Prácticas_ATV12

Variadores Velocidad Manual de formación

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Variadores de frecuencia ATV12

Manual de prácticas













Instituto Schneider Electric Formación

ADVERTENCIA

Todos los ejemplos desarrollados en este manual son de tipo pedagógico y por ello pueden, en algún caso, no ser fiel reflejo de la realidad. En ningún caso deben ser empleados, ni siquiera parcialmente, en aplicaciones industriales, ni servir de modelo para dichas aplicaciones. Los productos presentados en este manual son susceptibles de evolución en cuanto a sus características de presentación, de funcionamiento o de utilización. Su descripción en ningún momento puede revestir un aspecto contractual. El Instituto Schneider Electric de Formación, acogerá favorablemente cualquier solicitud con fines didácticos exclusivamente, de utilización de gráficos o de aplicaciones contenidas en este manual. Cualquier reproducción de este libro está totalmente prohibida sin la autorización expresa del Instituto Schneider Electric de Formación.















Índice 1. Introducción - Mando y protección de motores.

Pág. -6-

2. Material de prácticas.

Pág. -12-

3. Prácticas

Pág. -19-

Práctica 1 – Volver a valores de fábrica.

Pág. -20-

Práctica 2 – Extractor de humos.

Pág. -22-

Práctica 3 – Rampas.

Pág. -25-

Práctica 4 – Límites de velocidad.

Pág. -28-

Práctica 5 – Optimización de bombeo de una piscina.

Pág. -30-














1 INTRODUCCIÓN















Variadores de Velocidad 1.

Introducción El control de potencia es una de las cuatro funciones que conforman la estructura de un automatismo. Su función básica consiste en establecer o interrumpir la alimentación de los receptores siguiendo las órdenes de la unidad de control. La norma internacional IEC-947 regula las características y comportamiento de los dispositivos de control de potencia. Estos equipos se denominan generalmente arrancadores y se pueden clasificar en tres tipologías claramente diferenciadas. 1. Arrancadores directos “Todo-Nada” 2. Arrancadores basados en arrancadores electrónicos.

3. Arrancadores basados en variadores de velocidad. 2.

Métodos de arranque Los arrancadores “Todo-Nada” no tienen la capacidad de regulación de los parámetros del arranque motor.

Arranque directo: Método de arranque sólo valido para motores pequeños, debido a su alta demanda de corriente al arranque. Problemas mecánicos debido a su arranque brusco (debido al elevado par de arranque).
















Arranque estatórico de resistencias: Es el método de arranque poco utilizado solo en motores de alta potencia, el coste y volumen de los elementos es importante. La corriente al arranque es elevada aunque menor que en el arranque directo y con arranque de par creciente. En función del número de resistencias se tiene más o menos escalones de corriente y en consecuencia de par (Tener en cuenta que las resistencias consumen parte de la corriente en forma de calor).















Arrancadores basados en variadores de velocidad también tienen la capacidad como los anteriores de regular los parámetros de arranque (corriente y par), pero con el añadido de poder regular la velocidad de trabajo del motor y no solo trabajar a velocidad nominal de este. Este tipo de sistemas electrónicos se basan sistemas moduladores de la señal que se suministra al motor (PWM). Debido a su coste elevado este tipo de equipos se instala cuando además de regular el arranque del motor también se tiene la necesidad de trabajar a d iferentes velocidades.

3.

Variadores de velocidad

3.1 Funcionamiento Un variador velocidad es un convertidor de energía cuya misión es controlar la que se proporciona al motor. Los variadores de velocidad aseguran una aceleración aceleración y deceleración deceleración progresivas y permiten fijar con precisión la velocidad en las condiciones de explotación. El variador suministra, a partir de una red de corriente alterna de frecuencia fija, una tensión alterna trifásica, de valor eficaz y frecuencia variables. La alimentación del variador puede ser














3.2 Composición Los variadores de velocidad electrónicos se componen de dos módulos generalmente montados en una misma envolvente: o

o

Un módulo de control que controla controla el funcionamiento del aparato. Un módulo módulo de potencia que alimenta el motor con energía eléctrica.

El módulo de control En los variadores modernos, todas las funciones se controlan mediante un microprocesador que gestiona la configuración, las órdenes transmitidas por un operador o por una unidad de proceso y los datos proporcionados por las medidas como la velocidad, la corriente, etcétera.

El módulo de potencia

El módulo de potencia está constituido por tres bloques: o

o

Un bloque rectificador constituido por un puente puente rectificador de diodos que recibe la señal alterna (monofásica y trifásica) de entrada, rectificándola y convirtiéndola en su salida en una señal de continua. El bloque de filtro son condensadores condensadores que reciben reciben la señal de continua de salida del puente rectificador filtran la señal y almacenan la energía. Estos condensadores se cargan con una tensión de un valor sensiblemente igual al valor de pico de la senoide de red (alrededor de 560 V en una red trifásica de 400 V).














