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Always leading the pack ACCIONAMIENTO DIDACTICO DE FRECUENCIA VARIABLE DL 2309a1

Laboratorio Unilab

DL 2309a1

CONTENIDO INTRODUCCIÓN

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1.- MOTOR DE INDUCCIÓN 1.1 Control de velocidad de voltaje variable, frecuencia variable

Pág. 5 Pág. 6

2.- INVERSORES PARA MOTORES DE CA 2.1 Inversor de fuente de corriente 2.2 Inversor de fuente de voltaje 2.2.1 Control de onda cuasi-cuadrada 2.2.2 Control de pulso de onda cuasi-cuadrada 2.2.3 Control de ancho de pulso modulado

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9 9 10 10 11 12

3.- REGULACIÓN DE VELOCIDAD DE CICLO CERRADO

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PARTE A 1.- CARACTERÍSTICAS DEL SISTEMA DE CONTROL

Pág. 17

2.- TECLADO Y PANTALLA 2.1 Pantalla de LED 2.2 Teclas funcionales 2.3 Guía de instrucciones

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3.- MODALIDADES DE OPERACIÓN 3.1 Eligiendo y operando en modo local 3.2 Parámetros ajustables por usuario 3.3 Diagnósticos 3.4 Reestablecer a valores de fábrica por omisión 3.5 Estatus de la unidad 3.6 Programación del código de acceso

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21 21 21 26 27 28 29

4.- MODALIDADES DE CONTROL DE FRECUENCIA 4.1 Control del teclado 4.2 Potenciómetro de Control 4.3 Control multietapas

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30 30 30 30

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32 32 32 33 33 33 34

PARTE B Modulo DL 2309a1 1.- Sección de alimentación 2.- Sección de manejo 3.- Sección de control 4.- Señalizaciones 5.- Instrumentación y puntos de prueba 6.- Sección de potencia

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7.- Reglas de seguridad

Pág. 34

PARTE C

EJERCICIO DE LABORATORIO No.0 Reestablecer de los parámetros de fábrica por omisión

Pág. 36

EJERCICIO DE LABORATORIO No.1 Regulación de velocidad de ciclo abierto. Modo remoto

Pág.

EJERCICIO DE LABORATORIO No.2 Regulación de velocidad de ciclo abierto. Modo local

Pág. 44

EJERCICIO DE LABORATORIO No.3 Velocidad de trote

Pág. 47

EJERCICIO DE LABORATORIO No.4 Control multietapas

Pág. 50

EJERCICIO DE LABORATORIO No.5 Sobrecarga Ixt

Pág. 53

EJERCICIO DE LABORATORIO No.6 Curva de potencia del motor

Pág. 56

EJERCICIO DE LABORATORIO No.7 Curva de torque-velocidad del motor

Pág. 61

EJERCICIO DE LABORATORIO No.8 Control de velocidad de frecuencia variable

Pág. 65

EJERCICIO DE LABORATORIO No.9 Regulación de velocidad a ciclo cerrado

Pág. 69

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INTRODUCCIÓN En el campo industrial los motores más ampliamente utilizados son los motores de inducción de ca: de hecho éstos son duraderos, rentables y relativamente baratos. En el pasado, los sistemas mecánicos, hidráulicos y eléctricos han sido empleados para el control de velocidad y solamente los sistemas electrónicos más recientes han sido aceptados. El requisito industrial siempre ha sido la posibilidad de ajustar a placer la velocidad de motores de inducción trifásicos con rotor de caja de baleros a través de unidades eléctricas ó electrónicas. Este requisito puede ahora ser cumplido gracias a circuitos integrados de propósito especial incluyendo todas las funciones requeridas para los sistemas de regulación de velocidad para que sean realizadas .

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1. MOTOR DE INDUCCIÓN La mayoría de los equipos industriales están controlados a través de motores de inducción eléctrica con rotor de caja de baleros y alimentados por fuentes trifásicas de ca. La razón para tan amplia aplicación se encuentra en los beneficios mostrados por esta clase de motor en comparación con otros. Éstos pueden ser sintetizados como sigue : • alta rentabilidad de operación con costos de mantenimiento muy bajos. • bajos costos: con la misma potencia, un motor de cd es mucho más caro que cualquier otro de ac; • alta potencia con respecto a volumen y peso; • a una frecuencia de alimentación dada la velocidad es relativamente independiente de la carga; • ausencia de chispas: esto hace al motor de ca especialmente apto para ser utilizado en ambientes donde gases explosivos puedan estar presentes (minas) o en plantas petroquímicas; • el motor estándar está normalmente listo. Cuando se alimenta en fuentes de frecuencia y voltaje constantes, el motor de inducción trifásico es una máquina de velocidad casi constante. De hecho la velocidad de el campo de el estator (velocidad síncrona) es : n0 =

f p

−1

60(min )

donde f = frecuencia de alimentación (Hz) p = número de pares de polos del estator mientras que la velocidad del rotor está dada por : nr = (1-s) n 0 donde s es el error relativo, es decir la fracción de revolución que el rotor pierde cada revolución de el campo del estator. Es por tanto posible obtener: a) diferentes valores fijos de la velocidad del motor mediante la variación del número de pares de polos del estator. b) variación de velocidad del motor continúa mediante la variación de frecuencia de la alimentación de ca del motor. La regulación de frecuencia es llevada a cabo cuando el voltaje de alimentación se reduce en la misma proporción que la reducción de frecuencia y así evitar la saturación del hierro.

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Si ahora consideramos las características de torque-velocidad de un motor de inducción, dadas a voltaje normal V 1 o a un voltaje reducido V 2 , donde las curvas de carga-torque de un ventilador y de una máquina son superpuestas, es posible verificar que el método de variación de voltaje con frecuencia constante es útil solo para cargas de comportamiento cuadrático (ventilador) donde es posible que empiece un motor más veloz.

Por el otro lado, los sistemas diseñados para variar la velocidad del motor mediante variaciones de voltaje son del todo aptas con cargas de torque constante (máquinas de herramientas). Para sobrellevar éstas limitaciones, el motor debe estar alimentado con un voltaje de ca cuya amplitud y frecuencia sean simultáneamente variadas y este pueda ser obtenido por medio de los inversores.

1.1 Control de velocidad de voltaje variable, frecuencia variable La velocidad del motor puede ser cambiada simplemente mediante la variación de su velocidad síncrona (frecuencia de alimentación): Sin embargo, conforme la frecuencia se incrementa, el flujo de aire de la máquina disminuye, provocando baja capacidad de torque desarrollado. El flujo de aire puede mantenerse constante si el voltaje es variado con la frecuencia, de manera que, la razón V/f permanece constante. La siguiente figura muestra la relación deseada de voltaje-frecuencia del motor.

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Debajo de la frecuencia de base (1.0 pu) el flujo de aire se mantiene constante mediante la razón constante de V/f, la cuál resulta en una capacidad de torque constante. A muy bajas frecuencias, la resistencia del estator domina sobre la falta de inductancia y por tanto, un voltaje adicional se proporciona para compensar este efecto. A la frecuencia base, el voltaje completo del motor es estabilizado y más allá de éste punto, conforme la frecuencia se incrementa, el torque decrece debido a la pérdida de flujo de aire y la máquina opera en constante potencia. La siguiente figura muestra las curvas de torque-velocidad del motor de inducción con fuentes de voltaje variable, frecuencia variable.

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Cada curva de torque-velocidad corresponde a una combinación particular de voltaje y frecuencia en la terminal de la máquina. Dos puntos de operación de estado estacionario correspondientes a un torque de carga constante (punto A) y a un torque de carga variable (punto B) son mostrados. La envolvente de torque máximo resalta una región de torque constante debajo de la frecuencia de base y una región de potencia constante más allá de la frecuencia de base. Para terminar éstas cortas notas el control de velocidad de frecuencia/voltaje variable permite a un motor de ca trabajar como un motor de cd con excitación separada.

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2.- INVERSORES PARA MOTORES DE CA Dos clases de inversores básicos están disponibles para sistemas de regulación de velocidad de motores de inducción, basados en la variación simultánea de amplitud y frecuencia del voltaje de alimentación del motor: éstos son los inversores de fuente de corriente y de fuente de voltaje.

