Consideraciones de Instalaciรณn de Variadores PowerFlex.
Consideraciones de Instalación de Variadores PowerFlex A continuación se brinda un resumen de las principales consideraciones para instalar un variador de frecuencia PowerFlex. El objetivo de este folleto es evitar malas prácticas en la instalación de variadores de frecuencia, las cuales pueden ocasionar paros indeseados, pérdidas económicas e inclusive accidentes. Es importante aclarar que este documento no sustituye ninguna de las siguientes publicaciones, ante cualquier discrepancia se deberá considerar la información de fábrica.
Nombre Pautas de cableado y conexión a tierra para variadores de CA con modulación de impulsos en anchura (PWM) Harmonic Mitigation (Harmonic Data Comparisons) Guarding Against Electrostatic Damage
DRIVES-IN001 DRIVES-WP012A 8000-4.5.2
Industry Installation Guidelines for Pulse Width Modulated (PWM) AC Drives Safety Guidelines for the Application, Installation, and Maintenance of Solid-State Control
Manual de instalación del variador de frecuencia.
Publicación
DRIVES-AT003A SGI-1.1
PowerFlex 4M
22F-UM001 (Capítulo 1)
PowerFlex 4
22A-UM001 (Capítulo 1)
PowerFlex 40
22B-UM001 (Capítulo 1)
PowerFlex 400
22B-UM001 (Capítulo 1)
PowerFlex 525/523
520-UM001 (Capítulo 1)
PowerFlex 527
520-UM002 (Capítulo 1)
PowerFlex 70
20A-IN009
PowerFlex 700
20B-IN019
PowerFlex 753/755
750-IN001
02 ¡Consideraciones de instalación de variadores PowerFlex!
¡Garantice un buen funcionamiento de su Proceso! Los puntos incluidos en este documento son los siguientes: 1. Protección contra cortocircuito (Fusibles, Breaker, Guardamotor). 2. Impedancia de entrada (reactor de línea). 3. Aterrizamiento – Sistema de potencia. 4. Longitudes máximas de cables entre variador y motor. 5. Detalles técnicos sobre el motor. 6. Conductores. 7. Nivel de protección (enclosure) 8. Margen de ventilación, temperatura, altitud. 9. Prácticas de armado. 10. Impacto armónico. 11. Soluciones para sistemas eléctricos con subtensiones (SAGs). 12. Variadores utilizados para generar trifásico. 13. Aplicaciones multimotor 14. Resistores de Frenado Dinámico. 15. Reutilización de un variador (Reformación capacitores) Considere toda esta información para evitar daños o una vida útil limitada en sus variadores de frecuencia PowerFlex. Elvatron S.A. ha representado a Allen Bradley por más 20 años en Costa Rica y 15 años en Nicaragua. Por tanto, ante cualquier consulta no dude en contactarnos.
Ing. Eduardo Suárez Hernández. Especialista de producto. Elvatron S.A. esuarez@elvatron. (506) 8320-8008. (506) 2242-9900 extensión 173
ELVATRON S.A. De la Entrada Principal de la Sucursal de la CNFL en la Uruca 425 metros al Norte Calle 60, Avenida 45 | San José, Costa Rica Tel.: (506) 2242 9960 / Fax: (506) 2520 0697 Correo: mercadeo@elvatron.com www.elvatron.com
ELECTRÓNICA TÉCNICA S.A De la Óptica Nicaragüense, 3C al Este, 1/2C al Sur | Residencial Bolonia Managua, Nicaragua Tel / Fax.: (505) 2254 4913 Correo: nicaragua@elvatron.com nicaragua.elvatron.com
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1. Protección contra Cortocircuito. Los variadores de frecuencia PowerFlex brindan protección térmica al motor, no obstante requieren una protección contra cortocircuito. Entre las opciones disponibles se encuentran: a. Fusibles: Se deben considerar para normativa IEC tipo gG o equivalente, para normativa UL debe considerar fusibles clase CC, T, R, RK1, J o L. b. Breaker. c. Guardamotor. Rockwell Automation la solución que más recomienda es el fusible ultrarápido. Elvatron posee en inventario fusibles ultrarápidos modelo FWP, de Bussman.
La capacidad del dispositivo contra circuito las puede obtener de las siguientes publicaciones: Modelo
Tabla selección fusibles, breaker, guardamotor
PowerFlex 4M
22F-UM001 (Capítulo 1)
PowerFlex 4
22A-UM001 (Capítulo 1)
PowerFlex 40
22B-UM001 (Capítulo 1)
PowerFlex 400
22B-UM001 (Capítulo 1)
PowerFlex 525/523
520-UM001 (Capítulo 1)
PowerFlex 527
520-UM002 (Capítulo 1)
PowerFlex 70
20A-IN009
PowerFlex 700
20B-IN019
PowerFlex 753/755
750-TD001
Nota: Verifique en las mismas tablas del manual si alguna de las protecciones no cumplen con UL.
