Danfoss FC 300, FC 200, FC 100 Design guide [es]
MAKING MODERN LIVING POSSIBLE
Guía de diseño de los filtros de salida
VLT® AutomationDrive FC 300
VLT® AQUA Drive FC 200
VLT® HVAC Drive FC 100
Índice Guía de Diseño de los filtros de salida
Índice
1 Cómo leer esta Guía de diseño
1.1.2 Abreviaturas 3
2 Seguridad y conformidad
2.1 Medidas de seguridad
2.1.1 Marca y conformidad CE 4
3 Introducción a los filtros de salida
3.1 Por qué utilizar filtros de salida
3.2 Protección del aislamiento del motor
3.2.1 La tensión de salida 5
3.3 Reducción del ruido acústico del motor
3.4 Reducción de ruido electromagnético de alta frecuencia en el cable del motor.
3.5 ¿Qué son las corrientes de los cojinetes y las tensiones del eje?
3.5.1 Mitigación del desgaste prematuro del cojinete 9
3.5.2 Medición de las descargas eléctricas en los cojinetes del motor 10
3.6 Un filtro para cada finalidad
3.6.1 Filtros dU/dt 12
3
4
4
5
5
5
7
8
9
12
3.6.2 Filtros senoidales 14
3.6.3 Kits de núcleo de modo común de alta frecuencia 16
4 Selección de filtros de salida
4.1 Cómo seleccionar el filtro de salida correcto
4.1.1 Vista general del producto 17
4.1.2 Selección HF-CM 19
4.2 Datos eléctricos: filtros du / dt
4.3 Datos eléctricos: filtros senoidales
4.3.1 Repuestos / Accesorios 27
4.3.2 Prensacables para filtros de instalación en suelo 27
4.3.3 Kits de terminales 28
4.4 Filtros senoidales
4.4.1 Filtros dU/dt 30
4.4.2 Filtro senoidal para zonas de caída 31
5 Instrucciones de montaje
5.1 Montaje mecánico
17
17
20
22
29
32
32
5.1.1 Requisitos de seguridad de la instalación mecánica 32
5.1.2 Montaje 32
5.1.3 Instalación mecánica de HF-CM 32
5.1.4 Conexión a tierra de filtros senoidales y filtros dU/dt 33
MG.90.N5.05 - VLT® es una marca registrada de Danfoss. 1
Índice Guía de Diseño de los filtros de salida
5.1.5 Apantallamiento 33
5.2 Dimensiones mecánicas
5.2.1 Dibujos 34
6 Cómo programar el Convertidor de frecuencia
6.1.1 Ajustes de parámetros para el funcionamiento con un filtro senoidal 43
Índice
34
43
44
2 MG.90.N5.05 - VLT® es una marca registrada de Danfoss.
Cómo leer esta Guía de dise... Guía de Diseño de los filtros de salida
1 Cómo leer esta Guía de diseño
Esta Guía de diseño presenta todas las características de los
filtros de salida de su convertidor de frecuencia; desde elegir
el filtro de salida adecuado para la aplicación hasta instrucciones sobre cómo instalarlo y sobre la programación del
convertidor de frecuencia.
La documentación técnica de Danfoss también se encuentra
disponible en www.danfoss.com/BusinessAreas/DrivesSo-
lutions/Documentations/Technical+Documentation.
1.1.1 Símbolos
Símbolos usados en este manual
¡NOTA!
Indica algo que debe tener en cuenta el usuario.
PRECAUCIÓN
Indica una advertencia de tipo general.
ADVERTENCIA
Indica una advertencia de alta tensión.
Indica ajustes predeterminados.
✮
1.1.2 Abreviaturas
Corriente alterna CA
Calibre de cables estadounidense AWG
Amperio / AMP A
Adaptación automática del motor AMA
Límite de intensidad I
Grados Celsius °C
Corriente continua CC
Depende del convertidor de
frecuencia
Compatibilidad electromagnética EMC
Relé termoelectrónico ETR
Convertidor de frecuencia FC
Gramo gr.
