preparatorio control industrial
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DEPARTAMENTO DE ELECTRICA Y ELECTRONICA
CARRERA DE ELECTRONICA
ASIGNATURA: CONTROL INDUSTRIAL
NRC: 2158
INFORME PREPARATORIO No. 3.2
Profesor: Ing. Danny Sotomayor
INTEGRANTES 1. Andrea Crdenas 2. Edison Segovia
26/02/2015 Sangolqu
FECHA - CIUDAD
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CONTROL INDUSTRIAL
ESPE Ing. Danny Sotomayor.
DEPARTAMENTO DE ENERGIA Y MECANICA
CARRERA DE MECATRONICA
ASIGNATURA: CONTROL INDUSTRIAL
TRABAJO PREPARATORIO
LABORATORIO No. 3.3
Tema:
ARRANQUE DE MOTOR TRIFASICO USANDO VARIADOR DE FRECUENCIA
1. Objetivo.
Realizar el arranque de un motor trifsico utilizando un variador de frecuencia
Determinar la configuracin correcta del variador, para trabajar segn los requerimientos solicitados
2. Materiales y Equipos.
Materiales.
Variador de frecuencia PowerFlex4
Contactor
1 Guarda motor
1 Motor Trifsico
Herramientas:
Mnimo dos multmetros en perfecto funcionamiento por grupo.
Juego de pirulos (estrella y plano).
Juego de destornilladores elctricos (estrella y plano).
Cable multifilar # 14 AWG
Cortadora de cables.
Peladora de cables.
3. Procedimiento
a) Complete la siguiente tabla, que corresponde al bloque de terminales de control, para el PowerFlex4.
No. Seal Descripcin Parmetro
R1 Rel N.A. Contacto normalmente abierto para el rel
de salida.
A055
R2 Comn de Rel Comn para rel de salida.
R3 Rel N.C. Contacto normalmente cerrado para el rel
de salida.
A055
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CONTROL INDUSTRIAL
ESPE Ing. Danny Sotomayor.
Micro interruptor
de
Drenador/Fuente
Las entradas se pueden calbear como
Drenador (SNK) o Fuente (SRC) mediante
ajustes de los micros interruptores.
01 Paro (1)
Es necesario que est presente un puente de
conexin instalado en fbrica o una entrada
normalmente cerrada para que arranque el
variador.
P036 (1)
02 Arranque/Marcha
AVANCE
El comando proviene del teclado integral
por defecto. Para deshabilitar la operacin
en reversa, consulte A095 [Inver Deshab.].
P036, P037
03 Dir/Run REV P036,
P037,
A095
04 Comn Digital Para entradas digitales. Electrnicamente
aislado con entradas digitales de E/S
analgicas.
05 Entrada Digital 1 Programa con A051 [Sel. ent digt 1]. A051
06 Entrada Digital 2 Programa con A052 [Sel. ent digt 2]. A052
11 +24 V CC Potencia provista por el variador para las
entradas digitales. La corriente mxima de
salida es de 100 mA.
12 +10 V CC Alimentacin elctrica provista por el
variador para el potencimetro externo de
0-10 V. La corriente mxima de salida es de
15 mA.
P038
13 Ent 0-10V(3) Para alimentacin externa de entrada de 0-
10 V (impedancia de entrada = 100k ohm) o
limpiador de potencimetro.
P038
14 Comn
Analgico
Para Ent 0-10V o Ent 4-20mA.
Electrnicamente aislado con entradas
analgicas de E/S digitales.
15 Ent 4-20mA(3) Para alimentacin externa de entrada de 4-
20mA (impedancia de entrada = 250 ohm).
P038
16 Pantalla RS485
(DSI)
Al usar el puerto de comunicaciones RS485
(DSI) deber conectarse el terminal a la
tierra de seguridad.
Tabla 1 Bloque de terminales de control del variador de frecuencia PowerFlex 4
b) Se cuenta con un motor trifsico de 4 polos, 2hp, 220VAC, Fp=0.85.Complete la informacin solicitada de la Tabla 2, considerando que el arranque, parada, control de
direccin y velocidad, se lo debe realizar desde el teclado integral que posee el variador, de
acuerdo a las siguientes caractersticas:
Rango de frecuencia de trabajo requerido: 0 200 Hz
Tiempo de aceleracin: 6.2 segundos
Tiempo de desaceleracin: 15 segundos
Retencin de sobrecarga del motor: Deshabilitada
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ESPE Ing. Danny Sotomayor.
() = 2 = 1492 = 0.8
= 220
4.1.1. Motor trifsico
Corriente nominal
=
3 =
1492
3 220 0.85= 4.606
No. Parmetro (Significado) Valor a configurar.
Segn
requerimientos
P031 Seleccionar segn volt placa motor. 220 VAC
P032 Seleccionar segn la frecuencia Hz placa motor. 60 Hz
P033 Establecer a la mxima corriente permisible del
motor.
4.6 A
P034 Establece la mnima frecuencia de salida continua del
variador.
0 Hz
P035 Establece la mxima frecuencia de salida del
variador.