04 ¡Garantice una larga vida útil a sus variadores PowerFlex!
2. Impedancia de Entrada (Reactor de línea).
Para evitar daños por perturbaciones en su sistema eléctrico es importante adicionar reactor de línea si se presenta algunas de las siguientes condiciones: 1. Si hay desbalances de tensiones superiores 2% (tensión fase a tierra). 2. Si hay bancos de capacitores conmutables. 3. Si hay rayería o picos de tensión que sobrepasen 6000 Volts. 4. El transformador que alimente la barra donde se conecta el variador es muy grande con respecto al tamaño del variador. Hay dos maneras de determinar esto: a. Una manera rápida es considerar si el transformador es 10 veces de mayor potencia que el drive es exigido adicionarlo. b. Verificar en las tablas 4 a la 11 (página 34-41 de la publicación drives -in0001). La siguiente imagen muestra una tabla de ejemplo para un PowerFlex 525, de color rojo se encierra la potencia máxima del transformador que podría alimentar ese variador sin necesitar reactor de línea.
Los reactores de línea le ayudan adicionalmente a reducir el impacto armónico. En el caso de variadores de velocidad PowerFlex DC es exigido como impedancia de entrada el transformador de aislamiento o un reactor de línea. Para mayor información sobre los reactores de línea consulte la publicación 1321-TD001.
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3. Aterrizamiento- Sistema de Potencia El sistema eléctrico más recomendado para instalar variadores de frecuencia es un delta-estrella sólidamente aterrizado. En estos sistemas los jumpers de los Varistores de Metal Óxido (MOVs) y Condesadores de Modo Común deben estar presentes. Los MOVs protegen al variador de transientes de línea y los Condesadores de Modo Común reducen el ruido de modo común. Verifique la ubicación de estos jumpers en el manual de usuario de su variador PowerFlex. MOVs y capacitores filtro EMI
Condensadores a tierra de modo común
En instalaciones con sistemas no conectados a tierra o sistemas de tierra altamente resistiva, los condensadores de modo común pueden capturar corrientes de fallo a tierra o de modo común de alta frecuencia, por consiguiente se pueden ocasionar sobrevoltaje del bus, lo cual podría causar daño o fallos del variador. Por su parte, el circuito de varistores o MOVs está diseñado sólo para supresión de sobretensiones instántaneas, no para operación continua. Si no se desconectan los MOVs en sistemas no aterrizados sólidamente esto podría causar el daño del equipo. Para evitar daños en el variador remueva los MOVs y capacitores de modo común si se presenta alguna de las siguientes condiciones: •Sistema con resistencia a tierra. •Sistema no aterrizado. •Sistemas que poseen la fase B referenciada a tierra. En sistemas con desbalances fase-tierra superiores a 125 % es exigido adicionar un transformador de aislamiento. Aterrizar el variador es lo más recomendable por seguridad y para reducir la cantidad ruido. El aterrizamiento es exigido en variadores con filtros RFI o EMI. Periódicamente verifique el sistema de tierras y que sus conexiones estén seguras y correctas. Nota: Previo a modificar los jumpers verifique que hayan descargado los capacitores del variador, para esto asegúrese que hayan 0 Volts en las terminales DC+ y DC- del variador.
06 ¡Garantice una larga vida útil a sus variadores PowerFlex!
4. Longitudes Máximas de Conductores entre Variador-Motor. Debido a la salida no sinusoidal de los variadores de frecuencia a 480 VAC (sólo a 480 VAC) se puede presentar un efecto llamado onda reflejada, el cual se manifiesta como picos de tensión en las terminales del motor y del variador. La amplitud de los picos de tensión puede rondar 2-3 veces la tensión del bus DC. Estos picos pueden dañar el aislamiento de los devanados del motor (efecto corona) y el variador también. Este efecto se da por debido a que no se presenta el acople adecuado entre impedancias del cable, motor y variador. Por esta razón, a 480 Volts existen longitudes máximas para los cables entre variador y motor, las mismas varían desde estas distancias varían pueden variar entre 7.6 metros a 366 metros aproximadamente. ¿Qué factores determinan la máxima longitud del cable del motor? • Nivel de tensión máxima soportada por los devanados del motor • Potencia del sistema y modelo del variador • Frecuencia portadora o frecuencia PWM El pico de tensión máxima soportada por los devanados es un dato se debe solicitar al fabricante del motor. No obstante se puede estimar considerando la siguiente tabla:
Tipo de motor
Descripción
Pico de tensión máximo.
