Danfoss FC 103 Design guide [es]

MAKING MODERN LIVING POSSIBLE

Guía de diseño

VLT® Refrigeration Drive FC 103

1,1-90 kW

vlt-drives.danfoss.com

Índice

Guía de diseño

 

 

Índice

1 Introducción

7

1.1 Propósito de la Guía de diseño

7

1.2 Organización

7

1.3 Recursos adicionales

7

1.4 Abreviaturas, símbolos y convenciones

8

1.5 Símbolos de seguridad

9

1.6 Deƒniciones

9

1.7 Versión del documento y del software

10

1.8 Homologaciones y certiƒcados

10

1.8.1 Marca CE

10

1.8.1.1 Directiva de tensión baja

10

1.8.1.2 Directiva CEM

10

1.8.1.3 Directiva de máquinas

11

1.8.1.4 Directiva ErP

11

1.8.2 Conformidad con C-Tick

11

1.8.3 Conformidad con UL

11

1.8.4 Conformidad marítima (ADN)

11

1.8.5 Normativa de control de exportación

12

1.9 Seguridad

12

1.9.1 Principios generales de seguridad

12

2 Vista general de producto

14

2.1 Introducción

14

2.2 Descripción del funcionamiento

17

2.3 Secuencia de funcionamiento

18

2.3.1 Sección del rectiƒcador

18

2.3.2 Sección intermedia

18

2.3.3 Sección del inversor

18

2.4 Estructuras de control

18

2.4.1 Estructura de control de lazo abierto

18

2.4.2 Estructura de control de lazo cerrado

19

2.4.3 Control Local (Hand On) y Remoto (Auto On)

20

2.4.4 Manejo de referencias

21

2.4.5 Manejo de la realimentación

23

2.5 Funciones operativas automatizadas

24

2.5.1 Protección ante cortocircuitos

24

2.5.2 Protección contra sobretensión

24

2.5.3 Detección de que falta una fase del motor

25

2.5.4 Detección de desequilibrio de fase de red

25

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1

Índice

VLT® Refrigeration Drive FC 103

2.5.5 Conmutación en la salida

25

2.5.6 Protección de sobrecarga

25

2.5.7 Reducción de potencia automática

25

2.5.8 Optimización automática de energía

25

2.5.9 Modulación automática de frecuencia de conmutación

26

2.5.10 Reducción automática de potencia por alta frecuencia de conmutación

26

2.5.11 Reducción de potencia automática por sobretemperatura

26

2.5.12 Rampa automática

26

2.5.13 Circuito del límite de intensidad

26

2.5.14 Rendimiento de †uctuación de potencia

26

2.5.15 Arranque suave del motor

26

2.5.16 Amortiguación de resonancia

27

2.5.17 Ventiladores controlados por temperatura

27

2.5.18 Conformidad con CEM

27

2.5.19 Medición de la intensidad en las tres fases del motor

27

2.5.20 Aislamiento galvánico de los terminales de control

27

2.6 Funciones de aplicación personalizadas

27

2.6.1 Adaptación automática del motor

27

2.6.2 Protección térmica motor

27

2.6.3 Corte de red

28

2.6.4 Controladores PID integrados

28

2.6.5 Rearranque automático

29

2.6.6 Motor en giro

29

2.6.7 Par completo a velocidad reducida

29

2.6.8 Bypass de frecuencia

29

2.6.9 Precalentador del motor

29

2.6.10 Cuatro ajustes programables

29

2.6.11 Frenado de CC

29

2.6.12 Modo reposo

29

2.6.13 Permiso de arranque

29

2.6.14 Smart Logic Control (SLC)

29

2.6.15 Función de Safe Torque Oˆ

31

2.7 Funciones de fallo, advertencia y alarma

31

2.7.1 Funcionamiento con temperatura excesiva

31

2.7.2 Advertencias de referencia alta o baja

32

2.7.3 Advertencia de realimentación alta o baja

32

2.7.4 Desequilibrio de fase o pérdida de fase

32

2.7.5 Advertencia de frecuencia alta

32

2.7.6 Advertencia de baja frecuencia

32

2.7.7 Advertencia de intensidad alta

32

2

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Índice

Guía de diseño

 

 

2.7.8 Advertencia de intensidad baja

32

2.7.9 Advertencia de ausencia de carga / correa rota

32

2.7.10 Interfaz serie perdida

32

2.8 Interfaces de usuario y programación

33

2.8.1 Panel de control local

33

2.8.2 Software para PC

33

2.8.2.1 Software de conƒguración MCT 10

34

2.8.2.2 VLT® Harmonics Calculation Software MCT 31

34

2.8.2.3 Software de cálculo de armónicos (HCS)

34

2.9 previo

35

2.9.1 Almacenamiento

35

3 Integración del sistema

36

3.1 Condiciones ambientales de funcionamiento

37

3.1.1 Humedad

37

3.1.2 Temperatura

37

3.1.3 Refrigeración

37

3.1.4 Sobretensión generada por el motor

38

3.1.5 Ruido acústico

38

3.1.6 Vibración y golpe

38

3.1.7 Entornos agresivos

39

3.1.8 Deƒniciones de clasiƒcación IP

39

3.1.9 Interferencias de radiofrecuencia

40

3.1.10 Conformidad PELV y de aislamiento galvánico

41

3.2 CEM, armónicos y protección de fuga a tierra

41

3.2.1 Aspectos generales de las emisiones CEM

41

3.2.2 Resultados de las pruebas de CEM (emisión)

43

3.2.3 Requisitos en materia de emisiones

44

3.2.4 Requisitos de inmunidad

44

3.2.5 Aislamiento del motor

45

3.2.6 Corrientes en los cojinetes del motor

45

3.2.7 Armónicos

46

3.2.8 Corriente de fuga a tierra

49

3.3 Rendimiento energético

51

3.3.1 Clases IE e IES

51

3.3.2 Datos de pérdida de potencia y datos de rendimiento

51

3.3.3 Pérdidas y rendimiento de un motor

52

3.3.4 Pérdidas y rendimiento de un sistema Power Drive

53

3.4 Integración de la red

53

3.4.1 Conƒguraciones de red y efectos CEM

53

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3

Índice

VLT® Refrigeration Drive FC 103

3.4.2 Interferencia de la red de baja frecuencia

53

3.4.3 Análisis de la interferencia de la red

54

3.4.4 Opciones para la reducción de la interferencia de la red

54

3.4.5 Interferencias de radiofrecuencia

55

3.4.6 Clasiƒcación del lugar de funcionamiento

55

3.4.7 Utilización con una fuente de entrada aislada

56

3.4.8 Corrección del factor de potencia

56

3.4.9 Retardo de la potencia de entrada

56

3.4.10 Transitorios de red

56

3.4.11 Funcionamiento con un generador de reserva

56

3.5 Integración del motor

57

3.5.1 Consideraciones sobre la selección del motor

57

3.5.2 Filtros senoidales y ƒltros dU/dt

57

3.5.3 Conexión a tierra correcta del motor

57

3.5.4 Cables de motor

57

3.5.5 Apantallamiento del cable de motor

58

3.5.6 Conexión de motores múltiples

58

3.5.7 Protección térmica motor

60

3.5.8 Contactor de salida

60

3.5.9 Rendimiento energético

60

3.6 Entradas y salidas adicionales

62

3.6.1 Esquema de cableado

62

3.6.2 Conexiones de los relés

63

3.6.3 Conexión eléctrica conforme a CEM

64

3.7 Planiƒcación mecánica

65

3.7.1 Separación

65

3.7.2 Montaje en pared

66

3.7.3 Acceso

66

3.8 Opciones y accesorios

67

3.8.1 Opciones de comunicación

69

3.8.2 Entrada/salida, realimentación y opciones de seguridad

70

3.8.3 Filtros senoidales

70

3.8.4 Filtros dU/dt

70

3.8.5 Filtros armónicos

70

3.8.6 Kit de protección IP21 / NEMA tipo 1

70

3.8.7 Filtros de modo común

72

3.8.8 Kit de montaje remoto para LCP

73

3.8.9 Soporte de montaje para tamaños de protección A5, B1, B2, C1 y C2

74

3.9 Interfaz serie RS485

74

3.9.1 Descripción general

74

4

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Índice

Guía de diseño

 

 

3.9.2 Conexión de red

75

3.9.3 Terminación de bus RS485

76

3.9.4 Precauciones de compatibilidad electromagnética (CEM)

76

3.9.5 Aspectos generales del protocolo FC

76

3.9.6 Conƒguración de red

77

3.9.7 Estructura de formato de mensaje del protocolo FC

77

3.9.8 Ejemplos de protocolo FC

80

3.9.9 Protocolo Modbus RTU

81

3.9.10 Estructura de formato de mensaje de Modbus RTU

82

3.9.11 Acceso a los parámetros

85

3.9.12 Perƒl de control del convertidor de frecuencia

86

3.10 Lista de veriƒcación del diseño del sistema

93

4 Ejemplos de aplicaciones

95

4.1 Ejemplos de aplicaciones

95

4.2 Funciones de aplicación seleccionadas

95

4.2.1 SmartStart

95

4.2.2 Arranque/parada

96

4.2.3 Arranque/parada por pulsos

96

4.2.4 Referencia de potenciómetro

97

4.3 Ejemplos de conƒguración de la aplicación

97

5 Condiciones especiales

103

5.1 Reducción de potencia

103

5.2 Reducción de potencia manual

103

5.3 Reducción de potencia para cables de motor largos o de mayor sección transversal

104

5.4 Reducción de potencia en función de la temperatura ambiente

104

6 Código descriptivo y selección

109

6.1 Pedidos

109

6.1.1 Introducción

109

6.1.2 Código descriptivo

109

6.2 Opciones, accesorios y repuestos

110

6.2.1 Números de pedido: Opciones y accesorios

110

6.2.2 Números de pedido: Filtros armónicos

113

6.2.3 Números de pedido: Módulos de ƒltro senoidal, 200-480 V CA

113

6.2.4 Números de pedido: Módulos de ƒltro senoidal, 525-600/690 V CA

114

6.2.5 Filtros armónicos

115

6.2.6 Filtros senoidales

117

6.2.7 Filtros dU/dt

118

6.2.8 Filtros de modo común

119

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5

Índice

VLT® Refrigeration Drive FC 103

7 Especi„caciones

120

7.1 Datos eléctricos

120

7.1.1 Fuente de alimentación de red 3 × 200-240 V CA

120

7.1.2 Fuente de alimentación de red 3 × 380-480 V CA

122

7.1.3 Fuente de alimentación de red 3 × 525-600 V CA

124

7.2 Fuente de alimentación de red

126

7.3 Salida del motor y datos del motor

126

7.4 Condiciones ambientales

127

7.5 Especiƒcaciones del cable

127

7.6 Entrada/salida de control y datos de control

128

7.7 Par de apriete de conexión

131

7.8 Fusibles y magnetotérmicos

131

7.9 Potencias de salida, peso y dimensiones

137

7.10 Prueba dU/dt

138

7.11 Clasiƒcaciones de ruido acústico

140

7.12 Opciones seleccionadas

141

7.12.1 VLT® General Purpose I/O Module MCB 101

141

7.12.2 VLT® Relay Card MCB 105

141

7.12.3 VLT® Extended Relay Card MCB 113

143

8 Apéndice: selección de dibujos

145

8.1 Diagramas de la conexión de red

145

8.2 Dibujos de la conexión del motor

148

8.3 Dibujos del terminal de relé

150

8.4 Oriƒcios de entrada para cables

151

Índice

155

6

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Introducción Guía de diseño

1 Introducción

1

1

 

