UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE FACULTAD TECNOLOGICA DPTO. TECNOLOGIAS INDUSTRIALES.
NOMBRE: JEAN FRANCO HERRERA YAÑEZ. CARRERA: TECNOLOGO EN MANTENIMIENTO INDUSTRIAL. PROFESOR: GABRIEL LEIVA.
INTRODUCCION:
Los partidores suaves se usan normalmente para arrancar y detener motores en casi todas las aplicaciones de motores en corriente alterna porque contribuyen a minimizar el desgaste y las averías mecánicas. Se han desarrollado partidores que pueden controlar motores y bombas de hasta 1.000 kW; gran cantidad de este tipo de productos se utilizan para arrancar y parar motores de corriente alterna en aplicaciones de bombeo. Además de sus aplicaciones en sistemas de bombeo, los partidores suaves se pueden emplear como impulsores de proas en barcos hasta compresores en estaciones de llenado de gas natural o máquinas fabricantes de nieve, así como en aplicaciones industriales más comunes, como ventiladores, compresores y correas transportadoras. Sin
PARTIDORES SUAVES:
Los Partidores Suaves es una de las aplicaciones de la Electrónica de Potencia a la operación de motores y generadores, específicamente en el arranque y detención de los mismos. Los partidores suaves aparecieron entre finales de los setenta y principio de los ochenta y tiene en común con el convertidor de frecuencia, de ser un dispositivo electrónico basado en tiristores. Como su nombre lo indica, los partidores suaves permiten arrancar la máquina eléctrica, particularmente la de inducción, de modo de no perturbar la red con elevadas corrientes de arranques, regular el torque de acuerdo con las condiciones de carga y controlar el torque acelerante, asimismo, permite detener el motor con una rampa de desaceleración progresiva o bien aplicar corriente continua para una parada de emergencia. Estos equipos entregan voltaje variable al motor que, además de permitir la partida y parada suave de éste, permiten ahorrar hasta un 40% de su consumo, al disminuir en forma automática el voltaje aplicado y cuando el motor no está siendo exigido al 100% de su capacidad nominal. Esta situación es muy común en la industria, ya que los motores son dimensionados en base a la carga máxima que deben mover y, muchas aplicaciones requieren esa condición sólo una pequeña parte del tiempo de operación.
PARTIDOR SUAVE A MOTOR ELECTRICO:
En los partidores suaves convencionales, la tensión suministrada al motor se incrementa linealmente durante la fase de arranque (lo que significa que la intensidad de arranque es baja), o se disminuye durante la fase de parada. Para la mayoría de los motores, de esta forma se consigue una buena aceleración y desaceleración del motor. El siguiente esquema muestra la conexión de un partidor suave aplicando a un motor. El partidor se compone de dos tiristores en antiparalelo por fase que permiten la conducción de corriente en ambas direcciones.
PARTIDOR SUAVE A MOTOR ELECTRICO.
Este circuito corresponde a tiristores que recortan la parte simétrica los semiciclos positivos y negativos de la tensión de la red, obteniéndose una tensión cuya fundamental varía entre cero y la nominal. Ajustando el ángulo de disparo se regula en forma gradual la tensión efectiva aplicada al motor y con ello se tiene un proceso de arranque más controlado y suave. En el esquema se muestra el efecto del partidor sobre la tensión aplicada al motor a tres valores del ángulo de disparo de los tiristores (α = 135º, α = 90º, α = 0º).
FUNCIONAMIENTO A UN PARTIDOR SUAVE.
Existen diversas formas de controlar el arranque de un motor: - Arranque por rampa de tensión: la tensión se aumenta en forma progresiva a partir de una tensión inicial y con una pendiente determinada de acuerdo con las condiciones deseadas. En general esta estrategia de control es recomendada para arranques pesados, los parámetros deben ajustarse en forma precisa ya que rampas demasiado rápidas producen elevadas corrientes en el arranque. -
la corriente parte con un valor limitado y decae con una rampa de parámetros determinados cuando se alcanzan las condiciones nominales. Este tipo de partida produce una aceleración no lineal de la máquina, por lo cual se recomienda usar en aplicaciones con cargas livianas como bombas o algunos ventiladores.
-
Arranque por rampa de tensión y límite de corriente:
Arranque por rampa de corriente:
combinación de las modalidades anteriores.
corresponde a una
PARTIDOR SUAVE POR RAMPA DE TENSION.
En el grafico de la izquierda se muestra la evolución de la tensión desde el arranque hasta alcanzar su valor nominal. En el gráfico de la derecha muestra las curvas de torque (a distintos valores de corriente y RPM) en el caso de accionar el motor con o sin partidor suave. El torque inicial debe ser superior al torque resistente de modo de permitir la aceleración de la máquina, y que este torque es controlado de modo de llegar a la condición nominal de manera suave.
FUNCIONAMIENTO CON RAMPA DE CORRIENTE.
En el arranque con rampa de corriente, en este caso la corriente se mantiene limitada en un valor definido por el usuario (300% del valor nominal) produciendo una aceleración no lineal, como se observa en el gráfico de la derecha, una vez que prácticamente la máquina tiene velocidad nominal, la corriente decae de modo de tener un equilibrio en el valor nominal.
