Arrancador V5 Comparado Con Estrella-triángulo

8/19/2019 Arrancador V5 Comparado Con Estrella-triángulo

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ARRANCADOR V5 OMPARATIVA FRENTE AL ARRANQUE ESTRELLA – TRIÁNGULO


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Arrancador V5COMPARATIVA CON ARRANQUE ESTRELLA - TRIÁNGULO

1. Principios de funcionamiento de losmotores de jaula de ardilla.

2. Principios de control en los motoresde inducción.

3. Circuito equivalente de un motor:transformador.

4. Corrientes en un motor.

SUMARIO – PARTE 1

5. Circuito equivalente de un motor: circuito eléctrico por fase.

6. elación corriente ! velocidad.

". elación corriente ! velocidad. #rranque directo.

$. educción de la tensión de entrada.

%. elación Par ! &elocidad.


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1'. (ipos de arranque tradicionales.

11. Pro)lemas del arranque de unmotor.

12. Cone*ión arranque directo.13. Caracter+stica corriente ! velocidad.

#rranque directo.

SUMARIO – PARTE 2

14. Cone*ión arranque estrella ! tri,n-ulo.

15. Caracter+stica corriente ! velocidad. #rranque estrella ! tri,n-ulo.

16. )jetivos.



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1". #rrancadores est,ticos de Po/er0lectronics.

1$. Principios de los #rrancadores0st,ticos.

1%. étodo de arranque: ampa de(ensión.

2'. étodo de arranque: Corrienteconstante.

SUMARIO – PARTE 3



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21. Comparación distintas formas dearranque: atos.

22. Comparación distintas formas de

arranque: &entajas.23. Comparación distintas formas de

arranque: nconvenientes.

SUMARIO – PARTE 4

24. Comparación distintas formas de arranque: #plicaciones Costos.

25. Comparación protecciones.

26. &entajas adicionales.



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2". #n,lisis comparativo pr,ctico.

2$. #n,lisis con par resistente del 15.

2%. #n,lisis con par resistente del 25.3'. #n,lisis con par resistente del 35.

31. esumen del an,lisis comparativo.

SUMARIO – PARTE 5 Y PARTE 6

32. (ensión en una )o)ina del motor.

33. #n,lisis comparativo total.

34. Conclusiones finales.

P#(0 6

35. a 7erie &5



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Motores de induccinPRINCIPIOS !E "UNCIONAMIENTO#


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1. PRIN IPIOS DE FUN IONAMIENTO DE LOS MOTORES DE JAULA DE

ARDILLA

8 0l motor de inducción9 as+ncrono o de jaula de ardilla9est, formado por dos partes:

8 0l estátor.8 0l rotor fijado a un eje;.


» Sección motor » Sección motor


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2. PRIN IPIOS DE ONTROL EN LOS MOTORES DE

INDU IÓN

8 0l rotor se construe con )arras cortocircuitadas pormedio de anillos en los e*tremos9 formando la denominada

jaula de ardilla .


» Construcción motor


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INDU IÓN

Conect,ndolo a una fuente de alimentación trif,sica9 en elest,tor se -enera un campo ma-nético -iratorio flujo;.0sto es de)ido a:

8 a disposición f+sica de los devanados del est,tor: 3)o)inas separadas 12'< f+sicos.8 a corriente en estos devanados est, desfasada

12'< eléctricos.


» Líneas de flujo


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INDU IÓN

8 as l+neas de flujo flec=as; inducen unas corrientes enlas )arras del rótor.8 Cuando so)re un conductor por el que circula unacorriente9 act>a un campo ma-nético9 la resultante es unafuer?a que ori-ina el par por tanto la rotación del rotor.


CAMPOGIRATORIO

» Campo giratorio


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3. IR UITO EQUIVALENTE DE UN MOTOR

TRANSFORMADOR

8 0l circuito equivalente de un motor se puede entendercomo un transformador.


IM: Corriente de Magnetización.Corriente @ima-inariaA que circula por elestator. esponsa)le del flujo del motor.

