VARIADOR DE VELOCIDAD ATV32HU15M2 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO Los variadores de velocidad son dispositivos electrónicos que permiten variar la Velocidad y la cupla de los motores asincrónicos trifásicos, convirtiendo las magnitudes fijas de frecuencia y tensión de red en magnitudes variables. Se utilizan estos equipos cuando las necesidades de la aplicación sean: n Dominio de par y la velocidad n Regulación sin golpes mecánicos n Movimientos complejos n Mecánica delicada Los variadores de velocidad están preparados para trabajar con motores trifásicos asincrónicos de rotor jaula. La tensión de alimentación del motor no podrá ser mayor que la tensión de red. A tensión y frecuencia de placa del motor se comporta de acuerdo al gráfico siguiente: El dimensionamiento del motor debe ser tal que la cupla resistente de la carga no supere la cupla nominal del motor, y que la diferencia entre una y otra provea la cupla acelerante y desacelerante suficiente para cumplir los tiempos de arranque y parada. El convertidor de frecuencia Se denominan así a los variadores de velocidad que rectifican la tensión alterna de red (monofásica o trifásica), y por medio de seis transistores trabajando en modulación de ancho de pulso generan una corriente trifásica de frecuencia y tensión variable. Un transistor más, llamado de frenado, permite direccionar la energía que devuelve el motor (durante el frenado regenerativo) hacia una resistencia exterior. A continuación se muestra un diagrama electrónico típico: La estrategia de disparo de los transistores del ondulador es realizada por un microprocesador que, para lograr el máximo desempeño del motor dentro de todo el rango de velocidad, utiliza un algoritmo de control vectorial de flujo. Este algoritmo por medio del conocimiento de los parámetros del motor y las variables de funcionamiento (tensión, corriente, frecuencia, etc.), realiza un control preciso del flujo magnético en el motor manteniéndolo constante independientemente de la frecuencia de trabajo. Al ser el flujo constante, el par provisto por el motor también lo será. En el gráfico se observa que desde 1Hz hasta los _0 Hz el par nominal del motor está disponible para uso permanente, el 1_0% del par nominal está disponible durante _0 segundos y el _00% del par nominal está disponible durante 0,_ seg. Ficha de producto Características ATV32HU15M2 variador velocidad ATV32 - 1,5 kW - 200 V monofásico - con disipador térmico Principal Estatus comercial Comercializado Gama de producto Altivar 32 Tipo de producto o componente Variador de velocidad Aplicación específica producto Máquinas complejas Estilo de conjunto Con disipación de calor Nombre de componente ATV32 Filtro CEM Filtro CEM clase C2 integrado Número de fases de la red 1 fase [Us] Tensión de alimentación 200...240 V (- 15...10 %) Potencia del motor en kW 1.5 kW en 200...240 V 1 fase Potencia del motor en CV 2 hp en 200...240 V 1 fase Corriente de línea 17.6 A para 200 V 1 fase 1.5 kW / 2 hp 14.8 A para 240 V 1 fase 1.5 kW / 2 hp Potencia aparente 3.6 kVA en 240 V 1 fase 1.5 kW / 2 hp Corriente de cortocircuito de la red <= 1 kA, 1 fase Corriente de salida nominal 8 A en 4 kHz 240 V 1 fase 1.5 kW / 2 hp Máxima corriente transitoria 12 A para 60 s 1 fase 1.5 kW / 2 hp Rango de frecuencias de salida 0.5...599 Hz Frecuencia de conmutación nominal 4 kHz Frecuencia de conmutación 2...16 kHz regulable Perfil de control de motor asíncrono Ley tensión/frecuencia, 2 puntos Ley tensión/frecuencia, 5 puntos Control de vector de flujo sin sensor - ahorro de energía, ley sin carga Control vectorial de flujo sin sensor, estándar Ley tensión/frecuencia - ahorro de energía, U/f cuadrática Tipo de polarización Sin impedancia para Modbus Complementario Destino del producto Motores asíncronos Motores síncronos Límites tensión alimentación 170...264 V Frecuencia de alimentación 50...60 Hz (- 5...5 %) Límites de Frecuencia asignada de empleo 47.5...63 Hz Rango de velocidades 1...100 para motor asíncrono en modo de bucle abierto Precisión de velocidad +/-10% de deslizamiento nomin para 0,2 Tn a Tn variación de par Precisión de par +/- 15 % Sobrepar transitorio 170...200 % de par motor nominal Par de frenado < 170 % con resistencia de frenado Perfil de control de motor síncrono Control de vector sin sensor Bucle de regulación Regulador PID ajustable Compensación desliz. motor Automático sea cual sea la carga No disponible en ley tensión/frecuencia (2 ó 5 puntos) Ajustable 0...300% Señal local 1 LED rojo presencia de fallo de variador 1 LED rojo presencia de error de CANopen 1 LED verde presencia de ejecución de CANopen 1 LED azul presencia de bluetooth 1 LED rojo presencia de tensión unidad Tensión de salida <= de la potencia de la tensión de alimentación Aislamiento Eléctrico entre alimentación y control Conexión eléctrica Alimentación terminal de tornillo 2.5...4 mm² / AWG12...AWG10 Motor/Resistencia de frenado terminales de tornillo extraíbles 1.5...2.5 mm² / AWG14...AWG12 Control terminal de tornillo 0.5...1.5 mm² / AWG18...AWG14 Par de apriete Alimentación 0.6 N.m / 5.3 lb/ft Motor/Resistencia de frenado 0.7 N.m / 7.1 lb/ft Control 0.5 N.m / 4.4 lb/ft Alimentación Alimentación interna para potenciómetro de referencia (1-10 kOhmios), 10.5 V CC +/- 5 %, <= 10 mA para protección de sobrecarga y cortocircuito Número de entrada analógica 3 Tipo de entrada análogica AI3 