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 |
Danfoss A/S © 08/2015 Reservados todos los derechos. |
MG16G205 |
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.
MG16G205 |
Danfoss A/S © 08/2015 Reservados todos los derechos. |
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 |
|
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RCD |
Dispositivo de corriente diferencial |
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|
Regen |
Terminales regenerativos |
|
|
Rmín. |
Valor de resistencia de freno mínima permitida |
|
por el convertidor de frecuencia |
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RMS |
Media cuadrática |
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|
RPM |
Revoluciones por minuto |
|
|
Rrec |
Resistencia recomendada de las resistencias de |
|
freno de Danfoss |
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s |
Segundo |
|
|
SFAVM |
Modulación asíncrona de vectores orientada al |
|
†ujo del estátor |
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|
STW |
Código de estado |
|
|
SMPS |
Fuente de alimentación del modo de |
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conmutación |
|
|
THD |
Distorsión armónica total |
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|
TLÍM. |
Límite de par |
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|
TTL |
Pulsos del encoder TTL (5 V), (lógica transistor |
|
transistor) |
|
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UM, N |
Tensión nominal del motor |
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V |
Voltios |
|
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VT |
Par variable |
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|
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Introducción |
Guía de diseño |
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|
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 |
Iλ |
||
|
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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Introducción |
VLT® Refrigeration Drive FC 103 |
1 |
1 |
fallo y se anula el estado de desconexión. Para cancelar el |
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|
estado de desconexión: |
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• |
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 |
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MG16G2xx |
Sustituye a la MG16G1xx |
1.4x |
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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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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 |
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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 |
|
|
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|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
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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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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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)
MG16G205 |
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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 |
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61,320 |
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200 |
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20 |
1752 |
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49,056 |
6,5 |
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1752 |
23,02) |
40,296 |
3,53) |
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Σ |
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– |
275,064 |
– |
26,801 |
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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 |
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3 |
Arrancador suave |
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4 |
Arranque directamente con la alimentación de red |
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Ilustración 2.5 Intensidad de arranque
16 |
Danfoss A/S © 08/2015 Reservados todos los derechos. |
MG16G205 |
Vista general de producto |
Guía de diseño |
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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.
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Fuente de alimentación de la red |
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Entrada de red |
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de CA trifásica al convertidor de |
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El puente del rectiƒcador convierte |
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2 |
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Rectiƒcador |
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la entrada de CA en corriente CC |
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para suministrar electricidad al |
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inversor. |
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El circuito de bus de CC |
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Bus de CC |
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intermedio gestiona la intensidad |
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Filtran la tensión de circuito de CC |
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Prueban la protección transitoria |
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de red. |
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Bobinas de CC |
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Reducen la corriente RMS. |
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re†ejado de vuelta a la línea. |
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Reducen los armónicos en la |
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entrada de CA. |
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de aplicación |
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Almacena la potencia de CC. |
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2 |
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2 |
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Banco de |
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Proporciona protección ininte- |
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condensadores |
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rrumpida para pérdidas de |
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potencia cortas. |
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• |
Convierte la CC en una forma de |
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6 |
Inversor |
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onda de CA PWM controlada para |
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una salida variable controlada al |
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motor. |
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7 |
Salida al motor |
• |
Regula la potencia de salida |
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trifásica al motor. |
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La potencia de entrada, el |
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procesamiento interno, la salida y |
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la intensidad del motor se |
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monitorizan para proporcionar un |
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|
|
funcionamiento y un control |
|
|
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8 |
Circuitos de |
|
eƒcientes. |
|
|
|
|
control |
• |
|
|
|
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|
Se monitorizan y ejecutan los |
|
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||
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|
comandos externos y la interfaz |
|
|
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estado y control. |
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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.
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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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scaled to |
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o and auto |
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site |
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Motor speed |
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on keys |
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low limit [Hz] |
P 3-4* Ramp 1
P 3-5* Ramp 2
Ramp
100% |
<![if ! IE]> <![endif]>130BB153.10 |
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0% |
To motor |
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control |
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-100% |
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Motor speed |
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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
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aumentarse si la presión/temperatura es |
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demasiado alta. |
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Frecuencia de arranque: permite que el sistema |
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alcance rápidamente el estado de funcionamiento |
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antes de que el controlador PID tome el control. |
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Filtro de paso bajo integrado: reduce el ruido de |
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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.
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P 1-00 |
<![if ! IE]> <![endif]>130BD893.10 |
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Scale to |
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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 |
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Teclas del LCP |
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Hand |
Conex. a manual/auto |
Local |
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Hand Oˆ |
Conex. a manual/auto |
Local |
Autom. |
Conex. a manual/auto |
Remoto |
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Auto Desconexi |
Conex. a manual/auto |
Remoto |
ón |
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Todas las teclas |
Local |
Local |
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Todas las teclas |
Remoto |
Remoto |
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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: |
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Ref . |
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X |
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X |
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Y |
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= |
+ |
× 100 |
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X es |
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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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Guía de diseño |
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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 |
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el aislamiento. |
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Los componentes que conforman el aislamiento galvánico |
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2 |
son: |
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•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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VLT® Refrigeration Drive FC 103 |
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.
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t [s] |
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<![if ! IE]> <![endif]>175ZA052.11 |
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2000 |
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1000 |
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600 |
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500 |
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400 |
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300 |
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200 |
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100 |
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fSAL = 1 x f M,N |
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fSAL = 2 x f M,N |
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50 |
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fSAL = 0,2 x f M,N |
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30 |
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10 |
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IM |
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1,0 |
1,2 |
1,4 |
1,6 |
1,8 |
2,0 |
IMN |
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Ilustración 2.15 Características ETR |
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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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