debe mantenerse constante.

A qu tensin y frecuencia se debe alimentar un motor de 400 V, 50Hz y 2 po-los, si se pretende reducir a la mitad de velocidad de sincronismo? El coeficiente de 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)

Ejemplo

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M(Nm)

100 V12,5 Hz

3000 (rpm)

S

400 V y 50 Hz 200 V y 25 Hz

1500 (rpm)

2225 (rpm)

300 V y 37,5 Hz

750 (rpm)

mismo deslizamiento

S (%) S (%) S (%) S (%)

M cargaconstante

Fig. 3: Curvas de par variando V y f.

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:

3,33%1003000

29003000100

NsNrNs

S(%) =

=

= A 25 Hz se conserva el mismo deslizamiento (siempre y cuando el par resistente de carga sea constante), luego:

)(),

( rpmN 1450501500100

333150015002 ===

Ejemplo

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duccin de Calor

o Variadores de frecuencia (y de tensin)

A partir de la dcada de los 90 el precio de los variadores de frecuencia los hizo asequibles

en el mercado, de tal forma que a da de hoy abundan incluso en la pequea industria.

Se basan en la conmutacin de transistores de potencia y el mtodo de generacin ten-siones de distinta frecuencia se llama PWM (Modulacin de ancho de pulso).

En la figura 4 puedes ver el sencillo conexionado de un variador de velocidad.

R

S

T

CP

Variador develocidad

Motor deinduccin

Red400 V50 Hz

Tension variableFrecuencia variable

V/f=cteU V W

Fig. 4: Esquema de conexiones de un variador de frecuencia.

Estos dispositivos electrnicos ajustan la tensin y la frecuencia de alimentajustan la tensin y la frecuencia de alimentajustan la tensin y la frecuencia de alimentajustan la tensin y la frecuencia de alimenta-a-a-a-cin del motor cin del motor cin del motor cin del motor al valor que decida el usuario, y adems son capaces de regu-lar la velocidad mantenindola a valor constante e inmune a las variaciones de carga.

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En la siguiente tabla se muestran las ventajas y desventajas de los variadores de frecuen-

cia y tensin.

VVVVENTAJASENTAJASENTAJASENTAJAS DDDDESVENTAJASESVENTAJASESVENTAJASESVENTAJAS

Gran rango de variacin de velocidad.

Velocidad de giro configurable por software desde un PC conectado al va-riador.

No hay prdida de carga.

Buen rendimiento.

El precio de los variadores es actual-mente asequible.

Los variadores consiguen el arranque a baja frecuencia limitando la punta de corriente.

Generan corrientes perjudiciales para la red que alimenta al varia-dor (armnicos).

Seguridad: limitar la temperatura.

Tabla 2: Ventajas y desventajas de un variador de frecuencia y tensin.

ctividad

a Un motor de induccin presenta la placa de caractersticas que puede verse en la fotografa. El motor gira a 1400 rpm y se le pretende regular la velocidad mediante variacin de frecuencia; variando la frecuencia a 10 Hz:

A qu tensin hay que alimentarlo si su tensin nominal son 400 V?

A qu velocidad girar?

2

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duccin de Calor

En el mercado hay gran cantidad de variadores de frecuencia. Elegimos el MICROMASTER-440 de Siemens, por ser un dispositivo con una puesta en marcha bsica muy sencilla. Conoces cules son sus caractersticas? y, el modo de trabajo del convertidor?

Caractersticas

Los reguladores de velocidad son controles electrnicos de motores que controlan la velocidad y el par de los motores de corriente alterna convirtiendo las magnitudes fsicas

de frecuencia y tensin de la red de distribucin de electricidad en magnitudes infinita-mente variables, pero manteniendo la relacin entre ellas constante.

o Ventajas de convertidor de frecuencia

Es capaz de controlar la velocidad sin prdidas notables.

Se consume slo lo que se necesita con lo que se ahorra energa. Por ejemplo, una reduccin de un 25% de velocidad significa que se produce un ahorro del 50%.

Aproximadamente se disminuye el consumo de energa en 1/3 cuando se reduce rpidamente la velocidad.

No presenta piezas mviles por lo que su duracin es por lo menos igual a la del resto de partes del sistema con lo que se aprovecha al mximo el motor de induccin.

Incremento de la produccin ya que la velocidad del motor de puede aumentar a eleccin sin intervenir en el proceso.