2.1 Inversor de fuente de corriente El diagrama de bloque de éste inversor se muestra abajo:

El inversor es hecho con un rectificador de fase-controlada, seguido por un atenuador en serie, representando una fuente de corriente constante para el inversor de tres fases: para que las corrientes sean transferidas entre las fases los tiristores de el inversor son forzadamente encendidos y apagados por la sección de control. Siendo alimentado el inversor por una fuente de corriente, éste es automáticamente protegido de los transitorios de corriente debidos a variaciones repentinas en la carga. Teóricamente, el inversor de fuente de corriente es más efectivo y eficiente que ninguno debido a que en operación normal los tiristores son completamente aprovechados. De cualquier manera, no puede ser utilizado para alimentar dos o más motores conectados en paralelo. Más aún, a bajas frecuencias, éste provee un torque pulsado más que uno continuo. Debido a estas limitaciones, el inversor de fuente de corriente no es ampliamente utilizado.

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2.2 Inversor de fuente de voltaje La mayoría de las limitaciones del inversor de fuente de corriente se sobrellevan en un inversor de fuente de voltaje, el cual por lo tanto ofrece posibilidades más amplias de aplicación. Consideremos el diagrama a bloques del inversor de fuente de voltaje.

2.2.1 Control de ondas cuasi-cuadradas. En este sistema de control, cada una de las salidas de los tres inversores R,Y y B son interrumpidas, cada medio periodo de la frecuencia de alimentación, entre las terminales (+) y (-) de el voltaje constante de cd V s, respectivamente. Las formas de onda de las salidas son como sigue:

El voltaje de línea promedio de salida, cada medio periodo es: V[ R −Y ] media =

2 3

V s

El espectro de los armónicos relevantes al voltaje de línea de el motor muestra significantes pérdidas en el motor.

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Conforme el motor requiera de cualquier manera un voltaje promedio proporcional a la frecuencia, para que el voltaje de salida sea variado como función de la frecuencia, se requiere un circuito adicional generador de pulsos.

2.2.2 Control de ondas de pulsos cuasi-cuadradas. Éste control inversor está diseñado para prevenir la necesidad de requerir de un circuito generador de pulsos adicional, como el que se requiere en el control de ondas cuasi-cuadradas. Las formas de onda de salida son como sigue:

Durante un medio periodo cada una de las salidas de los tres inversores transfiere al motor ondas cuadradas, formadas por “n” pulsos teniendo una amplitud Vs y un ancho T δ. Cada medio periodo, el voltaje promedio de salida es : 2 2 4 V[ R −Y ] media = n V s Tδ = Vs Tδf 0 3 T 3

Por lo tanto, asumiendo un valor constante para Vs, n y Tδ , el voltaje promedio de salida es proporcional a la frecuencia de operación f 0 del motor y un valor de flujo constante se obtiene dentro de todo el rango completo de velocidades del motor.

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Es importante notar que, debido al número fijo de pulsos por ciclo, el funcionamiento del sistema está limitado a una alta velocidad por la alta frecuencia de conmutación requerida en el inversor y a baja velocidad por el torque pulsante (motor cogeando). El funcionamiento puede ser mejorado si el número de pulsos es incrementado cuando la velocidad decrece y el ancho del pulso T δ se reduce de manera que el producto de voltaje-tiempo es constante en el medio periodo. Tal incremento del número de pulsos tiende a reducir el nivel armónico en la corriente que fluye a través del motor, llevándolo al nivel típico de control de ondas cuasi-cuadradas.

2.2.3 Control de ancho de pulso modulado. El funcionamiento de un motor alimentado a través del control mediante ondas cuasi-cuadradas puede ser mejorado si se reemplaza éste último con una modulación de ancho de pulso sinusoidal (PWM). En el pasado, muchas técnicas de modulación senoidal PWM fueron desarrolladas: cada una tiene sus propios beneficios y desventajas, entre éstos últimos, la complejidad del circuito, el costo y la dependencia del voltaje de salida con la temperatura. La solución propuesta en el módulo DL 2309a1 ha resuelto todos éstos problemas como el circuito integrado LSI sea capaz de alimentar todas las señales requeridas para la unidad inversora propia mientras que la sección de control es completamente digital y programable mediante un microprocesador. El diagrama del sistema de regulación de velocidad para motores de inducción se muestra en la siguiente figura:

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El bloque principal es el PWM, el cual provee tres pares complementarios de formas de onda de salida de la unidad los cuales, cuando son aplicados al inversor trifásico a través de acopladores ópticos, producen una salida trifásica simétrica (120º). Las formas de onda de salida son moduladas en su ancho de pulso utilizando modulación de doble flanco:

de manera que la diferencia promedio de voltaje entre cualquiera 2 de las 3 fases de salida varía sinusoidalmente, como se ilustra en la siguiente figura para 9 formas de onda sinusoidales PWM:

a = salida del inversor no-modulada b = fase modulada por doble-flanco R c = fase Y d = fase B e = voltaje de línea a línea obtenido de la sustracción de la fase Y y la fase R La modulación de doble-flanco combinada con valores múltiplos de tres impares ( o N razón de frecuencia) para el número de pulso daría una forma de onda perfectamente simétrica de voltaje de línea a línea. El término N se define

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como la razón de la frecuencia de conmutación y la frecuencia de control del motor. En la práctica:

El espectro armónico obtenido con el control sinusoidal PWM, combinado con una operación de número de pulso variable, permite que las pérdidas del motor sean reducidas y que se pueda realizar un suave arranque. La relación entre el voltaje y la frecuencia de la unidad del motor es lineal. La modulación de doble-flanco tiene la ventaja de dar dos veces el número de pulsos de voltaje de línea para una frecuencia dada, resultando en valores substancialmente bajos para el rizo de corriente del motor, comparado con los sistemas de modulación de un solo flanco.

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3.- REGULACIÓN DE VELOCIDAD A CICLO CERRADO Un regulador a ciclo cerrado compara continuamente la velocidad actual del motor (ntak señal de retroalimentación ) con la velocidad de referencia (SPEED). La diferencia entre las señales de retroalimentación y de referencia no da la señal de error y su magnitud controla el circuito de la unidad inversora a fin de cambiar la frecuencia de la unidad del motor. En particular cuando SPEED > n tak la frecuencia de salida del inversor se incrementa de manera que el motor acelera mientras que cuando SPEED < ntak la frecuencia de salida del inversor decrece y el motor desacelera.

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PARTE A

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1.- CARACTERÍSTICAS DEL SISTEMA DE CONTROL El sistema de control de velocidad del motor de ca es un inversor controlado completamente de manera digital y ofrece las siguientes habilidades: a) regulación de velocidad mediante el teclado o el potenciómetro externo; b) tiempos de aceleración y desaceleración mediante teclado o potenciómetros externos; c) incremento del torque a baja frecuencia (aumento) para compensar las pérdidas resistivas en el motor; d) freno de cd. Más aún las siguientes protecciones son provistas: a) sobrevoltaje de alimentación; b) sobrecorriente en el motor; c) protección de estado sólido del circuito de salida contra corto circuito. Todos los parámetros son fácilmente programables mediante el teclado, como se indica en las siguientes secciones.

Nota Un filtro RFI interno ofrece compatibilidad electromagnética completa (EMC). Si las regulaciones locales implican el uso de RCD´s, solo el tipo B de RCD´s es aceptable de otra manera todas las cargas que requieran protección del RCD serán un riesgo.

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2.- TECLADO Y PANTALLA

Las características del inversor son parte de los controles programables por el operador. Una guía de referencia rápida provee una rápida referencia para los códigos de LED así como la descripción de la terminal interna.

2.1 Pantalla de LED Tres pantallas de LED de siete segmentos proveen la información de la programación, estatus y diagnóstico de la unidad. Refierase a las siguientes tablas: a) Parámetros ajustables por el usuario; b) Estatus de la unidad; c) Diagnósticos.

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2.2 Teclas funcionales Las teclas funcionales son utilizadas para navegar alrededor de la estructura Interface Máquina-Hombre (MMI) como también la unidad de control si se elige el modo LOCAL. El MMI está estructurado en tres y su operación de teclas funcionales se describe en el siguiente diagrama:

M

MENÚ (Rojo) Esta tecla es utilizada para descender del nivel de ESTATUS al nivel de TITULO o del nivel de TITULO al nivel de VALOR.