corriente 0...20 mA (o 4-20 mA, x-20 mA, 20-x mA u otros patrones según configuración), impedancia 250 Ohm, resolución 10 bits AI2 tensión diferencial bipolar +/- 10 V CC, impedancia 30000 Ohm, resolución 10 bits AI1 tensión 0...10 V CC, impedancia 30000 Ohm, resolución 10 bits Duración de muestreo AO1 2 ms para analógica entradas AI1, AI2, AI3 2 ms para analógica entradas Tiempo respuesta R2A, R2C 2 ms para relé salidas R1A, R1B, R1C 2 ms para relé salidas LI1...LI6 8 ms, tolerancia +/- 0.7 ms para lógica salidas Precisión AO1 +/- 2 % para una temperatura de -10...60 °C AO1 +/- 1 ° para una temperatura de 25 °C AI1, AI2, AI3 +/- 0.5 % para una temperatura de 25 °C AI1, AI2, AI3 +/- 0.2 % para una temperatura de -10...60 °C Error lineal AO1 +/- 0.3 % AI1, AI2, AI3 +/-0,2...0,5 % del valor máximo Número de salida analógica 1 Tipo de salida análogica AO1 tensión configurable por software 0...10 V, impedancia 470 Ohm, resolución 10 bits AO1 corriente configurable por software 0...20 mA, impedancia 800 Ohm, resolución 10 bits Número de salida digital 3 Salida discreta LO lógica R2A, R2B lógica relé configurable NA, durabilidad eléctrica 100000 ciclos R1A, R1B, R1C lógica relé configurable NA/NC, durabilidad eléctrica 100000 ciclos Corriente de conmutación mínima Lógica relé configurable 5 mA en 24 V CC Corriente de conmutación máxima R2 sobre resistivo carg, 5 A en 30 V CC, cos phi = 1, R2 sobre resistivo carg, 5 A en 250 V CA, cos phi = 1, R1, R2 sobre inductivo carg, 2 A en 30 V CC, cos phi = 0,4, R1, R2 sobre inductivo carg, 2 A en 250 V CA, cos phi = 0,4, R1 sobre resistivo carg, 4 A en 30 V CC, cos phi = 1, R1 sobre resistivo carg, 3 A en 250 V CA, cos phi = 1, Número de entrada digital 7 Entrada discreta STO safe torque off 24...30 V CC, impedancia 1500 Ohm LI6 sonda PTC configur. por conm. 24...30 V CC LI5 programable como entrada de pulsos 20 kpps 24...30 V CC, con PLC niv 1 LI1...LI4 programable (común positivo/común negativo) 24...30 V CC, con PLC niv 1 Entrada lógica LI1...LI6 lógica positiva (source), < 5 V (estado 0), > 11 V (estado 0) LI1...LI6 lógica negativa (sink), > 19 V (estado 0), < 13 V (estado 0) Rampas de aceleración y deceleración S U CUS Inyección DC con parada automática en rampa de deceleración Adaptación de rampa de deceleración Lineal Conmutación de rampa Frenado hasta parada Mediante inyección de CC Tipo de protección Protección térmica variador de velocidad Cortocircuito entre fases del motor variador de velocidad Protección sobrecalentam variador de velocidad Sobreintensidad entre fases de salida y tierra variador de velocidad Interrupc fase entrada variador de velocidad Protocolo puerto de comunicación CANopen Modbus Tipo de conector 1 RJ45 para Modbus/CANopen en cara frontal Interfaz física RS 485 de dos hilos para Modbus Marco de transmisión RTU para Modbus Número de direcciones 1...247 para Modbus 1...127 para CANopen Método de acceso Esclavo para CANopen DESC CE Posición de funcionamiento Vertical +/- 10 grados Anchura 60 mm Altura 325 mm Profundidad 245 mm Peso del producto 2.9 kg Tarjeta opcional Tarjeta de comunicación Profibus DP V1 Tarjeta de comunicación Ethernet/IP Tarjeta de comunicación DeviceNet Tarjeta de comunicación estilo abierto CANopen Tarjeta de comunicación encadenamiento CANopen Entorno Intensidad de ruido acústico 43 dB de acuerdo con 86/188/EEC Compatibilidad electromagnética Prueba de inmunidad de huecos y caídas de tensión de acuerdo con IEC 61000-4-11 Prueba de inmunidad de la radiofrecuencia radiada del campo electromagnético de acuerdo con IEC 61000-4-3 nivel_3 Prueba de inmunidad de descarga electroestática de acuerdo con IEC 61000-4-2 nivel_3 Prueba de inmunidad oscilatoria/ráfagas eléctrica de acuerdo con IEC 61000-4-4 nivel_4 Prueba de inmunidad de radio frecuencia conducida de acuerdo con IEC 61000-4-6 nivel_3 Prueba de inmunidad de pico de tensión 1,2/50 μs - 8/20 μs de acuerdo con IEC 61000-4-5 nivel_3 Normas EN 55011 clase A grupo 1 EN 61800-3 ambientes 1 categoría C2 EN 61800-3 ambientes 2 categoría C2 EN/IEC 61800-3 EN/IEC 61800-5-1 Certificados de producto CSA C-Tick GOST NOM 117 UL Grado de contaminación 2 de acuerdo con EN/IEC 61800-5-1 Grado de protección IP IP20 de acuerdo con EN/IEC 61800-5-1 Resistencia a las vibraciones 1,5 mm pico a pico (f = 3...13 Hz) de acuerdo con EN/IEC 60068-2-6 1 gn (f = 13...200 Hz) de acuerdo con EN/IEC 60068-2-6 Resistencia a los choques 15 gn para 11 ms de acuerdo con EN/IEC 60068-2-27 Humedad relativa 5...95 % sin goteo de agua de acuerdo con IEC 60068-2-3 5...95 % sin condensación de acuerdo con IEC 60068-2-3 Temparatura ambiente de trabajo 50...60 °C con factor reduc -10...50 °C sin reducir la capacidad normal Temperatura ambiente de almacenamiento -25...70 °C Altitud máxima de funcionamiento 1000...2000 m con desclasificación de corriente del 1% por 100 m <= 1000 m sin reducir la capacidad normal Descripción de la referencia ATV Denominación del producto ATV - Altivar Gama de producto Base de montaje H - Producto con radiador P - Producto sin radiador Calibre de variadores 018 - 0,18 kW (1/4 HP) 037 - 0,37 kW (1/2 HP) 055 - 0,55 kW (3/4 HP) 075 - 0,75 kW (1 HP) U11 - 1,1 kW (11/2 HP) U15 - 1,5 kW (2 HP) U22 - 2,2 kW (3 HP) U30 - 3 kW U40 - 4 kW (5 HP) U55 - 5,5 kW (71/2 HP) U75 - 7,5 kW (10 HP) D11 - 11 kW (15 HP) D15 - 15 kW (20 HP) Tensión de alimentación M2 - Monofásica rango 240 V N4 - Trifásica rango 400 