Principios del variador de frecuencia Línea gratuita nacional: 018000511718 - www.variadores.com.co Bogotá: Calle 24 # 95 - 12 (Avenida la Esperanza) Parque Industrial Portos, Bodegas 2 y 3, Tel: 57 (1) 428 42 25 Cali: Calle 44 Norte # 2B - 92 Vipasa, Tel: 57 (2) 3816101 - 3816402 Barranquilla: Vía 40 # 73 - 290 local 13, Mix Vía 40, Tel: 57 (5) 318 78 69 Medellín: Carrera 51 # 6 - 08, Tel: 57 (4) 4486500 Temario -Conceptos VDF -Diagrama de Conexión -Arquitectura -componentes -Principios del VDF Variador de Frecuencia (VDF) Dispositivo usado para variar la velocidad de una carga conducida , tales como bombas, ventiladores, compresores, transportadores entre otras, para asegurar la exactitud requerida por el proceso y también obtener ahorro de energía. Incluye protección de sobrecarga incorporado (no requiere elementos térmicos) Voltaje y Frecuencia de motor ajustable. Reduce la corriente de magnetización (inrush) al 150% (ajustable) de la corriente nominal del motor. Diagrama de conexión B2 T1 L1 De voltaje L2 T2 L3 T3 2K 2K B1 Alimentación 1 Arranque adelante 0±10V 21 2 Arranque atrás Común 22 3 0±10V 23 4 Entradas de 5 Multifunción 6 7 8 Común de entradas 11 digitales +V (+15V) A1 Ref. principal (0±10V) A2 Ref. principal (4-20mA) A3 Ref. aux. (0±10V) 17 Común Análogo -V (-15V) IM Salida análoga Mult.-función Salida análoga Mult.-función Salidas digitales Mult.-función 250Vac/30Vdc, 1A Contacto de falla 250Vac/30Vdc, 1A Arquitectura Entrada Conversor Entrada de voltaje AC Rectificador No Regulado Voltaje DC Inversor Salida Voltaje Controlado Frecuencia variable Voltaje variable V/F Constante Arquitectura Contactor de carga suave Diodos de entrada Resistencia de carga suave + 60.00 Entrada trifásica OPERADOR DIGITAL D/A ENTRADA ANALOGA SALIDA ANALOGA EEPROM Salida a motor Capacitores de Bus DC Fusible A/D DIGITAL entrada/salida Transistores de salida Gate Array NV RAM Micro Procesador RAM A/D Control De potencia Realimentación de Voltaje Circuitos de disparos Realimentación de Corriente Componentes Conversor Compuesto por diodos rectificadores de potencia que convierten la entrada de voltaje AC a voltaje DC. Cátodo Ánodo Componentes Bus DC Compuesto por capacitores usados para filtrar y almacenar voltaje DC. + 8 of 76 Componentes Inversor Compuesto por transistores IGBT. Los transistores son interruptores de estado sólido que envían voltaje y corriente al motor. + T1 T2 T3 - 2PCB Tarjeta de Potencia Componentes El contactor y resistencia de carga suave trabajan juntos para suavizar la carga de los capacitores del bus DC Contactor y resistencia de carga suave Contactor de carga suave Resistencia de carga suave Entrada Diodos de trifásica entrada Transistores de salida Capacitores de bus DC Fusible Componentes El fusible de bus DC protege el resto del inversor si los transistores de salida fallan. Contactor de carga suave Resistencia de carga suave Entrada trifásica Transistores de salida Capacitores de bus DC Fusible Fusible de Bus DC Componentes “Acelerar” Tarjeta de control Y de potencia La Circuito principal “Acelerar” tarjeta de control es la interfaz entre el inversor y el usuario, es decir que “traduce las ordenes del usuario al lenguaje del inversor. La tarjeta de potencia esta compuesta por los circuitos de disparos (opto acopladores) y la fuente de potencia Tarjeta de disparos Circuitos de disparos “Acelerar” Tarjeta de Control “Acelerar” Principio No. 1 VDF El VDF convierte energía AC a DC y luego nuevamente a AC. AC DC AC Principio No. 1 VDF R1 (+) MC1 0v L1 L2 L3 + DC Volt Meter (-) CN11 5or7 Logic From Control Board Power Supply 3PCB Power Board - Principio No. 1 VDF R1 (+) 100 L1 L2 L3 0V MC1 + (-) CN11 1 5or7 Power Supply Logic From Control Board 3PCB Power Board DC Volt Meter - Principio No. 1 VDF R1 (+) 190 MC1 L1 L2 L3 24V + (-) 15CN 1 5or7 Power Supply Logic From Control Board 3PCB Power Board