E

ESCAPE (Verde) Esta tecla es utilizada para ascender del nivel de VALOR al nivel de TITULO o del nivel de TITULO al nivel de ESTATUS. Note que esta acción guarda el parámetro elegido. Esta tecla de funciones también es utilizada para arrancar la unidad cuando se ha elegido el modo LOCAL.

↑

ARRIBA Esta tecla se utiliza para pasar a través del nivel de TITULO o incrementar los valores de los parámetros.

↓

ABAJO Esta tecla es utilizada para pasar a través del nivel de TITULO o decrementar los valores de los parámetros. Esta tecla de funciones también se utiliza para decrementar el punto preestablecido local y por lo tanto la frecuencia del inversor cuando el modo LOCAL es elegido.

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2.3 Guía de instrucciones. Este panel está destinado a dar al usuario la información suficiente para la operación básica de el inversor: - Traduce la información de estatus de la unidad dada en forma mnemónica de la pantalla de LED. (p.e. rdY = Ready; OC = sobrecorriente). - Decodifica los títulos de los parámetros (P1 a P15) y los diagnósticos (d1 a d3) mostrados en la pantalla de LED. (p.e. P10 = código de acceso; d1 = frecuencia de salida ). - Donde los parámetros son utilizados para elegir un modo de operación, éste decodifica los números asignados a cada modo. (p.e. P11/modo1 = modo de paro/trote) -

Muestra la función de cada control interno y terminal de señal como se muestra en la siguiente tabla: Descripción de la terminal de control interno. Terminal 1 2 3 4 5 6 7 8

9

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Descripción Función Referencia de 0 V 0V análoga Voltaje de Establece punto de velocidad entrada(0÷10V) Entrada de Establece punto de velocidad corriente(4÷20ma) Referencia de 10V Para E/S análogas análoga Salida análoga Salida de rampa Fuente de 24 V Para E/S digitales Entrada digital 0V = Paro 24 V = Arranque Entrada digital 0 V = Paro 24 V = Reversa o velocidad preestablecida Entrada digital 0 V =Paro 24 V = Trote o velocidad preestablecida Salida digital P14 Salida digital elegida

Notas ----No utilizada --No utilizada --------------No utilizada

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3.- MODALIDADES DE OPERACIÓN El inversor DL 2309a1 puede controlarse en dos maneras distintas: a) Modo remoto (rdY) utilizando la E/S análoga y digital en las terminales de control interno b) Modo local ( LOC) utilizando el tablero.

3.1 Eligiendo y operando el Modo Local Para seleccionar el modo local presione ↑ y ↓ simultáneamente del nivel de estatus: el display empezará a deletrear LOC. Cuando las tres letras sean desplegadas y la palabra LOC este parpadeando deje de presionar las teclas ↑ y ↓. Ahora la pantalla muestra el punto establecido local de la frecuencia el cual puede ser incrementado utilizando la tecla ↑ o decrementado utilizando la tecla ↓. En el estado de paro, presionar la tecla roja M mostrará la dirección de corriente: esta dirección puede cambiarse si se mantiene oprimida la tecla M mientras se presiona simultáneamente ya sea la tecla ↑ para avanzar (Frd) o la tecla ↓ para retroceder (rEU). Ahora se puede utilizar la tecla ( E) verde para arrancar el inversor y la tecla ( M) roja para parar el inversor. Para reestablecer o limpiar cualquier falla presione la tecla ( M) roja. Para regresar al modo remoto ( rdY) presiones las teclas ↑ y ↓ simultáneamente. Por seguridad, la unidad no regresará al modo remoto si esto provoca a la unidad que arranque: en este caso la pantalla parpadeará ( Verifique que el interruptor JOG esté en la posición “L”).

3.2 Parámetros ajustables por el usuario En la pantalla de LED, los parámetros ajustables por el usuario se identifican como P1 a P15. El inversor tiene parámetros de fábrica por omisión los cuáles son adecuados para la mayoría de las aplicaciones. Sin embargo, puede ser necesario cambiar algunos parámetros para propósitos específicos. Precaución Los parámetros de Velocidad Máxima (P2), Frecuencia de base (P7) y parámetros de bits (P11÷P15) no pueden ser cambiados cuando el motor está

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girando. Ningún parámetro (P1 ÷P15) puede ser cambiado cuando el inversor está en el modo Local.

Titulo

Traducción

Descripción

Rango

P1

Velocidad mínima o (preset 1) Velocidad máxima o (preset 4) Tiempo de rampa de subida

La frecuencia a la cual la unidad correrá cuando el punto en cero se aplique a menos que esté sujeta a P2 La frecuencia a la cual la unidad correrá cuando se aplique el punto máximo

0-240 Hz

Valores de fábrica por omisión 0 Hz

0-240 Hz

50/60 Hz

Tiempo de rampa tomado por la frecuencia de salida de la unidad para arrancar de cero a la máxima velocidad Tiempo de rampa tomado por la Tiempo de frecuencia de salida de la unidad rampa de bajada para descender de la velocidad máxima a cero Limita la corriente de salida al Límite de valor en porciento especificado. corriente La unidad automáticamente reducirá la frecuencia de salida a fin de permanecer dentro de éste límite (Detalles posteriores) Voltaje de

0.1-999s

10s

0.1-999s

10s

50-150 %

100%

0-25%

5%

P2 P3 P4 P5

P6

aumento

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Titulo P7 P8 P9 P10

P11

Traducción

Descripción

Frecuencia de La frecuencia de salida a la cual se alcanza el máximo voltaje base Velocidad a la cual la unidad Velocidad de corre si el control de trote está trote o alto (preset 2) Velocidad a la cual la unidad Velocidad corre cuando P13=2, la preestablecida 3

dirección del control es cw y el trote de control es alto Se puede establecer una clave Clave de acceso de acceso para evitar un ajuste no-autorizado de los parámetros .Cuando P10 se establece no en cero se pedirá al usuario hacer coincidir el último valor guardado antes que los parámetros puedan ser ajustados (Detalles posteriores) Modo de paro

P12

Forma V/F

(Detalles posteriores)

P13

Elegir punto

Un método de programar la fuente de un punto prestablecido (Detalles posteriores)

P14

Elegir Salida Digital


P15

Parámetro Modo de copiar


Rango 25-240 Hz

Valores de fábrica por omisión 50/60 Hz

0-240 Hz

10 Hz

0-240 Hz

25 Hz

0-999

0

0 = Rampa 1= Constante 2= Inyección 0 = Linear 1=Cuadrátic a 0 = 0-10 V 1 = 4-20mA

0

0 0

2 = preestablecimient os

0=Nominal 1=Corriendo 2=Velocidad mínima 3= A cierta velocidad 0=Normal 1=Lectura externa 2=Escritura externa

0

0

El control digital del inversor no está ajustado para los siguientes parámetros:

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a) P13-Modo 1: corriente de referencia 4-20 mA b) P15 : Modo de copiado de parámetros

P6 Impulso de voltaje Este parámetro se utiliza para cambiar el motor a velocidades inferiores permitiendo a la unidad a producir mayor torque de arranque para cargas de alta fricción.

El parámetro P6 incremental voltaje del motor arriba de la característica elegida (lineal/cuadrático) V/F en el final más bajo del rango de velocidades.

P11 Modo de paro Uno de los tres modos de paro están disponibles:

Modo 0 (Rampa) La velocidad del motor se reduce a cero a una razón establecida por el parámetro P4 (tiempo de rampa descendente). Un pulso de dos segundos se aplica al final de la rampa. Modo 1 (Constante) El motor es libre de girar y de permanecer girando. Modo 2 (Inyección) En una orden de paro el voltaje del motor es rápidamente reducido a frecuencia constante para no cambiar el motor.

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Una corriente de frenado de baja frecuencia es aplicada hasta que la velocidad del motor sea casi cero. Esto es seguido por un tiempo de pulso de cd para mantener la flecha del motor. La corriente de frenado durante la inyección de la secuencia de paro del motor se controla por medio del parámetro P5 (límite de corriente).

P12 Forma V/F Este parámetro es utilizado para habilitar una de las dos características de voltaje/frecuencia a ser elegidas.

