Arranque, Protección y Control de motores
Motor AC Asíncrono
CUATRO FUNCIONES BÁSICAS DEL ARRANCADOR
1. Seccionamiento2. Protección contra cortocircuitos3. Protección contra sobrecargas4. Conmutación de la carga (maniobra)
Arranque de Motor y sus componentes
Protección contrasobrecargas
Conmutación
Protección contra corto-circuitos
Interrupción
Seccionamiento
Protección contra corto-circuitos
Interrupción
Seccionamiento
Distribución eléctrica de baja tensión
Variación velocidad Arranque progresivo
Protección contrasobrecargas
Conmutación
SeccionamientoConformidad 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.
VARIO (12 a 175 A)
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.
Los elementos que cumplen con ésta función son los disyuntores magnéticos o breaker.
Efectos de un cortocircuitoEfectos electrodinámicos de corriente cresta î :
Propagación de arcos eléctricosRuptura de los materiales aislantes, deformación de piezas
Efectos térmicos l2t :Fusión y/o calcinación de los contactosGeneración 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.Protección con relés térmicos, bimetalicos o por relés por termistancias (sondas PTC).
Conmutación o maniobraLa función de conmutación tiene por misión establecer, cortar y, eventualmente, ajustar el valor de la corriente absorbida por un receptor.Contactores, electromecánicos.
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 coordinaciónLos riesgos son importantes para el operador, los daños físicos y materiales pueden serlo igualmente.
Coordinación tipo 1Ningún riesgo para el operario. Es la solución estándar más utilizada.Antes de rearrancar, la revisión del arranque puede hacerse necesaria.
Coordinación tipo 2Es una solución de alto desempeño. Se admite una ligera soldadura de los polos del contactor si son fácilmente separables.
Coordinación total ó Continuidad de servicioEs 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
Breaker, Contactor y Relé Guardamotor y contactor+ Facilita mantenimiento- Mayor espacio y costo y tiempo de
puesta en marcha
COORDINACION TOTAL: EL ARRANCADOR CONTROLADOR
Arrancador Tesys UBase 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
Funcionalidades de Protección
Monofásico
MultifunciónAvanzadaStandard
Clase 10
únicamente
Integradocon módulo
Clase 10
Clase 30
Clase 20
Corto circuitos
Sobrecarga « térmica »
Ausencia de faseDesequilibrio de fase
Falla a tierra (* )
Subcarga, sobrecarga . . .
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
Integradocon 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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Tensión PlenaCarga
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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 ReducidaEl 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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Tensión PlenaRampa VoltajeTorque Carga
CURVAS DE VELOCIDAD - TORQUE
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Tensión PlenaRampa Voltaje
CURVAS DE VELOCIDAD - CORRIENTE
Torque deAceleración
TorqueCarga
Potencia : de 0,37 a 5,5 kW Pequeños Compresores. Ventiladores.Pequeños transportadores.Puertas automáticas.
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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Tensión PlenaArr. SuaveCarga
CURVAS DE VELOCIDAD - TORQUE
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Tensión PlenaArr. Suave
CURVAS DE VELOCIDAD - CORRIENTE
TorqueAcelerac.
Torquecarga
Aceleración con Sistema de Controlde Torque TCS
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Tensión PlenaRampa TorqueTorque Carga
CURVAS DE VELOCIDAD - TORQUE
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Tensión PlenaRampa Torque
CURVAS DE VELOCIDAD - CORRIENTE
0%
Torque deAceleración
Torquecarga
Ventajas del uso de Arrancadores SuavesEl usuario puede configurar la rampa de aceleración ideal para cargas de torque constantes Simplifica la coordinación de carga automáticaPreviene caídas de voltaje en la línea de alimentaciónPermite tiempos de arranque más largos para adaptarse a la capacidad del motorReduce los requerimientos de capacidad en el sistema
Previene el golpe de arietePreviene la operación en vacío Previene la operación accidental en sentido inverso de la maquinaControl en línea y monitoreo del estado del motor y arrancador Reduce el desgaste de los acoplamientos mecánicosProtección contra atascamientoReduce 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 mvelocidad de las mááquinasquinas. . . regula los procesos . . . y además . . . . . . Protege . . . el motor y la mecel motor y la mecáánicanica
Altivar 11 Altivar 61-71Altivar 31
EmpacadorasEmpacadoras
MMááquinas quinas 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
Ejemplos de aplicacionesRegulación 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
Beneficios del uso de variadoresde velocidad
Aumento de la Productividad Control de la Velocidad Ahorro de Energía Arranques Suaves Operación Optima del MotorEl 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
MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCION
Tel.: (1) 4269733 – 01900 33 12345cacschneider@co.schneider-electric.comwww.schneider-electric.com.co
Carlos Alberto Nieto PierucciniIngeniero de Soporte y PrescripciónAgencia [email protected]. 3114912362