DC Volt Meter - Principio No. 2 VDF El VDF mantiene una razón V/F constante 460V 460V = 7.67 60Hz Voltios 23V = 15.3 1.5Hz 23V 0 1.5Hz 60Hz Frecuencia “Esta razón no parece constante” Principio No. 2 VDF Circuito Equivalente a un motor L1 L2 R1 M R2 S Principio No. 2 VDF Circuito Equivalente a un motor L1 L2 R1 460V R2 S Principio No. 2 VDF Circuito Equivalente a un motor L1 L2 R1 Caída 12V 460V M R2 S Principio No. 2 VDF Circuito Equivalente a un motor L1 L2 R1 Caída 12V 460V 448V M R2 S Principio No. 2 VDF Circuito Equivalente a un motor L1 L2 R1 Caída 12V 460V 448V M R2 S 448V 60Hz = 7.46 Principio No. 2 VDF Circuito Equivalente a un motor L1 L2 R1 Caída 12V 23V 11V M R2 S 11V = 7.34 1.5Hz Principio No. 2 VDF Porque mantener una razón V/F constante 11V = 7.34 1.5Hz 448V 60Hz • Una razón V/F constante produce. . . Flujo constante en el motor = 7.46 Principio No. 2 VDF Porque mantener una razón V/F constante 11V = 7.34 1.5Hz 448V 60Hz = 7.46 • Un flujo constante Una razón V/F produce. . . Torque constante produce un constante flujo constante en el motor Principio No. 2 VDF Porque mantener una razón V/F constante 11V = 7.34 1.5Hz Una razón V/F constante produce flujo constante en el motor 448V 60Hz = 7.46 Un flujo constante produce torque constante • Esto conduce a la cantidad óptima de torque del motor por amperio Principio No. 2 VDF Efectos de una razón V/f incorrecta Baja razón V/f resulta en Alta razón V/f resulta en: Reducción en el flujo del motor que conduce a la reducción de torque en el motor El motor carece de voltaje, produciendo exceso de corriente • Sobresaturación, condición que produce sobre corriente sin producción de torque • Sobrecalentamiento del motor Principio No. 3 VDF Los transistores de salida trabajan como interruptores (+) A+ B+ C+ A- B- C- Bus DC (-) Principio No. 3 VDF A B C 0 t1 A+ on B- on C- on A+ B+ C+ A- B- C- Bus DC Principio No. 3 VDF A B C 0 t1 t2 A+ on B- on C- on C+ on A+ B+ C+ A- B- C- Bus DC Principio No. 3 VDF A B C 0 t1 t2 t3 A+ on A- on B- on C- on C+ on A+ B+ C+ A- B- C- Bus DC (-) Principio No. 3 VDF A B C 0 t1 t2 t3 A+ on A- on B+ on B- on C- on t4 C+ on (+) A+ B+ C+ A- B- C- Bus DC (-) Principio No. 3 VDF A B C 0 t1 t2 t3 A+ on t4 A- on B+ on B- on C- on t5 C+ on C- on (+) A+ B+ C+ A- B- C- Bus DC (-) Principio No. 3 VDF A B C 0 t1 t2 t3 A+ on t4 A- on t6 A+ on B+ on B- on C- on t5 C+ on C- on A+ B+ C+ A- B- C- Bus DC Principio No. 3 VDF Patrón de conmutación A+ on A- on A+ on B+ on B- on C- on 0 C+ on 60 120 C- on 180 240 300 360 Voltaje de salida resultante T1-T2 T2-T3 T3-T1 360 0 Principio No. 4 VDF El VDF produce una onda de salida PWM Principio No. 4 VDF Como puede variar el voltaje de salida si el voltaje del bus DC es fijo? El voltaje de salida varía, modulando el ancho del pulso que conforma la forma de onda de salida. Ton = 50% Tc A mayor tiempo de encendido (Ton) comparado con el de conmutación (Tc) mayor voltaje PROMEDIO de salida. Este método se conoce como modulación PWM. Ton Tc Ton: Tiempo encendido del transistor Tc: Tiempo de conmutación Principio No. 4 VDF Mayor tiempo de encendido significa mayor voltaje de salida. Ton = 90% Tc Ton = 50% Tc Ton Tc Ton Ton Ton Tc Tc Tc = 75% Principio No. 5 VDF El VDF produce 100% del torque a bajas velocidades Torque de ruptura (200%-250%) TORQUE Torque Rotor Bloqueado (150%) Torque a plena carga (100%) Fout (Hz) 60 Principio No. 5 VDF TORQUE Torque Rotor Bloqueado (150%) Torque a plena carga (100%) 3.0 Fout (Hz) 60 Principios del variador de frecuencia Línea gratuita nacional: 018000511718 - www.variadores.com.co Bogotá: Calle 24 # 95 - 12 (Avenida la Esperanza) Parque Industrial Portos, Bodegas 2 y 3, Tel: 57 (1) 428 42 25 Cali: Calle 44 Norte # 2B - 92 Vipasa, Tel: 57 (2) 3816101 - 3816402 Barranquilla: Vía 40 # 73 - 290 local 13, Mix Vía 40, Tel: 57 (5) 318 78 69 Medellín: Carrera 51 # 6 - 08, Tel: 57 (4) 4486500