3.3 Tipo de funcionamiento f uncionamiento


Funcionamiento a par constante: Se denomina funcionamiento a par constante cuando las características de la carga son tales que, en régimen permanente, el par solicitado es sensiblemente constante sea cual sea la velocidad. Este modo de funcionamiento se utiliza en las cintas transportadoras y en las amasadoras. Para este tipo de aplicaciones, el variador debe tener la capacidad de proporcionar un par de arranque importante (1,5 veces o más el par nominal) para vencer los rozamientos estáticos y para acelerar la máquina (inercia).

Funcionamiento a par variable: Se denomina funcionamiento a par variable cuando las características de la carga son tales que en régimen permanente, el par solicitado varía con la velocidad. Es en concreto el caso de las bombas volumétricas con tornillo de Arquímedes cuyo par crece linealmente con la velocidad o las máquinas centrífugas (bombas y ventiladores) cuyo par varía con el cuadrado de la velocidad. Para un variador destinado a este tipo de aplicaciones, es suficiente un par de arranque mucho menor (en general 1,2 veces el par nominal del motor). 3.4 Aplicaciones Para abarcar eficazmente una gran número de aplicaciones, los variadores tienen una cantidad importante de ajustes y reglajes en función de la aplicación se utiliza unos u otros, véase las siguientes aplicaciones:






























3.5 Eficiencia Energética Los motores eléctricos es uno de los principales consumidores de energía en los diferentes sectores, es por eso que en la época actual, se ha hecho bastante hincapié en crear procesos cada vez más eficientes. Uno de los elementos que nos puede ayudar más a la reducción del consumo de estos motores son los variadores de velocidad. Los principales ejes del ahorro energético de los variadores de velocidad se resume en los siguientes puntos: Ahorro en potencia reactiva. Cosφ = 1, corriente fundamental está en fase con la tensión. Ahorro en mantenimiento. Ausencia de elementos electromecánicos de potencia y la suavidad de la transmisión de movimiento. Ahorro en tiempo de Instalación. Incorpora todos los elementos necesarios para un gobierno total del motor y su instalación es muy simple. El último punto de ahorro y más significativo depende de la aplicación en la que se hace servir el variador de velocidad, en este caso para aplicaciones denominadas HVAC (Heating, Ventilation, Air Conditioning). Ahorro en potencia activa. El consumo de potencia activa es similar a la potencia mecánica.














3.6 Gama ALTIVAR















2 MATERIAL DE PRÁCTICAS














Material de prácticas 1.

Descripción del material La maqueta consta de un variador de 0,37 kW ATV12H037M2 de alimentación de red 220 V. monofásico. Seis interruptores correspondientes a las cuatro entradas digitales del variador y un potenciómetro conectado a la entrada analógica del equipo. Un disyuntor para habilitar tensión y proteger frente a cortocircuitos aguas arriba al variador de velocidad. Y 4 bornes para la conexión del motor.

1.1 Equipos de prácticas. El equipo de prácticas consta de un variador de velocidad ya cableado con un cuadro de control, donde se realizarán las diferentes prácticas de control.

Al panel de prácticas se tiene que conectar con un motor trifásico con bananas que irá conectado en el lateral del cuadro de control.















Posibles visualizaciones en la pantalla, sin error:
















La disposición del bornero de control donde realizaremos el cableado de los diferentes elementos en función de las aplicaciones.















Los motores asíncronos utilizados para la realización de las prácticas tienen que estar conectados en triangulo, debido a que vamos a realizar las prácticas alimentando el v ariador a 230 VAC. Para cerciorarse que el motor está preparado para soportar esta tensión, se abre la caja de conexiones del motor, y se comprueba que el motor esté en triangulo. Las placas de conexión tiene que estar colocadas de la siguiente f orma:














4. NUNCA toque elementos con tensión. 5. Estudie con detenimiento detenimiento los circuitos. circuitos. Instale siguiendo un orden. No deje nunca cables sueltos, ni al instalar o probar el circuito. 6. Siga siempre las instrucciones del Formador.















3














Práctica 1 – Volver a valores de fábrica. 4.

Generalidades El variador Altivar 12 está configurado para permitir una puesta en marcha rápida para la mayor parte de las aplicaciones. De esta manera cuando realiza los ajustes de fábrica de un variador se parte de unos valores conocidos que facilitan la parametrización de la mayoría de las aplicaciones. El ajusta de fábrica, pone los siguientes valores en el variador: •

Frecuencia nominal del motor: 50 Hz,

•

Tensión del motor: 230 V
















6.


Material necesario Para la realización de la práctica se necesitarán los siguientes elementos:














Práctica 2 – Extracción humos cocinas. 1.

Generalidades Vamos a realizar la parametrización del extractor de humos de














3.


Material necesario Para la realización de la práctica se necesitarán los siguientes elementos:














Práctica 3 – Rampas. 1.

Generalidades Forma de las rampas de aceleración y deceleración














4.


Ejercicios a Realizar Se configurará el ATV 12 para definir las rampas de una aplicación tal y como se muestra en la figura. (Ejemplo de aplicación de bombeo). Donde la rampa de aceleración se































































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