Hercio Hz
Kilohercio kHz
Panel de control local LCP
Metro m
Milihenrio (inductancia) mH
Miliamperio mA
Milisegundo ms
Minuto min
Herramienta de control de
movimientos
Nanofaradio nF
Newton metro Nm
Corriente nominal del motor IM,N
Frecuencia nominal del motor fM,N
Potencia nominal del motor PM,N
Tensión nominal del motor UM,N
Parámetro par.
Tensión protectora extrabaja PELV
Intensidad nominal de salida del
inversor
Revoluciones por minuto rpm
Segundo seg.
Velocidad motor síncrono n
Límite de par T
Voltios V
IVLT,MAX La máxima intensidad de
I
VLT,N
LIM
D-TYPE
MCT
I
INV
s
LIM
salida.
La intensidad de salida
nominal suministrada por el
convertidor de frecuencia.
1 1
MG.90.N5.05 - VLT® es una marca registrada de Danfoss. 3
Seguridad y conformidad Guía de Diseño de los filtros de salida
2 Seguridad y conformidad
22
ADVERTENCIA
2.1 Medidas de seguridad
Los equipos que contienen componentes
eléctricos no pueden desecharse junto con los
desperdicios domésticos.
Deben recogerse de forma independiente junto
con los residuos eléctricos y electrónicos de
acuerdo con la legislación local actualmente
vigente.
MCC 101/102
Guía de diseño
Antes de realizar tareas de mantenimiento en el filtro, espere
como mínimo el tiempo de descarga de tensión indicado en
la Guía de diseño para el convertidor de frecuencia correspondiente y evite riesgos de descarga eléctrica.
¡NOTA!
Nunca intente reparar un filtro defectuoso.
¡NOTA!
Los filtros presentados en esta guía de diseño han sido
especialmente diseñados y probados para los convertidores
de frecuencia de Danfoss (FC 102 / 202 / 301 y 302). Danfoss
no se responsabiliza del uso de filtros de salida de otros
fabricantes.
2.1.1 Marca y conformidad CE
¿Qué es la marca y conformidad CE?
El propósito de la marca CE es evitar los obstáculos técnicos
para la comercialización en la AELC y la UE. La UE ha
introducido la marca CE como un modo sencillo de
demostrar si un producto cumple con las directivas correspondientes de la UE. La marca CE no es indicativa de la
calidad o las especificaciones de un producto.
Directiva sobre baja tensión (73/23/CEE)
Los convertidores de frecuencia deben tener la marca CE
certificando el cumplimiento de la directiva sobre baja
tensión, vigente desde el 1 de enero de 1997. Esta directiva
es aplicable a todos los equipos y aparatos eléctricos
utilizados en los intervalos de tensión de 50-1000 V CA y
75-1500 V CC. Danfoss otorga la marca CE de acuerdo con
esta directiva y emite una declaración de conformidad, si así
se solicita.
Advertencias
PRECAUCIÓN
Cuando está en uso, la temperatura de la superficie del filtro
aumenta. NO TOQUE el filtro durante el funcionamiento.
¡NOTA!
Los antiguos modelos de filtros LC que fueron desarrollados
para la serie VLT5000 no son compatibles con los VLT FC
100/200/300.
Generalmente, los filtros nuevos son compatibles con la serie
FC y la serie VLT 5000.
¡NOTA!
Aplicaciones de 690 V:
En el caso de motores no diseñados especialmente para el
funcionamiento en convertidor de frecuencia o sin
aislamiento doble, Danfoss recomienda encarecidamente el
uso tanto de filtros du / dt como de filtros senoidales.
¡NOTA!
Los filtros senoidales pueden utilizarse en frecuencias de
conmutación superiores a la frecuencia de conmutación
nominal, pero nunca deben utilizarse en frecuencias de
conmutación inferiores al 20 % por debajo de la frecuencia
de conmutación nominal.
¡NOTA!
Los filtros du / dt, a diferencia de los filtros senoidales,
pueden utilizarse con una frecuencia de conmutación
inferior a la frecuencia de conmutación nominal, pero una
frecuencia de conmutación superior provocará un sobrecalentamiento del filtro, por lo que debe evitarse.
ADVERTENCIA
Nunca realice ningún trabajo en un filtro en funcionamiento.
