estandar drives basics 2 seleccion de drives

GG-Kennungoder Produktname

Automation and Drives

AccionamientosVelocidad variable



AccionamientosFundamentos


A&D SDStandard Drives

Standard Drives Driving to the future A&D SD, 3e

AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

Accionamiento Velocidad Variable (AVV)

AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

Permite controlar la energa mecnica suministrada a lamquina de trabajo.

MMAQUINA

TRABAJO

SUMINISTRO

DE ENERGIA

EJEMPLO:

-TERMICA

-ELECTRICA

-HIDRAULICA

-OTRAS CONTROL

DE ENERGIAMOTOR TRANSMISION

PRODUCTO O

ESTADO FINAL

DEL MATERIAL

SISTEMA DE ACCIONAMIENTO

FLUJO DE ENERGIA

FLUJO DE ENERGIA MECANICA

POSIBLES PUNTOS DE CONTROL DE VELOCIDAD VARIABLE

SUMINISTRO DE

MATERIAL

AL PROCESO




AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

Accionamiento Velocidad Variable (AVV)

AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

AC / DC Drive

Turbina vaporMotor Diesel

Motor Elctrico

Reductor Mecnico

Gobernador

Variador Mecnico

Fajas

Ej. Bomba




AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

Aplicacin de los AVV

AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

Sector No Industrial Calefaccin y Aire Acondicionado Tratamiento de Aguas

Sector Industrial

Minera Cemento Pulpa y Papel Alimentos y Bebidas Industria Metalrgica Industria Qumica Industria Petrolera Plsticos Textiles , otros




AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

Tipos de AVV

AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

Accionamientos MecnicosEj. Motor + Variador mecnico

Accionamientos HidrulicosEj. Motor + Bomba hidrulica

Accionamientos Elctricos DCEj. Motor DC +Convertidor AC / DC

Accionamientos Elctricos ACEj. Motor AC + Convertidor de frecuencia




AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

Accionamientos Electricos AC

AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

PRINCIPALES VENTAJAS

Arranque suave , disminuye el esfuerzo en el equipo elctrico y el motor, esto tiene influencia directa sobre los costos de mantenimiento .

Se pueden alcanzar mayores volmenes de produccin con un aumento de velocidad sin ninguna inversin adicional.

Es posible controlar el volumen de produccin cambiando la velocidad del motor permitiendo un ahorro de energa.

El control preciso de la velocidad permite optimizar los procesos logrando obtener una mejor calidad del producto.

TAMAO DE CUOTA DEA V V MERCADO MERCADO

(MUSD) (%)ACC. ELECT. AC 1310.0 63.7ACC. ELECT. DC 364.2 17.7ACC. MECANICOS 189.0 9.2ACC. HIDRAULICOS 193.0 9.4

TOTAL 2056.2 100.0



ConvertidorFundamentos




AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

Convertidor de Frecuencia

AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

AC MOTOR

Es un equipo electrnico que permite controlar la velocidad de un motor de induccin trifsico en base a la regulacin de su tensin y frecuencia de alimentacin .

CONVERTIDOR FREC.RED

60Hz , 3f




AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

Esquema del Convertidor Frecuencia

AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

AC - DC

U2V2W2

RVL

RVL

Ej. 3-fase., 440V AC approx. 1.35*440V= 594V DC

U Vdc U

V, f = variable

Rectificador InversorFiltrado DC

U, f = constant

DC - AC

Red

M

Motor

D`

C`

U1V1

W1

Control electrnico




AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

CIRCUITO RECTIFICADOR

AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

PRINCIPALES TIPOS RECTIFICACION :

6 PULSOS

12 PULSOS

18 PULSOS

24 PULSOS

ACTIVO ( AFE )




AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

TIPOS DE RECTIFICADORES

AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

RECTIFICADOR 6 PULSOS

R S T

RS RT

D1 D5 D6D1D1 D5 D6D1

RST

USRL

D1

D4

D2

D5

D3

D6

D1 D5

RST

RL

D1

D4

D2

D5

D3

D6

US




AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics


AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics


R SR` SR S T

RS RT

D1 D5 D6D1D1 D5 D6D1

T T

+30

0




AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics


AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics





AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics


AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics


- 7.5

+ 7.5




AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics


AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

RECTIFICADOR ACTIVO

Vdc

Conexin a la etapa de inversor

Tarjetade Sensadode Voltaje

Active Front EndProcesador

-LI2

I1




AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics


AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

RECTIFICADOR ACTIVO

CVdc

S1V

VLL

I1 I2

z Inicialmente C carga al voltage V (pre-carga), I2.z Se cierre S1, se incrementa la corriente I1 . L almacena energa. (0.5LI2)z Se apertura S1, energa en L es transferida a C por la corriente I2.

Debido al efecto de voltage inducido Vdc =V+VLz Controlando la conmutacin de S1 el voltage Vdc se mantiene constante,

independiente del voltage V o de la carga.z La conmutacin de S1 mejora el control de Vdc y se logra una onda suave

de la corriente I .

I

Consideremos el siguiente circuito con componentes puramente perfectas :

DC linkConeccinAl CircuitoInversor




AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

RECTIFICADOR vs ARMONICOS

AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

Los rectificadores estan compuestos por elementos de estado slido(diodos , tiristores , IGBT ) que tienen un comportamiento no linealdentro de un circuito elctrico ,generando corrientes y tensiones quese encuentran distorcionadas con respecto a la fundamental.




AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

Que es un armonico ?

Armonico Es una componente sinusoidal de una ondaperiodica que tiene una frecuencia que es una integral multiplo de la fundamental.




AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

Quienes generan armonicos ?

Las cargas no lineales conectadas al sistema electrico de potencia.(Ej. Hornos de arco , variadores , rectificadores , etc)

Desafortunadamente las cargas no lineales por su naturalezaaportan un contenido de corriente no sinusoidal a la red.

Estas corrientes no sinusoidales estan compuestas de unacomponente fundamental y una serie de armonicos adicionales.




AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

Que efectos causan ?

Armonicos tienen un impacto negativo principalmente en :

Motores y generadores

Incrementan el calentamiento con perdidas en el Cu y Fe Disminuyen eficiencia Oscilaciones de torque Incremento de ruido

Transformadores Incrementan el calentamiento Disminuyen la eficiencia

Cables de potencia Fallas en el aislamiento Incrementan el calentamiento




AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

Norma IEEE519

IEEE519 limita la inyeccion de armonicos de corriente de clientes individuales de tal forma que no causen niveles de distorsion de voltage inaceptables para la caracteristica normal del sistema.

IEEE519 limita ladistorcion armonica del sistema de voltage suministrado por la empresa distribuidora

IEEE519 recomienda limites estrictos para la perturbacion por armonicos en el sistema de distribucion de potencia.

IEEE 519 se aplica en todos los convertidores de potencia (SCR, puente diodos, variadores, etc.).




AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

Norma IEEE519 - Definiciones

Point of common coupling (PCC) - Conforme IEEE519-1992,el PCC es definido como la interface entre la fuente (utility) yla carga (cliente), ver PCC1.

Other Loads Other Loads

Converter

PCC 1

PCC 2

SubstationTransformer

Converter InputTransformer

Utility Network

MV Bus IPC

Usualmente el PCC es definido dentro de la red del cliente(ver PCC2), donde esta coincide con el In-plant point ofcoupling (IPC).




AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

Total Harmonic Distortion factor (THD) Es la relacin del valorRMS del contenido de armonicos de voltage entre el valor RMSde la componente fundamental de voltage, expresado como unporcentaje.

Total Demand Distortion factor (TDD) -Es la relacin del valorRMS del contenido de armonicos de corriente entre el valor RMSde la componente fundamental de corriente, expresado como un porcentaje.


100*1

50

2

2

V

VTHD h

h==

100*1

2

2

I

ITDD h

h==




AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

ISC/IL es la relacin entre la corriente de cortocircuitodisponible en el punto (PCC), entre la corriente de maximademanda correspondiente a la carga.