 

 

 

 

1.1 Propósito de la Guía de diseño

Esta Guía de diseño para los convertidores de frecuencia FC 103 de VLT® Refrigeration Drive está dirigida a:

Ingenieros de proyectos y sistemas.

Asesores de diseño.

Especialistas de productos y aplicaciones.

La Guía de diseño proporciona información técnica para entender la capacidad de integración del convertidor de frecuencia en los sistemas de control y seguimiento del motor.

La ƒnalidad de la Guía de diseño es facilitar consideraciones de diseño y datos de planiƒcación para la integración del convertidor de frecuencia en un sistema. La Guía de diseño abarca una selección de convertidores de frecuencia y opciones para toda una serie de aplicaciones e instalaciones.

Revisar la información detallada del producto en la fase de diseño permite el desarrollo de un sistema bien concebido, con una funcionalidad y un rendimiento óptimos.

VLT® es una marca registrada.

1.2 Organización

Capétulo 1 Introducción: objetivo general de la Guía de diseño y cumplimiento de las normativas internacionales.

Capétulo 2 Vista general de producto: estructura interna y funcionalidades del convertidor de frecuencia y características operativas.

Capétulo 3 Integración del sistema: condiciones ambientales; CEM, armónicos y fuga a tierra; entrada de red; motores y conexiones de los motores; otras conexiones; planiƒcación mecánica y descripciones de las opciones y accesorios disponibles.

Capétulo 4 Ejemplos de aplicaciones: muestras de aplicaciones del producto e instrucciones de uso.

Capétulo 5 Condiciones especiales: detalles sobre entornos de funcionamiento no convencionales.

Capétulo 6 Código descriptivo y selección: procedimientos de pedido de equipos y opciones para realizar el uso previsto del sistema.

Capétulo 7 Especi‚caciones: recopilación de datos técnicos en formato de tabla y gráƒcos.

Capétulo 8 Apéndice: selección de dibujos: Recopilación de gráƒcos en los que se ilustran:

Conexiones de red y del motor

Terminales de relé

Entradas de cables

1.3Recursos adicionales

Tiene a su disposición recursos para comprender el funcionamiento avanzado del convertidor de frecuencia, su programación y su conformidad con las normativas aplicables:

El Manual de funcionamiento de VLT® Refrigeration Drive FC 103 (en adelante, el «Manual de funcionamiento») ofrece información detallada acerca de la instalación y el arranque del convertidor de frecuencia.

La Guía de diseño del VLT® Refrigeration Drive FC 103 proporciona la información necesaria para diseñar y planiƒcar la integración del convertidor de frecuencia en un sistema.

La Guía de programación de VLT® Refrigeration Drive FC 103 (en adelante, la «Guía de programación») proporciona información detallada sobre cómo trabajar con parámetros y muchos ejemplos de aplicación.

El Manual de funcionamiento de VLT® Safe Torque O… describe cómo utilizar los convertidores de frecuencia de Danfoss en aplicaciones de seguridad funcional. Este manual se suministra junto al convertidor de frecuencia cuando se incluye la opción STO.

Existen publicaciones y manuales complementarios a su disposición que se pueden descargar desde vlt- -drives.danfoss.com/Products/Detail/Technical-Documents.

AVISO!

El equipo opcional disponible podría cambiar alguna información descrita en estas publicaciones. Asegúrese de leer las instrucciones suministradas con las opciones para los requisitos especí„cos.

Póngase en contacto con un proveedor de Danfoss o acceda a www.danfoss.com para obtener información complementaria.

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7

Introducción

VLT® Refrigeration Drive FC 103

1

1

 

1.4 Abreviaturas, símbolos y convenciones

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

60° AVM

Modulación asíncrona de vectores de 60°

 

 

 

A

Amperio

 

 

 

 

 

 

 

 

CA

Corriente alterna

 

 

 

 

 

 

 

 

AD

Descarga por el aire

 

 

 

 

 

 

 

 

AEO

Optimización automática de energía

 

 

 

 

 

 

 

 

AI

Entrada analógica

 

 

 

 

 

 

 

 

AMA

Adaptación automática del motor

 

 

 

 

 

 

 

 

AWG

Calibre de cables estadounidense

 

 

 

 

 

 

 

 

°C

Grados celsius

 

 

 

CD

Descarga constante

 

 

 

 

 

 

 

 

CDM

Módulo de convertidor de frecuencia completo: el

 

 

 

 

convertidor de frecuencia, la sección de alimen-

 

 

 

 

tación y los componentes auxiliares

 

 

 

 

 

 

 

 

CM

Modo común

 

 

 

 

 

 

 

 

CT

Par constante

 

 

 

 

 

 

 

 

CC

Corriente continua

 

 

 

 

 

 

 

 

DI

Entrada digital

 

 

 

 

 

 

 

 

DM

Modo diferencial

 

 

 

 

 

 

 

 

D-TYPE

Dependiente del convertidor de frecuencia

 

 

 

 

 

 

 

 

CEM

Compatibilidad electromagnética

 

 

 

 

 

 

 

 

EMF

Fuerza contraelectromotriz

 

 

 

 

 

 

 

 

ETR

Relé termoelectrónico

 

 

 

 

 

 

 

 

fVELOCIDAD FIJA

Frecuencia del motor cuando se activa la función

 

 

 

 

de velocidad ƒja.

 

 

 

 

 

 

 

 

fM

Frecuencia motor

 

 

 

 

 

 

 

 

fMÁX.

La frecuencia de salida máxima que el convertidor

 

 

 

 

de frecuencia aplica a su salida.

 

 

 

 

 

 

 

 

fMÍN.

La frecuencia mínima del motor del convertidor

 

 

 

 

de frecuencia

 

 

 

 

 

 

 

 

fM, N

Frecuencia nominal del motor

 

 

 

 

 

 

 

 

FC

Convertidor de frecuencia

 

 

 

 

 

 

 

 

g

Gramos

 

 

 

 

 

 

 

 

Hiperface®

Hiperface® es una marca registrada de Stegmann

 

 

 

HO

sobrecarga alta

 

 

 

 

 

 

 

 

CV

Caballos de vapor

 

 

 

 

 

 

 

 

HTL

Pulsos del encoder HTL (10-30 V), (lógica de

 

 

 

 

transistor de tensión alta)

 

 

 

 

 

 

 

 

Hz

Hercio

 

 

 

 

 

 

 

 

IINV

Intensidad nominal de salida del convertidor

 

 

 

 

 

 

 

 

ILÍM.

Límite de intensidad

 

 

 

 

 

 

 

 

IM, N

Corriente nominal del motor

 

 

 

 

 

 

 

 

IVLT, MÁX.

Intensidad de salida máxima

 

 

 

 

 

 

 

 

IVLT,N

Corriente nominal de salida suministrada por el

 

 

 

 

convertidor de frecuencia

 

 

 

 

 

 

 

 

kHz

Kilohercio

 

 

 

 

 

 

 

 

LCP

Panel de control local

 

 

 

 

 

 

 

 

lsb

Bit menos signiƒcativo

 

 

 

 

 

 

 

 

m

Metro

 

 

 

 

 

 

 

 

mA

Miliamperio

 

 

 

 

 

 

 

 

MCM

Mille Circular Mil, unidad norteamericana de

 

 

 

 

sección de cables

 

 

 

 

 

 

 

 

MCT

Herramienta de control de movimientos

 

 

 

 

 

mH

Inductancia en milihenrios

 

 

mm

Milímetro

 

 

ms

Milisegundo

 

 

msb

Bit más signiƒcativo

 

 

ηVLT

Eƒciencia del convertidor de frecuencia deƒnida

 

como la relación entre la potencia de salida y la

 

potencia de entrada.

 

 

nF

Capacitancia en nanofaradios

 

 

NLCP

Panel de control local numérico

 

 

Nm

Newton metro

 

 

NO

Sobrecarga normal

 

 

ns

Velocidad del motor síncrono

 

 

Parámetros

Los cambios realizados en los parámetros en línea

en línea y

se activan inmediatamente después de cambiar el

fuera de

valor de dato.

línea

 

 

 

Pbr, cont.

Potencia nominal de la resistencia de freno

 

(potencia media durante el frenado continuo).

 

 

PCB

Placa de circuito impreso

 

 

PCD

Datos de proceso

 

 

PDS

Sistema Power Drive: un CDM y un motor

 

 

PELV

Tensión de protección muy baja

 

 

Pm

Potencia nominal de salida del convertidor de

 

frecuencia como sobrecarga alta (HO).

 

 

PM,N

Potencia nominal del motor

 

 

Motor PM

Motor de magnetización permanente

 

 

PID de

Controlador PID (diferencial proporcional

proceso

integrado), que mantiene la velocidad, la presión,

 

la temperatura, etc.

 

 

Rbr, nom

Valor de resistencia nominal que garantiza una

 

potencia de frenado en el eje del motor del

 

150/160 % durante 1 minuto

 

 

RCD

Dispositivo de corriente diferencial

 

 

Regen

Terminales regenerativos

 

 

Rmín.

