Arranque, Protección y Control de motores

Motor AC Asíncrono

Arranque de Motor y sus componentes

Protección contra sobrecargas

Conmutación

Protección contra corto-circuitos

Interrupción

Seccionamiento

Protección contra corto-circuitos

Interrupción

Seccionamiento

Distribución eléctrica de baja tensión

Variación velocidad Arranque progresivo

Protección contra sobrecargas

Conmutación

Seccionamiento Conformidad a IEC 947

Obligatoriedad:- en origen de toda instalación- en cabecera de máquinas

La función de seccionamiento o de separación permite aislar las fuentes de energía de todas las partes activas del sistema, con el fin de que el personal de mantenimiento pueda intervenir sin ningún riesgo sobre el motor o receptor.

Protección contra cortocircuitosLa función de protección contra cortocircuitos tiene por objeto detectar y cortar lo más rápidamente posible las corrientes anormales superiores a 10 In., con el fin de evitar cualquier deterioro de la instalación.

Efectos de un cortocircuito Efectos electrodinámicos de corriente cresta î :

Propagación de arcos eléctricos Ruptura de los materiales aislantes, deformación de piezas

Efectos térmicos l2t : Fusión y/o calcinación de los contactos Generación de arcos eléctricos

Sin limitación

Con limitación

Protección contra sobrecargasLa función de protección contra sobrecargas debe detectar las corrientes de sobrecarga y cortar el arranque antes de que el aumento de la temperatura del motor y de los conductores ocasionen su deterioro.

Conmutación o maniobraLa función de conmutación tiene por misión establecer, cortar y, eventualmente, ajustar el valor de la corriente absorbida por un receptor.

ARRANQUE DIRECTO

ARRANQUE DIRECTO DE MOTORES

Aislar el arrancador de la alimentación

Protección contra los daños que causan las corrientes de corto circuito

Protección del motor contra los efectosde las corrientes de sobrecarga

Establecer y cortar la corriente de carga

Seccionamiento

Interruptor

Protección corto-circuito

Protección sobrecarga

Mando Potencia(maniobra)

Interrumpe la corriente eléctrica del arrancador

Coordinación de proteccionesNorma IEC 947-4: En la realización de una salida motor la calidad de la asociación se define estudiando el estado de los componentes frente a un cortocircuito. La coordinación es definida según el estado de los productos después de la prueba.

Ausencia de coordinación Los riesgos son importantes para el operador, los daños físicos y materiales

pueden serlo igualmente.

Coordinación tipo 1 Ningún riesgo para el operario. Es la solución estándar más utilizada. Antes de rearrancar, la revisión del arranque puede hacerse necesaria.

Coordinación tipo 2 Es una solución de alto desempeño. Se admite una ligera soldadura de los

polos del contactor si son fácilmente separables.

Coordinación total ó Continuidad de servicio Es la solución de más alto desempeño. Rearranque inmediato sin precauciones particulares.

El contactor y el arranque motor

Capacidad de cierre del contactor Pc selon IEC 947-4

Límite térmico del relé de sobrecarga sin daño

Arranque

Relé de sobrecarga

DPCC

Categorías de los contactoresLa categoría de empleo define la utilización del arranque en un tipo de carga dada. Permite definir la durabilidad eléctrica del elemento de conmutación.

AC1 (IEC 947-6): Cargas no inductivas cos PHI >= 0,95

AC3 (IEC 947-6): Cargas inductivas (motores de jaula) : cierre de los polos a 6In*; apertura a In

AC4 (IEC 947-6): Cargas inductivas : cierre de los polos a 6 In* ; apertura a 6 In

COORDINACION TOTAL: EL ARRANCADOR CONTROLADOR

Arrancador Tesys U Base de potencia única hasta 32A Protección térmica amplio rango. Control AC/DC amplios rangos Conectibilidad de las unidades de control y de protección, así como de los módulos de funciones lógicas, contactos auxiliares y accesorios de precableado. Disipación térmica reducida. Log de ensamble de funciones en 45 mm de ancho

Funciones avanzadas• Comunicación & Funciones de control integradas• Control del estado de los arrancadores• Vigilancia de la carga del motor• Gestión de fallas• Diagnósticos• Mantenimiento local & tele-mantenimiento

Ethernet TCP/IP

Monofásico

MultifunciónAvanzadaStandard

Clase 10

únicamente

Integrado con módulo

Clase 10

Clase 30

Clase 20

Corto circuitos

Sobrecarga « térmica » Ausencia de fase Desequilibrio de fase Falla a tierra (* ) Subcarga, sobrecarga . . .