Motor tipo A
No hay papel aislante en los devanados o está mal colocado. Motor antiguo o con mala calidad de aislamiento.
850- 1000 Volts.
Motor tipo B
Papel devanados ubicados adecuadamente Calidad de aislamiento media.
1000-1200 Volts.
Motor 1488V
Motores que cumplen con la estándar NEMA MG 1-1988 Sección 31.
1329R/L Motor
Motor apto para trabajar con variador de frecuencia y que cumple o excede con los requerimientos de MG1-(Parte 31.40.4.2). El motor cumple o excede los requerimientos de Federal Energía Acto de 1992
1488 Volts.
1600 Volts.
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Una vez que se define el tipo de motor hay dos maneras para determinar la longitud máxima de los cables entre variador-motor: • Tablas del apéndice A de la publicación Drives-IN001. • Simulador en línea: http://webdc.transim.com/rockwell/ Tablas del Apéndice A de Publicación Drives-IN001 En las tablas se muestra la longitud máxima del conductor entre motor y variador, acorde al tipo del motor que cuente la aplicación. A continuación se muestra un ejemplo considerando un PowerFlex 753 de 10 Hp y motor tipo 1329R/L apto para soportar hasta 1600 Volts pico, en este caso la distancia máxima sin utilizar filtros de salida es de 182.9 metros, si se adiciona un reactor de salida o un filtro RWR (reactor resistencia) se logra aumentar la distancia hasta 365.8 metros, lo anterior considerando que la frecuencia portadora se programe en 2 kHz.
Motor tipo inverter soporta 1600 Volts
Frecuencia portadora
Ninguna Solución Sin filtro de salida
Reactor solamente Reactor de salida
Mediante Simulador Web de Onda reflejada Acceda al siguiente enlace: http://webdc.transim.com/rockwell/
WEB-BASED SIMULATOR REFLECTED WAVE
VOLTAGE DROP
MOTOR CABLE
LINE CABLE
DRIVE
TERMINATOR
MOTOR
TRANSFORMER
INPUT FILTER
DRIVE
HARMONICS
TRANSFORMER A
LINE CABLE
LINE CABLE TRANSFORMER B
LINEAR LOAD A
LINEAR LOAD B
SIMULATOR
08 ¡Garantice una larga vida útil a sus variadores PowerFlex!
INPUT FILTER
DRIVE 1
MOTOR
Seguidamente inicie sesión o genere un usuario (es gratuito). Seleccione la información según su aplicación y determine si la longitud del conductor entre variador está dentro el rango permitido sin filtro o si requiere adicionar un filtro. En la siguiente imagen se muestra el caso para un PowerFlex 755, 10 Hp con un motor tipo A y 60 m de longitud del cable del motor.
Seguidamente seleccione el botón “Simulate” y en una ventana emergente se mostrarán los resultados: En la siguiente imagen se indica que el pico producido en este sistema es de 1283 V, el cual es superior al soportado por un motor tipo A.
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Si se presenta el caso que la tensión pico sobrepasa el nivel que soporta los devanados del motor es necesario considerar un filtro a la salida del variador. Entre las posibles soluciones están:
Terminador 1204-TFB de Rockwell Automation.
• Terminador: Este filtro garantiza una distancia hasta 182.9 metros. Es obligatorio conectarlo del lado de las terminales del motor. Verifique la frecuencia portadora apta para el funcionamiento del filtro, para el caso del catálogo 1204-TFB2 se debe programar en 2 kHz. Para mayor información consulte la publicación 1204-IN001 • Reactor de carga/Filtro RWR: Se debe confirmar en la tabla o simulador si es una solución viable para la distancia de su aplicación. Para mayor información consulte la publicación 1321-TD001 • Filtros dv/dt: Este filtro en promedio garantiza una distancia de 300 metros. Para mayor información consulte al especialista de producto (ver última página) • Filtro senoidal: Con un filtro senoidal la salida del variador deja de generar el efecto de la onda reflejada. Es la mejor solución, no obstante la más costosa, por tanto se considera en aplicación con longitudes mayores a 300 metros. Para mayor información consulte al especialista de producto (ver última página)
10 ¡Garantice una larga vida útil a sus variadores PowerFlex!
5. Detalles Técnicos sobre el Motor. Rockwell Automation sólo recomienda utilizar los variadores de frecuencia PowerFlex de baja tensión en motores tipo inverter o diseñados/construidos para trabajar con variador.