IR: Corriente de Rotor.Corriente @realA que circula por el rotor9-eneradora de par. #umenta con lacar-a del motor.


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4. ORRIENTES EN UN MOTOR

8 Controlando la tensión aplicada en el est,tor01; se puede controlar la corriente dema-neti?ación IM; por tanto el flujo.


8 Con el aumento de la velocidad del motor9 eldesli?amiento 7; disminue9 la frecuenciarelativa tam)ién. 0ntonces el cosφR mejora9 lainductancia de pérdidas disminue9 e Ir disminue.

S

M L f

E I

···2

1

π

=2

2

2

2

)·(

.

S X R

S E I

r

r

+

=


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5. IR UITO EQUIVALENTE DE UN MOTOR IR UITO EL! TRI O POR

FASE

8 0l circuito equivalente de un motor en cada fase tam)iénse puede simplificar de la si-uiente forma:


nductancia a-nética

esistencia de Car-a.

7i 7 entonces 8 0l desli?amiento en un motor es función de la velocidad:

%

S

RS

n

nn s

−

=


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6. RELA IÓN ORRIENTE – VELO IDAD

8 0n el momento del arranque el motor se comporta como un transformador con el secundario encortocircuito. Ir aumenta porque equivale a una corriente de cortocircuito.


nr )xI 10-7 ( I =

8 Con el aumento de la velocidad del rotor cosφR mejora por tanto Ir decrece


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". RELA IÓN ORRIENTE – VELO IDAD. ARRANQUE

DIRE TO



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". RELA IÓN ORRIENTE – VELO IDAD. ARRANQUE

DIRE TO


8 0n nin->n caso se alcan?a s=0. 7i eso sucediese el motor perder+a la capacidad de -enerar par.

8 a corriente nominal se alcan?a antes de lle-ar a s=0.


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#. REDU IÓN DE LA TENSIÓN DE ENTRADA

8 7e puede demostrar que:

8 7i la tensión de entrada E1; var+a9 entonces el par T; var+a con el cuadrado de la misma.

8 0n el arranque9 el ar es roorcional al cuadrado de la tensión de entrada.


² E T 1∝=


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$. RELA IÓN PAR – VELO IDAD



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$. RELA IÓN PAR – VELO IDAD



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Ti$os de Arran%uesPRO&LEMAS ' O&(ETIVOS)


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1%. TIPOS DE ARRANQUE TRADI IONALES

8 0*isten distintos tipos de arranque para un motor:8 #rranque directo.8 #rranque estrella tri,n-ulo.8 #rranque con resistencias estatóricas.


8 B,sicamente todos ellos presentan ciertos pro)lemas.


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11. PRO&LEMAS EN EL ARRANQUE DE UN MOTOR

8 E!CE"# $E %&R &%'IC&$#: #unque el par resistente inicial sea )ajo9 durante el arranquedirecto se producen una serie de oscilaciones )ruscas del par a medida que la velocidad aumenta.0s ),sicamente un arranque incontrolado.


8 esventajas:

"(oc)s mecánicos.$eslizamiento en las correas.

"tress en las trasmisiones.

"o*reresiones.

A d V5


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11. PRO&LEMAS EN EL ARRANQUE DE UN MOTOR

8 E+#RME "#,REC#RRIE+TE: a corriente t+pica9 en el momento del arranque9 es entre " 1'veces la corriente nominal. 0sto es de)ido a que en el arranque el desli?amiento es m,*imo elmotor se comporta como un transformador con el secundario en cortocircuito.


8 esventajas:

Ca-das *ruscas de tensión en l-neas de oca caacidad.

"o*redimensionado de contactores.

Cálculo de usi*les adecuados.

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12. ONE'IÓN ARRANQUE DIRE TO

8 /I+&'I$&$: 0l motor funciona desde el momento de cone*ión a sus valores nominales


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13. ARA TER(STI A ORRIENTE – VELO IDAD. ARRANQUE

DIRE TO

8 RE"'T&$#: 0levada corriente de arranque. #rranque incontrolado.


A d V5


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14. ONE'IÓN ARRANQUE ESTRELLA – TRIÁNGULO

8 /I+&'I$&$: educir la intensidad de fase de arranque9 aunque sea a costa de reducir el par.