Mejora del entorno de trabajo (en instalaciones de climatizacin y ventilacin) ya que la velocidad de los ventiladores se puede ajustar a la demanda de ventilacin con el fin de evitar ruidos de corriente de aire.

Se puede usar junto con motores antideflagrantes, situando el regulador y el motor en lugares separados.

Reduccin de los costes de mantenimiento.

El MICROMASTER 440 de SIEMENS

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Modo de trabajo del convertidor

El convertidor est formado por dos etapas (figura 5):

Un rectificador no controladorectificador no controladorectificador no controladorectificador no controlado (figura 6) que convierte la tensin alterna de la red en continua.

Un inversor oinversor oinversor oinversor onduladornduladornduladorndulador que convierte la tensin continua en alterna que se le sumi-nistra al motor.

Fig. 5: Etapas de la electrnica del convertidor.

Fig. 6: Rectificacin.

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El inversor acta de fuente de intensidad para el inversor????? con lo que el microproce-sador que controla el proceso produce una regulacin perfecta en rgimen transitorio

(aceleracin, rampas) y rgimen permanente (velocidad elegida). Este microprocesador es el que realiza realmente la regulacin.

El fundamento es mantener en todo momento la relacin V/f constante relacin V/f constante relacin V/f constante relacin V/f constante (figura 7), con lo que se consigue que se pueda variar la velocidad, no aumente la intensidad en el rotor y

el par se mantenga constante en la zona de no saturacin, es decir, hasta la tensin y frecuencia nominales del motor.

En los convertidores MICROMASTER se puede aumentar la velocidad hasta 650 Hz, pero teniendo en cuenta que ya a 100 Hz el par ha bajado al 30% del nominal.

Para frecuencias muy bajas tampoco se cumple la relacin V/f constante, ya que si no, no habra tensin para hacer funcionar la mquina a esas velocidades.

Existen 3 tipos de convertidores de frecuencia:

Fig. 7: Relacin V/f.

A frecuencias mayoresfrecuencias mayoresfrecuencias mayoresfrecuencias mayores de la frecuencia nominal la velocidad se puede modi-ficar pero el par empieza a bajar ya que no es posible aumentar la tensin por encima de la nominal y por tanto la relacin V/f deja de ser constante y cada vez es ms pequea.

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Convertidor de frecuencia con modulacin por amplitud de pulsos PAM.modulacin por amplitud de pulsos PAM.modulacin por amplitud de pulsos PAM.modulacin por amplitud de pulsos PAM.

Convertidor de frecuencia con modulacin por anchura de pulsos PWMmodulacin por anchura de pulsos PWMmodulacin por anchura de pulsos PWMmodulacin por anchura de pulsos PWM (figura 8).

Inversor de corriente CSI.Inversor de corriente CSI.Inversor de corriente CSI.Inversor de corriente CSI.

El principio de funcionamiento es el descrito anteriormente y es el mismo para los tres tipos. Nos centraremos en el tipo PWM que es el utilizado por los convertidores MICROMASTER.

El inversor ondulador emplea transistores IGBT (Insulated Gate BipolarTransistors), los cuales son ms fciles de controlar, su velocidad de conmutacin es elevada, y tienen

muy pocas prdidas (Fig. 9).

Estos IGBT mediante impulsos de tensin recibidos en el terminal puerta (G), entran o salen de conduccin por parejas, de tal forma que van generando la onda PWM (figura 10).

Fig. 8: Onda de tensin PWM.

Fig. 9: Caractersticas de conmutacin de un IGBT.

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duccin de Calor

Protecciones de MICROMASTER

Proteccin del convertidor contra cortocircuitos en pocos microsegundos por me-dio de las protecciones del hardware.

El lmite de intensidad se controla normalmente por los ajustes de hardware.

Fig. 10: Trabajo de los IGBT y formas de onda PWM de tensin y corriente.

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El software tambin puede ser usado para calcular la capacidad de sobrecarga del motor.

Algunos modelos poseen una conexin para PTC de tal forma que el accionamien-to se parar si el motor se sobrecalienta.

Un sensor interno controla la temperatura para asegurar que el inversor no se so-brecalienta.

El inversor puede ser protegido contra sobretensin lo que podra producirse duran-te el freno regenerativo.

Conexionado del MICROMASTER

El MICROMASTER se conecta a una red monofsica o trifsica de 50 Hz y genera una

red trifsica de tensin y frecuencia variable. Las conexiones de fuerza se pueden ver en la figura 11.

En cuanto al control, presenta las siguientes entradas/salidas:

Entrada digital marcha/paro (DIN1 borne 5).