Modo 0 (lineal) Esto da una característica de flujo constante arriba de la frecuencia de base f B. Modo 1 (cuadrático) Esto da una característica de flujo cuadrática arriba de la frecuencia de base f B . Esto coincide los requisitos de carga para ventiladores y otras aplicaciones. P13 Elección del punto establecido La elección de la fuente de velocidad establecida depende tanto del modo como del parámetro P13 y la combinación de contactos dirección (cw/cw) y trote (H/L) de acuerdo a la lógica mostrada en la siguiente tabla.

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P13 Dirección (Modo) (terminal 8) 0 cw 0 cw 0 ccw 0 ccw 1 cw 1 cw 1 ccw 1 ccw 2 cw 2 ccw 2 cw 2 ccw

Trote (terminal 9) L H L H L H L H L L H H

fuente de punto establecido Potenciómetro velocidad (adelante) Parámetro P8/trote: Preset 2 (adelante) Potenciómetro velocidad (invertido) Parámetro P8/trote : Preset 2 (invertido) 4-20 mA (adelante) no utilizado Parámetro P8/trote: Preset 2 (adelante) 4-20 mA (invertido) no utilizado Parámetro P8/trote: Preset 2 (invertido) Parámetro P1: Preset 1 (adelante) Parámetro P8: Preset 2 (adelante) Parámetro P9: Preset 3 (adelante) Parámetro P2: Preset 4 (adelante)

P14 Elección de la salida digital (alarma LED) La información de la alarma de LED depende de la elección del modo del parámetro P14. Modo P14 0

Nombre Inversor Ok

1

Corriendo

2

Velocidad mínima

3

A velocidad definida

Alarma LED prendida = alarma apagada = no alarma prendida = paro apagada = corriendo prendida = frecuencia de salida por encima de la velocidad mínima estableciendo P1 apagado = frecuencia de salida dentro (0.0015xmáx velocidad P2) de el punto establecido de velocidad.

3.3 Diagnósticos. Título d1 d2 d3

Descripción FRECUENCIA: frecuencia de salida actual en Hz PUNTO ESTABLECIDO: frecuencia del punto establecido actual en Hz CARGA: valor actual de carga como % de el rango de corriente del inversor

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3.4 Reestablecer valores de fábrica por omisión. Todos los parámetros pueden reestablecerse a los valores de fábrica por omisión mediante prender la unidad mientras ambas teclas ↑ y ↓ son oprimidas simultáneamente. La pantalla muestra ( rSt) si es un reestablecimiento correcto.

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3.5 Estatus de la unidad Titulo Descripción Causa posible rdy Listo / correcto (no hay alarmas presente). OC Sobrecorriente. La corriente en El tiempo de rampa ascendente es muy corto la unidad excede 44 A para la inercia de la carga y/o rango de potencia de 601. El tiempo de rampa descendente es demasiado corto para la inercia de la carga y/o rango de potencia de 601. Aplicación de choque choque por sobrecarga. sobrecarga. Corto circuito entre las fases del motor. Corto circuito desde la fase del motor a tierra. Cables del motor muy largos o muchos motores en paralelo. Impulso de voltaje establecido muy alto. OU Sobrevoltaje. Sobrevoltaje. El canal de La fuente de voltaje es muy alta. voltaje de cd excedió 410 Vcd El tiempo de rampa descendente es muy corto para la inercia de la carga y rango de potencia. It Sobrecarga Ixt. Sobrecarga La carga es demasiado grande. acumulativa a 150% corriente Impulso de voltaje establecido muy alto por 30 segundos. St Demora. La unidad estuvo en el La carga es demasiado grande . límite de corriente por más de Impulso de voltaje establecido muy alto. 200 segundos. Ot Sobretemperatura.Sobretemperatur a.- La cubierta La temperatura del medio es muy grande. protectora excedió 100º C Baja ventilación. Err Error guardando. Problema Dispositivo externo presente o no compatible. guardando los parámetros en la Ocurre un problema de fuente de alimentación EEPROM durante el guardado. CL Ciclo de corriente perdido. Una corriente menor a 1mA está presente Punto de corriente establecido cuando se elige el punto de 4-20 mA. de 4-20 mA es menor a 1 mA PAS Clave de acceso. Se debe Teclee el código de acceso para cambiar el teclear el código de acceso parámetro. actual antes de que éste parámetro pueda ser alterado. --Código de acceso incorrecto. El código actual no coincide con el tecleado. Se tecleo un código de acceso incorrecto. LOC Local. Se elijió el modo local rSt Reestablecer. Reestablecimiento a los parámetros de fábrica por omisión UU Infravoltaje. Infravoltaje. El canal de voltaje La fuente de voltaje ha sido interrumpida o caída ha caído por debajo de 200 V por debajo de lo especificado. cd

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Cuando ocurre una perturbación, un mensaje de estatus parpadea. Cuando se aplica el comando de paro el mensaje de estatus dejará de parpadear si la alarma es restablecida. Esto coloca a la unidad en un estado donde el comando de arranque puede ser reaplicado y si la alarma no ocurre la unidad correrá normalmente.

3.6 Programación del código de acceso. Los siguientes ejemplos de programación muestran el procedimiento para guardar un código de acceso (parámetro P10). 1.

Encienda el módulo DL 2309a1 cerrando el interruptor principal situado por detrás. La pantalla se enciende y muestra ( rdY).

2.

Presione la tecla roja M: la pantalla muestra ( P1).

3.

Presione ↑: la pantalla muestra ( P2). Presione ↑ de nuevo y hasta que la pantalla muestre ( P10).

4.

Ahora presione la tecla roja (M): la pantalla muestra ( 0).

5.

Utilice las teclas ↑ y ↓ para entrar el código de acceso diferente de cero, p.e. 313: la pantalla debe mostrar ( 313).

6.

Ahora presione la tecla verde (E): la pantalla muestra ( P10).

7.

Presione otra vez la tecla verde (E): la pantalla muestra ( rdY).

Precaución

Cuando el parámetro P10 se establece de un valor distinto de cero le será requerido al usuario hacer coincidir el último código de acceso guardado antes de que los parámetros puedan ser ajustados.

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4.- MODALIDADES DE CONTROL DE FRECUENCIA Los tres modos de control de frecuencia del inversor son renombrados en resumen: para mayor detalle vea las secciones posteriores relacionadas a las modalidades de operación, que le sugerimos leer cuidadosamente antes de usar el módulo DL 2309a1

4.1 Control del teclado Función en LOC (modo local). La frecuencia de referencia se establece con las teclas de función ↑ y ↓. 4.2 Potenciómetro de control Función rdY (control remoto) La frecuencia de referencia se establece mediante el potenciómetro externo P1 (velocidad) o mediante una variable análoga de voltaje de 0 a +10 V.

4.3 Control multietapas Parámetro P13, Modo 2 Los parámetros P1,P8,P9 y P2 establecen los valores de frecuencia F1,F2,F3 y F4 y controlan la operación multivelocidades del inversor. La combinación de contactos DIRECCION (cw/ccw) y TROTE (H/L) permiten elegir los valores de frecuencia preestablecida F1,F2,F3 y F4 de acuerdo a la lógica mostrada en la siguiente tabla. Frecuencia F1 (Preset1 = P1) F2 (Preset2 = P8) F3 (Preset3 = P9) F4 (Preset4 = P2)

Dirección cw ccw cw ccw

Trote L L H H

Descripción Velocidad mínima Velocidad de trote Tercera velocidad Velocidad máxima

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PARTE B

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MODULO DL 2309a1 El inversor digitalmente controlado para el control de la velocidad de el motor trifásico de inducción con rotor de caja tipo ardilla se compone de:

1. Sección de alimentación El módulo es alimentado de una fuente monofásica (ver los datos de placa) a través de el cable de alimentación que se va a conectar al enchufe posterior y el interruptor diferencial magnetotérmico que se encuentra por detrás. Cuando el interruptor está cerrado la pantalla se enciende y la unidad digital de control puede ser programada también con el interruptor principal en la posición de “apagado”.

2. Sección de manejo en la posición de “encendido” la lámpara piloto verde se enciende y todos los controles del inversor están activos.

Interruptor principal:

normalmente apagado cuando la lámpara piloto verde está encendida. Presionando el botón la lámpara piloto roja de “paro” se enciende y el inversor está operando.

Botón de “arranque”:

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DL 2309a1

Botón de “paro”:

normalmente un contacto cerrado. Presionando el botón la lámpara piloto roja de “paro” se apaga, la verde se enciende “arranque” y el inversor es inhibido.