Other Loads Other Loads

Converter

PCC 1

PCC 2

SubstationTransformer

Converter InputTransformer

Utility Network

MV Bus IPC




AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

Norma IEEE519 Limites distorcin armnica

Limites distorcion de voltage para distribuidoras

100*1

50

2

2

V

VTHD h

h==

Bus voltage at PCC Max. individual Voltagedistortion (%)

Total Voltage distortionTHD (%)

69kV and below 3.0 5.069.001 kV through 161kV 1.5 2.5161.001kV and above 1.0 1.5

The limits listed above should be used as system design values for the worst case fornormal operation (conditions lasting longer than one hour). For shorter periods, duringstart-ups or unusual conditions, the limits may be exceeded by 50%.




AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

Norma IEEE519 Limites distorcin armnica

Limites distorcin de corriente

100*1

2

2

I

ITDD h

h==

Maximum Harmonic Current Distortion in % of ILIndividual Harmonic order h

Isc/IL




AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

Reduccion de armonicos

Rectificador 6 pulsos

Transformador y cableadosimple

Current muy distorcionadaIthd 40%

DC/ACDC/ACDC/ACDC/AC

Rectificador 12 pulsos

Transformador y cableadocomplicado

Corriente distorcionadaIthd 12%




AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

Reduccin de armonicos

Rectific. 18 pulsos Rectificador Activo ( AFE )

DC/ACAC/DC DC/ACAC/DCDC/ACDC/ACDC/AC

Transformador y cableadocomplicado

Transformador y cableado simple

Onda de corriente buenaIthd 4%

Onda de corriente muy buenaIthd 0.1%




AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

CIRCUITO INVERSOR

AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

TIPOS DE CONTROL :

1) SEIS PASOS

2) MODULACION ANCHO PULSO ( PWM )

Sinusoidal

Hysteresis

Vector espacio




AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

CIRCUITO INVERSOR

AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

CONTROL DE SEIS PASOS




AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

CIRCUITO INVERSOR

AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

CONTROL DE SEIS PASOS

Vab = VaN - VbN Vbc = VbN - VcN Vca = VcN - VaN

Voltages lnea a lnea (Vab, Vbc, Vca)




AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

CIRCUITO INVERSOR

AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

CONTROL PWM SINUSOIDAL




AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

CIRCUITO INVERSOR

AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

CONTROL PWM SINUSOIDAL

V

A

0

V

B

0

V

C

0

V

A

B

V

B

C

V

C

A

t

Forma de onda PWM sinusoidal vtri vcontrol_A vcontrol_B vcontrol_Cvtri vcontrol_A vcontrol_B vcontrol_C

Donde, VAB = VA0 VB0VBC = VB0 VC0VCA = VC0 VA0

Cuando vcontrol > vtri, VA0 = Vdc/2

Cuando vcontrol < vtri, VA0 = -Vdc/2

Frecuencia de vtri = fs Frecuencia de vcontrol = f1

Frecuencia de vtri y vcontrol

Donde, fs = PWM frecuencia

f1 = Frecuencia fundamental

Salida voltage del inversor

13




AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

CIRCUITO INVERSOR

AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

CONTROL PWM HYSTERESIS




AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

CIRCUITO INVERSOR

AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

CONTROL PWM VECTOR ESPACIO




AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

CIRCUITO INVERSOR

AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics





AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

CIRCUITO INVERSOR

AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics


vab

vbc

vca

vg

-vg

0

vg0

0




AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

Modulacin por ancho de pulso (PWM)

AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics




AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

InversorCables de alimentacin a motor largos

M

Diagrama circuito equivalente de un cable con capacitancias y inductancias parsitas

Corriente salida del convertidor:

I

t

U

t

Voltage salida del convertidor:

La capacitancia incrementa con la longitud de cable de motor. Las operaciones de conmutacin PWM result en corrientes de

recarga en las capacitancias del cable, las que se superponenen la corriente del motor las cuales causan stress al convertidor.

Para cables no apantallados, la capacitancia debe ser tomadaen cuenta.

Para una cierta longitud de cable, especificada en el catlogo, un filtro de salida debe ser considerado para protejer el convertidor.