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14. ONE'IÓN ARRANQUE ESTRELLA – TRIÁNGULO

8 M#T#R: 0s necesario que el motor ten-a los )o)inados del est,tor accesi)les confi-uradospara un ca)leado do)le.


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15. ARA TER(STI A ORRIENTE – VELO IDAD. ARRANQUE ESTRELLA –

TRIÁNGULO

8 RE"'T&$#: 7o)recorrientes en la recone*ión. Pérdida de alimentación. #rranque incontrolado.


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16. O&JETIVOS

8 &RR&+E MEC2+IC# %ER/ECT#: &encer el par inicial paulatinamente.

8 C#+TR#'&R E' %&R $E' M#T#R: Para controlar la aceleración del motor.

8 C#+TR#' $E' %&R#: ecelerar de forma controlada.

8 M&+TE+IMIE+T#: #=orro en operaciones de mantenimiento de las instalaciones.

8 'IMIT&R '& C#RRIE+TE $E &RR&+E: Para no afectar a la red de suministro.

8 "&+CI#+E": 0vitar penali?aciones por puntas de corriente que e*cedan la potencia contratada.7e puede conse-uir a=orro en las facturas.



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Arrancadores est*ticos de Po+er E,ectronicsPRINCIPIOS !E "UNCIONAMIENTO

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1". ARRAN ADORES ESTÁTI OS DE PO)ER ELE TRÓNI S


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1#. PRIN IPIOS DE LOS ARRAN ADORES ESTÁTI OS

8 0l principio de los arrancadores est,ticos es el denominado: C#+TR#' $E /&"E.

8 Controlando el instante de disaro de los tiristores se controla el valor de la tensión efica?aplicada a la car-a.

8 Con la cone*ión en antiparalelo de dos tiristores se puede controlar tensiones alternas controlarsemiciclos ositi3os 4 negati3os.


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1#. PRIN IPIOS DE LOS ARRAN ADORES ESTÁTI OS

8 Cone*ión de tiristores en antiparalelo.


8 (ensión efica? aplicada a la car-a.

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1$. M!TODO DE ARRANQUE RAMPA DE TENSIÓN

8 a rampa de tensión es un método de arranque en el que se aumenta pro-resivamente la tensiónaplicada al motor:

o e*iste descone*ión de alimentación. 0l nivel de tensión inicial es ajusta)le. 7e puede ajustar el tiempo.

(am)ién se puede controlar la parada del motor.


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2%. M!TODO DE ARRANQUE ORRIENTE ONSTANTE

8 a corriente se fija a un valor determinado en función de la aplicación9 por ejemplo aD3*n;. #l principio la corriente se incrementa =asta alcan?ar dic=o valor. 0n este punto9 el al-oritmo de control no deja que la corriente disminua. Para ello va incrementando la tensión de modo que se pasa de una curva a otramanteniendo la corriente constante durante el arranque.


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2%. M!TODO DE ARRANQUE ORRIENTE ONSTANTE

8 a corriente se fija a un valor determinado en función de la aplicación9 por ejemplo aD3*n;. #l principio la corriente se incrementa =asta alcan?ar dic=o valor. 0n este punto9 el al-oritmo de control no deja que la corriente disminua. Para ello va incrementando la tensión de modo que se pasa de una curva a otramanteniendo la corriente constante durante el arranque.



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Arran%ue de .otoresCOMPARACI/N !ISTINTAS "ORMAS !EARRANQUE0

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21. OMPARA IÓN DISTINTAS FORMAS DE ARRANQUE

DATOS


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22. OMPARA IÓN DISTINTAS FORMAS DE ARRANQUE VENTAJAS

a cado 5COMPARATIVA CON ARRANQUE ESTRELLA - TRIÁNGULO

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23. OMPARA IÓN DISTINTAS FORMAS DE ARRANQUE DESVENTAJAS

COMPARATIVA CON ARRANQUE ESTRELLA - TRIÁNGULO

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24. OMPARA IÓN DISTINTAS FORMAS DE ARRANQUE APLI A IONES Y OSTOS


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25. OMPARA IÓN PROTE IONES

8 /&'T& $E /&"E:7e controla si una o varias fases de entrada nosuministran tensión al arrancador para parar.