Interruptor de “trote”:

en la posición “H” la unidad correrá a velocidad de

trote. : invierte la dirección de giro del motor. Si la reversa se

Interruptor “cw/ccw”

lleva a cabo con el motor corriendo, la siguiente secuencia es automáticamente hecha: el motor desacelera siguiendo la rampa de desaceleración a la mínima frecuencia; a la velocidad mínima la secuencia de fase es invertida; el motor comienza de nuevo en la dirección opuesta y alcanza la velocidad preestablecida. Interruptor “ciclo”:

permite conectar la retroalimentación del transductor tacométrico conectada en el conector K2, SOLO CUANDO EL MOTOR ESTA EN PARADO.

3. Sección de control. permite establecer la velocidad deseada a través de una señal análoga de 0 a 10 V.

Potenciómetro P1 “velocidad”:

Potenciómetro P2 “ta”:

permite establecer el tiempo de aceleración desde 5 a 15 s aprox.

Potenciómetro P3 “td”:

permite establecer el tiempo de desaceleración desde 5 a 15s aprox. permite la programación del inversor.

Pantalla y teclado:

4. Señalizaciones Lámpara piloto verde “arranque”:

inversor inhibido.

Lámpara piloto roja “paro”:

inversor operando.

Led rojo “alarma”:

inversor bloqueado por protección.

5. Instrumentación y puntos de prueba Tacómetro “min-1”:

rangos de 0 a 4000/8000 min -1 operando solo con el transductor tacométrico conectado en el conector K2. 33

DL 2309a1

Señales de disparo:

Las formas de onda de la unidad aplicadas al inversor trifásico están disponibles entre los puntos de prueba y tierra: • R1/R2 = tramo R • Y1/Y2 = tramo Y • B1/B2 = tramo B

Voltaje del motor:

las formas de onda de voltaje, galvánicamente aisladas y proporcionales al voltaje de salida de línea a línea del inversor, están disponibles entre los puntos de prueba U12/U23/U31 y tierra.

Corriente del motor:

las formas de onda de corriente de línea están disponibles entre el punto de prueba Y 1 y tierra.

6. Sección de potencia Máxima potencia del motor: Corriente de salida promedio: Máxima corriente de salida: Voltaje de salida: Frecuencia de salida: Freno en cd. Sobrecarga:

1.5 kW/2 hp. 7 A. 12 A. 3 x 220/240 V 0 a 240 Hz. 150% / 30 s

7. Reglas de seguridad Conecte la terminal de tierra “PE” a una tierra eficiente. La unidad es compatible con RCD´s de tipo B solamente..

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PARTE C

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EJERCICIO DE LABORATORIO No.0 REESTABLECER A LOS PARÁMETROS POR OMISIÓN El objetivo de este ejercicio es que el usuario conozca las teclas de función.

1.

Haga los siguientes parámetros básicos en la unidad DL 2309a1: Establezca el interruptor principal en “apagado”. Establezca el interruptor de trote en “L”.

2.

Presione las teclas ↑ y ↓ simultáneamente y prenda la alimentación principal cerrando el interruptor en la parte posterior. La pantalla muestra ( rSt): reestablezca ambas teclas. Ahora la pantalla muestra (rSt).

3.

Presione la tecla (M): ahora la pantalla muestra (rdY).

4.

Ejecute las siguientes operaciones a fin de verificar los valores de fábrica por omisión de los parámetros. 4.1

Tecla de menú (M): pantalla (P1). Tecla de menú (M): pantalla (0.0). Tecla de escape (E): pantalla (P1).

4.2

Tecla (↑): pantalla (P2). Tecla de menú (M): pantalla (50.0). Tecla de escape (E): pantalla (P2).

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DL 2309a1

4.3


4.4


4.5


4.6


4.7


4.8


4.9


4.10 Tecla (↑): pantalla (P10). Tecla de menú (M): pantalla (0). Tecla de escape (E): pantalla (P10). 4.11 Tecla (↑): pantalla (P11). Tecla de menú (M): pantalla (0). Tecla de escape (E): pantalla (P11). 4.12 Tecla (↑): pantalla (P12). Tecla de menú (M): pantalla (0). Tecla de escape (E): pantalla (P12). 4.13 Tecla (↑): pantalla (P13). Tecla de menú (M): pantalla (0). Tecla de escape (E): pantalla (P13).

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4.14 Tecla (↑): pantalla (P14). Tecla de menú (M): pantalla (0). Tecla de escape (E): pantalla (P14). 4.15 Tecla de escape (E): pantalla (rdY).

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EJERCICIO DE LABORATORIO No.1 REGULACION DE VELOCIDAD A CICLO ABIERTO MODO REMOTO El objetivo de este ejercicio es el control de la velocidad de un motor trifásico asíncrono mediante el cambio de la frecuencia de la alimentación en el modo de control remoto de la unidad.

Equipos M = Motor asíncrono trifásico con rotor de caja de ardilla. K2 = Transductor óptico. Osciloscopio de canal doble.

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PROCEDIMIENTO 1.

Conecte el motor M a las terminales L1(U), L2(V) y L3(W). Si el motor no tiene carga, el torque de carga depende de la fricción y del devanado solamente.

2.

Haga los siguientes cambios en la unidad DL 2309a1: Ponga los interruptores principal y de ciclo en “apagado”. Ponga el interruptor de trote en “L”. Haga P1 = 0 (máx posición ccw). Ponga los potenciómetros P2 y P3 en los tiempos de aceleración y desaceleración deseados. (Agrege 10s a los parámetros de fábrica por omisión a los parámetros P3 y P4). Ponga el interruptor “cw/ccw” a “cw” (cw rotación de la flecha del motor).

3.

Presione las teclas ↑ y ↓ simultáneamente y prenda la alimentación principal cerrando el interruptor en la parte posterior. La pantalla muestra ( rSt): reestablezca ambas teclas. Ahora la pantalla muestra (rSt). Los parámetros son restablecidos a los de fábrica por omisión. Presione la tecla (M): ahora la pantalla muestra ( rdY).

4.

Ponga la frecuencia de control desde el potenciómetro P1 (modo remoto: parámetro P13/Modo 0) y el rango de frecuencias del motor deseado programando el control digital: • Parámetro P1 = (0 Hz) frecuencia de operación mínima. • Parámetro P2 = (60 Hz) frecuencia de operación máxima.

Nota: Todos los números dentro de corchetes son solo ilustrativos. 5.

Establezca la frecuencia máxima de salida del inversor a la cuál se alcanza el máximo voltaje de acuerdo a las características específicas del motor (Motor 1.1kW/220 V∆/50 Hz): • Parámetro P7 = (50 Hz) frecuencia de base.


Prenda el interruptor principal Presione el botón de “arranque” e incremente la señal de velocidad ajustando el potenciómentro P1 al valor de velocidad deseada. El motor tiene que comenzar con la rampa de aceleración establecida y alcanzar la velocidad correspondiente al valor del potenciómetro P1.

Nota: Si

la rotación actual de la flecha del motor es opuesta a la dirección provista, opere el interruptor “cw/ccw” aún cuando el motor este girando.

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DL 2309a1

7.

La velocidad de revolución del motor se lee directamente del tacómetro, de acuerdo al rango elegido, cuando el transductor óptico está conectado al conector K2. La velocidad del motor puede ser cambiada ajustando el valor del potenciómetro P1.

8.

Formas de onda Las formas de onda desplegadas son estables cuando se utiliza el osciloscopio en el modo de corte y sincronización de línea: en ese caso elija la frecuencia de trabajo del inversor igual o un múltiplo entero de la frecuencia de alimentación principal. 8a.

Las señales de disparo de un tramo del inversor. Por ejemplo, las formas de onda de los transistores de la unidad V1 y V2 (tramo R) son mostradas entre los puntos de prueba R 1 y R2 y tierra. Osciloscopio: acoplamiento en cd. Frecuencia de trabajo 50 Hz: tiempo base 5 ms/cm, sensitividad vertical 2 V/cm.

Las formas de onda son pulsos modulados complementarios. 8b.

Las señales de disparo de dos tramos del inversor. Por ejemplo, las formas de onda de los transistores de la unidad V1 y V3 son mostradas entre los puntos de prueba R 1 y Y1 y tierra. Osciloscopio: acoplamiento en cd. Frecuencia de trabajo 50 Hz: tiempo base 5 ms/cm, sensitividad vertical 2 V/cm.