Longitudes maxima cable sin y con filtro de salida




AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

InversorIncremento de voltage en el motor

M

U

t

La onda es reflejada en el motor

El aumento de voltage puedeser considerado solamentecomo efecto de propagacin de la onda

La ondaes reflejadaen el convertidor

Caracterstica de voltage en el motor:2VDC link es brevemente obtenidocuando la cresta de la ondaSe superpone. La onda es disipadadespues de aprox. 1s como resultadode la resistencia del cable.

Medidas: Filtro limitacin de voltage (Filtro salida dv/dt ): dv/dt < 5 kV/s Filtro sinusoidal: Voltage y corriente sinusoidal con factor distortion 5% .

Problemas para: Motores con pobre aislamiento. Alimentacin de lnea V > 500 V.

du/dt= 5 ... 10kV/s



ConvertidoresTecnologias de control




AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

Control Escalar

AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

La velocidad del motor se controla variando la frecuencia y el voltage de la onda de salida ,manteniendo U/F = cte permitiendo esto una magnetizacin adecuada del motor.




AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

Diagrama elctrico Motor de Induccin

AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics. 3. V. I . Cos . 9550

120 . f / pT =

3 . R2. I2S . nS

T =2

k . V . If

=P . 9550 n

=T

V f

~ = Cte

f : Frecuencia I : Corriente totalp : N polos I : Corriente magnetizacins : Velocidad sincrona I2: Corriente cargan : Velocidad nominal Cos : Factor potenciaT : Torque Rp,R1,R2 : ResistenciasP : Potencia Xm,X1 : ReactanciasV : Tensin red s : Deslizamiento

: Flujo Magntico




AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

Curva Par Velocidad De Motor

Desplazamiento de la Curva par Velocidad con AC drive

AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

Flujo constante Debilitamiento de campo

Par mximo

Par nominal

1.0

2.0

2.5

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0




AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

Control Escalar

AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

A bajas velocidades el control escalar no tiene una buena respuesta de torque debido al debilitamiento del campo. Una forma de mejorar esta deficiencia es a travs de un incremento de tensin en la entrada.




AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive TopicsEn un motor de C.C. se tiene un bobinado de campo y otro de armadura, por lo tanto, pueden controlarse independientemente la corriente de la armadura (par) y la corriente del campo (flujo).

En un motor de C.A., la corriente que circula por el bobinado estatrico determina el par y el flujo, por lo tanto, resulta dificultoso controlar por separado dichas variables.

El control de la magnitud de la corriente no permite realizar una regulacin independiente. Por ello, debe controlarse la magnitud y la fase de la corriente, es decir, el vector corriente.

El control independiente de las co-rrientes que producen el flujo y el par, permite obtener un desempeo ptimo, entre otros, par con velocidad cero, rpida respuesta a variaciones de carga, etc.

Que es Control Vectorial?

AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

Campo

Armadura

V f

V a

R f

R a

I2

I1I

V V

I2

I

I1




AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

Control Sensorless Vector

AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

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




AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

En el control vectorial sin sensor, el convertidor calcula la posicindel rotor por medio de modelos matemticos.

Para poder hacer esto el convertidor debe:

Monitorear con gran exactitud la corriente y tensin de salida.

Conocer los parmetros del motor (Resistencia rotrica y estatrica, reactancia de dispersin, etc.)

Conocer la historia del motor; o sea, la carga previa, etc. para poder estimar la temperatura del motor.

Ser capaz de realizar clculos con gran rapidez.

Operacin con Control Vectorial

AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics




AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

Excelente control de velocidad en lazo abierto

Elevado par a baja velocidad sin excesiva sobretensin.

Menores prdidas, mayor eficiencia.

Mejor desempeo dinmico - mayor respuesta a variacionesbruscas de carga.

Operacin estable para grandes motores.

Mejor desempeo en el lmite de la corriente.

Caractersticas Control Vectorial

AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics




AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

El SVC (Control Vectorial sin Sensor) no puede usarse para:

Motores sincrnicos .

Motores conectados en paralelo a la salida del convertidor.