8 /&'T& $E /&"E:o se puede controlar. Pro)lemas deesta)ilidad para -enerar par. 0l motor sequema si la protección no est, )ien diseEada.

&RR&+C&$#R E"TRE''& 5 TRI2+6'#

8 "ECE+CI& $E /&"E":7e detecta si la secuencia correcta F7F(;para que el motor -ire se->n las a-ujas delreloj9 est, o no cam)iada.

8 "ECE+CI& $E /&"E":7i est, cam)iada9 el motor -ira en sentidocontrario. Peli-ro para la aplicación. 7ucededespués de operaciones de mantenimiento porerror en contactor.

8 $E"EI'I,RI# E+TRE /&"E":7e controla si =a un desequili)rio en elconsumo de corriente entre fases maor al4'

8 $E"EI'I,RI# E+TRE /&"E":o se puede controlar. 7i se tra)aja concorrientes asimétricas9 se producenvi)raciones con el tiempo pro)lemasmec,nicos.

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8 "#,REC&R6& M#T#R:7e =a detectado un consumo de corrientee*cesivo. urante el arranque puede serde)ido a un pro)lema mec,nico. 0n ré-imennominal9 puede ser por pro)lemas de ajustes o

por variaciones en la car-a. 0*iste un avisopara esta seEal que permite ser mu preciso enel ajuste.


8 "#,REC&R6& M#T#R:o se detecta un consumo de corrientee*cesivo. 0l ajuste es mu impreciso. # mediolar-o pla?o se aca)a daEando.

&RR&+C&$#R E"TRE''& 5 TRI2+6'#

8 ",C&R6& M#T#R:7e =a detectado un consumo de corrienteinferior al ajustado. 0st, pensado para prote-erla aplicación. Por ejemplo9 )om)assumer-idas;.

8 ",C&R6& M#T#R:o se puede detectar.

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8 "#,REI+TE+"I$&$:a corriente que =a circulado por el arrancadorel 6 veces la intensidad nominal del equipo. 0lrotor puede estar )loqueado. 0*isteinformación del momento del fallo: arranque9

ré-imen nominal o deceleración. ,pidaactuación.


8 "#,REI+TE+"I$&$:0*iste protección contra so)recorriente9 perono e*iste información del momento en el quese produce. eintentos de arranque pro)lemas para el motor.

&RR&+C&$#R E"TRE''& 5 TRI2+6'#

8 "#,RETEM%ER&TR& %TC M#T#R:isparo por P(C del motor. 7o)retemperaturadel motor.

8 "#,RETEM%ER&TR& %TC M#T#R:isparo por P(C del motor. Para detectar estose necesita un =ard/are adicional9 lo queincrementa el costo.

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8 C#RRIE+TE $E "7E&R%I+:a corriente del motor =a alcan?ado el valormaor ajustado en ré-imen nominal. 0l rotorpuede estar )loqueado mec,nicamente opuede =a)er un fallo mec,nico. Prote-e la

mec,nica delicada.


8 C#RRIE+TE $E "7E&R%I+:o e*iste.

&RR&+C&$#R E"TRE''& 5 TRI2+6'#

8 &'T& TE+"I8+ $E E+TR&$&:&oltaje de red elevado. &erificar las tensionesde l+nea los par,metros.

8 &'T& TE+"I8+ $E E+TR&$&:7i la tensión de red es elevada9 puede tra)ajar9pero si la situación permanece9 =a)r, unapérdida de aislamiento.

8 ,&9& TE+"I8+ $E E+TR&$&:&oltaje de red )ajo. &erificar las tensiones del+nea los par,metros. frece un servicio alentrono de protección adicional: protección dearmarios de mando.