Valor de resistencia de freno mínima permitida

 

por el convertidor de frecuencia

 

 

RMS

Media cuadrática

 

 

RPM

Revoluciones por minuto

 

 

Rrec

Resistencia recomendada de las resistencias de

 

freno de Danfoss

 

 

s

Segundo

 

 

SFAVM

Modulación asíncrona de vectores orientada al

 

†ujo del estátor

 

 

STW

Código de estado

 

 

SMPS

Fuente de alimentación del modo de

 

conmutación

 

 

THD

Distorsión armónica total

 

 

TLÍM.

Límite de par

 

 

TTL

Pulsos del encoder TTL (5 V), (lógica transistor

 

transistor)

 

 

UM, N

Tensión nominal del motor

 

 

V

Voltios

 

 

VT

Par variable

 

 

8

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Introducción

Guía de diseño

 

 

VVC+

Control vectorial de la tensión plus

Tabla 1.1 Abreviaturas

Convenciones

Las listas numeradas indican procedimientos.

Las listas de viñetas indican otra información y descripción de ilustraciones.

El texto en cursiva indica:

Referencia cruzada.

Vínculo.

Nota al pie.

Nombre del parámetro, nombre del grupo de parámetros, opción del parámetro.

Todas las dimensiones indicadas en mm (in).

* indica un ajuste predeterminado de un parámetro.

Ciclo de trabajo intermitente

1 1

Una clasiƒcación de trabajo intermitente es una secuencia de ciclos de trabajo. Cada ciclo está formado por un periodo en carga y un periodo sin carga. El funcionamiento puede ser de trabajo periódico o de trabajo no periódico.

Factor de potencia

El factor de potencia real (lambda) tiene en cuenta todos los armónicos. Siempre es inferior al factor de potencia real (cosphi), que solo tiene en cuenta los armónicos fundamentales de corriente y de tensión.

ϕ

P

 

Uλ x Iλ x

ϕ

P

kW

 

Uλ x

cos

cos = kVA =

Cosphi también se conoce como el factor de potencia de desplazamiento.

Tanto lambda como cosphi se indican para los convertidores de frecuencia Danfoss VLT®, en el

capétulo 7.2 Fuente de alimentación de red.

1.5 Símbolos de seguridad

En este manual se utilizan los siguientes símbolos:

ADVERTENCIA

Indica situaciones potencialmente peligrosas que pueden producir lesiones graves o incluso la muerte.

PRECAUCIÓN

Indica una situación potencialmente peligrosa que puede producir lesiones leves o moderadas. También puede utilizarse para alertar contra prácticas no seguras.

AVISO!

Indica información importante, entre la que se incluyen situaciones que pueden producir daños en el equipo u otros bienes.

1.6 Deƒniciones

Inercia

El eje del motor se encuentra en modo libre. Sin par en el motor.

Características de par constante (CT)

Características de par constante utilizadas para todas las aplicaciones, tales como:

Cintas transportadoras.

Bombas de desplazamiento.

Grúas.

Inicialización

Si se lleva a cabo una inicialización (parámetro 14-22 Modo funcionamiento), el convertidor de frecuencia vuelve a los ajustes predeterminados.

El factor de potencia indica hasta qué punto el convertidor de frecuencia impone una carga a la fuente de alimentación de red.

Cuanto menor es el factor de potencia, mayor es IRMS para el mismo rendimiento en kW.

Además, un factor de potencia elevado indica que las corrientes armónicas son bajas.

Todos los convertidores de frecuencia de Danfoss tienen bobinas de CC integradas en el bus de CC. Las bobinas garantizan un factor de potencia alto y reducen el THDi en la fuente de alimentación de red.

Ajuste

Guardar ajustes de parámetros en cuatro conƒguraciones distintas. Cambiar entre estos cuatro ajustes de parámetros y editar un ajuste mientras otro está activo.

Compensación de deslizamiento

El convertidor de frecuencia compensa el deslizamiento del motor añadiendo un suplemento a la frecuencia que sigue a la carga medida del motor, manteniendo la velocidad del mismo casi constante.

Smart logic control (SLC)

SLC es una secuencia de acciones deƒnidas por el usuario que se ejecuta cuando el SLC evalúa como verdaderos los eventos asociados deƒnidos por el usuario. (Grupo de parámetros 13-** Lógica inteligente).

Bus estándar FC

Incluye el bus RS485 bus con el protocolo FC o el protocolo MC. Consulte el parámetro 8-30 Protocolo.

Termistor

Resistencia que depende de la temperatura y que se coloca en el punto donde ha de controlarse la temperatura (convertidor de frecuencia o motor).

Desconexión

Estado al que se pasa en situaciones de fallo; por ejemplo, si el convertidor de frecuencia se sobrecalienta o cuando este protege el motor, el proceso o el mecanismo. Se impide el rearranque hasta que desaparece la causa del

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9

Introducción

VLT® Refrigeration Drive FC 103

1

1

fallo y se anula el estado de desconexión. Para cancelar el

 

 

estado de desconexión:

 

 

 

 

active el reinicio o

 

 

programe el convertidor de frecuencia para que

 

 

 

se reinicie automáticamente

La desconexión no debe utilizarse para la seguridad personal.

Bloqueo por alarma

Estado al que se pasa en situaciones de fallo cuando el convertidor de frecuencia está protegiéndose a sí mismo y requiere una intervención física; por ejemplo, si el convertidor de frecuencia se cortocircuita en la salida. Un bloqueo por alarma solo puede cancelarse cortando la alimentación de red, eliminando la causa del fallo y volviendo a conectar el convertidor de frecuencia. Se impide el rearranque hasta que se cancela el estado de desconexión mediante la activación del reinicio o, en algunos casos, mediante la programación del reinicio automático. La desconexión no debe utilizarse para la seguridad personal.

Características VT

Características de par variable utilizadas en bombas y ventiladores.

1.7 Versión del documento y del software

Este manual se revisa y se actualiza de forma periódica. Le agradecemos cualquier sugerencia de mejoras.

La Tabla 1.2 muestra las versiones de documento y software.

Edición

Comentarios

Versión de software

 

 

 

MG16G2xx

Sustituye a la MG16G1xx

1.4x

 

 

 

Tabla 1.2 Versión del documento y del software

1.8 Homologaciones y certiƒcados

Los convertidores de frecuencia están diseñados conforme a las directivas descritas en este apartado.

Para más información sobre homologaciones y certiƒcados, diríjase a la zona de descargas en vlt-marine.danfoss.com/ support/type-approval-certi‚cates/.

1.8.1 Marca CE

Ilustración 1.1 CE

La marca CE (Comunidad Europea) indica que el fabricante del producto cumple todas las directivas aplicables de la UE. Las directivas europeas aplicables al diseño y a la fabricación de convertidores de frecuencia se enumeran en la Tabla 1.3.

AVISO!

La marca CE no regula la calidad del producto. Las especi„caciones técnicas no pueden deducirse de la marca CE.

AVISO!

Los convertidores de frecuencia que tengan una función de seguridad integrada deben cumplir la directiva de máquinas.

Directiva de la UE

Versión

 

 

Directiva de tensión baja

2014/35/EU

 

 

Directiva CEM

2014/30/EU

 

 

Directiva de máquinas1)

2014/32/EU

Directiva ErP

2009/125/EC

 

 

Directiva ATEX

2014/34/EU

 

 

Directiva RoHS

2002/95/EC

 

 

Tabla 1.3 Directivas de la UE aplicables a los convertidores de frecuencia

1) La conformidad con la directiva de máquinas solo se exige en los convertidores de frecuencia dotados de una función de seguridad integrada.

Las declaraciones de conformidad están disponibles previa solicitud.

1.8.1.1 Directiva de tensión baja

La directiva de tensión baja se aplica a todos los equipos eléctricos situados en los intervalos de tensión

50-1000 V CA y 75-1600 V CC.

La ƒnalidad de esta directiva es garantizar la seguridad personal y evitar los daños materiales cuando se manejen, para su aplicación prevista, equipos eléctricos correctamente instalados y mantenidos.

1.8.1.2 Directiva CEM

El propósito de la Directiva CEM (compatibilidad electromagnética) es reducir las interferencias electromagnéticas y mejorar la inmunidad de los equipos e instalaciones eléctricos. Los requisitos de protección básicos de la directiva CEM son que los dispositivos que generen interferencias electromagnéticas (EMI) o los dispositivos cuyo funcionamiento se pueda ver afectado por las EMI se diseñen para limitar la generación de interferencias electromagnéticas. Estos dispositivos deben tener un grado adecuado de inmunidad a las EMI cuando se instalan

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Introducción

Guía de diseño

 

 

correctamente, se mantienen y se usan conforme a lo previsto.

Los dispositivos eléctricos que se utilizan independientemente o como parte de un sistema deben disponer de la marca CE. Los sistemas no necesitan la marca CE pero deben cumplir con los requisitos básicos de protección de la Directiva CEM.

(CEM). El cumplimiento C-tick es necesario para la distri-

1

1

bución de dispositivos eléctricos y electrónicos en el mercado australiano y en el neozelandés.

La normativa C-tick se reƒere a las emisiones por conducción y radiación. En el caso de los convertidores de frecuencia, aplique los límites de emisiones especiƒcados en EN/CEI 61800-3.

1.8.1.3 Directiva de máquinas

La ƒnalidad de la Directiva de máquinas es garantizar la seguridad personal y evitar daños materiales en los equipos mecánicos utilizados para su aplicación prevista. La Directiva de máquinas es aplicable a una máquina que conste de un conjunto de componentes o dispositivos interconectados de los cuales al menos uno sea capaz de realizar un movimiento mecánico.

Los convertidores de frecuencia que tengan una función de seguridad integrada deberán cumplir la Directiva de máquinas. Los convertidores de frecuencia sin función de seguridad no se incluyen en la Directiva de máquinas. Si un convertidor de frecuencia está integrado en un sistema de maquinaria, Danfoss proporciona información sobre los aspectos de seguridad relativos al convertidor.

Cuando los convertidores de frecuencia se utilizan en máquinas con al menos una parte móvil, el fabricante de la máquina debe proporcionar una declaración de cumplimiento de todas las normas y medidas de seguridad pertinentes.