Motores con potencias inferiores a la mitad de la del convertidor.

Motores con requerimientos de corriente mayores que los que el convertidor es capaz de suministrar.

Limitaciones del Control Vectorial

AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics




AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

Drive, Motor y Carga

Esquema de un Accionamiento AC CompletoAC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics




AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

Curva Caracterstica de Motor y Carga

MN Torque NominalMM Torque MotorML Torque cargaMB Torque AceleracinMA Torque ArranqueMK Torque MaximoMS Torque mnimonN Velocidad nominalnS Velocidad sncrona

AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive TopicsCARGA MECANICA

Ej. Bomba

AC MOTOR

S : Deslizamiento motorf : Frecuencia motor

p : N polos motor

IM : Corriente activa motor : 0,1,2,3

k,k : Cte.




AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

Par de Aceleracin

n

M

nn

Mn

Tienen un pequeo sobretorque al arranque. Especificar M=Cte.El 99% de las mquinas son a M=Cte.La mayora de aplicaciones no son a M=Cte.Fajas transportadoras, Elevadores, Escaleras mecnicas, Compresores y Bombas a pistn.Mquinas a P=Cte. Sopladores, Mquinas para madera, Mquinas herramienta con fuerza de corte constante, Laminadores.

Extrusoras de plstico, Bombas de tornillo,Transportadores para minera en baja rotacin (Cuando no varia el material)

Elevador de cangilones y Maquinaria para elevacin en general.

Tipos De Carga : M = Constante

AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics




AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

No necesitan sobretorque al arranque. Especificar M=n2.La mayora de aplicaciones son de este tipo.Bombas y compresores centrfugos, Bombas de pistn (mbolo) en una red a tubera abierta.Bombas sumergidas, Bombas de vaco, Bombas de alta presin (Tubera abierta) .Ventiladores, Soplantes en red abierta de tuberas, Mquinas con efecto centrfugo (Excepcin: Centrfugas en la Industria del Azcar).

Accionamientos para buques, Mquinas de movimiento rectilneo frente a la resistencia del aire.

Par de Aceleracin

n

M

nn

Mn

Tipos de Carga : M = n2

AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load




AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

No necesitan sobretorque al arranque. Especificar M=Cte.Calandras, Calandras de rozamiento viscoso, Calandras en caliente.Laminadores de plstico, Mquinas con rodillos (Aplanado, presin), Mquinas para aplanado de tejidos y papel.

Transportadores sin fin (Con material que difcilmente puede atascarse).

Par de Aceleracin

n

M

nn

Mn

Tipos de Carga : M = n

AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics




AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

Muy alto torque de arranque. Especificar Par mximo y Rotacin Mxima.Gran inercia de carga (Alta potencia de frenado).Molino de bolas, Chancadoras, Trituradoras, tornos, descortezadoras circulares.Bobinadoras y desbobinadoras de Papel, Alambre, planchas metlicas etc.Mquinas herramientas.

Par de Aceleracin

n

M

nn

Mn

Mmax

Tipos de Carga : M = 1/n (Potencia = Cte.)

AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics




AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

Alto torque de arranque (Aprox. 2Mn). Especificar Par mximo.El material esta atascado al principio.Transportador de tornillo (Gusano transportador).

Par de Aceleracin

n

M

nn

Mn

2Mn

Tipos de Carga : Momento Discontinuo.

AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics



ConvertidoresSeleccion




AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

Tipo de carga que va accionar el motor ( Ej. Bomba , faja , molino , chancadora , etc)Torque potencia nominal de la carga ( unidad : N-m kW )Tensin de red electrica ( V )Velocidad nominal ( unidad : rpm)Rango de velocidad de trabajo ( unidad : rpm )Altitud de trabajo ( m.s.n.m)Temperatura de trabajo ( C)

Datos para seleccin del Convertidor

AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

En funcin de la carga :

En funcin de los datos del motor :

Tipo de carga que va accionar el motor ( Ej. Bomba , faja , molino , chancadora , etc)Potencia del motor ( unidad : kW Hp )Tensin nominal del motor ( unidad : V )Corriente nominal del motor ( unidad : A ) .Rango de velocidad de trabajo ( unidad : rpm )Altitud de trabajo ( m.s.n.m)Temperatura de trabajo (C)




AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

Potencia nominal de la carga : 100kWVelocidad nominal : 1150 rpm.Rango de velocidad de trabajo : 350 1200 rpmAltitud de trabajo ( m.s.n.m) : 4000 m.s.n.mTemperatura de trabajo ( C) : 25C

Ejemplo de calculo

AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

Se requiere regular la velocidad de una bomba utilizando un convertidor de frecuencia .