Entrada digital inversin de giro (DIN2 borne 6).

Entrada digital acuse de recibo (DIN3 borne 7).

Fig. 11: Conexiones de fuerza.

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duccin de Calor

Tres salidas digitales a rel (bornes 18-19-20, 21-22, 23-24-25).

Entrada analgica 1, consigna de frecuenciaconsigna de frecuenciaconsigna de frecuenciaconsigna de frecuencia (bornes 3 y 4), configurable en tensin o corriente.

Salida analgica 1 (bornes 12 y 13), con informacin de frecuencia, tensin, inten-sidad o par, configurable en tensin o corriente.

Salida analgica 2 (bornes 26 y 27), con informacin de frecuencia, tensin, inten-sidad o par, configurable en tensin o corriente.

Control automtico del MICROMASTER

Para gestionargestionargestionargestionar el MICROMASTER es necesario disponer de un sistema automtico e inte-ligente de control, que gobierne las entradas citadas en el apartado anterior. Este sistema

puede ser algn dispositivo programable especfico o bien un PLC de uso general.

El caso ms tpico sera el de un PLC ejecutando un algoritmo PID,caso ms tpico sera el de un PLC ejecutando un algoritmo PID,caso ms tpico sera el de un PLC ejecutando un algoritmo PID,caso ms tpico sera el de un PLC ejecutando un algoritmo PID, recibiendo la seal de consigna desde un sensor de la instalacin y generando una seal de salida analgica que se conectar a la entrada analgica 1 (AIN1) del MICROMASTER, situada en los bor-

nes 3-4.

Fig. 12: Conexiones de control.

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Una instalacin frigorfica que necesita regular el caudal de ventilacin en el condensador. Supongamos que la presin ptima de condensacin es 12 bar.

Esta presin puede variar en funcin, sobretodo, de las condiciones ambientales (temperatura y humedad exterior en invierno o verano), dificultndose la con-densacin en verano y necesitando por tanto ms caudal de aire. El bucle PID

del PLC sera por tanto el siguiente:

El funcionamiento PID es el siguiente:

Si el sensor mide 12 barsensor mide 12 barsensor mide 12 barsensor mide 12 bar (presin ptima), la seal de error es 0 y el PID se encuentra en estado esttico, de forma que la seal de salida no vara y por tanto la velocidad del ventilador es constante.

Si el sensor mide ms de 12 bar,sensor mide ms de 12 bar,sensor mide ms de 12 bar,sensor mide ms de 12 bar, el gas a la descarga del compresor est muy sobrecalentado y debe mejorarse la condenacin; la seal de error es

negativa y multiplicada por la ganancia negativa del PID da resultado posi-tivo; el PID se encuentra en estado ascendente, de forma que la seal de salida aumenta y por tanto la velocidad del ventilador tambin, mejorando

as el cauda de aire de condensacin y ayudando a la condensacin.

Si el sensor mide menos de 12 bar,sensor mide menos de 12 bar,sensor mide menos de 12 bar,sensor mide menos de 12 bar, el gas a la descarga del compresor est poco sobrecalentado; la seal de error es positiva y multiplicada por la ga-nancia negativa del PID da resultado negativo; el PID se encuentra en es-

tado descendente, de forma que la seal de salida disminuye y por tanto la velocidad del ventilador tambin, reduciendo as el caudal de aire de con-densacin.

(contina)

Ejemplo

PID DEL PLCGanancia

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duccin de Calor

Parmetros de control del MICROMASTER

Los parmetros para realizar una puesta en servicio rpida del MICROMASTER son los siguientes:

(continuacin)

El esquema global del sistema de regulacin puede verse en la siguiente figura:

Ejemplo

Sensor de presin encondensacin

(0..10 V)(4..20 mA)

R

S

T

CP

MICROMASTER440

Motor deinduccin(ventilador)

Red400 V50 Hz

Tension variableFrecuencia variable

V/f=cteU V W

Seal analgica de(0..10 V)

PLC S7-300

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PPPPARMETROARMETROARMETROARMETRO DDDDESCRIPCINESCRIPCINESCRIPCINESCRIPCIN

P0010

1=Quick

Commissioning

Puesta en servicio rpida

Recuerde que P0010 debe retornarse siempre a 0 antes de poner en marcha el motor. Sin embargo, si tras la puesta en servicio se ajusta P3900=1, esto se hace automticamente.