V 32 H 018 M2 Instrucciones de seguridad Lea detenidamente estas instrucciones antes de realizar ningún procedimiento con este variador. PELIGRO PELIGRO DE DESCARGA ELÉCTRICA, EXPLOSIÓN O ARCO ELÉCTRICO Lea detenidamente este manual antes de instalar o manipular el variador. La instalación, ajuste, reparación y mantenimiento deben ser realizados por personal cualificado. El usuario es responsable del cumplimiento de todos los requisitos de los códigos eléctricos internacionales y nacionales relacionados con la correcta conexión a masa de todo el equipo. Muchas piezas de este variador, incluidas las placas de circuito impreso, funcionan a la tensión de red. NO LAS TOQUE. Utilice sólo herramientas con aislante eléctrico. NO toque componentes no apantallados ni las conexiones de tornillos en regleta cuando haya tensión. NO cortocircuite entre los terminales PA/+ y PC/– o entre los condensadores del bus de CC. Antes de realizar el mantenimiento del variador: - Desconecte toda la alimentación eléctrica, incluida la alimentación del control externo que pueda estar presente. - Coloque la etiqueta de "NO CONECTAR" en todos los seccionadores. - Bloquee todos los seccionadores en la posición abierta. - ESPERE 15 MINUTOS a que los condensadores del bus de CC se descarguen. - Mida la tensión del bus de CC entre las bornas PA/+ y PC/- para asegurarse de que la tensión es inferior a 42 V CC. - Si los condensadores del bus de CC no se descargan completamente, póngase en contacto con su representante local de Schneider Electric. No repare ni haga funcionar el variador. Instale y cierre todas las cubiertas antes de aplicar alimentación o de arrancar y parar el variador. Si no se respetan estas instrucciones, se producirán lesiones graves o incluso la muerte. PELIGRO FUNCIONAMIENTO NO DESEADO DEL EQUIPO Lea detenidamente el manual de programación antes de manipular el variador. Sólo personal cualificado debe realizar cambios en los ajustes de los parámetros. Si no se respetan estas instrucciones, se producirán lesiones graves o incluso la muerte. ADVERTENCIA EQUIPO DE VARIADOR DAÑADO No manipule ni instale ningún variador o accesorio del variador que parezca estar dañado. Si no se respetan estas instrucciones pueden producirse daños materiales, lesiones graves o incluso la muerte. ADVERTENCIA PÉRDIDA DE CONTROL El diseñador del esquema de cableado debe tener en cuenta los posibles modos de fallo de canales de control y, para ciertas funciones críticas, proporcionar los medios para lograr un estado seguro durante y después de un fallo de canal. Ejemplos de funciones críticas de control son la parada de emergencia y la parada de sobrerrecorrido. Para las funciones críticas de control deben proporcionarse canales de control separados o redundantes. Los canales de control del sistema pueden incluir enlaces de comunicación. Deben tenerse en cuenta las implicaciones de retardos o fallos de transmisión imprevistos del enlace1. Si no se respetan estas instrucciones pueden producirse daños materiales, lesiones graves o incluso la muerte. 1. Para más información, consulte NEMA ICS 1.1 (última edición), "Safety Guidelines for the Application, Installation, and Maintenance of Solid State Control" (Directrices de seguridad para la aplicación, la instalación y el mantenimiento del control de estado sólido) y NEMA ICS 7.1 (última edición), "Safety Standards for Construction and Guide for Selection, Installation and Operation of Adjustable-Speed Drive Systems" (Normas de seguridad para la construcción y la dirección para la selección, la instalación y el funcionamiento de sistemas de variadores de velocidad ajustable). AVISO TENSIÓN DE RED INCOMPATIBLE Antes de conectar y configurar el variador, asegúrese de que la tensión de red sea compatible con el rango de tensión de alimentación que aparece en la placa de características del variador. El variador puede resultar dañado si la tensión de red es incompatible. Si no se respetan estas instrucciones, pueden producirse lesiones o daños en el equipo. AVISO RIESGO DE DISMINUCIÓN DEL RENDIMIENTO DEBIDO AL ENVEJECIMIENTO DEL CONDENSADOR El rendimiento del condensador del producto puede degradarse debido a un almacenamiento prolongado, superior a dos años. En este caso, antes de usar el producto, siga este procedimiento: Aplique una alimentación eléctrica de CA variable, conectada entre L1 y L2 (incluso en los dispositivos con referencia ATV32pppN4). Aumente la tensión de alimentación CA para obtener: - 25% de la tensión nominal durante 30 minutos - 50% de la tensión nominal durante 30 minutos - 75% de la tensión nominal durante 30 minutos - 100% de la tensión nominal durante 30 minutos Si no se respetan estas instrucciones, pueden producirse daños en el equipo. Información eléctrica Tensión de alimentación monofásica: 200…240 V 50/60 Hz Motor Alimentación de red (entrada) Potencia indicada Corriente de línea en la placa (1) máx. (2) a 200 V a 240 V Variador (salida) Potencia aparente Corriente Disipación de Corriente Corriente interna alimentación nominal transitoria en corriente (1) máx. máx. nominal (3) (1) (4) Referencia (5) Tamaño kW HP A A kVA A W A A 0,18 1/4 3,4 2,8 0,7 9,6 25 1,5 2,3 ATV32H018M2 A 0,37 1/2 6 5 1,2 9,6 38 3,3 5,0 ATV32H037M2 A 0,55 3/4 7,9 6,7 1,6 9,6 42 3,7 5,6 ATV32H055M2 A A 0,75 1 10,1 8,5 2,0 9,6 51 4,8 7,2 ATV32H075M2 1,1 11/2 13,6 11,5 2,8 19,1 64 6,9 10,4 ATV32HU11M2 B 1,5 