Entre los efectos a considerar al conectar un motor con un variador están: • Rangos de velocidad que puede trabajar el motor: Esto se limita para evitar que el motor se sobrecalienta. Algunos motores poseen su sistema de ventilación sobre el mismo eje, por tanto el reducir la velocidad no puede ser recomendable. Programe el variador para evitar que el motor trabaje por debajo de su velocidad mínima. • Corrientes cojinetes: las altas velocidades de conmutación empleadas en los variadores de frecuencia pueden contribuir al daño de los cojinetes del motor debido a que se pueden generar corrientes inducidas y descargas eléctricas (EDM). El daño en los cojinetes de motores suministrados con inversores PWM es más probable en aplicaciones donde el acoplamiento entre el motor y la carga no es eléctricamente conductivo (p. ej., cargas en correa), cuando el motor tiene carga ligera o cuando el motor está en un ambiente con aire ionizado. Otros factores, tales como el tipo de grasa y el tipo de cojinetes usado, también pueden afectar la vida útil de los cojinetes de los motores. En sistemas sólidamente aterrizados se reduce el riesgo de este daño. Los fabricantes de motores que diseñan y fabrican motores para uso con variadores de frecuencia pueden ofrecer soluciones para ayudar a mitigar estos problemas potenciales. • Onda reflejada: Explicada en la Sección 4 “Longitudes máximas de conductores entre variador-motor” de este documento.
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6. Conductores. En el capítulo 1 del documento DRIVES-IN001 se brindan las recomendaciones a considerar para los conductores a utilizar en los variadores de frecuencia PowerFlex. A continuación se brindan algunas de ellas. • Las terminales están hechas solamente para conductores de cobre, si utiliza conductores de aluminio puede tender a desconectarse y ocasionar una falla o accidente. • En aplicaciones superiores a 200 Hp considere conductores con tres cables simétricos de tierra.
Un conductor de tierra
Tres conductor de tierra
• El grosor del aislamiento deberá mínimo 0.4 milímetros y el mismo deberá ser concéntrico.
Aceptable
Inaceptable
• Instale los cables de potencia lo más lejanos de circuitos sensibles. Brinde un espacio de 0.3 metros por cada 10 metros de longitud en el cable de potencia. • Para señales analógicas y encóder se deberá utilizar cable con blindaje (shielded). • Si es necesario cruzar cables de control con potencia que sea a 90 grados centígrados. Para los conductores de potencia Elvatron brinda la solución de cable especial para variador OLFLEX de Lapp Group, el cual posee las siguientes ventajas: • Alto nivel de tensión nominal 1 kV. • Se prueba a altos niveles de tensión hasta 4 kV. • Baja capacitancia debido a aislamiento de Polipropileno o Polietileno esto reduce el nivel carga del conductor. • Doble blindaje le brinda mejor resistencia mecánica, reduce impacto en circuitos aledaños y brinda mejor comportamiento a baja frecuencia. • Las tres tierras simétricas logra un campo electromagnético uniforme dentro de la pantalla del cable, reduciendo así los voltajes inducidos.
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¡Consulte por nuestro inventario en conductor especial para variador!
¡Garantice una larga vida útil a sus variadores PowerFlex!
7. Nivel de Protección (enclosure).
La selección adecuada del nivel de protección del variador es suma importancia para garantizar la mayor vida útil. Los diversos modelos de variadores PowerFlex están disponibles en diversos tipos de enclosures o niveles de protección, en la siguiente tabla se hace un resumen: Modelo
Grado de protección disponible
PowerFlex 4M
IP20 (NEMA tipo abierto)
PowerFlex 4
IP20 (NEMA tipo abierto), IP30 (NEMA tipo 1)
PowerFlex 40
IP20 (NEMA tipo abierto), IP30 (NEMA tipo 1), IP66 (NEMA 4X/12)
PowerFlex 400
IP20 (NEMA tipo abierto), IP30 (NEMA tipo 1)
PowerFlex 525/523
IP20 (NEMA tipo abierto)
PowerFlex 527
IP20 (NEMA tipo abierto)
PowerFlex 70
IP20 (NEMA tipo abierto), IP66 (NEMA 4X/12)
PowerFlex 700
IP20 (NEMA tipo abierto)
PowerFlex 753/755
IP20 (NEMA tipo abierto), IP54 (NEMA 12)
En la mayoría aplicaciones se trabaja con el IP00 o NEMA tipo abierto dado a que el variador se instala en un gabinete que provee el grado de protección necesario por el proceso. Para mayor información sobre los grados de protección y los posible contaminantes en diversas industrias consulte la siguiente publicación: DRIVES-AT003A:“Industry Installation Guidelines for Pulse Width Modulated (PWM) AC Drives”.