P0100

0=kW/50 Hz

1=hp/60 Hz

2=kW/60 Hz

Europa/Norteamrica

Para los ajustes 0 y 1, use interruptor DIP 2.

Para el ajuste 2, use P0100.

P0304*)

10 V-2000V

Tensin nom.del motor

Tensin nominal del motor (V) tomada de la placa de caractersticas.

P0305*)

02*)nom

Corriente nom. Del motor

Corriente nominal del motor (A) tomada de la placa de caractersticas.

P0307*

0 kW-2000kW

Potencia nom. Del motor

Potencia nominal del motor (kW) tomada de la placa de caractersti-cas.Si P0100=1, los valores debern ser en hp.

P0310*

12-650 Hz

Frecuencia nominal del motor

Frecuencia nominal del motor (Hz) tomada de la placa de caractersticas.

P0311*

0-40000

1/min

Velocidad nominal del motor

Velocidad nominal del motor (rpm) tomada de la placa de caractersti-cas.

P0700

Seleccin de la fuente de rdenes (on/off/inverso)

1=BOP

2=Bornes/terminales (por defecto)

P1000

Seleccin de la consigna de frecuencia

1= BOP

2= Consigna analgica (por defecto)

P1080

Frecuencia min. Del motor

Ajuste del mnimo de la frecuencia del motor (0-650 Hz) a partir de la cual girar el motor con indiferencia de la consigna de frecuencia ajus-tada. El valor aqu ajustado es vlido tanto para giro horario (a derechas) como antihorario (a izquierdas).

P1082

Frec. Mx. del motor

Ajuste del mximo de la frec. Del motor (0-650 Hz) a partir de la cual girar el motor con indiferencia de la consigna de frec. ajustada. El valor aqu ajustado es vlido tanto para giro horario como antihorario.

Tabla 3: Parmetros de control del MICROMASTER (contina).

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duccin de Calor

PPPPARMETROARMETROARMETROARMETRO DDDDESCRIPCINESCRIPCINESCRIPCINESCRIPCIN

P1120 P1 Tiempo de aceleracin

Tiempo que lleva al motor acelerar de la parada a la frecuencia mxima ajustada.

P1121 Tiempo de deceleracin

Tiempo que lleva al motor decelerar de la frecuencia mxima del motor a la parada.

P3900

Fin de p.e.s. rpida

0= Fin sin clculo motor o Reset ajuste fbrica.

1= Fin con clculo motor o Reset ajuste fbrica (recomendado)

2= Fin sin Reset de parmetros y de E/S

3= Fin con Reset de E/S

Interfaz de configuracin del MICROMASTER

Para configura los parmetros del variador se pueden usar indistintamente alguno de los siguientes interfaces.

SoftwareSoftwareSoftwareSoftware....

El que suministre el fabricante. El bus de conexin PC-MICROMASTER puede ser USB o RS-485.

Panel BOPPanel BOPPanel BOPPanel BOP....

Se trata de un pequeo teclado frontal (figura 13).

Tabla 3: Parmetros de control del MICROMASTER (continuacin).

Fig.13: Panel BOP.

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Para regular la velocidad de los motores monofsicos debe de actuarse so-bre el valor eficaz de la tensin, manteniendo la frecuencia constante. Exis-ten en el mercado dispositivos especficos para realizar esta funcin. Sabes de qu dispositivos estamos hablando?

Controladores de velocidad para motores monofsicos

Volviendo al ejemplo anterior, es necesario regular el caudal de ventilacin en la con-densacin. En muchas ocasiones los ventiladores de condensacin, son motores monof-sicos y por tanto la regulacin de velocidad debe de realizarse a frecuencia constante,

actuando sobre la tensin. Para ello hay productos especficos como el XGE Fan Control de Danfoss (figura 14 a).

El dispositivo se coloca sobre la lnea de lquido (Fig 14 b).

Fig.14 a: Colocacin del XGE.

Fig.14 b: Colocacin del XGE.

Otros dispositivos

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duccin de Calor

En la figura 15 se puede ver la relacin entre la tensin monofsica generada y el SET-POINT de presin ajustado.

Fig.15: Relacin tensin-presin.

Unida

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Resumen

Variacin de velocidadVariacin de velocidadVariacin de velocidadVariacin de velocidad MicromasterMicromasterMicromasterMicromaster----440440440440

Otros dispositivosOtros dispositivosOtros dispositivosOtros dispositivos

Actualmente la variacin de frecuencia para cambiar la velocidad de sincronismo, es el mtodo ms utili-zado.