Puede resultar peligroso tocar las piezas eléctricas, incluso
después de desconectar el equipo del convertidor de
frecuencia o del motor.
4 MG.90.N5.05 - VLT® es una marca registrada de Danfoss.
Introducción a los filtros ... Guía de Diseño de los filtros de salida
3 Introducción a los filtros de salida
3.1 Por qué utilizar filtros de salida
Este capítulo describe por qué y cuándo utilizar filtros de
salida con los convertidores de frecuencia de Danfoss. Se
divide en 4 apartados:
Protección del aislamiento del motor
•
Reducción del ruido acústico del motor
•
Reducción del ruido electromagnético de alta
•
frecuencia en el cable del motor
Corrientes de los cojinetes y tensión del eje
•
3.2 Protección del aislamiento del motor
3.2.1 La tensión de salida
La tensión de salida del convertidor de frecuencia es una
serie de impulsos trapezoidales con una anchura variable
(modulación de anchura de impulsos) caracterizada por un
tiempo de incremento de impulsos tr.
Cuando conmuta un transistor en el inversor, la tensión
aplicada al terminal del motor se incrementa según una dU/
dt ratio determinada por:
el cable del motor (tipo, sección, longitud,
•
apantallado o no apantallado, inductancia y capacitancia);
la impedancia de sobretensión de alta frecuencia
•
del motor.
Debido al desajuste de la impedancia entre la impedancia
característica del cable y la impedancia de sobretensión del
motor, se produce una reflexión de onda, lo que provoca una
sobremodulación de tensión acústica en los terminales del
motor (véase Ilustración 3.1.). La impedancia de sobretensión
del motor disminuye con el aumento del tamaño del motor,
lo cual ocasiona desajustes reducidos respecto a la
impedancia del cable. El bajo coeficiente de reflexión (Γ)
reduce la reflexión de onda y, de este modo, la sobremodulación de la tensión. Los valores típicos se indican en
Tabla 3.1.
En el caso de cables paralelos, se reduce la impedancia
característica del cable, lo que provoca una mayor sobremodulación del coeficiente de reflexión. Para obtener más
información, consulte la norma CEI 61800-8.
3
3
MG.90.N5.05 - VLT® es una marca registrada de Danfoss. 5
3
Introducción a los filtros ... Guía de Diseño de los filtros de salida
Ilustración 3.1 Ejemplo de tensión de salida del convertidor (línea de puntos) y tensión del terminal del motor después de 200 m de cable
(línea continua).
0.8 ×
En los terminales de motor, entre dos fases, se miden los
valores característicos del tiempo de incremento y la tensión
pico U
PICO
.
En la práctica, se utilizan dos definiciones diferentes del
tiempo de incremento tr. Las normas internacionales de la
IEC definen el tiempo de incremento como el tiempo entre
un 10 y un 90 % de la tensión pico U
. La Asociación
pico
3.
dU/dt =
du / dt =
(Consulte la Guía de diseño del convertidor de frecuencia si
desea obtener más información sobre du / dt, el tiempo de
incremento y los valores U
cable.)
t
0.8 ×
U
PICO
(CEI)
r
U
Frecuencia
t
(
NEMA
r
pico
(NEMA)
)
para diferentes longitudes de
Nacional de Fabricantes de Equipos Eléctricos de EE UU
((NEMA), por sus siglas en inglés) define el tiempo de
incremento como el tiempo entre el 10 y el 90 % de la
tensión estable final, lo que es equivalente a la tensión del
enlace de CC UCC. Véase Ilustración 3.2 y Ilustración 3.3.
Potencia del motor
[kW]
<3,7 2000 - 5000 0,95
90 800 0,82n
355 400 0,6
Zm [Ω]
Γ
Para obtener valores aproximados para las longitudes y
tensiones de cable no mencionadas a continuación, utilice
Tabla 3.1 Valores típicos para coeficientes de reflexión (CEI 61800-8)
estas reglas generales:
1. El tiempo de incremento aumenta con la longitud
del cable.
2.
U
= tensión del enlace de CC × (1+Γ); Γ
PICO
representa el coeficiente de reflexión, y los valores
típicos se pueden encontrar en la tabla siguiente
(tensión del enlace de CC = tensión de red × 1,35).