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8. Margen de Ventilación, Temperatura, Altitud. Un equipo electrónico es sensible a factores como ventilación, temperatura ambiente y altitud, por tanto es importante considerar estos detalles en su instalación. Márgenes de ventilación. Los márgenes mínimos que requieren se presentan en la siguiente imagen:
Margenes de ventilación para un PowerFlex 525. Tabla de resumen de los márgenes de ventilación mínimos
PowerFlex 4M
7.62 cm
PowerFlex 527
5 cm
PowerFlex 4
12 cm
PowerFlex 70
7.62 cm
PowerFlex 40
12 cm
PowerFlex 700
10.16 cm
PowerFlex 400
12 cm
PowerFlex 753/755
7.62 cm
PowerFlex 525/523
5 cm
El espacio entre variadores puede ser 0 cm (Zero Stacking) si la temperatura ambiente no excede a 40°C, caso contrario verifique el manual de usuario. Altitud. Adicionalmente todos los variadores PowerFlex están diseñados para trabajar hasta una altitud de 1000 metros, si la altitud es mayor considere lo siguiente: •El límite de temperatura ambiente se reducirá 5°C cada 1000 m adicionales. •La corriente nominal se reducirá 10% cada 1000 m adicionales. Estas relaciones se muestran de manera gráfica en la siguiente imagen.
14 ¡Garantice una larga vida útil a sus variadores PowerFlex!
Curvas de reducción de porcentaje corriente y temperatura para un según altitud PowerFlex 525
Temperatura. Como se comentó en la sección de márgenes de ventilación todos los variadores PowerFlex son aptos para hasta 40°C sin dejar espacio libre en los costados del equipo. La mayoría de variadores si se brinda cierto espacio (ver manual) podrán trabajar hasta 50°C, después de 50°C es necesario verificar las curvas de temperatura para determinar cuánto se debe sobredimensionar el variador. La siguiente imagen muestra un ejemplo:
Curva de Temperatura vs % corriente de salida para un PowerFlex 525.
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9. Prácticas de Armado. En el capítulo 4 de la publicación DRIVES-IN001 se brindan lineamientos al instalar un variador de un gabinete. A continuación se comparten algunos de ellos. Gabinetes. Se recomienda instalar el variador en fondo falsos de acero galvanizado, dado a que buena conexión equipotencial con el chasis del variador y su resistencia a la corrosión. No se recomienda utilizar gabinetes pintados dado a que remover la pintura puede ser un proceso complejo, adicionalmente se puede generar corrosión.
La puerta del gabinete se debe aterrizar, las bisagras no se considerarán como conductor apto. En puertas de 2 metros de altura se deberán considerar dos o tres conductores trenzados para aterrizar la misma. Conectores/prensaestopas del cable. Seleccione prensaestopas o conectores de cable que brinden mejor protección al cable, terminación de blindaje y contacto. En cables con blindaje o apantallado se recomienda conectores de tierra del cable como SKINTOP MS-SC/MS-SCL y los adaptadores NPT/PG de LAPP GROUP.
16 ¡Garantice una larga vida útil a sus variadores PowerFlex!
Enrutamiento del cableado. Durante el enrutamiento del cableado en un gabinete es recomendable que considere las separaciones mínima recomendada en la siguiente tabla:
Para mayor información sobre esta tabla y sus notas verifiquen la publicación DRIVES-IN001. A continuación se muestra un ejemplo al utilizar esta tabla: Ejemplo: Determine la separación mínima separación entre los conductores de alimentación de entrada a 480 VCA y los conductores de lógica de 24 VCC. •Los conductores de 480 VCA son de nivel 2; los conductores de 24 VCA son de nivel 6. •Para canaletas de acero separadas, las canaletas deben tener una separación de 76 mm (3 pulgadas). •En una canaleta de cables, los dos grupos de conductores deben tener una separación de 152 mm (6 pulgadas).
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Cuando en un gabinete deben instalarse variadores con equipos sensibles, utilice ductos separados como se muestra en la siguiente imagen, para evitar efectos por corrientes inducidas.
Múltiples variadores en un mismo ducto. No distribuya al azar los conductores, agrupe los conductores correspondientes a cada variador. No se recomienda más de tres variadores en un mismo ducto.
18 ¡Garantice una larga vida útil a sus variadores PowerFlex!