Podrá emitirse una declaración de conformidad si así se solicita.

1.8.3 Conformidad con UL

Listado como UL

Ilustración 1.3 UL

AVISO!

Los convertidores de frecuencia de 525-690 V no disponen de certi„cado para UL.

El convertidor de frecuencia cumple los requisitos de la norma UL 508C de retención de memoria térmica. Para obtener más información, consulte el

capétulo 2.6.2 Protección térmica motor.

1.8.1.4 Directiva ErP

La directiva ErP es la directiva europea de diseño ecológico de productos relacionados con la energía. Esta directiva establece requisitos de diseño ecológico para los productos relacionados con la energía, incluidos los convertidores de frecuencia. El objetivo de la directiva es incrementar el rendimiento energético y el nivel de protección del medio ambiente, mientras se aumenta la seguridad del suministro energético. El impacto medioambiental de los productos relacionados con la energía incluye el consumo de energía en todo el ciclo de vida útil del producto.

1.8.2 Conformidad con C-Tick

Ilustración 1.2 C-tick

El sello C-tick indica el cumplimiento de los estándares técnicos aplicables de compatibilidad electromagnética

1.8.4 Conformidad marítima (ADN)

Las unidades con protección Ingress de clasiƒcación IP55 (NEMA 12) o superior evitan la formación de chispas y se clasiƒcan como aparatos eléctricos con riesgo de explosión limitado según el acuerdo europeo relativo al transporte internacional de mercancías peligrosas por vías navegables (ADN).

En las unidades con protección Ingress de clasiƒcación IP20/chasis, IP21 / NEMA 1 o IP54, el riesgo de formación de chispas se evita de la siguiente forma:

No instale un interruptor de red.

Asegúrese de que parámetro 14-50 Filtro RFI está ajustado en [1] Sí.

Retire todos los conectores de relé marcados como RELAY. Consulte el Ilustración 1.4.

Compruebe qué opciones de relé están instaladas, si es que las hay. La única opción de relé permitida es VLT® Extended Relay Card MCB 113.

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VLT® Refrigeration Drive FC 103

1

1

Vaya a vlt-marine.danfoss.com/support/type-approval-

 

 

-certi‚cates/ para obtener más información sobre requisitos

 

 

marítimos.

 

 

<![if ! IE]>

<![endif]>130BD832.10

1

2

1, 2

Conectores de relé

 

 

Ilustración 1.4 Ubicación de los conectores de relé

La declaración del fabricante está disponible bajo pedido.

1.8.5 Normativa de control de exportación

Los convertidores de frecuencia pueden estar sujetos a normativas regionales y/o nacionales de control de exportaciones.

Aquellos convertidores de frecuencia sujetos a normativas de control de exportaciones se clasiƒcarán con un código ECCN.

El código ECCN se incluye en los documentos adjuntos al convertidor de frecuencia.

En caso de reexportación, recaerá en el exportador la responsabilidad de garantizar la conformidad con las normativas pertinentes de control de exportaciones.

1.9 Seguridad

1.9.1 Principios generales de seguridad

Si se manipulan incorrectamente, los convertidores de frecuencia pueden resultar mortales, ya que contienen componentes de tensión alta. El equipo solo debería ser instalado y manejado por personal cualiƒcado. No intente realizar trabajos de reparación sin desconectar primero la alimentación del convertidor de frecuencia y esperar el tiempo necesario para que la energía eléctrica almacenada se disipe.

Es obligatorio seguir estrictamente las precauciones y avisos para que el convertidor de frecuencia tenga un funcionamiento seguro.

Se precisan un transporte, un almacenamiento, una instalación, un funcionamiento y un mantenimiento correctos y ƒables para que el convertidor de frecuencia funcione de un modo seguro y sin ningún tipo de problemas. Este equipo únicamente puede ser instalado y manejado por personal cualiƒcado.

El personal cualiƒcado es aquel personal formado que está autorizado para instalar, poner en marcha y efectuar el mantenimiento de equipos, sistemas y circuitos conforme a la legislación y la regulación vigentes. Asimismo, el personal cualiƒcado debe estar familiarizado con las instrucciones y medidas de seguridad descritas en este manual de funcionamiento.

ADVERTENCIA

TENSIÓN ALTA

Los convertidores de frecuencia contienen tensión alta cuando están conectados a una entrada de red de CA, a un suministro de CC o a una carga compartida. Si la instalación, el arranque y el mantenimiento no son efectuados por personal cuali„cado, pueden causarse lesiones graves o incluso la muerte.

Solo el personal cuali„cado deberá llevar a cabo la instalación, el arranque y el mantenimiento.

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Introducción

Guía de diseño

 

 

ADVERTENCIA

ARRANQUE ACCIDENTAL

Cuando el convertidor de frecuencia se conecta a una red de CA, a un suministro de CC o a una carga compartida, el motor puede arrancar en cualquier momento. Un arranque accidental durante la programación, el mantenimiento o los trabajos de reparación puede causar la muerte, lesiones graves o daños materiales. El motor puede arrancar mediante un interruptor externo, un comando de bus de campo, una señal de referencia de entrada desde el LCP o por la eliminación de una condición de fallo.

Para evitar un arranque accidental del motor:

Desconecte el convertidor de frecuencia de la red.

Pulse [OŠ/Reset] en el LCP antes de programar cualquier parámetro.

 

 

 

 

1

1

Tensión [V]

Tiempo de espera mínimo (minutos)

 

4

15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

200–240

1,1-3,7 kW

5,5-45 kW

 

 

 

 

 

 

 

 

 

380–480

1,1-7,5 kW

11-90 kW

 

 

 

 

 

 

 

 

 

525–600

1,1-7,5 kW

11-90 kW

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tabla 1.4 Tiempo de descarga

ADVERTENCIA

PELIGRO DE CORRIENTE DE FUGA

Las corrientes de fuga superan los 3,5 mA. No efectuar la toma de tierra correcta del convertidor de frecuencia puede ser causa de lesiones graves e incluso muerte.

La correcta toma a tierra del equipo debe estar garantizada por un instalador eléctrico certi„cado.

Debe cablear y montar completamente el convertidor de frecuencia, el motor y cualquier equipo accionado antes de conectar el convertidor de frecuencia a la red de CA, al suministro de CC o a una carga compartida.

ADVERTENCIA

TIEMPO DE DESCARGA

El convertidor de frecuencia contiene condensadores de enlace de CC que pueden seguir cargados incluso si el convertidor de frecuencia está apagado. Puede haber tensión alta presente aunque las luces del indicador LED de advertencia estén apagadas. Si después de desconectar la alimentación no espera el tiempo especi- „cado antes de realizar cualquier trabajo de reparación o tarea de mantenimiento, se pueden producir lesiones graves o incluso la muerte.

1.Pare el motor.

2.Desconecte la red de CA, los motores de magnetización permanente y las fuentes de alimentación de bus de CC remotas, entre las que se incluyen las baterías de emergencia, los SAI y las conexiones de bus de CC a otros convertidores de frecuencia.

3.Espere a que los condensadores se descarguen por completo antes de efectuar actividades de mantenimiento o trabajos de reparación. La duración del tiempo de espera se especi„ca en la Tabla 1.4.

ADVERTENCIA

PELIGRO DEL EQUIPO

El contacto con ejes de rotación y equipos eléctricos puede provocar lesiones graves o la muerte.

Asegúrese de que la instalación, el arranque y el mantenimiento sean realizados únicamente por personal formado y cuali„cado.

Asegúrese de que los trabajos eléctricos cumplan con los códigos eléctricos nacionales y locales.

Siga los procedimientos de este manual.

ADVERTENCIA

GIRO ACCIDENTAL DEL MOTOR AUTORROTACIÓN

El giro accidental de los motores de magnetización permanente puede crear tensión y cargar la unidad, dando lugar a lesiones graves, daños materiales o incluso la muerte.

Asegúrese de que los motores de magnetización permanente estén bloqueados para evitar un giro accidental.

PRECAUCIÓN

PELIGRO DE FALLO INTERNO

Si el convertidor de frecuencia no está correctamente cerrado, un fallo interno en el convertidor de frecuencia puede causar lesiones graves.

Asegúrese de que todas las cubiertas de seguridad estén colocadas y „jadas de forma segura antes de suministrar electricidad.

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13

Vista general de producto VLT® Refrigeration Drive FC 103

2 Vista general de producto

2

2

2.1 Introducción

2.1.2 Ahorro energético

 

 

Este capítulo ofrece una visión general de los principales conjuntos y circuitos del convertidor de frecuencia. En él se describen las funciones eléctricas internas y de procesamiento de señal. También se incluye una descripción de la estructura de control interna.

Además, se describen las funciones opcionales y automatizadas del convertidor de frecuencia disponibles para diseñar sistemas operativos sólidos con un control soƒsticado y un rendimiento de información de estado.

2.1.1Producto diseñado para aplicaciones de refrigeración

VLT® Refrigeration Drive FC 103 está diseñado para aplicaciones de refrigeración. El asistente de aplicación integrado guiará al usuario a lo largo del proceso de puesta en servicio. La gama de funciones de serie y opcionales incluye:

Control en cascada multizona

Control de zona neutra.

Control de temperatura de condensación †otante.

Gestión de retorno de aceite.

Control de evaporador de realimentación múltiple.

Control en cascada.

Detección de funcionamiento en seco.

Detección de ƒn de curva.

Alternancia del motor.

STO.

Modo reposo.

Protección por contraseña.

Protección de sobrecarga.

Smart Logic Control.

Control de velocidad mínima.

Libre programación de textos informativos, advertencias y alertas.

Si se compara con sistemas de control y tecnologías alternativos, un convertidor de frecuencia es el sistema de control de energía óptimo para controlar sistemas de ventiladores y bombas.

Utilizando un convertidor de frecuencia para controlar el caudal, una reducción de velocidad de la bomba del 20 % genera un ahorro de energía de aproximadamente el 50 % en las aplicaciones típicas. En la

Ilustración 2.1 se muestra un ejemplo de la reducción potencial de energía.