Funcionalidades de Protección

Funcionalidades de Control

Función TEST de disparo

Alarma térmica Indicación de la carga del motor Histórico Supervisión Alarmas todas las protecciones Ajuste de umbrales

Puerto de parámetros. y de visualización

Comunicación por módulo dedicado

Rearme Auto ó local/distancia

Rearme local

Diferenciación Ith - I>>

MultifuncionAvanzada

Integrado con módulo

Standard

ARRANCADORES SUAVES

ARRANCADORES SUAVESArrancar un motor a Tensión Plena produce:• Alta corriente demandada durante el arranque

• Fuertes “caídas de tensión”• Bajo factor de potencia

• Esfuerzos excesivos en la mecánica • Riesgo de daños en los materiales procesados

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50%

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0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%VELOCIDAD DEL MOTOR

Tensión PlenaCarga

CURVAS DE VELOCIDAD - TORQUE

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CURVAS DE VELOCIDAD - CORRIENTE

Torque de Aceleración

Torquecarga

Principios de FuncionamientoLos arrancadores suaves operan con 6 SCR´s variando su ángulo de disparo para controlar el voltaje aplicado al motor.

NO controla la frecuencia del voltaje aplicadoNO controla la frecuencia del voltaje aplicado

Arrancadores ALTISTART

ATS01 ATS48De 1.5HP a 60HP De 5HP a 1000HP

Arranque a Tensión Reducida El Arranque a Tensión Reducida permite:

Reducir la corriente de arranque en proporción directa con la reducción de voltajeReducir el torque de arranque con el cuadrado de la tensión

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0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%VELOCIDAD DEL MOTOR

Tensión PlenaRampa VoltajeTorque Carga

CURVAS DE VELOCIDAD - TORQUE

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Tensión PlenaRampa Voltaje

CURVAS DE VELOCIDAD - CORRIENTE

Torque deAceleración

TorqueCarga

Pequeños Compresores. Ventiladores.Pequeños transportadores.Puertas automáticas.

Potencia : de 0,37 a 5,5 kW

El Arranque a Tensión Reducida con limitación de corriente proporciona un control sobre la corriente consumida en el arranque, reduciendo a 3 veces la In.

Bombas.Ventiladores.Transportadores, bandas,Pórticos de elevación.

Potencia : de 0,75 a 15 kW

Arranque a tensión reducida con limitación de corriente

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VELOCIDAD DEL MOTOR

Tensión PlenaArr. SuaveCarga

CURVAS DE VELOCIDAD - TORQUE

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VELOCIDAD DEL MOTOR

Tensión PlenaArr. Suave

CURVAS DE VELOCIDAD - CORRIENTE

TorqueAcelerac.

Torquecarga

Aceleración con Sistema de Controlde Torque TCS

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VELOCIDAD DEL MOTOR

Tensión PlenaRampa TorqueTorque Carga

CURVAS DE VELOCIDAD - TORQUE

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VELOCIDAD DEL MOTOR

Tensión PlenaRampa Torque

CURVAS DE VELOCIDAD - CORRIENTE

0%

Torque deAceleración

Torquecarga

Ventajas del uso de Arrancadores Suaves El usuario puede configurar la

rampa de aceleración ideal para cargas de torque constantes

Simplifica la coordinación de carga automática

Previene caídas de voltaje en la línea de alimentación

Permite tiempos de arranque más largos para adaptarse a la capacidad del motor

Reduce los requerimientos de capacidad en el sistema

Previene el golpe de ariete Previene la operación en vacío Previene la operación accidental en

sentido inverso de la maquina Control en línea y monitoreo del estado

del motor y arrancador Reduce el desgaste de los

acoplamientos mecánicos Protección contra atascamiento Reduce el tiempo de paro y riesgos de

accidentes.