Para no perder par, la tensin tambin debe variarse. La proporcin V/f debe mantenerse constante.

Es un variador de frecuencia con gran aceptacin en el mercado, debido a su facilidad de parametrizacin, co-nexin y puesta en servicio.

Est compuesto por un rectificador, un inversor y una electrnica de control.

El sistema ms usado para automatizar un proceso de regulacin de velocidad es el control del variador mediante un PLC o algn otro dispositivo anlogo.

Para regular la velocidad de los motores monofsicos debe actuarse sobre el valor eficaz de la tensin, mante-

niendo la frecuencia constante. Existen en el mercado dispositivos especficos para realizar esta funcin.

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duccin de Calor

Autoevaluacin

1. Un motor presenta la conexin y la placa de caractersticas que pueden verse en las figuras siguientes:

Realizar la configuracin de parmetros de un MICROMASTER-440 para conseguir una regulacin de velocidad del mismo entre el 10% y el 100% de su velocidad nominal.

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d


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2. Si el MICROMASTER se gobierna mediante el PLC de la figura, realizar el conexio-nado bsico de control entre el PLC y el variador de velocidad.

D/A

D/A

SALIDASDIGITALES

SALIDASANALGICAS

PLC

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Tcnico en M

ontaje y M

antenim


duccin de Calor

Respuestas Actividades

1. Excepto en motores especialmente preparados para ello, el motivo es principal-mente mecnico. Por encima de 50 Hz, la velocidad de sincronismo supera siem-pre el valor nominal y la velocidad del rotor lo superar en muchas ocasiones, con lo cual mecnicamente puede ser perjudicial para el funcionamiento del motor.

2. a. Recuerda que para que el mtodo de variacin de frecuencia sea efectivo, tam-

bin debe variarse la tensin en la misma proporcin:

850

400== cte

f

V

Si alimentamos a 12 Hz:

96(V)812V === 812

V

b. Para determinar la velocidad de giro, debemos tener en cuenta que el desliza-miento se mantiene en el 6,66 % de la nueva velocidad de sincronismo. Esta velo-cidad de 10 Hz, ser la quinta parte que a 50 Hz:

)(3005

1500) 10( rpmHzN S ==

La velocidad del rotor a 96 V y a 12 Hz ser:

)(28020300)100

66,6300(3002 rpmN ===

Unida

d


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Respuestas Autoevaluacin

1. El motor se encuentra en tringulo, luego su tensin nominal es 400 V. El resto de datos nominales pueden verse en la placa de caractersticas. La configuracin de parmetros es la siguiente:

PAPAPAPARMETRORMETRORMETRORMETRO VALORVALORVALORVALOR COMENTARIOCOMENTARIOCOMENTARIOCOMENTARIO

P0010P0010P0010P0010 1

Durante la configuracin de puesta en marcha bsica, debe ser 1; luego debe ajus-tarse a 0 antes de arrancar el motor.

P0100P0100P0100P0100 0 - P0304P0304P0304P0304 400 V - P0305P0305P0305P0305 11,4 A - P0307P0307P0307P0307 5,5 KW - P0310P0310P0310P0310 50 Hz - P0311P0311P0311P0311 1455 rpm -

P0700P0700P0700P0700 2

Una vez arrancado el motor, recibe las rdenes del PLC a travs de sus entradas digita-les.

P1000P1000P1000P1000 2

Una vez arrancado el motor, recibe las rdenes del PLC a travs de sus entradas anal-gicas.

P1080P1080P1080P1080 5 Hz Para conseguir un mnimo del 10 %

P1082P1082P1082P1082 50 H Para conseguir un mximo del 100 %

P1120P1120P1120P1120 Valor por defecto Ante la ausencia de datos concretos en el enunciado, dejamos el valor de fbrica

P1121P1121P1121P1121 Valor por defecto Ante la ausencia de datos concretos en el enunciado, dejamos el valor de fbrica

P3900P3900P3900P3900 1 Valor recomendado

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Tcnico en M

ontaje y M

antenim


duccin de Calor

2.... El esquema de conexiones es el siguiente:

D/A

D/A

SALIDASDIGITALES

SALIDASANALGICAS

PLC

LNEA DE 24 V DC

CONSIGNA DE FRECUECIA (0..10 V)

+

-

Unida

d


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Notas

Tcnico en Montaje y Mantenimiento de Instalaciones de Fro, Climatizacin y Produccin de Calor

Documents

UNIDAD 5