2 17,6 14,8 3,6 19,1 81 8 12,0 ATV32HU15M2 B 2,2 3 23,9 20,1 4,8 19,1 102 11 16,5 ATV32HU22M2 B Tensión de alimentación trifásica: 380…500 V 50/60 Hz Motor Alimentación de red (entrada) Potencia indicada Corriente de línea en la placa (1) máx. (2) a 380 V a 500 V Variador (salida) Potencia aparente Corriente Disipación de Corriente interna alimentación nominal en corriente (1) máx. nominal (3) Corriente transitoria máx. (1) (4) Referencia Tamaño ATV32H037N4 A kW HP A A kVA A W A A 0,37 1/2 2,1 1,6 1,4 10 27 1,5 2,3 0,55 3/4 2,8 2,2 1,9 10 31 1,9 2,9 ATV32H055N4 A 0,75 1 3,6 2,7 2,3 10 37 2,3 3,5 ATV32H075N4 A 1,1 11/2 5 3,8 3,3 10 50 3 4,5 ATV32HU11N4 A 1,5 2 6,5 4,9 4,2 10 63 4,1 6,2 ATV32HU15N4 A 2,2 3 8,7 6,6 5,7 10 78 5,5 8,3 ATV32HU22N4 B 3 – 11,1 8,4 7,3 10 100 7,1 10,7 ATV32HU30N4 B 4 5 13,7 10,5 9,1 10 125 9,5 14,3 ATV32HU40N4 B 1/2 5,5 7 20,7 14,5 17,9 27,6 233 14,3 21,5 ATV32HU55N4 C 7,5 10 26,5 18,7 22,9 27,6 263 17 25,5 ATV32HU75N4 C 11 15 36,6 25,6 31,7 36,7 403 27,7 41,6 ATV32HD11N4 D 15 20 47,3 33,3 41,0 36,7 480 33 49,5 ATV32HD15N4 D (1) Estas especificaciones de la alimentación son para una frecuencia de conmutación de 4 kHz, en funcionamiento ininterrumpido. La frecuencia de conmutación puede ajustarse de 2 a 16 kHz. Por encima de 4 kHz, el variador reducirá la frecuencia de conmutación en el caso de que la temperatura aumente excesivamente. El aumento de la temperatura es detectado por una sonda en el módulo de alimentación. Sin embargo, la corriente nominal del variador debe disminuir si el funcionamiento por encima de 4 kHz va a ser continuado. Consulte la página 27. (2) Corriente en una alimentación de red con la " Corriente de entrada asignada", consulte la página 50. (3) Corriente pico en el encendido para la tensión máxima (240 V +10% o 500 V +10%). (4) Nota: El variador está diseñado para funcionar hasta 60 segundos a este nivel. (5) Consulte la descripción de la referencia en la página 8. Esquemas de conexión Alimentación monofásica o trifásica - esquema con contactor de línea Esquemas de conexión conforme a las normas EN 954-1 categoría 1 e IEC/EN 61508 capacidad SIL1, categoría de parada 0 según la norma IEC/EN 60204-1. - Q2 - Q3 - T1 - S2 - S1 - KM1 A1 A2 - Q2 - KM1 R1A R1C - KM1 (1) P24 STO R2C R2A PA/+ R1B PC/- R1C PB R1A T / L3 W / T3 PBe S / L2 ATV32 W1 R / L1 V / T2 V1 U1 U / T1 (2) A1 M 3a (1) Inductancia de línea (si procede) (2) Contactos para relé de fallos, para señalización a distancia del estado del variador Alimentación monofásica o trifásica - esquema con desconexión de conmutadores Esquemas de conexión conforme a las normas EN 954-1 categoría 1 e IEC/EN 61508 capacidad SIL1, categoría de parada 0 según la norma IEC/EN 60204-1. (1) P24 STO R2C R2A PA/+ R1B PC/- R1C PB T / L3 W / T3 R1A S / L2 V / T2 PBe R / L1 U / T1 (2) A1 ATV32 W1 V1 U1 Q1 M 3a (1) Inductancia de línea (si procede) (2) Contactos para relé de fallos, para señalización a distancia del estado del variador Esquema con módulo de seguridad Preventa Esquemas de conexión conforme a las normas EN 954-1 categoría 3 e IEC/EN 61508 capacidad SIL2, categoría de parada 0 según la norma IEC/EN 60204-1. Este esquema de conexión es el adecuado para las máquinas con poco tiempo de parada en rueda libre (con poca inercia o con alto par resistente). Una vez activada la demanda de parada de emergencia, la alimentación del variador se corta de inmediato y el motor se detiene en modo de rueda libre, conforme a la categoría 0 de la norma IEC/EN 60204-1. Es preciso insertar un contacto del módulo Preventa XPS AC en el circuito de control del freno para ajustarlo con seguridad durante la activación de la función de seguridad STO (Safe Torque Off). F1 L1(+) N(-) S2 S1 ESC A2 A1 Y1 Y2 13 23 33 Y43 14 24 34 Y44 XPS AC Lógica T K1 K2 48 V, 115 V, 230 V A2 K1 PE K2 (1) P24 LI2 LI1 PA/+ R1B PC/- PB R1A R1C T / L3 W / T3 PBe S / L2 V / T2 ATV32 W1 R / L1 U / T1 V1 U1 A1 STO (2) (3) M 3a (1) Inductancia de línea (si procede) (2) Es imprescindible conectar el apantallamiento a tierra (3) Contactos para relé de fallos, para señalización a distancia del estado del variador La función de seguridad STO (Safe Torque Off) incluida en el producto se puede utilizar para incorporar una "PARADA DE EMERGENCIA" (IEC 60204-1) para las paradas de categoría 0. También es posible incorporar paradas de categoría 1 con un módulo aprobado adicional de PARADA DE EMERGENCIA. Función STO La función de seguridad STO se dispara mediante dos entradas redundantes. Los circuitos de ambas entradas deben ser independientes, de manera que haya siempre dos canales. La conmutación debe ser simultánea para ambas entradas (desplazamiento < 1 s). Se desactiva la etapa de potencia y se genera un mensaje de error. El motor ya no es capaz de generar ningún par y va desacelerándose por inercia sin frenar. Se puede rearrancar después de rearmar el mensaje de error con un "Rearme tras fallo". Si solamente una de las dos entradas está desactivada o si el tiempo de desplazamiento es excesivo, la etapa de potencia se desactiva y se genera un mensaje de error. Este mensaje de error solamente se puede rearmar apagando el aparato. Recomendaciones para el cableado PELIGRO PELIGRO DE INCENDIO O DESCARGA ELÉCTRICA Para evitar el sobrecalentamiento o la pérdida de contacto, las conexiones se deben efectuar según los calibres de cable y los pares de apriete que se facilitan en este