(mwg)

Hs

 

 

 

<![if ! IE]>

<![endif]>130BD889.10

60

 

 

 

 

 

 

 

 

 

50

 

 

 

 

 

40

 

 

 

 

 

30

 

 

 

 

 

20

 

 

 

1650rpm

 

 

 

1350rpm

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

0

100

200

300

400

(m3 /h)

(kW)

Pshaft

 

 

 

 

60

 

 

 

 

 

50

 

 

 

 

 

40

 

 

 

1650rpm

 

 

 

 

 

 

30

 

 

 

 

 

20

 

 

1350rpm

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

0

100

200

300

400

(m3 /h)

1 Ahorro de energía

Ilustración 2.1 Ejemplo: ahorro de energía

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P1 = P2
n1 3
n2

Vista general de producto

Guía de diseño

 

 

2.1.3 Ejemplo de ahorro de energía

Tal y como se muestra en la Ilustración 2.2, el caudal se controla cambiando la velocidad de la bomba, medida en r/min. Al reducir la velocidad solo un 20 % respecto a la velocidad nominal, el caudal también se reduce en un

20 %. El caudal es directamente proporcional a la velocidad. El consumo eléctrico se reduce hasta en un 50 %.

Si el sistema solo tiene que suministrar un caudal correspondiente al 100 % durante unos días al año, mientras que el promedio es inferior al 80 % del caudal nominal durante el resto del año, el ahorro energético es incluso superior al 50 %.

La Ilustración 2.2 describe la dependencia del caudal, la presión y el consumo de energía en la velocidad de bomba en r/min para bombas centrífugas.

Ilustración 2.2 Leyes de a„nidad para bombas centrífugas

Caudal : Q1 = n1

Q2 n2

Presión : H1 = n1 2

H2 n2

Potencia :

Asumiendo un igual rendimiento en el rango de velocidad.

Q=Caudal

P=Potencia

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q1=Caudal 1

P1=Potencia 1

 

 

 

 

 

2

 

2

 

 

 

 

Q2=Caudal reducido

P2=Potencia reducida

 

 

 

 

 

 

H=Presión

n=Regulación de velocidad

 

 

 

 

 

 

H1=Presión 1

n1=Velocidad 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H2=Presión reducida

n2=Velocidad reducida

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tabla 2.1 Leyes de a„nidad

2.1.4Ejemplo con caudal variable durante 1 año

Este ejemplo está calculado en función de las características de una bomba según su hoja de datos, como se muestra en la Ilustración 2.4.

El resultado obtenido muestra un ahorro de energía superior al 50 % para la correspondiente distribución del caudal durante un año.

Consulte la Ilustración 2.3. El periodo de amortización depende del precio de la electricidad y del precio del convertidor de frecuencia. En este ejemplo, será inferior a un año, si se compara con las válvulas y la velocidad constante.

[h] t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

<![if ! IE]>

<![endif]>175HA210.11

2000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1500

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

500

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q

 

 

100

 

200

300

400

 

 

 

 

[m3 /h]

 

 

 

t [h]

 

Duración del caudal. Consulte también el

 

 

 

Tabla 2.2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q [m3/h]

 

Caudal

 

 

 

 

 

 

Ilustración 2.3 Distribución del caudal durante un año (duración frente a caudal)

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15

Vista general de producto VLT® Refrigeration Drive FC 103

 

 

2.1.5 Control mejorado

2

2

Utilice un convertidor de frecuencia para mejorar el control

del caudal o la presión de un sistema.

 

 

Utilice un convertidor de frecuencia para variar la

 

 

velocidad de un compresor, un ventilador o una bomba, lo

 

 

que permitirá obtener un control variable del caudal y la

 

 

presión.

 

 

Además, un convertidor de frecuencia puede adaptar

 

 

rápidamente la velocidad del compresor, ventilador o

 

 

bomba a las nuevas condiciones de caudal o presión del

 

 

sistema.

 

 

Obtenga un sencillo control del proceso (caudal, nivel o

 

 

presión) utilizando el control de PI integrado.

Ilustración 2.4 Consumo energético a diferentes velocidades

Cauda

Distribución

Regulación por

Control

l

 

 

válvula

del convertidor

 

 

 

 

 

de frecuencia

 

 

 

 

 

 

 

 

%

Duración

Potenci

Consumo

Potenc

Consumo

 

 

 

a

 

ia

 

 

 

 

 

 

 

 

[m3/h]

 

[h]

[kW]

[kWh]

[kW]

[kWh]

350

5

438

42,51)

18,615

42,51)

18,615

300

15

1314

38,5

50,589

29,0

38,106

 

 

 

 

 

 

 

250

20

1752

35,0

61,320

18,5

32,412

 

 

 

 

 

 

 

200

20

1752

31,5

55,188

11,5

20,148

 

 

 

 

 

 

 

150

20

1752

28,0

49,056

6,5

11,388

 

 

 

 

 

 

 

100

20

1752

23,02)

40,296

3,53)

6,132

Σ

10

8760

275,064

26,801

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tabla 2.2 Resultado

1)Lectura de potencia en el punto A1.

2)Lectura de potencia en el punto B1.

3)Lectura de potencia en el punto C1.

2.1.6Arrancador en estrella/triángulo o arrancador suave

A la hora de arrancar motores grandes, en muchos países es necesario usar equipos que limitan la tensión de arranque. En sistemas más tradicionales, se suele utilizar un arrancador en estrella/triángulo o un arrancador suave. Si se utiliza un convertidor de frecuencia, no serán necesarios este tipo de arrancadores del motor.

Como se muestra en la Ilustración 2.5, un convertidor de frecuencia no consume más intensidad que la nominal.

1

VLT® Refrigeration Drive FC 103

2

Arrancador en estrella/triángulo

 

 

3

Arrancador suave

 

 

4

Arranque directamente con la alimentación de red

 

 

Ilustración 2.5 Intensidad de arranque

16

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2.2 Descripción del funcionamiento

El convertidor de frecuencia suministra una cantidad regulada de alimentación de CA al motor con el ƒn de controlar su velocidad. El convertidor de frecuencia suministra frecuencia y tensión variables al motor.

El convertidor de frecuencia se divide en cuatro módulos principales:

Rectiƒcador

Circuito de bus de CC intermedio

Inversor

Control y regulación

La Ilustración 2.6 es un diagrama de bloques de los componentes internos del convertidor de frecuencia.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Área

 

 

 

Denominación

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

de aplicación

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fuente de alimentación de la red

1

 

 

 

 

Entrada de red

 

 

 

 

 

 

de CA trifásica al convertidor de

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

frecuencia.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

El puente del rectiƒcador convierte

2

 

 

 

 

Rectiƒcador

 

 

 

 

 

 

la entrada de CA en corriente CC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

para suministrar electricidad al

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

inversor.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

El circuito de bus de CC

3

 

 

 

 

Bus de CC

 

 

 

 

 

 

intermedio gestiona la intensidad

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

de CC.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Filtran la tensión de circuito de CC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

intermedio.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Prueban la protección transitoria

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

de red.

4

 

 

 

 

Bobinas de CC

 

 

 

Reducen la corriente RMS.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Elevan el factor de potencia

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

re†ejado de vuelta a la línea.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Reducen los armónicos en la

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

entrada de CA.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Área

Denominación

 

de aplicación

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Almacena la potencia de CC.

 

 

 

 

5

 

 

2

 

2

Banco de

Proporciona protección ininte-

 

 

 

 

 

 

 

 

condensadores

 

rrumpida para pérdidas de

 

 

 

 

 

 

 

potencia cortas.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Convierte la CC en una forma de

 

 

 

 

6

Inversor

 

onda de CA PWM controlada para

 

 

 

 

 

una salida variable controlada al

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

motor.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

Salida al motor

Regula la potencia de salida

 

 

 

 

 

trifásica al motor.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

La potencia de entrada, el

 

 

 

 

 

 

 

procesamiento interno, la salida y

 

 

 

 

 

 

 

la intensidad del motor se

 

 

 

 

 

 

 

monitorizan para proporcionar un

 

 

 

 

 

 

 

funcionamiento y un control

 

 

 

 

8

Circuitos de

 

eƒcientes.

 

 

 

 

control

 

 

 

 

 

 

Se monitorizan y ejecutan los

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

comandos externos y la interfaz

 

 

 

 

 

 

 

de usuario.

 

 

 

 

 

 

Puede suministrarse salida de

 

 

 

 

 

 

 

estado y control.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ilustración 2.6 Diagrama de bloques de convertidor de frecuencia

2.2.1 Principio de la estructura de control

El convertidor de frecuencia transforma la tensión de CA de la red en tensión de CC.

Esta tensión de CC se convierte en corriente alterna con amplitud y frecuencia variables.

El convertidor de frecuencia suministra al motor tensión/ intensidad y frecuencia variables, lo que permite un control de velocidad variable en motores asíncronos trifásicos estándar y en motores PM no salientes.

El convertidor de frecuencia gestiona diversos principios de control de motor, tales como el modo de motor especial U/f y el VVC+. El comportamiento en cortocircuito del convertidor de frecuencia depende de los tres transductores de corriente de las fases del motor.

MG16G205

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Vista general de producto

VLT® Refrigeration Drive FC 103

2 2

Ilustración 2.7 Estructura del convertidor de frecuencia

2.3 Secuencia de funcionamiento 2.3.1 Sección del rectiƒcador

Cuando se aplica potencia al convertidor de frecuencia, esta entra a través de los terminales de red (L1, L2 y L3). En función de la conƒguración de la unidad, la potencia pasa a las opciones de desconexión y/o ƒltro RFI.

2.3.2 Sección intermedia

A continuación de la sección del rectiƒcador, la tensión pasa a la sección intermedia. Un circuito de ƒltro, compuesto por la bobina del bus de CC y el banco de condensadores del bus de CC, suaviza la tensión rectiƒcada.

El inductor del bus de CC proporciona impedancia en serie a la intensidad cambiante. Esto ayuda al proceso de ƒltrado reduciendo la distorsión armónica a la forma de onda de la corriente CA de entrada, normalmente inherente en los circuitos rectiƒcadores.

2.3.3 Sección del inversor

En la sección del inversor, una vez estén presentes un comando de ejecución y una referencia de velocidad, los IGBT comienzan a conmutar para crear la onda de salida.

Esta forma de onda, generada por el principio PWM VVC+ de Danfoss en la tarjeta de control, proporciona un rendimiento óptimo y pérdidas mínimas en el motor.