8 ,&9& TE+"I8+ $E E+TR&$&:&oltaje de red )ajo. a corriente se incrementa.7i las protecciones no est,n )ien diseEadas elmotor se puede quemar.

Arrancador V5Á


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26. VENTAJAS ADI IONALES

8 C#+TR#' $I+2MIC# $E %&R:

a serie &5 incorpora un @Control in,mico deParA9 e*clusivo de Po/er 0lectronics9 quease-ura un arranque suave pro-resivo enaquellas aplicaciones que presentan un

momento de inercia elevado. Con esteal-oritmo de control conse-uiremos unaaceleración pro-resiva una optimi?ación de lapunta de corriente durante el arranque.


Arrancador V5Á


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8 C#+TR#' $I+2MIC# $E %&R:G 0l par no est, o)li-ado a ajustarse a unaforma predeterminada: lineal o cuadr,tica.G 0l par va increment,ndose en tanto sedetecta que el motor no acelera.G (an pronto el motor acelera el para se

mantiene.G 7i se quiere lle-ar antes al final9 la rampaser, m,s r,pida.G 0n nin->n caso se est, entre-ando m,s pardel que se necesita9 con lo que no se est,perdiendo ener-+a.


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8 T&R9ET& $E C#+TR#' +IC& %&R&T#$&" '&" %#TE+CI&":G 7e reduce el stocH de repuestos.G a resolución de aver+as es mu simple por launificación de la electrónica.G 0*isten 07 7P#I de información para

el usuario que indica el tipo de aver+a.


» Tarjeta de control única


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An*,isis $r*cticoCASO REAL5

Arrancador V5CO CO Q S Á G O


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2". ANÁLISIS OMPARATIVO PRÁ TI O

8 7imulación de las car-as de un ascensor.

8 Comparación de comportamiento en el arranque.

8 Pro)lemas para el motor.

8 Conclusiones.


Arrancador V5COMPARATIVA CON ARRANQUE ESTRELLA TRIÁNGULO


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2#. ANÁLISIS ON PAR RESISTENTE DEL 15*

8 $&T#":%ar resistente = 1;< del %ar nominal.


» Medida de señales

8 E"TRE''&TRI2+6'#: (iempo de conmutación: 3se-. &elocidad: #umenta pro-resivamente =astael 6' en la conmutación cam)ia)ruscamente. Corriente: aumento )rusco de 1.3 a 4 vecesla n.

8 &RR&+C&$#R: (iempo limitación corriente : 1se-. &elocidad: #umenta pro-resivamente =astael 1'' sin cam)iar )ruscamente. Corriente: Controlada por la limitación de 3veces la n. #pro*imadamente en 2 se-. lle-ael final del arranque.



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2$. ANÁLISIS ON PAR RESISTENTE DEL 25*

8 $&T#":%ar resistente = >;< del %ar nominal.



8 E"TRE''&TRI2+6'#: (iempo de conmutación: 3se-. &elocidad: #umenta pro-resivamente =astael 2' en la conmutación cam)ia)ruscamente. Corriente: aumento )rusco de 1.6 a 5 vecesla n.




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3%. ANÁLISIS ON PAR RESISTENTE DEL 35*

8 $&T#":%ar resistente = ?;< del %ar nominal.



8 E"TRE''&TRI2+6'#: (iempo de conmutación: 3se-. &elocidad: 7e mantiene casi constante enun 16 en la conmutación cam)ia)ruscamente. Corriente: aumento )rusco de 1.5 a casi 5veces la n.




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31. RESUMEN DEL ANÁLISIS OMPARATIVO





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32. TENSIÓN EN UNA &O&INA DEL MOTOR

8 #,9ETI@#":@er tensiones en el momento del cam*io deestrella a triángulo.



8 RE"'T&$#: omento de conmutación: (ransitorio de

1"''& pico a pico. 4'ms después: (ransitorio de 14''& pico apico.

8 C#+C'"I8+: Primer transitorio de)ido a re)otesmec,nicos del contactor. 7e-undo transitorio de)ido a que la tensióndel motor est, en contra fase con la de la red.