documento. Se prohíbe utilizar cable flexible sin terminar para la conexión a la red eléctrica. En los tamaños A y B, la longitud de los cables de alimentación de salidas y de resistencia de frenado que se debe pelar será inferior a 10 mm (0,39 in.). Efectúe una prueba de tracción para comprobar que los tornillos de las bornas están correctamente apretados. Si no se respetan estas instrucciones, se producirán lesiones graves o incluso la muerte. Protección de circuitos y alimentación El variador debe estar conectado a tierra de conformidad con las normativas relacionadas con las altas corrientes de fuga (por encima de los 3,5 mA). Si los códigos nacionales y locales exigen una protección aguas arriba mediante un dispositivo de corriente residual, utilice un dispositivo tipo A para variadores monofásicos y un dispositivo tipo B para variadores trifásicos, según el estándar IEC 60755. Elija un modelo adecuado que integre: Filtrado de corriente de alta frecuencia. Un retardo que ayude a impedir disparos causados por la carga procedente de las capacidades parásitas durante la puesta en tensión. El retardo no es posible en dispositivos de 30 mA; en este caso, elija dispositivos con inmunidad contra disparos espurios. Si la instalación incluye diversos variadores, proporcione un "dispositivo de corriente residual" a cada variador. Los cables de alimentación deben estar separados de los circuitos de instalaciones con señales de bajo nivel (detectores, PLC, aparatos de medición, vídeo, teléfono). Si entre el variador y el motor utiliza cables de longitud superior a 50 m (164 ft), agregue filtros de salida (si desea información más detallada, consulte el catálogo). Control Mantenga los circuitos de control alejados de los cables de alimentación. Para circuitos de referencia de velocidad y control, se recomienda utilizar cables trenzados apantallados con un paso de entre 25 y 50 mm (1 y 2 in.), conectando ambos extremos del apantallamiento a tierra. Conexión a tierra del equipo La conexión a tierra del variador debe realizarse de acuerdo con los requisitos de los códigos nacionales y locales. Se requiere un tamaño mínimo de hilo de 10 mm² (6 AWG) para cumplir con los estándares que limitan la corriente de fuga. PELIGRO PELIGRO DE DESCARGA ELÉCTRICA, EXPLOSIÓN O ARCO ELÉCTRICO El panel del variador debe estar debidamente conectado a tierra antes de conectarse a la red. Utilice el punto de conexión a tierra que se suministra, tal y como se muestra en la figura. Si no se respetan estas instrucciones, se producirán lesiones graves o incluso la muerte. ADVERTENCIA PROTECCIÓN INADECUADA CONTRA SOBRECORRIENTE Los dispositivos de protección contra sobrecorriente deben estar coordinados correctamente. Las normas Canadian Electrical Code, de Canadá, y National Electrical Code, de EE.UU., exigen que se protejan los circuitos de derivación. Utilice los fusibles que se recomiendan en este manual. No conecte el variador a un alimentador de potencia cuya capacidad de cortocircuito supere la lsc de línea máxima previsible indicada en este manual. Si no se respetan estas instrucciones pueden producirse daños materiales, lesiones graves o incluso la muerte. AVISO RIESGO DE DAÑOS EN EL VARIADOR El variador resultará dañado si se aplica la tensión de red de entrada a los terminales de salida (U/T1, V/T2, W/T3). Verifique las conexiones de alimentación antes de dar tensión al variador. En el caso de que se esté reemplazando el variador existente por otro, asegúrese de que todas las conexiones de cableado al variador cumplen las indicaciones de cableado incluidas en este manual. Si no se respetan estas instrucciones, pueden producirse daños en el equipo. Verifique que la resistencia a tierra sea de un ohm o menos. Al conectar a tierra varios variadores, cada uno de ellos se debe conectar directamente, como se muestra en la figura de la izquierda. No conecte los cables de tierra en un bucle ni en serie. Disposición y características de las bornas de potencia t R/L1 S/L2 Tamaño A Alimentación de entradas Sección de hilos T/L3 PBe PB U/T1 V/T2 W/T3 Bornas superiores ATV32H0ppM2, 0ppN4, U1pN4 Mín. mm² (AWG) 1,5 (14) Par de apriete Máx. Nominal mm² N·m (AWG) (lb.in) 4 0,6 (10) (5,3) Potencia de salidas y resistencia de frenado Sección de hilos Par de apriete Mín. Máx. Mín. a máx. mm² mm² N·m (AWG) (AWG) (lb.in) 1,5 2,5 De 0,7 a 0,8 (14) (12) (de 6,2 a 7,1) Bornas inferiores t R/L1 S/L2 Tamaño B T/L3 PBe Bornas superiores R/L1 S/L2 T/L3 PB PBe PA/+ PC/- U/T1 V/T2 W/T3 t t t R/L1 S/L2 T/L3 PB PBe PA/+ PC/- U/T1 V/T2 W/T3 t t Potencia de salidas y resistencia de frenado Sección de hilos Sección de hilos Par de apriete Par de apriete Mín. Máx. Nominal Mín. Máx. Mín. a máx. mm² (AWG) mm² (AWG) N·m (lb.in) mm² (AWG) mm² (AWG) N·m (lb.in) ATV32HU22N4, U30N4 1,5 (14) 4 (10) 0,6 (5,3) 1,5 (14) 2,5 (12) De 0,7 a 0,8 (de 6,2 a 7,1) U11M2, U40N4 2,5 (12) 4 (10) 0,6 (5,3) 1,5 (14) 2,5 (12) De 0,7 a 0,8 (de 6,2 a 7,1) U15M2 2,5 (10) 4 (10) 0,6 (5,3) 1,5 (14) 2,5 (12) De 0,7 a 0,8 (de 6,2 a 7,1) U22M2 4 (10) 4 (10) 0,6 (5,3) 1,5 (14) 2,5 (12) De 0,7 a 0,8 (de 6,2 a 7,1) PB U/T1 V/T2 W/T3 Bornas inferiores Alimentación de entradas Tamaño C Alimentación de entradas Potencia de salidas y resistencia de frenado Sección de hilos Par de Sección de hilos Par de apriete apriete Mín. Máx. Mín. a máx. Mín. Máx. Mín. a máx. mm² mm² N·m mm² mm² N·m (AWG) (AWG) (lb.in) (AWG) (AWG) (lb.in) ATV32HU55N4 