6 MG.90.N5.05 - VLT® es una marca registrada de Danfoss.
Introducción a los filtros ... Guía de Diseño de los filtros de salida
Definiciones de tiempo de incremento tr según la CEI y la
NEMA
Ilustración 3.2 CEI
3
3
Ilustración 3.3 NEMA
Varias normas y especificaciones técnicas presentan límites
de los valores U
Algunas de las líneas de límite más utilizadas se muestran en
Ilustración 3.4:
CEI 60034-17: línea de límite para motores de uso
•
general cuando se alimentan con convertidores de
frecuencia, motores de 500 V.
CEI 60034-25: límite para motores con convertidor
•
de frecuencia nominal: la curva A es para motores
de 500 V y la curva B, para motores de 690 V.
NEMA MG1: finalidad determinada de los motores
•
alimentados por inversor.
Si, en su aplicación, los valores U
los límites que se aplican al motor utilizado, deberá
emplearse un filtro de salida para proteger el aislamiento del
motor.
y tr para diferentes tipos de motor.
pico
y tr resultantes exceden
pico
Ilustración 3.4 Líneas de límite para U
tr.
y tiempo de incremento
pico
3.3 Reducción del ruido acústico del motor
El ruido acústico generado por los motores procede de tres
fuentes principales.
1. El ruido magnético producido por el núcleo del
motor a través de la magnetoestricción.
2. El ruido producido por los cojinetes del motor.
3. El ruido producido por la ventilación del motor.
Cuando un motor se alimenta a través de un convertidor de
frecuencia, la tensión modulada por la anchura de impulsos
(PWM) aplicada al motor causa un ruido magnético adicional
en la frecuencia de conmutación y armónicos de la
frecuencia de conmutación (principalmente el doble de la
frecuencia de conmutación). En algunas aplicaciones, esto
no es aceptable. Con la finalidad de eliminar este ruido de
conmutación adicional, deberá utilizarse un filtro senoidal.
Este filtrará la tensión en forma de impulsos del convertidor
de frecuencia y proporcionará una tensión senoidal de fase a
fase en los terminales del motor.
MG.90.N5.05 - VLT® es una marca registrada de Danfoss. 7
3
Introducción a los filtros ... Guía de Diseño de los filtros de salida
3.4 Reducción de ruido electromagnético de alta frecuencia en el cable del motor.
Cuando no se utilizan filtros, la sobremodulación de tensión acústica que se produce en los terminales del motor es la principal
fuente de ruido de alta frecuencia. Ilustración 3.5 muestra que la correlación entre la frecuencia del sonido de tensión en los
terminales del motor y el espectro de alta frecuencia provocó interferencias en el cable del motor.
Aparte de este componente de ruido, existen también otros componentes, como:
La tensión de modo común entre fases y tierra (en la frecuencia de conmutación y sus armónicos): amplitud alta, pero
•
frecuencia baja.
Ruido de alta frecuencia (superior a 10 MHz) provocado por la conmutación de semiconductores: alta frecuencia, pero
•
amplitud baja.
Ilustración 3.5 Correlación entre la frecuencia de la sobremodulación de tensión acústica y el espectro de las emisiones de ruido.
Cuando se instala un filtro de salida, se logra el efecto siguiente:
En el caso de filtros du / dt, la frecuencia de la oscilación de sonido se reduce por debajo de 150 kHz.
•
En el caso de filtros senoidales, la oscilación de sonido se elimina por completo y el motor se alimenta mediante una
•
tensión de fase a fase senoidal.
Recuerde que los otros dos componentes de ruido siguen presentes. Esto aparece en las mediciones de emisión conducida que
se muestran en Ilustración 3.7 y Ilustración 3.8. Es posible utilizar cables de motor no apantallados. No obstante, la disposición de
la instalación debe evitar que se acople el ruido entre el cable de motor no apantallado y la línea de red u otros cables sensibles
(sensores, comunicación, etcétera). Esto se puede conseguir a través de la separación y la colocación del cable de motor en una
bandeja de cables separada, continua y con conexión a tierra.
8 MG.90.N5.05 - VLT® es una marca registrada de Danfoss.
Introducción a los filtros ... Guía de Diseño de los filtros de salida
3.5 ¿Qué son las corrientes de los cojinetes y
las tensiones del eje?