Los datos son los siguientes:




AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

Calculo del Motor

AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

Se calcula el torque nominal de la carga en base a la potencia y velocidad nominal.

9550 x 1001200

Tn = = 795.83 N-m

Se determina el torque de la carga a la velocidad mnima de trabajo utilizando la curva de capacidad de carga del motor

T - n ( Capacidad Carga)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

0 25 50 75 100 125 150 175 200

n(%)

T

(

%

)

350 x 1001200

%n = = 30%

795.830.85

T = = 936.27 N-m




AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

Calculo del Motor

AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

Se calcula el torque de arranque de la carga en base a su curva caracterstica.

2.25 x 936.27Ta = = 2106.61 N-m

Se determina el torque maximo del motor asumiendo que el variadordispone el 70% en el arranque.

2106.610.7

Tmax = = 3009.44 N-m

Tmax =Tn

> 3.2

HORNO CEMENTO

0

50

100

150

200

250

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

n(% )

T

(

%

)

Se selecciona la potencia del motor en base a la velocidad nominal , torque nominal y torque maximo de la carga.

3009.44936.27

Tn > 936.27 N-m




AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

Calculo del Motor

AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

Potencia : 150kWTn = 1195 N-mVelocidad : 1192 rpmTmax / Tn = 4Ta / Tn = 4In = 235AIa = 9.4 In

Modelo SIEMENS : 315L 1LG6318-6AA

Se selecciona un motor con las siguientes caractersticas:




AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

Calculo del Convertidor

AC Drive Theory

AC Drive Control

AC Motor & Load

AC Drive Topics

Se selecciona un convertidor con las siguientes caractersticas:

MICROMASTER 4406SE6440-2UD42-0GA1In=370A, 300HP , CTI136% =503A

Finalmente se tiene el siguiente modelo:

Icarga = 235 x 936 / 1195= 184AI150% > 184 x 2.25 / 0.85 = 487ACorriente nominal : 487 / 1.5 = 325 A



MUCHAS GRACIAS !Csar A. Songia JrgensSubgerente de Producto [email protected]

Esquema del Convertidor FrecuenciaCIRCUITO RECTIFICADORTIPOS DE RECTIFICADORESTIPOS DE RECTIFICADORESTIPOS DE RECTIFICADORESTIPOS DE RECTIFICADORESTIPOS DE RECTIFICADORESTIPOS DE RECTIFICADORESRECTIFICADOR vs ARMONICOSQue es un armonico ?Quienes generan armonicos ?Que efectos causan ?Norma IEEE519Norma IEEE519 - DefinicionesNorma IEEE519 - DefinicionesNorma IEEE519 - DefinicionesNorma IEEE519 Limites distorcin armnicaNorma IEEE519 Limites distorcin armnicaReduccion de armonicosReduccin de armonicosCIRCUITO INVERSORCIRCUITO INVERSORCIRCUITO INVERSORCIRCUITO INVERSORCIRCUITO INVERSORCIRCUITO INVERSORCIRCUITO INVERSORCIRCUITO INVERSORCIRCUITO INVERSORModulacin por ancho de pulso (PWM)Inversor Cables de alimentacin a motor largosInversor Incremento de voltage en el motorCurva Par Velocidad De MotorDrive, Motor y CargaCurva Caracterstica de Motor y Carga

estandar drives basics 2 seleccion de drives

Documents

motor ac convertidor

the future ad sd

aumento de velocidad

industrial calefaccin

control preciso

ahorro de energa

volumen de produccin

energa mecnica suministrada