4 16 De 1,2 a 1,5 2,5 16 De 1,2 a 1,5 (10) (6) (de 10,6 a 13,3) (12) (6) (de 10,6 a 13,3) U75N4 6 16 De 1,2 a 1,5 2,5 16 De 1,2 a 1,5 (8) (6) (de 10,6 a 13,3) (10) (6) (de 10,6 a 13,3) Tamaño D Alimentación de entradas Potencia de salidas y resistencia de frenado Sección de hilos Par de Sección de hilos Par de apriete apriete Mín. Máx. Mín. a máx. Mín. Máx. Mín. a máx. mm² mm² N·m mm² mm² N·m (AWG) (AWG) (lb.in) (AWG) (AWG) (lb.in) ATV32HD11N4 10 16 De 1,2 a 1,5 6 16 De 1,2 a 1,5 (8) (6) (de 10,6 a 13,3) (8) (6) (de 10,6 a 13,3) D15N4 16 16 De 1,2 a 1,5 6 16 De 1,2 a 1,5 (6) (6) (de 10,6 a 13,3) (8) (6) (de 10,6 a 13,3) Funcionamiento en un sistema IT Sistema IT: neutro aislado o impedante. Utilice un monitor de aislamiento permanente compatible con cargas no lineales, como por ejemplo un tipo XM200 o equivalente. PELIGRO PELIGRO DE DESCARGA ELÉCTRICA, EXPLOSIÓN O ARCO ELÉCTRICO Lea detenidamente las precauciones del capítulo "Antes de empezar" antes de seguir el procedimiento que se indica en esta sección. Si no se respetan estas instrucciones, se producirán lesiones graves o incluso la muerte. Los variadores ATV32 llevan incorporado un filtro CEM. Por lo tanto, presentan una corriente de fuga a tierra. Si la corriente de fuga crea problemas de compatibilidad con su instalación (dispositivo de corriente residual u otro), puede reducirla abriendo el puente IT como se muestra a continuación: En esta configuración, el cumplimiento de CEM no está garantizado. En los tamaños A y B, el puente IT se encuentra situado en la parte superior del producto, detrás de los tornillos de montaje del adaptador del interruptor de protección GV2. En los tamaños C y D, el puente se encuentra situado en la parte frontal, detrás de la cubierta de protección de las bornas de potencia, a la izquierda de las bornas de entrada de potencia. Normal (filtro conectado) Sistema IT (filtro desconectado) Tamaños C y D Tamaños A y B Sistema IT (filtro desconectado) Normal (filtro conectado) Instalación de la parte de control Acceso al bornero de control El acceso al bornero es idéntico en todos los productos. Abra la cubierta tal como se muestra en el ejemplo siguiente. Todos los tornillos son M3 con cabeza ranurada, de 3,8 mm (0,15 in.) de diámetro. Source Sink Ext Sink Int SW1 R2A R2C STO LI6 SW2 P24 PTC LO+ LO- Conector RJ45 LI6 LI5 LI4 LI3 LI2 LI1 R1A R1B R1C COM AO1 COM AI3 AI2 10V AI1 COM +24 PELIGRO PELIGRO DE DESCARGA ELÉCTRICA, EXPLOSIÓN O ARCO ELÉCTRICO Lea detenidamente las precauciones del capítulo "Antes de empezar" antes de seguir el procedimiento que se indica en esta sección. Si no se respetan estas instrucciones, se producirán lesiones graves o incluso la muerte. Diagrama de conexiones de control en modo Source x-y mA -10V..10V CC -10V..10Vdc c (1) a +24 COM AI1 10V AI2 AI3 COM A01 COM R1C R1A A1 R1B b (1) Potenciómetro de referencia SZ1RV1202 (2,2 kΩ) o similar (10 kΩ máximo) LI1 LI2 LI3 LI4 LI5 LI6 L0- L0+ P24 STO R2C R2A ATV32 Disposición del bornero de control Bornero control del ATV32H Mínimo (1) Sección de cable Máximo Par de apriete mm² (AWG) mm² (AWG) N.m (lb.in) R1A, R1B, R1C, R2A, R2C 0,75 (18) 1,5 (16) 0,5 (4,4) Resto de bornas 0,5 (20) 1,5 (16) 0,5 (4,4) (1) El valor en negrita corresponde a la sección mínima del cable para garantizar la seguridad. Características y funciones de los borneros de control Bornero Función Tipo Características eléctricas R1A Contacto NA del relé E/S R1B Contacto NC del relé E/S R1C Punto de contacto común del relé programable R1 E/S • Capacidad de conmutación mínima: 5 mA para 24 V c • Capacidad de conmutación máxima en carga de resistencia: (cos ϕ = 1) 3 A para 250 V a y 4 A para 30 V c • Capacidad de conmutación máxima en carga de inductancia: (cos ϕ = 0,4 y L/R = 7 ms): 2 A para 250 V a y 30 V c • Tiempo de actualización: 2 ms • Vida útil: 100.000 operaciones a la máxima potencia de corte COM E/S analógica común E/S 0V AO1 Salida analógica de corriente o de tensión (colector) S Salida analógica de 0 a 10 V, impedancia de carga mínima 470 Ω o Salida analógica 0 a 20 mA, impedancia de carga máxima 800 Ω • Resolución de 10 bits • Precisión de ±1% en 50/60 Hz para 25°C ±10°C, ±2% en 50/60 Hz para -10 a +60°C • Linealidad ±0,3% • Tiempo de muestreo de 2 ms COM E/S analógica común E/S 0V AI3 Corriente de entrada analógica E Entrada analógica de 0-20 mA (o 4-20 mA, X-20 mA, 20-Y mA). X e Y pueden programarse de 0 a 20 mA, • Impedancia de 250 Ω • Resolución: 10 bits • Precisión de ±0,5% en 50/60 Hz para 25°C, ±0,2% en 50/60 Hz para -10 a +60 °C a Δθ = 60°C, • Linealidad de ±0,2% (máx. ±0,5%), del valor máximo • Tiempo de muestreo de 2 ms AI2 Tensión de entrada analógica E Entrada analógica bipolar 0 ±10 V (tensión máxima ±30 V) La polaridad + o - de la tensión en AI2 afecta a la dirección de la consigna y, por tanto, a la dirección de funcionamiento. • Impedancia 30 kΩ • Resolución: 10 bits • Precisión de ±0,5% en 50/60 Hz para 25°C, ±0,2% en 50/60 Hz para -10 a +60 °C a Δθ = 60°C, • Linealidad de ±0,2% (máx. ±0,5%), del valor máximo • Tiempo de muestreo de 2 ms 10 V Alimentación eléctrica de consigna para potenciómetro de referencia S +10 V CC • Tolerancia: 0..