200 Hz
P036 Establece el esquema de control utilizado para poner
en marcha el variado.
0 (Por Teclado)
P037 Modo de Paro activo para todas las fuentes de paro 0
P038 Establece la fuente de referencia de velocidad para el
variador.
4
P039 Establece el rgimen de aceleracin para todos los
aumentos de velocidad.
6.2 segundos
P040 Establece el rgimen de deceleracin para todas las
disminuciones de velocidad.
15.0 segundos
P041 Restablece todos los parmetros a sus valores
predeterminados en fbrica.
0
P043 Habilita/inhabilita la funcin de Retencin de
Sobrecarga del Motor.
0
Tabla 2 Parmetros de configuracin del variador de frecuencia PowerFlex4
c) Disee el diagrama esquemtico, para el arranque de un motor trifsico usando el variador de frecuencia PowerFlex4 a ser implementado en el laboratorio, en base a los
requerimientos solicitados anteriormente.
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ESPE Ing. Danny Sotomayor.
Ilustracin 1 Diagrama de control
Ilustracin 2 Diagrama de potencia
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4. Preguntas
a) Indique los bloques principales que conforma un variador de frecuencia.
Ilustracin 3 Diagrama de bloques de un variador de frecuencia
b) Si se tiene un motor de 50 Hz y 1500 rpm (4 polos). Cul ser el rango de velocidad que se puede obtener, si se aplica una variacin de frecuencia entre 5 y 120 Hz.
Para 5 Hz
= 60 5
2
Rectificador.- Partiendo de la red de suministro de corriente alterna, se obtiene corriente continua mediante un circuito rectificador.
Bus de continua.- Los condensadores son encargados de almacenar y flitrar la corriente continua rectificada para obtener un valor de estable, y reserva de energia suficiente para el motor.
Etapa de salida.- Convierte la tension del bus de continua en una salida trifasica con valores variables.
Control y E/S.-Circuitos de control para los bloques del variador, entradas y salidas ademas de comunicaciones con otros dispositivos..
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ESPE Ing. Danny Sotomayor.
=
Para 120 Hz
= 60 120
2
= c) La sobre-velocidad, es una caracterstica que el variador puede proporcionar al rgimen
de trabajo del motor. Segn la Figura 1, al aumentar la velocidad nominal del motor al
200%, el par cae a la mitad del nominal.
Ilustracin 4 Sobre-velocidad producida por un variador
d) En base a la curva de la Figura 5. Los valores nominales son:
Ilustracin 5 Curva de par-velocidad
T = par motriz
K = constante
U = tensin aplicada al inductor (estator)
F= frecuencia en Hz
= = ,
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ESPE Ing. Danny Sotomayor.
En la figura 5 podemos observar que tenemos un motor trabajando a diferentes velocidades por
lo que nos colocamos en la curva del 100% de donde obtenemos:
U= 380 V
F= 50 Hz
= = 7.6
e) Indique las caractersticas de carga tpicas, que se puede dimensionar en un variador
Ilustracin 6 Par-velocidad en Carga constante
Ilustracin 7 Par - velocidad en Carga cuadratica
Par
de
carg
a co
nst
ante T=cte; se da en
sistemas que tienen siempre el mismo par resistente, como bombas de piston, trasnportadoras en carga, entre otras. Las curvas de par velocidad son de la figura 6.
Par
de
carg
a cu
adra
tico El par es proporcional al
cuadrado de la velocidad. Es decir, inicialmente muy bajo, va creciendo de forma cuadratica al aumentar la velocidad. Esta caracteristica se da en ventiladores, motores de bombas centrifugas , entre otras. La relacion de par y velocidad se observan en la figura 7 .
Pote
nci
a co
nst
ante Al contrario que antes, el par disminuye al
aumentar la velocidad, para mantener la potencia constante. Las caracteristicas de sobre velocidad se aprovechan para mejorar las posibilidades del proceso si el par necesario no es elevado. . La relacion de par y velocidad se observan en la figura 8.
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ESPE Ing. Danny Sotomayor.
Ilustracin 8 par - velocidad en potencia constante
f) Indique dos ventajas y dos desventajas de un variador de velocidad vs un sofstarter.
5. Bibliografa.
DIAGRAMAS DE CONTROL INDUSTRIAL, Ing. Pablo Angulo Snchez, Escuela
Politcnica Nacional, Facultad de Ingeniera Elctrica, Quito 1990.
Selection Guide for SMC-Delta and SMC-3
Manual de Usuario PowerFlex4.
Fecha: 24/02/2015
Ventajas1.El consumo energetico se adapta a la exigencia del motor lo que nos da un ahorro de energia muy eficiente a comparacion de un softstarter que trabaja a la velocidad nominal del motor.
2.El par se controla a cualquier velociad, lo que evita saltos o bloqueos del motor ante la carga.
Desventajas1. Si no esta bien aislado o instalado, puede derivar ruidos e interferencias en la red electrica, que podrian afectar a otros elementos electronicos cercanos.
2.El costo de inversion es mayor, para un sistema simple que no requiera ningun control.
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