10. Impacto Armónico de los Variadores de Frecuencia. Los variadores de frecuencia, al ser una carga no lineal, generan un impacto armónico sobre la red eléctrica. En la siguiente imagen se muestra el desempeño típico de un variador de frecuencia de 6 pulsos.
Los armónicos pueden provocar efectos negativos en su empresa como: 1. Disparo no deseado de protecciones. 2. Sobrecarga de transformadores y conductores de neutro. 3. Menor eficiencia del sistema. 4. Resonancia con bancos de capacitores, entre otros. Para reducir el posible impacto de un variador de frecuencia se pueden considerar las siguientes soluciones: reactor de línea, variadores de 12/18 pulsos, filtros pasivos o activos. A continuación se amplía sobre cada una de las soluciones. • Reactor de línea: el reactor de línea es la solución más económica y compacta, típicamente reduce el THD de corriente alrededor de un 25%.
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Adicionalmente el reactor de línea protege al variador de transitorios que pueden ocurrir en la red eléctrica. •Variadores de mayor cantidad de pulsos: es una solución que brinda buen rendimiento a nivel de armónicos como se muestra en la siguiente imagen, pero posee las siguientes desventajas: requiere mayor espacio físico y ante una falla del variador el tiempo de entrega del reemplazo es alto dado a que esta solución normalmente es un equipo ingeniería.
• Filtros pasivos o activos: El filtro pasivo el rendimiento varía según el nivel de carga, es una solución más económica con respecto al filtro activo:
20 ¡Reduzca el impacto armónico y mejore su eficiencia!
Los filtros activos corrigen de manera casi instantánea las variaciones del THD. La unidad inyecta una corriente para contrarrestar los armónicos y sincroniza las formas de onda de la corriente y el voltaje. De igual manera, este equipo se puede utilizar para mejorar factor de potencia de su sistema eléctrico. Es la solución de mayor rendimiento pero mayor costo.
Para mayor información consulte la Publicación DRIVES-WP012A-EN-P “Harmonic Data Comparisons” ¡Consulte por nuestros filtros armónicos a mercadeo@elvatron.com mejore la eficiencia y evite los efectos colaterales de este fenómeno!
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11. Soluciones para Sistemas Eléctricos con Subtensiones.
En aplicaciones críticas donde es de suma importancia que el variador se mantenga activo, Elvatron le ofrece las unidades UPD (Uninterruptible Power for Drives), las cuales le garantizan que el variador no falle en sistemas con subtensiones o depresiones de tensión (SAGs).
Solución Solución -Protección SAG: Mantiene la tensión del bus DC estable hasta 2 segundos ante una pérdida de 50% de la tensión de línea en las tres fases o que una fase decaiga a 0 Volts. -Capacitores: Mantiene la tensión del bus DC estable hasta 2 segundos ante una desconexión de las tres fases.
-Batería: Mantiene la tensión del bus DC estable hasta 15 minutos ante una desconexión de las tres fases.
Modelos disponibles Modelos disponibles S3534BR Hasta 2 segundos
S3534BR Hasta 2 segundos
Hasta 85 Amps.
Hasta 610 Amps.
S3534UR Hasta 2 segundos
S3560UR Hasta 2 segundos
Hasta 85 Amps.
Hasta 425 Amps.
S3534BR Hasta 60 segundos
S3460BR Hasta 15 minutos
Hasta 40 Amps.
Hasta 610 Amps.
Estas unidades poseen un regulador de voltaje que al detectar una caída de la tensión de línea, se activa instantáneamente y ajustan la tensión del Bus DC al valor adecuado para que la unidad pueda mantenerse operando, la tensión del bus DC se mantendrá hasta el tiempo límite del módulo. Para mayor información sobre estas unidades contacte al especialista de producto de Elvatron (ver contacto en última página de este documento) o visite el siguiente enlace: http://www.bonitron.com/undervoltage-cs-sag.html
22 ¡Reduzca paros indeseados y aumente su productividad!