+10% • Corriente: 10 mA máx. AI1 Tensión de entrada analógica E Entrada analógica: 0 +10 V • Impedancia: 30 kΩ • Resolución: conversor de 10 bits • Precisión: ±0,5% en 50/60 Hz para 25°C, ±0,2% en 50/60 Hz para -10 a +60 °C a Δθ = 60°C, • Linealidad de ±0,2% (máx. ±0,5%), del valor máximo • Tiempo de muestreo: 2 ms COM E/S analógica común E/S 0V Bornero Función Tipo Características eléctricas +24 Alimentación para entrada lógica S +24 V CC • Tolerancia: -15..+20% • Corriente: 100 mA R2A R2C Contacto NA de relé programable R2 E/S • Capacidad de conmutación mínima: 5 mA para 24 V c • Capacidad de conmutación máxima en carga de resistencia: (cos ϕ = 1) 5 A para 250 V a y 30 V c • Capacidad de conmutación máxima en carga de inductancia: (cos ϕ = 0,4 y L/R = 7 ms): 2 A para 250 V a y 30 V c • Tiempo de actualización: 2 ms • Vida útil: - 100.000 operaciones a la máxima potencia de corte - 1.000.000 de operaciones con corriente de 500 mA a carga de inductancia de 58 V CA o 30 V CC STO Entrada para la función de seguridad STO (Safe Torque Off) E 24 V CC • Impedancia de 1,5 kΩ P24 E/S Alimentación eléctrica externa para circuito de control/alimentación eléctrica interna para STO +24 V CC • Tolerancia: -15..+20% • Corriente: 1,1 A máx. LO+ LO- Salida lógica S Salida de colector abierto configurable como común positivo (Sink) o común negativo (Source) mediante el conmutador SW1 • Tiempo de actualización: 2 ms • Corriente máxima: 100 mA • Tensión máxima: 30 V LI6 LI5 Entradas lógicas E Si se programan como entradas lógicas, las mismas características que las entradas LI1 a LI4 • LI5 se puede programar como entrada de pulsos a 20 kpps (kilopulsos por segundo) • LI6 se puede usar como PTC mediante el conmutador SW2 • Umbral de disparo 3 kΩ, rearme del umbral 1,8 kΩ • Umbral de detección de cortocircuito < 50 Ω LI4 LI3 LI2 LI1 Entradas lógicas E 4 entradas lógicas programables configurables como común positivo (Sink) o común negativo (Source) mediante el conmutador SW1 • Alimentación eléctrica de +24 V (30 V máximo) • Estado 0 si < 5 V, estado 1 si > 11 V (en modo Source) • Estado 0 si > 19 V, estado 1 si < 13 V (en modo Sink) • Tiempo de respuesta de 8 ms en la parada Puerto de comunicaciones RJ45 Se utiliza para conectar: Un PC con el software SoMove Un terminal gráfico o remoto Una red Modbus o CANopen Herramientas de cargador de configuración Nota: Verifique que el cable RJ45 no presenta daños antes de conectarlo al producto, de lo contrario podría fallar la alimentación eléctrica del control. 5 Conexión del variador: Control por referencia externa (Fr1 = Al1 ) • Cablear la referencia de velocidad • Cablear el control A1 Source ATV32 Ext Int 0V Sink LI1 SW1 LI2 LI1: marcha adelante LI2: marcha atrás +24 COM AI 1 +10 v El control utiliza 2 hilos: Parámetro tCC = 2C 0,5 N.m 4.4 lb.in 6 Alimentación del variador • Compruebe que las entradas lógicas utilizadas no están activas (consulte el gráfico 5 ). • Alimente el variador. • En la primera puesta en tensión, el variador mostrará bFr, en menú SIM- [ARRANQUE RÁPIDO] 7 Ajuste de los parámetros de control para motor asíncrono (2). • Consulte la placa de características del motor para ajustar los parámetros. Menú Código Descripción Ajuste de fábrica bFr [Frec. estándar motor]: Frecuencia estándar del motor (Hz) [Potencia nominal motor]: Potencia nominal del motor según placa motor (KW) [Tensión nom. motor]: Tensión nominal del motor en la placa de características del motor (V) [Frec. nom. motor]: Corriente nominal del motor en la placa de características del motor (A) [[Frec. nom. motor]: Frecuencia nominal del motor en la placa de características del motor (Hz) [Vel. nominal motor]: Velocidad nominal del motor en la placa de características del motor (rpm) [I Térmica motor]: Corriente nominal del motor en la placa de características del motor (A) 50.0 nPr UnS ConF > FULL > SIM[ARRANQUE RÁPIDO] nCr FrS nSP ItH Ajuste de cliente Calibre del variador Calibre del variador Calibre del variador 50.0 Calibre del variador Calibre del variador (2) Para motor síncrono, consulte el manual de instalación (S1A28690) en www.schneider-electric.com. 8 Ajuste de los parámetros básicos Menú ConF > FULL > SIM[ARRANQUE RÁPIDO] Código Descripción Ajuste de fábrica ACC [Aceleración]: Tiempo de aceleración (s) [Deceleración]: Tiempo de deceleración (s) [Velocidad mínima]: Frecuencia del motor con referencia mínima (Hz) [Vel. máxima]: Frecuencia del motor con referencia máxima (Hz) 3.0 dEC LSP HSP 9 Ajuste de cliente 3.0 0.0 50.0 Arranque del motor • Active el conmutador LI1 www.schneider-electric.com 3/4 S1A41719 - 01/2014 Estructura de menús ESC = ENT rdY ESC ESC ESC MOn rEF [REFERENCIA VELOCIDAD] COnF [SUPERVISIÓN] [CONFIGURACION] Después de los códigos de menú aparece una raya para diferenciarlos de los códigos de parámetro. Por ejemplo: [ARRANQUE RÁPIDO] SIM-, parámetro tCC. ESC COnF ENT ESC ESC FULL ENT SIM- ENT ESC tCC bFr Consulte el manual de programación (S1A28696) para una descripción completa del menú. ENT 3C 2C ENT ESC www.schneider-electric.com 4/4 HSP 2C «LED ConF” y «LED Valor” iluminados S1A41719 - 01/2014 Actualidad 4|13 Newsletter de ABB Colombia Contenido Familia ACS880 Reduciendo armónicos generados por variadores de velocidad. ¿Qué son los armónicos? La distorsión armónica es una forma de contaminación eléctrica que puede causar problemas si la suma de los armónicos sobrepasa cierto límite. Los armónicos de voltaje y corriente son creados por cargas no lineales conectadas a los sistemas de distribución de potencia. Todos los convertidores electrónicos de potencia utilizados en diferentes tipos de sistemas