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Las formas de onda son pulsos modulados desfasados 120º. 8c.

Voltajes de línea Por ejemplo, las formas de onda proporcionales a los voltajes de línea a línea L1-L2 y L2-L3 son desplegados entre los puntos de prueba U12 y U23 y tierra. Osciloscopio: acoplamiento en ca. Frecuencia de trabajo 50 Hz: tiempo base 5ms/cm, sensitividad vertical 0.5 V/cm.

Las formas de onda son sinusoidales por etapas desfasadas 120º. 8d.

Corriente de línea La forma de onda proporcional a la corriente de línea L1 es desplegada entre los puntos de prueba I 1 y tierra. Osciloscopio: acoplamiento en ca. Frecuencia de trabajo 50 Hz: tiempo base 5 ms/cm, sensitividad vertical 0.2 V/cm. 42

DL 2309a1

9.

Pare el motor haciendo P1=0 o presionando el botón “paro”: después de la desaceleración del motor de acuerdo a la rampa de desaceleración establecida, el inversor es inhibido y el motor se para.

10.

Ponga al interruptor de llave en la posición de “apagado” y abra el interruptor principal de la parte posterior.

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EJERCICIO DE LABORATORIO No.2 REGULACIÓN DE VELOCIDAD A CICLO ABIERTO MODO LOCAL El objetivo de este ejercicio es el control de la velocidad de un motor trifásico asíncrono mediante el cambio de la frecuencia de alimentación en el modo de control local de la unidad

Equipo M = Motor asíncrono trifásico con rotor de caja de ardilla. K2 = Transductor óptico.

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DL 2309a1

PROCEDIMIENTO 1.


2.

Haga los siguientes cambios en la unidad DL 2309a1: Ponga al interruptor de llave en “apagado”. Ponga al interruptor de trote en “L”. Cualquier posición para el interruptor de ciclo (inactivo en modo local). Cualquier posición para el interruptor “cw/ccw” (inactivo en modo local).

3.


4.

Ponga el rango de frecuencias deseada del motor programando el control digital: • Parámetro P1 = (0 Hz) frecuencia de operación mínima. • Parámetro P2 = (60 Hz) frecuencia de operación máxima.




Con la pantalla mostrando (rdY) entre al modo local: Presione las teclas ↑ y ↓ simultáneamente: la pantalla comenzará a deletrear LOC. Cuando las tres letras sean desplegadas y la palabra ( LOC) esté parpadeando restablezca las teclas ↑ y ↓. La pantalla ahora muestra el punto local de frecuencia que puede ser incrementado utilizando la tecla ↑ o decrementado utilizando ↓. Establezca la frecuencia de giro (50.0): la máxima frecuencia de giro depende del valor del parámetro P2. Mientras se este en el estado de paro, presionando la tecla roja ( M) mostrará la dirección de corriente: ésta dirección puede ser cambiada si se

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DL 2309a1

mantiene oprimida la tecla ( M) mientras simultáneamente se oprima ya sea la tecla ↑ para adelante (Frd) o la tecla ↓ para atrás (rEU). 7.

Ahora la tecla verde (E) puede ser utilizada para arrancar el inversor. El motor tiene que empezar con la rampa establecida de aceleración y mantenerse en la velocidad correspondiente a la frecuencia de giro programada.

8.

La velocidad de revolución del motor es directamente leída de el tacómetro, de acuerdo al rango elegido, cuando el transductor óptico esté conectado al conector K2. La velocidad del motor puede ser cambiada presionando ya sea la tecla ↑ o ↓.

9.

Pare el motor mediante presionar el botón rojo (M): después de la desaceleración del motor de acuerdo a la rampa de desaceleración, el inversor es inhibido y el motor para.

10.

Para regresar al modo remoto (rdY) presione las teclas ↑ y ↓ simultáneamente. Por seguridad, la unidad no regresará al modo remoto si esto provoca que la unidad arranque: en este caso la pantalla parpadeará (verifique que el interruptor de trote esté en la posición “L”).

11.

Abra el interruptor principal de la parte posterior.

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EJERCICIO DE LABORATORIO No.3 VELOCIDAD DE TROTE El objetivo de este ejercicio es que el motor gire a velocidad de trote.

Equipos: M = Motor trifásico asíncrono con caja de ardilla K2 = Transductor óptico.

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PROCEDIMIENTO 1.


2.

Haga los siguientes cambios en la unidad DL 2309a1: Ponga al interruptor de llave en “apagado”. Ponga al interruptor de trote en “L”. Cualquier posición para al interruptor de ciclo (inactivo en velocidad de trote). Ponga al interruptor “cw/ccw” en “cw” (cw rotación de la flecha del motor).

3.


4.

Ponga el control de frecuencias para la velocidad de trote (modo remoto: parámetro P13/Modo 0 o Modo 1). y para la velocidad nominal del motor: • Parámetro P8 = (30 Hz) frecuencia nominal: la frecuencia nominal máxima depende de el • Parámetro P7 .




Ahora es posible arrancar el motor poniendo el interruptor de trote en la posición “H”: el motor tiene que arrancar de acuerdo a la rampa de aceleración establecida y establecerse en la velocidad correspondiente al valor de trote.

7.

La velocidad de revolución del motor es directamente leída de el tacómetro, de acuerdo al rango elegido, cuando el transductor óptico está conectado al conector K2.

8.

Aún cuando el motor está girando la dirección de rotación puede cambiarse poniendo el interruptor “cw/ccw” en “ccw” (ccw rotación de la flecha del

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DL 2309a1

motor): después de la desaceleración del motor de acuerdo a la rampa de desaceleración, el motor empieza en la posición opuesta. 9.

Pare el motor poniendo el interruptor de trote en la posición “L”: después de la desaceleración del motor de acuerdo a la rampa de desaceleración, el inversor es inhibido y el motor para.

10.


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EJERCICIO DE LABORATORIO No.4 CONTROL MULTIETAPAS El objetivo de éste ejercicio es correr al motor en varias velocidades por etapas.

Equipos: M = Motor asíncrono trifásico con caja de ardilla K2 = Transductor óptico.

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DL 2309a1

PROCEDIMIENTO 1.


2.

Haga los siguientes cambios en la unidad DL 2309a1: Ponga el interruptor de llave en “apagado”. Ponga el interruptor de trote en “L”. Cualquier posición para el interruptor de ciclo (inactivo). Ponga el interruptor “cw/ccw” en “cw”.

3.


4.

Ponga el control de frecuencias para operación de multietapas (modo remoto: parámetro P13/Modo 2) y para las velocidades nominales del motor: • Parámetro P1 = (0 Hz); • Parámetro P2 = (60 Hz); • Parámetro P8 = (25 Hz); • Parámetro P9 = (50 Hz).

Nota: Todos los números dentro de corchetes son solo ilustrativos. Diagrama

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DL 2309a1

5.

Establezca la frecuencia máxima de salida del inversor a la cuál se alcanza el máximo voltaje de acuerdo a las características específicas del motor (Motor 1.1kW/220 V ∆/50 Hz): • Parámetro P7 = (50 Hz) frecuencia de base.


Prenda el interruptor de llave Presione el botón de “arranque”: el motor no empieza debido a que la combinación “cw/ccw”=cw/ “trote”=L corresponde a la velocidad prestablecida mediante el parámetro P1. Los interruptores de operación “cw/ccw” y “trote” llevan a cabo la secuencia de control como se indica en el diagrama descrito en el punto 4. 6.1

“cw/ccw”=ccw / “trote” = L El motor tiene que arrancar con la rampa de aceleración establecida y establecerse a la velocidad correspondiente al valor del parámetro P8.

6.2

“cw/ccw” = ccw / “trote” = H El motor tiene que incrementar su velocidad con la rampa de aceleración establecida y establecerse a la velocidad correspondiente al valor del parámetro P2

6.3

“cw/ccw” = cw / “trote” = H El motor tiene que decrementar su velocidad de acuerdo con la rampa de desaceleración y establecerse en la velocidad correspondiente al valor del parámetro P9.

7.

Pare el motor poniendo el interruptor de trote en “L” cuando “cw/ccw” = cw o mediante oprimir el botón de “paro”: después de la desaceleración del motor de acuerdo con la rampa de desaceleración, el inversor es inhibido y el motor se detiene.