12. Variadores Utilizados para Generar Trifásico.
Variador
Motor
Para utilizar un variador de frecuencia para generar trifásico es importante considerar los siguientes detalles: 1) Esta solución es apta para generar trifásico para un motor y no a una máquina: es decir el variador debe implementarse exclusivamente para el motor de la máquina, si hay cargas monofásicas no se podrán conectar a la salida del variador, sino el variador fallará. Por otra parte, se deberá verificar que el motor sea apto para trabajar con variador. 2) El variador genera armónicos, lo cual es importante a considerar su impacto en la red eléctrica y sistema de control. Por ejemplo si hay un lazo de control que depende de la corriente de salida del variador, está medición no será correcta al menos se posee transformadores de corriente aptos para medir salida de variadores. Al momento de la sección en este caso existen dos opciones: 1) Variadores diseñados con entrada monofásica: en bajas potencias y para cargas livianas, están disponibles catálogos de los PowerFlex 4M,4,40,525 •Tensión entrada 120 VAC, Salida 240 VAC trifásico: desde 0.25 hasta 1.5 Hp •Tensión entrada 240 VAC monofásico, salida 240 VAC trifásico: 0.25 hasta 3 Hp. 2) Generar trifásico con variador diseñado para ser alimentado por una red trifásico: cuando es requerido trabajar en una potencia mayor a la disponible en el punto 1 o con una aplicación que no sea apta para los modelos Powerflex 4M, 4, 40, 525, es necesario utilizar un variador trifásico y sobredimensionado. El sobredimensionamiento deberá ser acorde a la siguiente tabla.
Modelo PowerFlex.
Sobredimensionamiento requerido.
PowerFlex 4M, 4, 40, 400, 40P, 523, 525, 527
2.86 veces la potencia del motor
PowerFlex 70, 700, 753, 755.
2. veces la potencia del motor
Nota: Rockwell Automation no posee variadores para motores monofásicos.
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13. Aplicaciones Multimotor. Variador PowerFlex
Múltiples contactores Múltiples relés sobrecarga
Múltiples Motores
Un mismo variador PowerFlex puede trabajar con múltiples motores, considerando los siguientes detalles: 1. En 480 VAC, se considerará la longitud máxima de cable variador-motor como la suma de todas las longitudes de los motores para verificar si se da el efecto de onda reflejada (sección 4 de este documento).
2. Se deberá utilizar protecciones térmicas a la salida del variador para proteger a los motores de una sobrecarga, las protecciones deben ser capaces de trabajar con la onda de salida del variador (variable en frecuencia y con alto contenido armónico). 3.El variador sólo puede trabajar en el modo Volts/Hertz, se deberá verificar en el manual de datos técnicos el rango de velocidad y el rendimiento, si es apto para la aplicación.
24 ¡Dimensione adecuadamente su Variador PowerFlex en aplicaciones multimotor !
4. Detener un motor individualmente es aceptable siempre y cuando no sea mayor del 50% de la carga que posee el variador en ese momento. 5. Se deberá dimensionar y cablear el variador considerando la nota técnica “1336 PLUS Multi - Motors Application Note # 1336S – 17”. El dimensionamiento se explica a continuación: Para dimensionar el variador se debe primero definir el método de operación: a. Mismo arranque/paro para todos los motores. En este caso el variador se dimensiona de la siguiente manera: Corriente variador > FLA motor 1 + FLA motor 2 … + FLA motor n + Amps Leakage. b. Los motores arrancan/paran independientemente. En este caso el variador se dimensiona de la siguiente manera: Corriente variador > LRAMX + FLA motor 2+ FLA motor 3 … + FLA motor n + Amps Leakage. En donde: FLA: Full Load Amperes, es la corriente nominal del motor, se obtiene de la placa del mismo. Amps Leakage: es la corriente de acoplamiento capacitivo a tierra del cable del motor, se estima de la siguiente manera: •Cable blindado (Shielded): 4.572 miliampere por metro. •Cable sin blindar (Unshielded): 1.524 miliampere por metro. LRA MX: Locked Rotor Ampere: Corriente a rotor bloqueado de los motores. Un variador Normal Duty es capaz de soporte 150% de sobrecarga durante 1 minuto cada 10 minutos, por tanto el factor de LRA se puede asumir como parte de la sobrecarga que el drive puede soportar de 150% (Ver nota 1). Ejemplo: Considere 5 motores con FLA de 20 Amps, LRA 62.5 Amps, se asumirá que la corriente de acoplamiento es despreciable. Por tanto aplicando la fórmula: Corriente del variador > 62.5 + 10 + 10 + 10 + 10= 102.5 Amps, por consiguiente: 1. Si no se considera la sobrecarga del variador se escogería un variador con corriente superior o igual de 102.5 Amps, en el caso de PowerFlex 753 sería de 125 Amps. 2. Si se considera la sobrecarga de un variador de 96 Amps: 150%*96 Amps= 144 Amps, debido a que 144 Amps es mayor a 102.5 Amps, podemos seleccionar un PowerFlex de 96 Amps en lugar de uno de 125 Amps.
Nota 1: El nivel de sobrecarga de 150% no aplica para los PowerFlex 755 con servicio Light Duty, esto está disponible en frames 8, 9 y 10.
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14. Resistores de Frenado Dinámico.