electrónicos pueden incrementar las perturbaciones armónicas con la inyección de armónicos de corriente directamente hacia la red de distribución. Cargas no lineales incluyen entre otros: Arrancadores suaves, variadores de velocidad, computadores, UPS y otros dispositivos electrónicos como iluminación, material de soldadura y sistemas de alimentación interrumpida De acuerdo a la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC), los niveles de armónicos se describen como la distorsión de armónicos total (THD) y es expresada como un porcentaje del voltaje o corriente total. En el estándar IEEE-519 los armónicos se representan como la distorsión total demandada (TDD). Cuál es el efecto de los armónicos? Los armónicos puedan causar sobrecalentamiento en conductores afectando su nivel de aislamiento. En los devanados de los motores se puede originar incrementos de temperatura generando ruido y oscilaciones de torque en el rotor lo cual conduce a resonancias y vibraciones mecánicas. Sobre temperatura en capacitores y en los casos mas severos, riesgo de explosión debido al rompimiento del dieléctrico. Las pantallas electrónicas y la iluminación sufren intermitencias, interruptores automáticos pueden dis-pararse, fallo en computadores y falsas lecturas de medidores. ¿Cómo se puede reducir el efecto de los variadores de velocidad? Los armónicos pueden ser reducidos por 2 Motores ABB y BALDOR-RELIANCE en línea con las metas ambientales de Colombia 3 la modificación de la red alimentación, el sistema de variación de velocidad y el uso de filtros externos. Los armónicos de corriente dependen de la construcción del variador de velocidad y la carga. Dentro de los factores que incrementan las corrientes armónicas tenemos: - Ausencia de reactancias en la línea. - Alta carga del motor. Los factores que disminuyen las corrientes armónicas son: - Inductancias de DC o AC, estándar en los variadores ABB. - Mayor número de pulsos en el rectificador. - Rectificadores activos. Factores que disminuyen los armónicos de voltaje generados por los armónicos de corriente: - Transformador de mayor capacidad. - Baja impedancia del transformador. - Alta capacidad de corriente de corto circuito en la alimentación. Utilización de reactancias en AC o DC. Un variador de velocidad con reactancias de AC o DC es la solución más económica a la hora de reducir armónicos de corriente, sin embargo el resultado depende del tipo de reactancia utilizado. Algunos aspectos a tener en cuenta en este tipo de soluciones son las caídas de tensión que impactan el sistema y el espacio adicional que ocupan las reactancias, sin embargo en los variadores ABB de las familias ACS550, ACS800 y ACS880 este último aspecto no es relevante debido a que la reactancia viene incluida en los equipos. Familia ACS880 Utilización de rectificadores de 6 pulsos, 12 pulsos, 18 pulsos o 24 pulsos. El rectificador trifásico más común en variadores tipo PWM es el rectificador de 6 pulsos. El rectificador es robusto y económico pero la entrada de corriente contiene alta cantidad de armónicos de bajo orden. El rectificador de 12 pulsos esta conformado por dos rectificadores de 6 pulsos conectados en paralelo para alimentar un mismo bus de DC. Estos rectificadores son alimentados a través de un transformador especial con dos secundarios en su construcción. Esta topología de 12 pulsos proporciona una forma de onda de corriente menos distorsionada que el rectificador de 6 pulsos y está disponible en los variadores ABB de baja tensión ACS800-07 y media tensión de las familias ACS1000, ACS1000i y ACS5000. En los rectificadores de 18, 24 y 36 pulsos su construcción es similar, a través de la conexión de tres, cuatro o seis rectificadores de 6 pulsos en paralelo. El elemento a tener en cuenta es el transformador de fabricación especial. Variador ACS2000 y ACS800-37. Filtros activos externos. El filtro activo compensa los armónicos generados por cargas no lineales generando los mismos componentes armónicos con fases opuestas. Los filtros activos externos son los más utilizados cuando se tienen grupos de variadores. Evaluación de costos. Existen muchas soluciones para mitigar la distorsión armónica, sin embargo a la hora de evaluar la mejor solución para una aplicación determinada debemos recordar que el costo total del sistema no es únicamente el del variador de velocidad, también involucra la instalación, mantenimiento, tamaño de la solución y los costos de transporte. Para obtener más información sobre los armónicos, consulte la Guía Técnica No.6 o contacte directamente a su ABB local. Variador de media tensión ACS1000. Rectificadores activos de IGBT´s. Un rectificador activo de IGBT´s (Insulated gate bipolar transistor) puede ser utilizado para controlar la potencia de la red de distribución. Esto permite mantener el factor de potencia cercano a uno gracias a que el rectificador es modulado activamente para reducir los armónicos. Los principales beneficios son: - Corriente de línea prácticamente senoidal con bajo contenido de armónicos. - Factor de potencia unitario. - Capacidad de elevar la tensión en el bus de DC en caso que la tensión de red caiga para garantizar la tensión del motor en el nivel adecuado. - Posibilidad de generar energía reactiva. Este tipo de tecnología está disponible en los variadores ABB de baja tensión de la familia ACS800 y de media tensión de la familia ACS2000.