low harmonics solutions technical seminar

UTILIZACIÓN DE VARIADORES
Y ARRANCADORES EN
MOTORES ATEX
Febrero 2014
1
Introducción ATEX
2
Designación motores ATEX
3
Soluciones variador
4
Descripción arrancador
Introducción ATEX
En la UE, el uso de equipos en áreas con alto riesgo de explosión está regulado por dos
directivas complementarias:
 Directiva 1999/92/EC (ATEX137) cubre los requerimientos mínimos para la mejora de la
seguridad y salubridad del entorno de trabajo en atmosferas con riesgo de explosión.
 Directiva 94/9/EC (ATEX 95) tiene como propósito el libre comercio de equipamiento y
sistemas par uso en ambientes explosivos sin la necesidad de pruebas o documentación
adicional.
ATEX 137
ATEX 95
Directiva de Producto
94/9/EC
Requerimientos y certificados
para fabricantes
Directiva protección trabajadores
1999/92/EC
Clasifica las zonas y determina la
categoría de producto permisible
*EHSRs
Zonas
Requerimientos de producto
* Essential health and safety requirements
 Categoría 1
 Zona 0/20
 Categoría 2
 Zona 1/21
 Categoría 3
 Zona 2/22
Análisis de riesgos
Introducción ATEX
Los estándares CENELEC / IEC proporcionan un criterio que determina la clasificación del
equipamiento en grupos y categorias de acuerdo con EN / IEC 60079-0:
Dependiendo del tipo de uso, el material eléctrico anti-explosión se divide en dos grupos :
 Grupo I: Equipamiento para minas de carbón. ( sólo equipamiento especial para minas está
permitido)
 Grupo II: Equipamiento eléctrico para otros usos excepteo minas (industria de superficie)
GRUP O I ( MINAS)
DESCRIPCIÓN
Equipamiento diseñado para operar en ambientes donde es
frecuente una atmosfera explosiva.
Equipamiento que debe desconectarse si existe riesgo de
explosión. Ambientes con atmósferas explosivas frecuentes.
CAT
M1
M2
CAT
1
2
3
GRUPO
IIA
GRUPO II (INDUSTRIA DE SUPERFICIE)
DESCRIPCIÓN
Equipamiento con alto grado de protección. La
presencia de atmósferas explosivas es continua o
durante largos periodos de tiempo.
Equipamiento con alto grado de protección. La
presencia de atmósferas explosivas es ocasional.
ETIQ
ZONA
1G (gas)
1D (polvo)
0 (gas)
20 (polvo)
2G (gas)
2D (polvo)
1 (gas)
21 (polvo)
Equipamiento con grado de protección normal. La
presencia de atmósfera explosiva es improbable.
3G (gas)
3D (polvo)
2 (gas)
22 (polvo)
CLASIFICACIÓN SUB-GRUPOS PARA GASES EN ATMÓSFERAS EXPLOSIVAS (MOTORES ANTI- LLAMA)
DESCRIPCCIÓN
Acetone, ammonia, benzene, butane, butanol, alcohol butylic, ethane, ethanol, acetate of ethyl, gasoline, hepthanes, hexanes, natural gas, methanol,
naphtha, propane, propanol, toluene, esthirene, solvents in general
IIB
Acetaldeide, cyclopropane, diethylic ether, ethene, monoxide of carbon
IIC
Acetylene, butadiene, oxide of ethene, hydrogen, oxide ofpropylene, gases containing over 30% of hydrogen
DESIGNACIÓN MOTORES ATEX Y ZONAS
DESIGNACIÓN DE MOTORES
TIPO
tD/DIP
DESCRIPCIÓN
Envolvente protección contra
ignición debido a polvo de
acuerdo con IEC 61241-1
nA
Anti- chispas. Caja de
conexiones con seguridad
aumentada.
d
Anti- explosión (Diseño robusto)
de
e
p
Anti- explosión con caja de
conexiones con seguridad
aumentada.
Seguridad aumentada. Caja de
conexiones con seguridad
aumentada.
Presurizado . (Construcción
especial)
CLASE DE TEMPERATURA
La temperatura mínima que provoca una explosión de gas o vapores de mezclas explosivas
se denomina temperatura de ignición. Para evitar el riesgo de explosión, la temperatura de la
superficie del motor debe estar siempre por debajo de la temperatura de explosión de la
mezcla explosiva.
Clase de temperatura (ºC)
NEC
Temperatura máxima de
la superficie (ºC)
T1
450
T2
T2
T2A
12B
T2C
T2D
300
280
260
230
215
T3
T3
T3A
T3B
T3C
200
180
165
160
T4
T5
T4
T4A
T5
135
120
T6
T6
EN / IEC
60079-0
T1
100
85
SOLUCIÓN VARIADOR DE VELOCIDAD