La modalidad mixta de arranque con rampa de voltaje y limitador de corriente se muestra en la siguiente figura:
FUNCIONAMIENTO CON RAMPA DE TENSION Y LIMITADOR DE CORRIENTE.
Es posible observar que el sistema de control sigue una rampa de voltaje hasta alcanzar un límite de corriente determinado, momento en el cual la tensión se vuelve constante. Para alcanzar las condiciones nominales se puede emplear una rampa de tensión de pendiente igual a la primera o bien aplicar una aceleración rápida a través de una rampa de pendiente más fuerte. En el tramo final del gráfico se muestra una detención controlada del motor a través de una disminución progresiva del voltaje aplicado.
PARTIDOR SUAVE A MOTOR DE 15 HP:
Se selecciono un partidor electrónico SSW07 con una frecuencia de 50 Hz, con una alimentación de 380V. Se selecciono un partidor con el código 0030T5 el cual posee las siguientes especificaciones: -
Corriente nominal al motor de 30 A. Potencia de 15 KW.
Con este partidor se puede regular para obtener las variables necesarias para el funcionamiento de un motor de 15 HP (que equivale a 11.2 KW). CODIGO 0030T5: 0030: corriente de salida nominal del arrancador suave. T: alimentación entrada Trifásica. 5: tensión de la red 220V a 575V. CARACTERISTICAS DE PROGRAMACION:
RAMPA DE TENSION: permite una aceleración suave y/o desaceleración, a través del control de las rampas de tensión.
LIMITE DE CORRIENTE: permite el ajuste del límite de corriente máximo durante la aceleración.
BY-PASS INCORPORADO: minimiza las pérdidas de potencia y disipación de calor de los tiristores, proporcionando reducción del tamaño del arrancador y ahorro de energía.
ESQUEMA DE LAS PARTES QUE COMPONEN EL PARTIDOR SUAVE:
CARACTERISTICAS PARA PARTIDOR SUAVE ELECTRONICO: FRECUENCIA: 50 A 60 HZ o 45 A 66 HZ. ENTRADA DE ALIMENTACION DE ENERGIA: 220V A 575V C.A. ALIMENTACION ELECTRONICA: (A1 Y A2): 110V A 240V C.A.94V A 264V C.A. METODO DE CONTROL: VARIACION DE TENSION EN EL MOTOR TIPO DE CONTROL: RAMPA DE TENSION, LIMITACION DE CORRIENTE. REGIMEN DE ARRANQUE: NORMAL (300% {300*Inom} durante 30 segundos, 10
arranques por hora (cada 6 minutos)). TIPO DE PROTECCIONES:
Sobrecorriente. Rotor bloqueado. Sobrecorriente del by-pass. Exceso del tiempo en el arranque. Falta de fase. Frecuencia fuera de tolerancia. Sobretemperatura en el disipador. Contacto de by-pass abierto. Secuencia de fase invertida.
ARRANQUE/PARADA DI1: POR MEDIO DE UN PULSADOR. MONITOREO:
Corriente del motor (%IN del motor) Corriente del motor (%IN del SSW) Corriente del motor (ampere) Corriente de cada fase RST Frecuencia de la red de alimentación Potencia aparente de la carga KVA Temperatura de disipador Estado de la potencia térmica del motor LEDS DE INDICADOR DE ESTADO: estado de funcionamiento del partidor suave
CIRCUITO ELECTRONICO Y DE FUERZA PARTIDOR SUAVE:
380V 50HZ L1 L2 L3
Q1
K 1 R
S
T A1
SSW07
A2
DI1
TIRISTORES DE POTENCIA. PARTE ELECTRONICA.
U
V
MOTOR 3~ 15 HP CONEXIÓN Y.
W
DI2
DI3
13
14
23
24
CIRCUITO CONTROL PARA PARTIDOR SUAVE: L1 N
220V 50HZ
Parar
Partir
K 1 K 1
R
S
T A1
SSW07
A2
DI1
DI2
DI3
13
14
RL1 TIRISTORES DE POTENCIA
U
V
MOTOR 3~ 15 HP CONEXIÓN Y.
W
23
24
RL2
CONCLUSION:
Los Partidores Suaves es una herramienta muy efectiva en cuanto a la partida de motores eléctricos y para la detención de éste. Estos dispositivos sirven para evitar las perturbaciones en la red por la elevada corriente que se produce en el arranque y poder controlar el torque de aceleración. Estos dispositivos electrónicos poseen varios elementos de protección donde se incorporan led`s de aviso que indica que existe una falla. Tienen muchos beneficios para los motores como aumentar la vida útil por medio de la incorporación de BY-PASS y permite un gran ahorro de energía. Sus múltiples aplicaciones en la industria van desde motores, compresores, bombas centrífugas, mezcladores, ventiladores. Los arrancadores suaves están hechos para soportar un alto rendimiento en los arranques y paradas, y su mantenimiento es fácil de mantener y de fácil operación.