Los transistores de conmutación rápida en el convertidor de
frecuencia combinados con una tensión de modo común
inherente (tensión entre fases y tierra) generan corrientes en
los cojinetes de alta frecuencia y tensiones de eje. Aunque
las corrientes en los cojinetes y las tensiones de eje también
se pueden producir en motores directos en línea, tales
fenómenos se acentúan cuando el motor se alimenta con un
convertidor de frecuencia. La mayoría de los daños en los
cojinetes en motores alimentados con convertidores de
frecuencia se deben a vibraciones, malas alineaciones, carga
radial o axial excesiva, lubricación incorrecta o impurezas en
la grasa. En algunos casos, los daños en los cojinetes son
causados por las corrientes de los cojinetes y las tensiones de
eje. El mecanismo que causa las corrientes de los cojinetes y
las tensiones de eje es complejo y su explicación no
corresponde a la presente Guía de diseño. Básicamente, se
identifican dos mecanismos principales:
Acoplamiento capacitivo: la tensión a través del
•
cojinete se genera por capacitancias parásitas en el
motor.
Acoplamiento inductivo: causado por las corrientes
•
circulantes en el motor.
La película de grasa de un cojinete en funcionamiento se
comporta como el aislamiento. La tensión a través del
cojinete puede dañar la película de grasa y producir una
pequeña descarga eléctrica (una chispa) entre las bolas del
cojinete y la banda de rodamiento. La descarga produce una
fusión microscópica de la bola del cojinete y el metal de la
banda de rodamiento y, con el tiempo, causa un desgaste
prematuro del cojinete. Este mecanismo se denomina
Mecanizado por descarga eléctrica o MDE.
Mitigación del desgaste prematuro del
3.5.1
cojinete
Medidas para proporcionar una vía de retorno de
impedancia baja
Siga estrictamente las instrucciones de instalación
•
de CEM. Disponga una buena vía de retorno de alta
frecuencia entre el motor y el convertidor de
frecuencia, por ejemplo con cables apantallados.
Compruebe que el motor está conectado a tierra
•
correctamente y que la toma de tierra tiene
impedancia baja para corrientes de alta frecuencia.
Disponga una buena conexión a tierra de alta
•
frecuencia entre el chasis del motor y la carga.
Utilice escobillas para la conexión a tierra del eje.
•
Medidas para aislar el eje del motor de la carga
Utilice cojinetes de aislamiento (al menos un
•
cojinete de aislamiento en el extremo no acoplado,
NDE).
Impida la corriente de tierra del eje con acopla-
•
mientos aislados.
Medidas mecánicas
Asegúrese de que el motor y la carga están
•
alineados correctamente.
Compruebe que la carga del cojinete (axial y radial)
•
cumple las especificaciones.
Compruebe el nivel de vibración en el cojinete.
•
Compruebe la grasa del cojinete y que está correc-
•
tamente lubricado para el funcionamiento.
Una medida de mitigación es utilizar filtros. Puede utilizarlos
en combinación con otras medidas, como las mencionadas
anteriormente. Los filtros (kits de núcleo) de modo común de
alta frecuencia (HF-CM) han sido especialmente diseñados
para reducir la tensión de los cojinetes. Los filtros senoidales
también tienen buen efecto. Los filtros du / dt tienen menos
efecto; se recomienda utilizarlos en combinación con los
núcleos HF-CM.
3
3
Pueden tomarse varias medidas para evitar los daños y el
desgaste prematuro de los cojinetes (no todas son aplicables
en todos los casos, se pueden combinar). Estas medidas
tienen el objetivo de proporcionar una vía de retorno de la
impedancia baja a las corrientes de alta frecuencia o aislar
eléctricamente el eje del motor para evitar corrientes a través
de los cojinetes. Además, también hay medidas relacionadas
con la mecánica.