2.4 Estructuras de control

2.4.1 Estructura de control de lazo abierto

Al funcionar en modo de lazo abierto, el convertidor de frecuencia responderá a los comandos de entrada manualmente, a través de las teclas del LCP, o de forma remota, mediante las entradas analógicas/digitales o el bus serie.

En la conƒguración que se muestra en la Ilustración 2.8, el convertidor de frecuencia funciona en modo de lazo abierto. Recibe datos de entrada desde el LCP (modo manual) o mediante una señal remota (modo automático). La señal (referencia de velocidad) se recibe y condiciona conforme a lo siguiente:

Límites de velocidad del motor máximo y mínimo programados (en RPM y Hz).

Tiempos de deceleración y aceleración.

Sentido de giro del motor.

A continuación, se transmite la referencia para controlar el motor.

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MG16G205

Vista general de producto

Guía de diseño

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P 4-13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Motor speed

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

high limit [RPM]

Reference

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

handling

 

 

 

 

 

 

 

 

P 4-14

Remote

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Motor speed

reference

 

 

 

 

 

 

 

 

 

high limit [Hz]

 

 

 

 

 

 

 

Remote

 

 

 

 

 

 

 

 

Auto mode

 

 

 

 

 

 

 

Reference

 

 

 

 

 

 

 

 

Linked to hand/auto

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Hand mode

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Local

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P 4-11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Local

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Motor speed

reference

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

low limit [RPM]

scaled to

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RPM or Hz

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P 3-13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

LCP Hand on,

 

Reference

 

 

 

P 4-12

o and auto

 

site

 

 

 

Motor speed

on keys

 

 

 

 

 

 

 

low limit [Hz]

P 3-4* Ramp 1

P 3-5* Ramp 2

Ramp

100%

<![if ! IE]>

<![endif]>130BB153.10

 

0%

To motor

 

control

 

 

 

 

 

 

100%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-100%

 

 

P 4-10

 

 

 

 

 

 

 

 

Motor speed

 

 

 

 

direction

Ilustración 2.8 Diagrama de bloques del modo de lazo abierto

2.4.2 Estructura de control de lazo cerrado

En el modo de lazo cerrado, un controlador PID interno permite que el convertidor de frecuencia procese señales de realimentación y de referencia del sistema para

funcionar como una unidad de control independiente. El convertidor de frecuencia puede indicar el estado y transmitir mensajes de alarma, así como muchas otras opciones programables, para el control externo del sistema cuando funciona en lazo cerrado de forma independiente.

Ilustración 2.9 Diagrama de bloques del controlador de lazo cerrado

Por ejemplo, consideremos una aplicación de bombas en la que la velocidad de una bomba debe ser controlada de forma que la presión en una tubería sea constante (consulte la Ilustración 2.9). El convertidor de frecuencia recibe una señal de realimentación desde un sensor en el sistema. Compara esta señal con un valor de referencia de consigna y determina el error, si lo hay, entre las dos señales. A continuación, ajusta la velocidad del motor para corregir el error.

El valor de consigna de presión estática es la señal de referencia al convertidor de frecuencia. Un sensor de presión estática mide la presión estática real en la tubería y suministra esta información al convertidor de frecuencia en forma de señal de realimentación. Si la señal de realimentación es mayor que el valor de consigna, el convertidor de frecuencia disminuye la velocidad para reducir la presión. De forma similar, si la presión en la tubería es inferior al valor de consigna, el convertidor de

frecuencia acelera para aumentar la presión suministrada por la bomba.

Aunque los valores predeterminados del convertidor de frecuencia de lazo cerrado normalmente proporcionan un rendimiento satisfactorio, a menudo puede optimizarse el control del sistema ajustando los parámetros de PID. Para dicha optimización, se facilita el ajuste automático.

También se incluyen otras funciones programables, como:

Regulación inversa: la velocidad del motor se incrementa cuando existe una señal de realimentación alta. Esto resulta útil en aplicaciones de compresor, en las que la velocidad debe

2 2

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Vista general de producto

VLT® Refrigeration Drive FC 103

 

 

 

 

aumentarse si la presión/temperatura es

 

 

 

 

demasiado alta.

2

 

2

Frecuencia de arranque: permite que el sistema

 

 

alcance rápidamente el estado de funcionamiento

 

 

 

antes de que el controlador PID tome el control.

 

 

 

 

 

 

Filtro de paso bajo integrado: reduce el ruido de

 

 

 

 

la señal de realimentación.

2.4.3Control Local (Hand On) y Remoto (Auto On)

Maneje el convertidor de frecuencia manualmente mediante el LCP y el bus serie o de forma remota mediante las entradas analógicas y digitales.

Referencia activa y modo de con„guración

La referencia activa puede ser tanto una referencia local como remota. El ajuste predeterminado es referencia remota.

Para utilizar la referencia local, haga la conƒguración en modo manual. Para activar el modo manual, adapte los ajustes de parámetros del grupo de parámetros 0–4* Teclado LCP. Si desea más información, consulte la guía de programación.

Para utilizar la referencia remota, haga la conƒguración en modo automático, que es el modo predeterminado. En el modo automático, es posible controlar el convertidor de frecuencia a través de las entradas digitales y de diferentes interfaces serie (RS485, USB o un bus de campo opcional).

La Ilustración 2.10 muestra el modo de conƒguración resultante de la selección de referencia activa, ya sea local o remota.

La Ilustración 2.11 muestra el modo de conƒguración manual para la referencia local.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P 1-00

<![if ! IE]>

<![endif]>130BD893.10

 

 

 

 

 

 

 

 

Con guration

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

mode

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

open loop

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Scale to

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RPM or

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Hz

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Local

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

reference

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Local

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ref.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Scale to closed loop unit

closed loop

Ilustración 2.11 Modo de con„guración manual

Principio de control de la aplicación

En cualquier momento dado estará activada la referencia remota o la referencia local. No pueden estar activadas ambas a la vez. Conƒgure el principio de control de la aplicación (es decir, lazo abierto o lazo cerrado) en parámetro 1-00 Modo Con‚guración, como se muestra en la Tabla 2.3.

Cuando la referencia local esté activada, conƒgure el principio de control de la aplicación en

parámetro 1-05 Local Mode Con‚guration.

Conƒgure el origen de referencia en parámetro 3-13 Lugar de referencia, como se muestra en la Tabla 2.3.

Si desea más información, consulte la guía de programación.

[Hand On]

Parámetro 3-13 Lugar de

Referencia activa

[Auto On]

referencia

 

Teclas del LCP

 

 

 

 

 

Hand

Conex. a manual/auto

Local

 

 

 

Hand Oˆ

Conex. a manual/auto

Local

Autom.

Conex. a manual/auto

Remoto

 

 

 

Auto Desconexi

Conex. a manual/auto

Remoto

ón

 

 

 

 

 

Todas las teclas

Local

Local

 

 

 

Todas las teclas

Remoto

Remoto

 

 

 

Tabla 2.3 Con„guraciones de referencia remota y referencia local

Ilustración 2.10 Referencia activa

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2.4.4 Manejo de referencias

El manejo de referencias se aplica tanto al funcionamiento en lazo abierto como en lazo cerrado.

Referencias internas y externas

Es posible programar hasta ocho referencias internas distintas en el convertidor de frecuencia. La referencia interna activa puede seleccionarse de forma externa utilizando entradas de control digitales o el bus de comunicación serie.

También pueden suministrarse referencias externas al convertidor de frecuencia, generalmente a través de una entrada de control analógico. Todas las fuentes de referencias y la referencia de bus se suman para producir la referencia externa total. Seleccione la referencia activa entre las siguientes:

La referencia externa

La referencia interna

El valor de consigna

La suma de las tres cuestiones anteriores La referencia activa puede escalarse.

La referencia escalada se calcula de la siguiente forma:

 

Ref .

 

X

 

X

 

Y

 

 

=

+

× 100

 

2 2

X es

 

 

 

la referencia externa, la referencia interna o la suma de ambas e Y es el parámetro 3-14 Referencia interna relativa en [%].

Si Y, parámetro 3-14 Referencia interna relativa, se ajusta a 0 %, el escalado no afectará a la referencia.

Referencia remota

Una referencia remota está compuesta de las siguientes (consulte la Ilustración 2.12):

Referencias internas

Referencias externas:

-Entradas analógicas

-Entradas de frecuencia de pulsos

-Entradas de potenciómetro digital

-Referencias de bus de comunicación serie

Referencia relativa interna

Valor de consigna controlada de realimentación

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Ilustración 2.12 Manejo de referencias remotas

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2.4.5 Manejo de la realimentación

El manejo de la realimentación puede conƒgurarse para funcionar con aplicaciones que requieran un control avanzado, como múltiples valores de consigna y varios tipos de realimentación (consulte la Ilustración 2.13). Son habituales tres tipos de control:

Zona única, valor de consigna único

Este tipo de control es una conƒguración de realimentación básica. El valor de consigna 1 se añade a cualquier otra referencia (si la hubiese) y se selecciona la señal de realimentación.

Multizona, valor de consigna único

Este tipo de control utiliza dos o tres sensores de realimentación pero solo un valor de consigna. La realimentación puede sumarse, restarse o puede hallarse su promedio. Adicionalmente, puede usarse el valor máximo o el mínimo. El valor de consigna 1 se utiliza exclusivamente en esta conƒguración.

Multizona, realimentación / valor de consigna

El par valor de consigna / realimentación con mayor diferencia controlará la velocidad del convertidor de frecuencia. El valor máximo intenta mantener todas las

zonas en sus respectivos valores de consigna o por debajo, mientras que el valor mínimo intenta mantener todas las

zonas en sus respectivos valores de consigna o por encima 2 2 de estos.

Ejemplo

Una aplicación de dos zonas y dos valores de consigna. El valor de consigna de la zona 1 es 15 bar y su realimentación es de 5,5 bar. El valor de consigna de la zona 2 es 4,4 bar y la realimentación es de 4,6 bar. Si se selecciona el máximo, el valor de consigna y la realimentación de la zona 2 se envían al controlador PID, puesto que este tiene la diferencia más pequeña (la realimentación es más alta que el valor de consigna, de manera que se obtiene una diferencia negativa). Si se selecciona el mínimo, el valor de consigna y la realimentación de la zona 1 se envían al controlador PID, puesto que este tiene la mayor diferencia (la realimentación es más baja que el valor de consigna, de manera que se obtiene una diferencia positiva).