Solución motores “Ex nA” y “Ex tD/DIP” (T3, T4, T5, T6 < 200ºC) y “Ex d, de y p” en Zona 2:
o Relé monitorización temperatura ATEX (PT100s o PTCs) en zona segura que bien puede accionar
el paro seguro STO del variador o el interruptor de corte correspondiente del equipo aguas arriba.
o Selección apropiado de motor (derating)
o Frecuencia de conmutación >3kHz
o Declaración conformidad específica. Power Electronics se responsabiliza del riesgo.

Solución para motores “Ex d” y “Ex p” (Zona 1) :
o La construcción de estos motores eliminan todos los riesgos excepto el de sobrecalentamiento de la
carcasa que podría alcanzar la temperatura de ignición.
o Para eliminar dicho riesgo se puede instalar:
o Relé certificado ATEX (PT100s o PTCs) conectadas a canal de seguridad de paro seguro STO
(SD700 only).
o Relé certificado ATEX (PT100s o PTCs) conectadas al interruptor de corte correspondiente del
equipo aguas arriba.
o Selección apropiado de motor (derating)
o Frecuencia de conmutación >3kHz


La instalación de variador con motores “Ex e” en Zona 1 o Zona 2 no es viable.
Adicionalmente, el variador SD700 ofrece prestaciones únicas para aplicaciones ATEX como:
o Filtro dV/dt de serie equipado con sistema CLAM que reduce el dV/dt desde 500V/µs hasta
800V/µs.
o Reduce los picos de tensión en bornes de motor.
o Reduce las corrientes por cojinetes y el riesgo de generación de chispas.
o Dispone de modelo térmico de control de motor integrada y ajustable.
o Opera a 4kHz de frecuencia de conmutación que reduce el sobrecalentamiento del motor
SOLUCIÓN VARIADOR DE VELOCIDAD
Reducción de potencia Motores nA
Convertidores PWM fs>3kHz
Reducción de potencia Motores tD/DIP
Convertidores PWM fs>3kHz
SOLUCIÓN ARRANCADORES ELECTRÓNICOS

Los arrancadores electrónicos V2, V5 y VS65 de Power
Electronics no incurren en efectos contraproducentes.
Excepto el posible sobrecalentamiento del motor si el proceso
de arranque es muy frecuente y muy largo.

Solución motores Ex nA y Ex tD/DIP ( Zona 2):
o Declaración conformidad específica incluyendo una
limitación en el número de arranques y tiempo de
arranque. Power Electronics se responsabiliza del
riesgo.

Solución para motores Ex d y Ex p (Zona 1) :
o La construcción de estos motores eliminan todos los
riesgos excepto el de sobrecalentamiento de la carcasa.
o Para eliminar dicho riesgo se puede optar por lo siguiente:
•
Instalación relé de protección ATEX (PT100s o PTC)
conectado al contactor de línea (VS65).
•
Relé certificado ATEX (PT100s o PTC) conectadas a
interruptor aguas arriba pertinente.

La instalación de arrancador con motores “Ex e” en
Zona 1 o Zona 2 no es viable.
POWER ELECTRONICS
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