MOTOR MOTOR

VARIADORES DE VELOCIDAD

VARIADORES DE VELOCIDADDispositivo electrónico empleado en la etapa de comando de potenciaPara controlar la velocidadvelocidad y el parpar de un motor . . .. . . entonces controla la velocidad de las máquinasvelocidad de las máquinas. . . regula los procesos . . . y además . . . . . . Protege . . . el motor y la mecánicael motor y la mecánica

Altivar 11 Altivar 31 Altivar 61-71

EmpacadorasEmpacadoras

Máquinas Máquinas especialesespeciales

TransportadoresTransportadoresBombas y Bombas y VentiladoresVentiladores

ElevadoresElevadores

GruasGruas

Optimiza los procesos, ahorra energía y costos

El convertidor de Frecuencia

RST

FUENTE DE ALIMENTACIÓN C.C. ONDULADOR

TRANSISTOR DE FRENADO

El ondulador PWM

2 Vred eficaz

2 Vred eficaz-

Corrienteen una carga

inductiva

Par-Velocidad del motor con un variadorde velocidad

Frecuencia

2s

1

0,5

1,7

2

1 Hz 96 Hz60 Hz30Hz

12

3

Par permanentemente disponible

Par Transitorio

T°

60s

Par / Par nominal

Ley U/Hz

U nominalde red

Tensión

Frecuencia

FUERTE PAR

PAR CONSTANTE

PAR VARIABLE

60Hz

Nivel mínimo demagnetization

Ahorro en Potencia activa

Ahorro en Potencia reactiva

Otras opciones de ahorro

Parámetros de Usuario

VISUALIZACIÓN DE:Tensión

Corriente motorTemperatura motor

Par motorVelocidad motor

Estado de las entradas D/AHistórico de fallosContador horario

Frecuencia

AJUSTE DE:Ley tensión - frecuencia

Gama de velocidadAceleraciones - deceleraciones

La protección térmica motorCompensación automática de deslizamiento

Limitación del par motorLas frecuencias ocultas (resonancia)

Lógica de freno

Terminal de dialogo ATV61 – ATV71

Mando de los variadores

GIRO ADELANTE

GIRO ATRAS

MARCHA VALIDADA

+24V

OTRAS FUNCIONESAÑADIDAS

ENTRADAS ANALÓGICAS0..20 mA,4..20 mA,x..20mA0..10 V

PowerSuitePreparación y memorización de los archivos de configuración.

En modo conectado : configuración, ajuste, mando del variador ó telecarga de los archivos.

Ergonómico y convivial, el software PowerSuite facilita la reproducción de los ajustes de todas sus aplicaciones similares.

Ganancias de tiempo aseguradas !

Selección de un variador

POR LA APLICACIÓN (GAMA DE VELOCIDAD)

POR LA POTENCIA

POR EL VOLTAJE

POR LAS FUNCIONES (Avanzadas, comunicación,..)

Efectos de los variadores• La corriente efectiva de línea (RMS) aumenta (hasta 50%)• Distorsión de corriente y voltaje de la fuente de potencia (armónicos)• Degradación del factor de potencia• Perturbación de equipo sensible

Ejemplos de aplicacionesRegulación de presión en un grupo de suministros de aguas

OBJETIVO: Mantener constante la presión de la red sea cual sea el caudalFUNCIONAMIENTO: La velocidad del motor – bomba aumenta cuando la presión de la red disminuye

Regulación de CO2 en un parking público

OBJETIVO: Mantener el nivel de CO2 salubreFUNCIONAMIENTO: La velocidad del motor – ventilador aumenta aMedida que la concentración de CO2 aumenta

Ejemplos de aplicaciones

Beneficios del uso de variadoresde velocidad

Aumento de la Productividad Control de la Velocidad Ahorro de Energía Arranques Suaves Operación Optima del Motor El ahorro de potencia activa es cuantitativamente el mas importante de todos los conceptos expresados El ahorro de potencia activa será más importante en cuanto como más tiempo funcione el motor a bajas revoluciones

Tel.: (1) 4269733 – 01900 33 12345cacschneider@co.schneider-electric.comwww.schneider-electric.com.co

MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCION

Carlos Alberto Mejia CastañedaIngeniero de Soporte y PrescripciónAgencia Orientecarlos.mejia@co.schneider-electric.comCel. 3114912362