Ilustración 2.13 Diagrama de bloques de procesamiento de señal de realimentación

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Conversión de realimentación

En algunas aplicaciones, resulta útil convertir la señal de 2 2 realimentación. Un ejemplo de ello es el uso de una señal

de presión para proporcionar realimentación de caudal. Puesto que la raíz cuadrada de la presión es proporcional al caudal, la raíz cuadrada de la señal de presión suministra un valor proporcional al caudal. Consulte la Ilustración 2.14.

Ilustración 2.14 Conversión de realimentación

2.5 Funciones operativas automatizadas

Las funciones operativas automatizadas se activarán en cuanto el convertidor de frecuencia comience a funcionar. La mayoría no necesitan programación ni conƒguración. Entender que estas funciones están presentes puede optimizar un diseño de sistema y, posiblemente, evitar añadirle componentes o funciones duplicados.

Para obtener más detalles sobre cualquier conƒguración requerida y, en especial, sobre los parámetros del motor, consulte la Guía de programación.

El convertidor de frecuencia tiene todo un abanico de funciones de protección integradas para protegerse a sí mismo y al motor cuando está en funcionamiento.

AVISO!

Para garantizar la conformidad con las normas CEI 60364 (CE) o NEC 2009 (UL), es obligatorio utilizar fusibles y/o magnetotérmicos.

2.5.2 Protección contra sobretensión

Sobretensión generada por el motor

Cuando el motor funciona como generador, la tensión del bus de CC aumenta. Esto ocurre en los siguientes casos:

Cuando la carga arrastra al motor (a una frecuencia de salida constante del convertidor de frecuencia), por ejemplo, cuando la carga genera energía.

Durante la desaceleración (rampa de deceleración), si el momento de inercia es alto, la fricción es baja y el tiempo de deceleración es demasiado corto para que la energía se disipe como una pérdida en el convertidor de frecuencia, el motor y la instalación.

Un ajuste de compensación de deslizamiento incorrecto puede provocar una tensión de enlace de CC más elevada.

Fuerza contraelectromotriz desde el funcionamiento del motor PM. Si queda en inercia a unas r/min altas, la fuerza contraelectromotriz del motor PM puede superar, potencialmente, la tolerancia de tensión máxima del convertidor de frecuencia y provocar daños. Para evitarlo, el valor del parámetro 4-19 Frecuencia salida máx. se limita automáticamente de acuerdo con un cálculo interno basado en el valor del

parámetro 1-40 fcem a 1000 RPM, el parámetro 1-25 Veloc. nominal motor y el parámetro 1-39 Polos motor.

2.5.1 Protección ante cortocircuitos

Motor (fase-fase)

El convertidor de frecuencia está protegido contra cortocircuitos en el lado del motor con la medición de la intensidad en cada una de las fases del motor o en el bus de CC. Un cortocircuito entre dos fases de salida provoca una sobreintensidad en el inversor. El inversor se apaga cuando la intensidad de cortocircuito excede el valor permitido (Alarma 16, Trip Lock).

Red

Un convertidor de frecuencia que funciona correctamente limita la intensidad que puede tomar de la fuente de alimentación. Utilice fusibles y/o magnetotérmicos en el lateral de la fuente de alimentación a modo de protección en caso de avería de componentes internos del convertidor de frecuencia (primer fallo). Consulte el capétulo 7.8 Fusibles y magnetotérmicos para obtener más información.

AVISO!

Para evitar un exceso de velocidad del motor (p. ej., debido a efectos excesivos de autorrotación o a un caudal de agua descontrolado), equipe el convertidor de frecuencia con una resistencia de freno.

Controle la sobretensión con una función de freno (parámetro 2-10 Función de freno) o bien con un control de sobretensión (parámetro 2-17 Control de sobretensión).

Control de sobretensión (OVC)

El OVC reduce el riesgo de que el convertidor de frecuencia se desconecte debido a una sobretensión en el enlace de CC. Esto se soluciona ampliando automáticamente el tiempo de deceleración.

AVISO!

El OVC se puede activar para los motores PM (PM VVC+).

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2.5.3Detección de que falta una fase del motor

La función Falta una fase del motor

(parámetro 4-58 Función Fallo Fase Motor) está activada de manera predeterminada para evitar daños en el motor en caso de que falte una fase del motor. El ajuste predeterminado es 1000 ms, pero se puede ajustar para una detección más rápida.

2.5.4Detección de desequilibrio de fase de red

El funcionamiento en situación de grave desequilibrio de red reduce la vida útil del motor. Si el motor se utiliza continuamente cerca del valor nominal de carga, las condiciones se consideran extremas. El ajuste predeterminado desconecta el convertidor de frecuencia en caso de desequilibrio de red (parámetro 14-12 Función desequil. alimentación).

2.5.5 Conmutación en la salida

Se permite añadir un interruptor a la salida entre el motor y el convertidor de frecuencia. Es posible que aparezcan mensajes de fallo. Para capturar un motor en giro, active la función de motor en giro.

2.5.6 Protección de sobrecarga

Límite de par

La función de límite de par protege el motor ante sobrecargas, independientemente de la velocidad. El límite de par se controla en el parámetro 4-16 Modo motor límite de par o en el parámetro 4-17 Modo generador límite de par y el tiempo anterior a la desconexión de la advertencia de límite de par se controla en el parámetro 14-25 Retardo descon. con lím. de par.

Límite de intensidad

El límite de intensidad se controla en parámetro 4-18 Límite intensidad.

Límite de velocidad

Deƒna los límites inferior y superior del intervalo operativo de velocidad mediante uno o varios de los siguientes parámetros:

Parámetro 4-11 Límite bajo veloc. motor [RPM].

Parámetro 4-12 Límite bajo veloc. motor [Hz] y parámetro 4-13 Límite alto veloc. motor [RPM].

Parámetro 4-14 Motor Speed High Limit [Hz].

Por ejemplo, el intervalo operativo de velocidad puede deƒnirse entre 30 y 50/60 Hz.

El Parámetro 4-19 Frecuencia salida máx. limita la velocidad de salida máxima que puede proporcionar el convertidor de frecuencia.

ETR

El ETR es un dispositivo electrónico que simula un relé

bimetal basado en mediciones internas. Las características 2 2 se muestran en la Ilustración 2.15.

Límite tensión

Cuando se alcanza un determinado nivel de tensión de codiƒcación ƒja, el convertidor de frecuencia se apaga para proteger los transistores y los condensadores del bus de CC.

Sobretemperatura

El convertidor de frecuencia tiene sensores de temperatura integrados y reacciona inmediatamente a valores críticos mediante los límites de codiƒcación ƒja.

2.5.7 Reducción de potencia automática

El convertidor de frecuencia comprueba constantemente los niveles críticos:

Alta temperatura en la tarjeta de control o el disipador

Carga del motor alta

Tensión de enlace de CC alta

Velocidad del motor baja

Como respuesta a un nivel crítico, el convertidor de frecuencia ajusta la frecuencia de conmutación. En caso de temperaturas internas elevadas y velocidades de motor bajas, los convertidores de frecuencia también pueden forzar el patrón de PWM a SFAVM.

AVISO!

La reducción de potencia automática es diferente cuando parámetro 14-55 Filtro de salida está ajustado en [2] Filtro senoidal •jo.

2.5.8 Optimización automática de energía

La optimización automática de energía (AEO) dirige el convertidor de frecuencia para que controle continuamente la carga del motor y ajuste la tensión de salida para aumentar al máximo la eƒcacia. Con carga ligera, la tensión disminuye y la intensidad del motor se reduce al mínimo. El motor obtiene:

Mayor rendimiento.

Calentamiento reducido.

Funcionamiento más silencioso.

No es necesario seleccionar una curva de V/Hz porque el convertidor de frecuencia ajusta automáticamente la tensión del motor.

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2.5.9Modulación automática de frecuencia de conmutación

2 2 El convertidor de frecuencia genera impulsos eléctricos cortos para formar un patrón de onda de CA. La frecuencia de conmutación es el ritmo de estos impulsos. Una frecuencia de conmutación baja (ritmo de impulsos lento) causa ruido audible en el motor, de modo que es preferible una frecuencia de conmutación más elevada. Una frecuencia de conmutación alta, sin embargo, genera calor en el convertidor de frecuencia, lo que puede limitar la cantidad de corriente disponible en el motor.

La modulación automática de frecuencia de conmutación regula estas condiciones automáticamente para ofrecer la frecuencia de conmutación más elevada sin sobrecalentar el convertidor de frecuencia. Al ofrecer una frecuencia de conmutación alta regulada, se silencia el ruido de funcionamiento del motor a velocidades bajas, cuando el control del ruido audible es crítico, y se produce una plena potencia de salida al motor cuando la demanda lo requiere.

2.5.10Reducción automática de potencia por alta frecuencia de conmutación

El convertidor de frecuencia está diseñado para un funcionamiento continuo a plena carga a frecuencias de conmutación de entre 3,0 y 4,5 kHz (este rango de frecuencia depende del nivel de potencia). Una frecuencia de conmutación que supere el rango máximo permisible genera un aumento del calor en el convertidor de frecuencia y requiere que se reduzca la potencia de la intensidad de salida.

Una característica automática del convertidor de frecuencia es que el control de la frecuencia de conmutación depende de la carga. Esta característica permite al motor obtener la máxima frecuencia de conmutación que la carga permita.

2.5.11Reducción de potencia automática por sobretemperatura

Se aplica una reducción de potencia automática por sobretemperatura para evitar la desconexión del convertidor de frecuencia en caso de temperatura elevada. Los sensores de temperatura interna miden las condiciones existentes para evitar que se sobrecalienten los componentes de alimentación. El convertidor de frecuencia puede reducir automáticamente su frecuencia de conmutación para mantener la temperatura de funcionamiento dentro de límites seguros. Tras reducir la frecuencia de conmutación, el convertidor de frecuencia también puede reducir la intensidad y la frecuencia de salida hasta

en un 30 % para evitar una desconexión por sobretemperatura.