MG.90.N5.05 - VLT® es una marca registrada de Danfoss. 9
129
50 - 200
MHz
130BB729.10
130B8000
3
Introducción a los filtros ... Guía de Diseño de los filtros de salida
3.5.2 Medición de las descargas eléctricas en
los cojinetes del motor
Las descargas eléctricas en los cojinetes del motor pueden
medirse con un osciloscopio y una escobilla para recoger la
tensión del eje. Este método es difícil y la interpretación de
las formas de onda medidas requiere una profunda
comprensión del fenómeno de la corriente de los cojinetes.
Una alternativa fácil es utilizar un detector de descargas
eléctricas (130B8000) como se muestra en Ilustración 3.6. Este
dispositivo consiste en una antena de lazo que recibe
señales en el intervalo de frecuencia de 50 a 200 MHz y un
contador. Cada descarga eléctrica produce una onda electromagnética que el instrumento detecta y el contador
aumenta. Si el contador muestra un elevado número de
descargas significa que hay muchas descargas en el cojinete
y deben tomarse medidas para evitar el desgaste prematuro
del cojinete. Este instrumento puede utilizarse para
determinar experimentalmente el número exacto de núcleos
necesarios para reducir las corrientes de los cojinetes.
Empiece con un conjunto de 2 núcleos. Si las descargas no se
eliminan o se reducen significativamente, añada más
núcleos. El número de núcleos de la tabla anterior es
orientativo y debería ser válido para la mayoría de las aplicaciones con un amplio margen de seguridad. Si se instalan los
núcleos en los terminales del convertidor de frecuencia y se
produce saturación del núcleo debido a la longitud de los
cables (los núcleos no tienen efecto en las corrientes de los
cojinetes), compruebe si la instalación es correcta. Si los
núcleos mantienen la saturación después de realizar la
instalación conforme a las orientaciones de las mejores
prácticas de CEM, desplace los núcleos a los terminales de
motor.
Ilustración 3.6 Detector de descarga eléctrica
10 MG.90.N5.05 - VLT® es una marca registrada de Danfoss.
Introducción a los filtros ... Guía de Diseño de los filtros de salida
Ilustración 3.7 Ruido conducido de la línea de red, ausencia de filtro.
3
3
Ilustración 3.8 Ruido conducido de la línea de red, filtro senoidal.
MG.90.N5.05 - VLT® es una marca registrada de Danfoss. 11
Introducción a los filtros ... Guía de Diseño de los filtros de salida
3.6 Un filtro para cada finalidad
Tabla 3.2 muestra una comparación del rendimiento de los filtros du / dt y senoidales, del filtro senoidal y de HF-CM. Puede
utilizarse para determinar qué filtro utilizar en su aplicación.
3
Criterios de
rendimiento
Tensión del
aislamiento del
motor
Tensión del cojinete
del motor
Rendimiento de CEM Elimina el sonido del cable de
Máxima longitud de
cable de motor
Ruido acústico del
interruptor del motor
Tamaño relativo 15-50 % (en función del nivel de
Caída de tensión
Filtros dU/dt Filtros senoidales
Hasta 150 m de cable (apantallado /
no apantallado) cumple con los
requisitos de la norma CEI
60034-171 (motores de uso
general). Por encima de esta
longitud de cable, aumenta el
riesgo de «impulsos dobles» (dos
veces la tensión de la red eléctrica).
Se reduce ligeramente, solo en
motores de alta potencia.
motor. No cambia la clase de
emisiones. No permite cables de
motor más largos de lo especificado para el filtro RFI integrado en
el convertidor de frecuencia.
100 m ... 150 m
Con rendimiento de CEM
garantizado: 150 m apantallado.
Sin rendimiento de CEM
garantizado: 150 m no apantallado.
No elimina el ruido acústico de
conmutación.
potencia)
0,5 % 4-10% ninguno
Filtros de modo común de alta
frecuencia
Ofrece una tensión de terminal del
motor senoidal de fase a fase. Cumple
los requisitos de las normas CEI
60034-17 1 y NEMA-MG1 para motores
de uso general con cables de hasta
500 m (1 km para el tamaño de bastidor
D VLT y superior).
Reduce las corrientes en el cojinete
provocadas por las corrientes
circulantes. No reduce las corrientes de
modo común (corrientes de eje).
Elimina el sonido del cable de motor.
No cambia la clase de emisiones. No
permite cables de motor más largos de
lo especificado para el filtro RFI
integrado en el convertidor de
frecuencia.