8.


52

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EJERCICIO DE LABORATORIO No.5 SOBRECARGA Ixt El objetivo de este ejercicio es la prueba de una señal de paso cuando ocurre una sobrecarga acumulativa.

Equipos M = Motor trifásico asíncrono con caja de ardilla. K2 = Transductor óptico.

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DL 2309a1

PROCEDIMIENTO 1.

Conecte el motor M a las terminales L1(U), L2(V) y L3(W).

2.

Haga los siguientes cambios en la unidad DL 2309a1: Ponga el interruptor de llave en “apagado”. Ponga el interruptor de trote en “L”.

3.


4.

Establezca el parámetro del impulso de voltaje: • Parámetro P6 = 25 %.

5.



Con la pantalla mostrando (rdY) entre al modo local: Presione las teclas ↑ y ↓ simultáneamente: la pantalla comenzará a deletrear LOC. Cuando las tres letras sean desplegadas y la palabra ( LOC) esté parpadeando reestablezca las teclas ↑ y ↓. La pantalla ahora muestra el punto local de frecuencia que puede ser incrementado utilizando la tecla ↑ o decrementado utilizando ↓. Establezca la frecuencia de giro ( 10.0). Mientras se este en el estado de paro, presionando la tecla roja ( M) mostrará la dirección de corriente: ésta dirección puede ser cambiada si se mantiene oprimida la tecla ( M) mientras simultáneamente se oprima ya sea la tecla ↑ para adelante (Frd) o la tecla ↓ para atrás (rEU).

7.

Ahora la tecla verde (E) puede ser utilizada para arrancar el inversor. El motor se mantiene estacionario.

8.

Después de 30 s la alarma de LED prende y el mensaje de estatus (It) está parpadenado Estatus de la unidad: Sobrecarga Ixt. Causa posible: la carga es muy alta o el impulso de voltaje es demasiado alto 54

DL 2309a1

9.

Presione la tecla roja (M). La alarma de LED se apaga y la pantalla muestra (It).

10.

Remedio Regrese al modo remoto (rdY) presionando las teclas ↑ y ↓ simultáneamente y cambiando el valor del parámetro P6.

11.

Abra el interruptor principal de la parte posterior

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EJERCICIO DE LABORATORIO No.6 CURVA DE POTENCIA DEL MOTOR El objetivo de éste ejercicio es medir el torque del motor contra la corriente demandada para diferentes valores de frecuencia.

Equipos: M = Motor trifásico asíncrono con caja de ardilla K2 = Transductor óptico G = Freno electromagnético K = Torquímetro PS = Fuente de poder del freno A = Amperímetro de acero móvil 5-10 A V = Voltímetro de acero móvil 250 V.

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PROCEDIMIENTO 1.

Conecte el motor M a las terminales L1(U), L2(V) y L3(W) con el amperímetro A a medir la corriente del motor y el voltímetro V para medir el voltaje de salida del inversor. En el siguiente procedimiento suponemos que el motor es cargado por un freno electromagnético y el torque se mide por medio de una célula de carga y un metro K (también es posible, por ejemplo, usar un freno electromagnético equipado con brazos y pesas ).

2.

Haga los siguientes cambios en la unidad DL 2309a1: Ponga el interruptor de llave en “apagado”. Ponga el interruptor de trote en “L”. Cualquier posición para el interruptor de ciclo (Inactivo en el modo local) Cualquier posición para el interruptor “cw/ccw” (inactivo en el modo local).

3.

No alimente el freno

4.


5.

Establezca el rango de frecuencia deseado mediante la programación del control digital: • Parámetro P2 = (70 Hz) frecuencia de base.

6.



Con la pantalla mostrando (rdY) entre al modo local: Presione las teclas ↑ y ↓ simultáneamente: la pantalla comenzará a deletrear LOC. Cuando las tres letras sean desplegadas y la palabra ( LOC) esté parpadeando restablezca las teclas ↑ y ↓. La pantalla ahora muestra el punto local de frecuencia que puede ser incrementado utilizando la tecla ↑ o decrementado utilizando ↓. Establezca la primer frecuencia de giro f 1 = f B: (50.0). Mientras se este en el estado de paro, presionando la tecla roja ( M) mostrará la dirección de corriente: esta dirección puede ser cambiada si se 57

DL 2309a1

mantiene oprimida la tecla ( M) mientras simultáneamente se oprima ya sea la tecla ↑ para adelante (Frd) o la tecla ↓ para atrás (rEU). 8.

Ahora la tecla verde (E) puede ser utilizada para arrancar el inversor. El motor tiene que arrancar con la rampa de aceleración establecida y mantenerse en la velocidad correspondiente a la primer frecuencia programada f 1=f B.

9.

La velocidad en revoluciones del motor es directamente leída en el tacómetro, de acuerdo al rango elegido, cuando el transductor óptico es conectado al conector K2.

10.

Alimente el freno e incremente el freno haciendo un solo incremento a la vez. En cada incremento del freno mida y registre en la tabla de torque, el voltaje y los valores de corriente demandada. Nota: Si

f 1 = U (V)

la aguja del amperímetro oscila, tome el valor promedio

Hz Ι

(A)

f 2 = T (Nm)

U (V)

Hz Ι

(A)

f 3 = T (Nm)

U (V)

Hz Ι

(A)

T (Nm)

11.

Pare el motor oprimiendo la tecla (M) y des-energíce el freno Con el motor en paro regrese al modo remoto ( rdY) oprimiendo ↑ y ↓ simultáneamente y establezca la segunda frecuencia f 2: (40 Hz). Cambie el parámetro P7 = (40 Hz)

12.

Regrese al modo local (LOC) Establezca la segunda frecuencia f 2: (40.0).

13.

Arranque de nuevo el motor repitiendo los pasos 8 y 9 y haga las mediciones siguiendo al paso 10. 58

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14.

Pare el motor oprimiendo la tecla (M) y des-energíce el freno Con el motor en paro regrese al modo remoto ( rdY) oprimiendo ↑ y ↓ simultáneamente y establezca la segunda frecuencia f 2: (60 Hz). Cambie el parámetro P7 = (60 Hz).

15.

Regrese al modo local (LOC) Establezca la segunda frecuencia f 2: (60.0).

16.

Arranque de nuevo el motor repitiendo los pasos 8 y 9 y haga las mediciones siguiendo al paso 10.

17.

Pare el motor oprimiendo la tecla (M), des-energice el freno y abra el interruptor principal de la parte posterior.

18.

Construya una gráfica de curvas de potencia T vs Ι para diferentes valores de frecuencia y voltajes de motor constantes. Como ejemplo las siguientes curvas fueron tomadas en un motor de 2 polos 1.1 kW/220 V∆/50 Hz.

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EJERCICIO DE LABORATORIO No.7 CURVA DE TORQUE-VELOCIDAD DEL MOTOR El objetivo de este ejercicio es medir el torque del motor contra la velocidad, para diferentes valores de frecuencia. Recordamos que debajo de la frecuencia de base el flujo de aire se mantiene constante mediante la razón constante V/f para prevenir la saturación del circuito magnético del estator.

Equipos: M = Motor trifásico asíncrono con caja de ardilla K2 = Transductor óptico G = Freno electromagnético K = Torquímetro PS = Fuente de poder del freno A = Amperímetro de acero móvil 5-10 A V = Voltímetro de acero móvil 250 V.

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PROCEDIMIENTO 1.

Conecte el motor M a las terminales L1(U), L2(V) y L3(W) con el amperímetro A a medir la corriente del motor y el voltímetro V para medir el voltaje de salida del inversor. En el siguiente procedimiento suponemos que el motor es cargado por un freno electromagnético y el torque se mide por medio de una célula de carga y un metro K (también es posible, por ejemplo, usar un freno electromagnético equipado con brazos y pesas mientras, si ud. lo desea también asegure el motor, si es necesario con un freno magnético). A la frecuencia de base la corriente del motor y del inversor pueden permitir solo la medición de la parte casi vertical de la curva de la velocidad síncrona.

2.


3.


4.


5.

Establezca el rango de frecuencia deseado mediante la programación del control digital: • Parámetro P2 = (60 Hz) frecuencia de base.

Nota: Todos los números dentro de corchetes son solo ilustrativos 6.