2.5.12 Rampa automática

Un motor que intenta acelerar una carga demasiado rápidamente para la intensidad disponible puede provocar la desconexión del convertidor de frecuencia. Lo mismo sucede en caso de una desaceleración demasiado rápida. La rampa automática protege de estas situaciones aumentando la tasa de rampa del motor (aceleración o desaceleración) para adaptarla a la intensidad disponible.

2.5.13 Circuito del límite de intensidad

Cuando una carga supera la capacidad de intensidad del convertidor de frecuencia en funcionamiento normal (de un convertidor o un motor demasiado pequeños), el límite de intensidad reduce la frecuencia de salida para efectuar una rampa de desaceleración del motor y reducir la carga. Un temporizador ajustable está disponible para limitar el funcionamiento en estas condiciones a 60 s o menos. El límite predeterminado de fábrica es el 110 % de la corriente nominal del motor, para reducir al mínimo el estrés por sobreintensidad.

2.5.14Rendimiento de †uctuación de potencia

El convertidor de frecuencia soporta †uctuaciones de red como:

Transitorios.

Cortes momentáneos.

Caídas cortas de tensión.

Sobretensiones.

El convertidor de frecuencia compensa automáticamente las tensiones de entrada de un ±10 % del valor nominal para ofrecer un par y una tensión nominal del motor completos. Con el rearranque automático seleccionado, el convertidor de frecuencia se enciende automáticamente tras una desconexión de tensión. Con la función de motor en giro, el convertidor de frecuencia sincroniza el giro del motor antes del arranque.

2.5.15 Arranque suave del motor

El convertidor de frecuencia suministra al motor la cantidad correcta de intensidad para superar la inercia de la carga y poner el motor a la velocidad correcta. Esto evita que toda la tensión de red se aplique a un motor parado o que gira lentamente, lo cual genera una alta intensidad y calor. Esta función inherente de arranque suave reduce la carga térmica y el estrés mecánico, alarga

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la vida del motor y genera un funcionamiento más silencioso del sistema.

2.5.16 Amortiguación de resonancia

Elimine el ruido de resonancia del motor a alta frecuencia mediante la amortiguación de resonancia. Está disponible la amortiguación de frecuencia automática o seleccionada manualmente.

2.5.17Ventiladores controlados por temperatura

La temperatura de los ventiladores de refrigeración interna se controla mediante sensores ubicados en el convertidor de frecuencia. Los ventiladores de refrigeración suelen no funcionar durante el funcionamiento a baja carga, así como en el modo reposo y en espera. Esto reduce el ruido, aumenta el rendimiento y alarga la vida útil del ventilador.

2.5.18 Conformidad con CEM

Las interferencias electromagnéticas (EMI) o las interferencias de radiofrecuencia (RFI, en caso de radiofrecuencia) son perturbaciones que pueden afectar al circuito eléctrico a causa de la inducción o radiación electromagnética de una fuente externa. El convertidor de frecuencia está diseñado para cumplir con la norma de productos CEM para convertidores de frecuencia CEI 61800-3 y la norma europea EN 55011. Para cumplir con los niveles de emisión de la norma EN 55011, apantalle y termine correctamente el cable de motor. Para obtener más información sobre el rendimiento de CEM, consulte el capétulo 3.2.2 Resultados de las pruebas de CEM (emisión).

2.5.19Medición de la intensidad en las tres fases del motor

La intensidad de salida del motor se mide continuamente en las tres fases para proteger el convertidor de frecuencia y el motor ante cortocircuitos, fallos a tierra y pérdidas de fase. Los fallos a tierra de salida se detectan al instante. Si se pierde una fase del motor, el convertidor de frecuencia se detiene inmediatamente e indica cuál es la fase que falta.

2.5.20Aislamiento galvánico de los terminales de control

Todos los terminales de control y los terminales de relé de salida están galvánicamente aislados de la potencia de red. Esto signiƒca que los circuitos del controlador están totalmente protegidos de la intensidad de entrada. Los terminales de relé de salida necesitan su propia toma de tierra. Estos aislamientos cumplen con los estrictos

requisitos de protección de tensión muy baja (PELV) para

 

 

 

el aislamiento.

 

 

 

Los componentes que conforman el aislamiento galvánico

2

 

2

son:

 

 

 

 

 

 

Fuente de alimentación, incluido el aislamiento de la señal.

Accionamiento de puerta para el IGBT, los transformadores de disparo y los optoacopladores.

Los transductores de efecto Hall de intensidad de salida.

2.6Funciones de aplicación personalizadas

Las funciones de aplicación personalizadas son las funciones más comunes programadas en el convertidor de frecuencia para un rendimiento mejorado del sistema. Requieren una programación o conƒguración mínimas. Entender que estas funciones están disponibles puede optimizar el diseño del sistema y, posiblemente, evitar la introducción de componentes o funciones duplicados. Consulte la guía de programación para obtener instrucciones sobre la activación de estas funciones.

2.6.1 Adaptación automática del motor

La adaptación automática del motor (AMA) es un procedimiento de prueba automatizado utilizado para medir las características eléctricas del motor. El AMA proporciona un modelo electrónico preciso del motor. Permite que el convertidor de frecuencia calcule el rendimiento y la eƒcacia óptimos con el motor. Llevar a cabo el procedimiento AMA también aumenta al máximo la función de optimización automática de energía del convertidor de frecuencia. El AMA se realiza sin que el motor esté girando y sin desacoplar la carga del motor.

2.6.2 Protección térmica motor

La protección térmica del motor se puede proporcionar de tres maneras:

Mediante la detección directa de la temperatura a través del sensor PTC ubicado en los bobinados del motor y conectado a una entrada analógica o digital estándar.

Mediante un interruptor termomecánico (tipo Klixon) en una entrada digital.

Mediante el relé termoelectrónico (ETR) integrado para motores asíncronos.

El ETR calcula la temperatura del motor midiendo la intensidad, la frecuencia y el tiempo de funcionamiento. El convertidor de frecuencia muestra la carga térmica del

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motor en forma de porcentaje y puede emitir una advertencia cuando llega a un valor de consigna de

2 2 sobrecarga programable.

Las opciones programables en la sobrecarga permiten que el convertidor de frecuencia detenga el motor, reduzca la salida o ignore la condición. Incluso a velocidades bajas, el convertidor de frecuencia cumple con las normas de sobrecarga electrónica del motor I2t Clase 20.

 

t [s]

 

 

 

 

 

<![if ! IE]>

<![endif]>175ZA052.11

2000

 

 

 

 

 

 

1000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

600

 

 

 

 

 

 

 

500

 

 

 

 

 

 

 

400

 

 

 

 

 

 

 

300

 

 

 

 

 

 

 

200

 

 

 

 

 

 

 

100

 

 

 

 

 

 

fSAL = 1 x f M,N

 

 

 

 

 

 

fSAL = 2 x f M,N

60

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

50

 

 

 

 

 

 

fSAL = 0,2 x f M,N

40

 

 

 

 

 

 

 

30

 

 

 

 

 

 

 

20

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

IM

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

2,0

IMN

 

Ilustración 2.15 Características ETR

 

 

Conƒgure el convertidor de frecuencia

(parámetro 14-10 Fallo aliment.) para diferentes tipos de comportamientos durante el corte de red,

Bloqueo por alarma cuando el bus de CC se agote.

Inercia con función de motor en giro cuando vuelva la red (parámetro 1-73 Motor en giro).

Energía regenerativa.

Rampa de deceleración controlada.

Motor en giro

Esta selección hace posible atrapar un motor que, debido a un corte de red, gira sin control. Esta opción es importante para centrífugas y ventiladores.

Energía regenerativa

Esta selección garantiza que el convertidor de frecuencia funciona mientras haya energía en el sistema. En cortes de red breves, el funcionamiento se restablece cuando vuelve la red, sin que se detenga la aplicación o se pierda el control en ningún momento. Se pueden seleccionar diferentes variantes de energía regenerativa.

Conƒgure el comportamiento del convertidor de frecuencia en caso de corte de red en parámetro 14-10 Fallo aliment. y parámetro 1-73 Motor en giro.

El eje X de la Ilustración 2.15 muestra la relación entre los valores Imotor e Imotor nominal. El eje Y muestra el intervalo en segundos que transcurre antes de que el ETR se corte y desconecte el convertidor de frecuencia. Las curvas muestran la velocidad nominal característica, al doble de la velocidad nominal y al 0,2x de la velocidad nominal.

A una velocidad inferior, el ETR se desconecta con un calentamiento inferior debido a una menor refrigeración del motor. De ese modo, el motor queda protegido frente a un posible sobrecalentamiento, incluso a baja velocidad. La función ETR calcula la temperatura del motor en función de la intensidad y la velocidad reales. La temperatura calculada puede verse como un parámetro de lectura de datos en el parámetro 16-18 Térmico motor.

2.6.3 Corte de red

Durante un corte de red, el convertidor de frecuencia sigue funcionando hasta que la tensión del enlace del bus de CC desciende por debajo del nivel mínimo de parada.

Generalmente, dicho nivel es un 15 % inferior a la tensión de alimentación nominal más baja. La tensión de red antes del corte y la carga del motor determinan el tiempo necesario para la parada de inercia del convertidor de frecuencia.

AVISO!

La inercia esta recomendada para compresores, ya que en la mayoría de los casos esta es demasiado pequeña para la función de Motor en giro.

2.6.4 Controladores PID integrados

Los cuatro controladores proporcionales, integrales y derivativos (PID) integrados eliminan la necesidad de dispositivos de control auxiliares.

Uno de los controladores PID mantiene un control constante de los sistemas de lazo cerrado en los que se deben mantener regulados la presión, el †ujo, la temperatura u otros requisitos del sistema. El convertidor de frecuencia puede ofrecer un control autosuƒciente de la velocidad del motor en respuesta a las señales de realimentación de los sensores remotos. El convertidor de frecuencia acomoda dos señales de realimentación de dos dispositivos diferentes. Esta función permite regular un sistema con diferentes requisitos de realimentación. El convertidor de frecuencia toma decisiones de control comparando las dos señales para optimizar el rendimiento del sistema.

Utilice los tres controladores adicionales e independientes para controlar otros equipos, como bombas de alimentación química, control de válvulas o ventilación con diferentes niveles.

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