Considere los siguientes detalles cuando utilice resistores de frenado dinámico con variadores PowerFlex: 1. El resistor de frenado dinámico debe conectarse a las terminales BR1 y BR2 del variador, no a las terminales DC+, DC- (si el variador incluye séptimo IGBT). En caso que el variador no posea el séptimo IGBT se deberá adquirir un chopper. 2. En caso de los kits de resistores de frenado de Allen Bradley si requiere mayor longitud de cableado debe considerar cable capaz de soportar altas temperaturas dado a que el kit puede alcanzar hasta 200° C. 3. Verifique en el manual de usuario qué parámetros debe modificar para que los resistores trabajen. 4. En el caso de los variadores PowerFlex 700, 753, 755 se deben respetar las siguientes distancias: 3 metros máximos para Frame 0-4 se recomienda cable trenzado para reducir inductancia, 30 metros máximos para frame 5-6. Otros modelos considere 3 metros 5. El variador no brinda protección por sobre temperatura al resistor, es importante verificar que el kit de resistores lo incluyan su protección térmica, caso contrario considere un sistema como el siguiente:
Para mayor información sobre Frenado Dinámico consulte la publicación PFLEX-AT001 “PowerFlex Dynamic Braking Resistor Calculator”. Elvatron puede brindarle mercadeo@elvatron.com
kits
de
resistores
de
frenado
dinámico.
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15. Reutilización de un Variador (Reformación Capacitores) Para poder reutilizar un variador es importante tomar en cuenta el tiempo de inactividad del mismo. El no considerar esto podría ocasionar el daño del equipo. En algunos casos es necesario realizar reformación de los capacitores, este proceso consiste en aplicar una tensión DC controlada durante cierto tiempo a las terminales DC+ y DC- del variador. El aplicar esta tensión permite regenerar óxido en las ranuras de las láminas de aluminio. Considere las recomendaciones siguiente tabla: Tiempo inactividad
Recomendación
Menor a 1 año
Si se almacenó a temperatura y nivel de humedad recomendado, no es necesario ningún procedimiento.
1 a 2 años
Aplicar tensión AC nominal en las terminales L1, L2, L3 por 1 minuto sin carga. Se requiere Reformación de los capacitores considerando lo siguiente:
2 a 3 años
Mediante una fuente DC alimente las terminales DC del variador y aumente la tensión de 0 a 100 % tensión nominal del bus DC** realizando escalones de 25% tomando 30 minutos en cada paso, cuando alcance el 100% mantenga el nivel de tensión durante 60 minutos (todo se debe realizar sin carga).
Se requiere Reformación de los capacitores considerando lo siguiente: Mayor a 3 años
Mediante Medianteuna unafuente fuenteDC DCalimente alimentelas lasterminales terminalesDC DC del del variador variador yy aumente aumente la la tensión tensión de de 00 a a 100 100 % % tensión nominal del bus DC**, realizando escalones de 25% tomando 120 minutos en cada paso. ** ndo 30 minutos en cada paso,
**Nota: En el caso de variadores de 230 VAC la tensión nominal del bus DC es 325 VDC, variadores de 480 VAC considerar 680 VDC.
Al final del procedimiento conecte el variador a la tensión AC nominal y verifique lo siguiente: 1. Que el consumo del variador sin arrancar sea menor a 500 mA. 2. Que la tensión del bus DC sea 1.35 a 1.45 veces la tensión AC de entrada. Para el procedimiento de reformación se recomienda utilizar el equipo M3628PCF Portable Capacitor Former de Bonitron. Nota importante: al realizar previo a realizar el procedimiento de reformación se debe desconectar todas las tarjetas de control y de entradas/salidas, debido a que el proceso podría encender en el variador las fuentes externas. Para mayor información puede verificar en la nota técnica del knowledgebase (base de conocimiento) de Rockwell Automation número 18015 “Reforming/Testing AC Drive Bus Capacitors”.
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Ing. Eduardo Suárez Hernández. Especialista de producto. esuarez@elvatron. (506) 8320-8008. (506) 2242-9900 extensión 173 ELVATRON S.A. De la Entrada Principal de la Sucursal de la CNFL en la Uruca 425 metros al Norte | Calle 60, Avenida 45 San José, Costa Rica Tel: (506) 2242 9960 Fax: (506) 2520 0697 Correo: mercadeo@elvatron.com www.elvatron.com ELECTRÓNICA TÉCNICA S.A. De la Óptica Nicaragüense | 3C al Este, 1/2C al Sur | Residencial Bolonia Managua, Nicaragua Tel / Fax: (505) 2254 4913 Correo: nicaragua@elvatron.com nicaragua.elvatron.com