Con la pantalla mostrando (rdY) entre al modo local: Presione las teclas ↑ y ↓ simultáneamente: la pantalla comenzará a deletrear LOC.

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DL 2309a1

Cuando las tres letras sean desplegadas y la palabra ( LOC) esté parpadeando restablezca las teclas ↑ y ↓. La pantalla ahora muestra el punto local de frecuencia que puede ser incrementado utilizando la tecla ↑ o decrementado utilizando ↓. Establezca la primer frecuencia de giro f 1 = f B: (50.0). Mientras se este en el estado de paro, presionando la tecla roja ( M) mostrará la dirección de corriente: esta dirección puede ser cambiada si se mantiene oprimida la tecla ( M) mientras simultáneamente se oprima ya sea la tecla ↑ para adelante (Frd) o la tecla ↓ para atrás (rEU). 8.

Ahora la tecla verde (E) puede ser utilizada para arrancar el inversor. El motor tiene que arrancar con la rampa de aceleración establecida y mantenerse en la velocidad correspondiente a la primer frecuencia programada f 1=f B.

9.


10.

Alimente el freno e incremente el freno haciendo un solo incremento a la vez. En cada incremento del freno mida y registre en la tabla de torque, el voltaje y los valores de velocidad. Nota :

Para mediciones de velocidad más precisas usa un tacómetro

manual.

f 1 = T (Nm)

11.

Hz U (V)

f 2 = N (min −1 )

T (Nm)

Hz U (V)

N (min −1 )

Des-energice el freno y cambie la velocidad del motor para una frecuencia f 2 menor que la frecuencia de base presionando la tecla ↓. p.e. ( 25.0).

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12.

Repita las mediciones siguiendo el paso 10.

13.

Pare el motor oprimiendo la tecla (M), des-energice el freno y abra el interruptor principal de la parte posterior.

14.

Construya una gráfica de torque contra velocidad para valores distintos de frecuencia.

Como ejemplo las siguientes curvas fueron tomadas de un motor de 2 polos, 1.1 kW/220 V∆/50 Hz T (Nm) 0 0 1 1 2 2 3 3 4

f 1 = f B = 50 Hz U (V) 220 220 215 210 210 205 205 205 200

n (min-1) 2960 2940 2920 2900 2870 2850 2820 2760 2710

T (Nm) 0.15 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4

f 2 = 25 Hz U (V) 110 110 105 105 103 103 100 100 100

n (min-1) 1480 1460 1440 1410 1380 1350 1300 1250 1160

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EJERCICIO DE LABORATORIO No.8 CONTROL DE VELOCIDAD DE FRECUENCIA VARIABLE El objetivo de este ejercicio es medir la curva de torque velocidad del sistema inversor del motor.

Equipos: M = Motor trifásico asíncrono con caja de ardilla K2 = Transductor óptico G = Freno electromagnético K = Torquímetro PS = Fuente de poder del freno A = Amperímetro de acero móvil 5-10 A V = Voltímetro de acero móvil 250 V. Opcional = Tacómetro de mano.

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PROCEDIMIENTO 1.


2.


3.


4.


5.

Establezca el rango de frecuencia deseado mediante la programación del control digital: • Parámetro P2 = (70 Hz) frecuencia de operación máxima.




Con la pantalla mostrando (rdY) entre al modo local: Presione las teclas ↑ y ↓ simultáneamente: la pantalla comenzará a deletrear LOC. Cuando las tres letras sean desplegadas y la palabra ( LOC) esté parpadeando restablezca las teclas ↑ y ↓. La pantalla ahora muestra el punto local de frecuencia que puede ser incrementado utilizando la tecla ↑ o decrementado utilizando ↓. Establezca la primer frecuencia de giro f 1 = f B: (70.0). 66

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Mientras se este en el estado de paro, presionando la tecla roja ( M) mostrará la dirección de corriente: ésta dirección puede ser cambiada si se mantiene oprimida la tecla ( M) mientras simultáneamente se oprima ya sea la tecla ↑ para adelante (Frd) o la tecla ↓ para atrás (rEU). 8.

Ahora la tecla verde (E) puede ser utilizada para arrancar el inversor. El motor tiene que arrancar con la rampa de aceleración establecida y mantenerse en la velocidad correspondiente a la frecuencia máxima programada f M.

9.


10.

Alimente el freno e incremente el freno de manera que el motor demande cierto valor de corriente (p.e. la corriente nominal): mida y registre en la tablal voltaje y los valores de velocidad y torque.

11.

Decremente el valor de la frecuencia al valor mínimo de operación mediante un decremento a la vez utilizando la tecla ↓. A cada frecuencia ajuste la alimentación del freno de manera que la corriente demandada sea igual al valor de el paso 10, mida y registre en la tabla el voltaje, la velocidad y los valores de torque. F (Hz)

I (A)

U (V)

N −1

(min )

La potencia mecánica de salida es :

T (Nm)

Po (W)

P0 = 0.1047 T n

12.

Pare el motor oprimiendo la tecla (M), desenergice el freno y abra el interruptor principal de la parte posterior.

13.

Construya las curvas características del motor-inversor T contra n y P0 contra n.

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Como ejemplo las siguientes curvas fueron tomadas de un motor de 2 polos, 1.1 kW/220 V ∆/50 Hz

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EJERCICIO DE LABORATORIO No.9 REGULACION DE VELOCIDAD A CICLO CERRADO. El objetivo de este ejercicio es verificar la regulación de velocidad del motor mediante una retroalimentación tacométrica.

Equipos: M = Motor trifásico asíncrono con caja de ardilla K2 = Transductor óptico G = Freno electromagnético K = Torquímetro PS = Fuente de poder del freno A = Amperímetro de acero móvil 5-10 A V = Voltímetro de acero móvil 250 V. Opcional = Tacómetro de mano.

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PROCEDIMIENTO 1.


2.

Haga los siguientes cambios en la unidad DL 2309a1: Ponga el interruptor de llave en “apagado”. Ponga el interruptor de ciclo en “prendido” (cierre el ciclo de retroalimentación solo con el motor en paro). Ponga el interruptor de trote en “L”. Ponga P1 = 0 (máx posición de ccw). Ponga el interruptor “cw/ccw” en “cw” (cw rotación de la flecha del motor).

3.


4.


5.

Establezca el control de frecuencia desde el potenciómetro P1 (modo remoto: parámetro P13/Modo 0 ) y el rango deseado de frecuencias del motor programando el control digital: • Parámetro P1 = (0 Hz) frecuencia de operación mínima. • Parámetro P2 = (70 Hz) frecuencia de operación máxima.




Prenda el interruptor de llave Presione el botón de “arranque” e incremente la señal de velocidad ajustando el potenciómetro P1 al valor deseado, por ejemplo a la frecuencia

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de base f B (50 Hz). El motor tiene que empezar con la rampa de aceleración y mantenerse a la velocidad correspondiente al valor del potenciómetro P1. Nota : Si

la rotación actual de la flecha del motor es opuesta a la deseada, opere el interruptor “cw/ccw” aún si el motor está girando.

8.

La velocidad de revoluciones del motor es directamente leída en el tacómetro, de acuerdo al rango elegido, cuando el transductor óptico esté conectado al conector K2. La velocidad del motor puede ser cambiada ajustando el valor del potenciómetro P1.

9.

Alimente el freno e incremente éste valor, un incremento a la vez. A cada incremento del freno mida y registre en la tabla de torque, la velocidad y la frecuencia de salida de el inversor mostrado en la pantalla. Nota: Para

f 1 = F (Hz)

10.

T (Nm)

mediciones más precisas use un tacómetro manual.

Hz

f 2 = n −1

(min )

F (Hz)

T (Nm)

Hz

f 3 = n −1

(min )

F (Hz)

Hz

T (Nm)

n (min −1 )

Repita el paso 9 para una frecuencia f 1 más baja que la frecuencia de base f B y para una frecuencia f 2 más alta que la frecuencia de base f B.

11. Pare el motor presionando el botón de “paro” y apague el interruptor de llave. Desenergice el freno. Abra el interruptor principal de la parte posterior. 12.

Construya en una gráfica las curvas de regulación tacométricas n contra T para diferentes frecuencias de alimentación del motor.

Como ejemplo las siguientes curvas fueron tomadas de un motor de 2 polos, 1.1 kW/220 V ∆/50 Hz

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