Con rendimiento de CEM garantizado:
150 m apantallado y 300 m no
apantallado.
Sin rendimiento de CEM garantizado:
hasta 500 m (1 km para el tamaño de
bastidor D VLT y superior).
Elimina el ruido acústico de
conmutación del motor provocado por
la magnetoestricción.
100% 5 - 15%
No reduce la tensión del aislamiento del
motor.
Reduce la tensión del cojinete limitando
las corrientes de alta frecuencia de
modo común.
Reduce las emisiones de alta frecuencia
(superiores a 1 MHz). No cambia la clase
de emisiones del filtro RFI. No permite
cables de motor más largos de lo
especificado para el convertidor de
frecuencia.
150 m apantallado (tamaño del bastidor
A, B, C), 300 m apantallado (tamaño del
bastidor D, E, F), 300 m no apantallado.
No elimina el ruido acústico de
conmutación.
Tabla 3.2 Comparación de los filtros du / dt y senoidales.
1) No 690 V.
2) Véanse las especificaciones generales para la fórmula.
Funciones y ventajas
Los filtros du / dt reducen los picos de tensión y el du / dt de
los impulsos en los terminales del motor. Los filtros du / dt
3.6.1 Filtros dU/dt
reducen el du / dt a aproximadamente 500 V/μs.
Los filtros dU/dt están formados por inductores y condensadores en una disposición del filtro de paso bajo, y su
frecuencia de corte está por encima de la frecuencia de
conmutación nominal del convertidor de frecuencia. Los
valores de inductancia (L) y capacitancia (C) se muestran en
las tablas en 4.2 Datos eléctricos: filtros du / dt. En
comparación con los filtros senoidales, tienen valores L y C
inferiores, por lo que son más baratos y pequeños. Con un
filtro du / dt, la forma de la onda de tensión sigue siendo la
de impulsos, pero la corriente es senoidal (véanse las ilustraciones a continuación).
12 MG.90.N5.05 - VLT® es una marca registrada de Danfoss.
130BB113.11
Upico [V]
Filtro dv/dt 15 m
Tiempo de subida [µs]
Filtro dv/dt 150 m
Filtro dv/dt 50 m
Introducción a los filtros ... Guía de Diseño de los filtros de salida
Ventajas
Protege el motor frente a valores de du / dt altos y
•
frente a picos de tensión, lo que prolonga la vida
útil del motor.
Permite el uso de motores que no estén específi-
•
camente diseñados para el funcionamiento con
convertidor, por ejemplo en aplicaciones de
reacondicionamiento.
Áreas de aplicación
Danfoss recomienda el uso de filtros du / dt en las siguientes
aplicaciones:
Aplicaciones con frenado regenerativo frecuente
•
Motores que no sean aptos para el uso con
•
convertidor de frecuencia y no cumplan los
requisitos de CEI 600034-25
Motores ubicados en entornos agresivos o que
•
funcionen a altas temperaturas
Aplicaciones con riesgo de salto de arcos
•
Instalaciones con motores viejos (reacondiciona-
•
miento) o motores de uso general que no cumplan
con la norma CEI 600034-17
Aplicaciones con cables de motor cortos (menos de
•
15 metros)
Aplicaciones de 690 V
•
Ilustración 3.10 Con filtro du / dt
3
3
Tensión y corriente con y sin filtro du / dt:
Ilustración 3.11 Valores de du / dt obtenidos (tiempo de
incremento y tensiones pico) con o sin filtro du / dt mediante
cables de 15 m, 50 m y 150 m en un motor de inducción de 400 V,
37 kW.
El valor de du/dt se reduce con la longitud del cable de
motor, mientras que la tensión pico aumenta (véase la
Ilustración 3.11). El valor U
convertidor de frecuencia. Cuando el Udc aumenta durante el
frenado del motor (generativo), el valor U
los límites de CEI 60034-17 y, de este modo, generar tensión
de aislamiento del motor. Por lo tanto, Danfoss recomienda
Ilustración 3.9 Sin filtro
los filtros du / dt en aplicaciones con frenado frecuente.