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33. ANÁLISIS OMPARATIVO TOTAL


8 Con el incremento del par desde el 15 =asta el 35 del par nominal:

8 a velocidad pasa del 6'9 lue-o el 2' el 16 con el par maor: & ME$I$& E&ME+T& E' %&R '& E"TRE''& TIE+E %R#,'EM&" %&R& '&+A&R E' M#T#R.TIEM%# $E C#+MT&CI8+ /I9#.

8 a corriente sufre unos )ruscos saltos que van desde 193F196 =asta 4F5 veces lanominal: C&M,I# ,R"C# E+ '& @E'#CI$&$B C&M,I# ,R"C# $E %&R C&"TI6# $E '&" %&RTE" MEC2+IC&".



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34. ON LUSIONES FINALES

8 a corriente de pico en el arranque ai-ualdad de condiciones es "IEM%RE ME9#Rcon &RR&+C&$#R.


8 a corriente de pico en el arranque ai-ualdad de condiciones es "IEM%RE %E#Rcon E"TRE''& TRI2+6'#.

8 Con un par resistente superior al 35 de parnominal9 el &RR&+C&$#R no tiene ningDnro*lema ara lanzar el motor.

8 Con un par resistente superior al 35 de parnominal9 la E"TRE''&TRI2+6'# secomorta C#M# un &RR&+E $IRECT#Bporque durante la estrella el motor no es capa?de acelerar.

8 &CE'ER&CI8+ %R#6RE"I@& con el usode ##C#: +# "TRE"" en lastransmisiones.

8 &CE'ER&CI8+ ,R"C& del motor con laconmutación de 07(0#F(JKL: %R#,'EM&" de atiga mecánica.



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34. ON LUSIONES FINALES

8 7i =a un 00 n>mero de##ML07B los TIRI"T#RE" no tienenlimitada la 3ida or eceso de manio*rasde*ido a la &"E+CI& $E %&RTE"M8@I'E".


8 7i =a un 00 n>mero de##ML079 con la coniguraciónE"TRE''&TRI2+6'# tendremos%R#,'EM&".

8 +# 7& M&+TE+IMIE+T# %RE@E+TI@#B

porque no =a partes móviles.

8 "I E" +ECE"&RI# M&+TE+IMIE+T#

%RE@E+TI@# FC#"T#GB por la vida media delos elementos mec,nicos de las manio)ras.

8 /'E!I,I'I$&$ %&R& &9"TE" $EC#RRIE+TE M2!IM&: evitamos ca+das detensión que afecten al edificio donde est,n

instalados.

8 +# "E %E$E &9"T&R '& C#RRIE+TEM2!IM&: tiempo de conmutación fijo9 sinsa)er a qué velocidad est, el motor.

8 C#+/#RT $E %&"&9ER#": puesto que no=a cam)ios )ruscos9 sino paulatinos.

8 RE$CI$# C#+/#RT: e*isten cam)ios)ruscos en la conmutación.


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La Serie V5ARRANCA!ORES !IGITALES1



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35. LA SERIE V5

8 &isuali?aciones mediante displa encastellano8 ispla inteli-ente8 Protección de su)car-a8 #mplio ran-o de tensiones8 0lementos de potencia modulares

8 (arjeta de control >nica8 ormativas internacionales marcaje C0


8 %R#TECCI#+E":G 7o)recar-a '.$ a 1.2 nG (iempo actuación so)recar-aG 7u)car-a '.2 a '.6 nG (iempo actuación su)car-aG odo de corriente s=earpin

G Corriente s=earpinG (ermistor P(CG Nallo de faseG esequili)rio de fases O4'G otor )loqueado


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Gracias $or su atencin

PresentaciónARRANCADOR V5.

Comparativa con Arranque Estrella – Triángulo

RealizaciónPilar Navarro

OrganizaciónDepartamento e !ar"eting

www.power-electronics.co

Arrancador V5 Comparado Con Estrella-triángulo

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