Asimismo, la ilustración anterior muestra cómo la U
aumenta con la longitud del cable. A medida que la longitud
del cable aumenta, se incrementa la capacitancia del cable y
este se comporta como un filtro de paso bajo. Así el tiempo
de incremento tr es más largo para cables más largos. Por lo
tanto, se recomienda utilizar los filtros du / dt solo en aplicaciones con una longitud de cable de hasta 150 m. Por encima
depende del UDC del
pico
pico
puede superar
pico
MG.90.N5.05 - VLT® es una marca registrada de Danfoss. 13
Introducción a los filtros ... Guía de Diseño de los filtros de salida
3
de los 150 m, los filtros du / dt no tienen efecto. Si necesita
reducirlo más, utilice un filtro senoidal.
Funciones del filtro
Protecciones IP20/23/54 en toda la gama de
•
potencias
Montaje lado a lado con el convertidor de
•
frecuencia
Tamaño, peso y precio reducido en comparación
•
con los filtros senoidales
Posibilidad de conectar cables apantallados con
•
placa de desacoplamiento incluida
Compatibilidad con todos los principios de control,
•
incluidos FLUX y VVC
Filtros de montaje en pared de hasta 177 A y de
•
montaje en el suelo con un tamaño superior
PLUS
Ilustración 3.12
tiempo de incremento se comportan como una función de la
longitud del cable de motor. En instalaciones con cables de
motor cortos (por debajo de 5-10 m), el tiempo de
incremento es breve, lo que provoca valores du / dt altos. El
du / dt alto puede causar una elevada y perjudicial diferencia
de potencial entre los bobinados del motor, lo que puede
producir una avería del aislamiento y un salto de arco. Por
consiguiente, Danfoss recomienda los filtros du / dt en
aplicaciones con longitudes de cable del motor inferiores a
1n5 m.
y Ilustración 3.13 muestran cómo la U
pico
y el
3.6.2 Filtros senoidales
Los filtros senoidales están diseñados para dejar pasar sólo
las bajas frecuencias. Las frecuencias altas son, por lo tanto,
derivadas, lo que da como resultado una forma de onda de
tensión sinusoidal de fase a fase, y formas de ondas de
corriente sinusoidales. Con las formas de onda senoidales, ya
no es necesario usar motores especiales para convertidor de
frecuencia con aislamiento reforzado. El ruido acústico del
motor también resulta amortiguado a raíz de la condición de
onda senoidal. Asimismo, el filtro senoidal reduce la tensión
del aislamiento y las corrientes en el cojinete del motor, lo
que redunda en una vida útil más larga del motor e
intervalos de mantenimiento más espaciados. Los filtros de
onda senoidal permiten el uso de cables de motor más
largos en aplicaciones en que este está instalado lejos del
convertidor de frecuencia. Dado que el filtro no actúa entre
las fases del motor y la tierra, no reduce las corrientes de
fuga en los cables. Por esta razón, la longitud del cable de
motor está limitada, consultar Tabla 3.2.
Ilustración 3.12 525 V: con o sin filtro du / dt
Ilustración 3.13 690 V: con o sin filtro du / dt
Fuente: prueba de 690 V 30 kW VLT FC-302 con filtro du / dt
MCC 102
Los filtros senoidales de Danfoss están diseñados para
funcionar con VLT® FC 100/200/300. Sustituyen a la gama de
filtros LC y son compatibles con los convertidores de
frecuencia de la serie VLT 5000-8000. Están formados por
inductores y condensadores en una disposición de filtro de
paso bajo. Los valores de inductancia (L) y capacitancia (C) se
muestran en las tablas en 4.3 Datos eléctricos: filtros
senoidales.
Funciones y ventajas
Como se ha descrito más arriba, los filtros senoidales
reducen la tensión de aislamiento del motor y eliminan el
ruido acústico de conmutación del motor. Las pérdidas del
motor se ven reducidas porque el motor se alimenta con una
tensión sinusoidal, tal y como se muestra en Ilustración 3.12.
Además, el filtro elimina las reflexiones de impulsos en el
cable de motor, lo que reduce las pérdidas en el convertidor
de frecuencia.
14 MG.90.N5.05 - VLT® es una marca registrada de Danfoss.
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