Partida e Parada Suave

Transcrição

1 SIKOSTART Partida e Parada Suave de Motores Trifásicos Assíncronos

2 Partida Direta I A / I N Característica: Corrente x Rotação M / M N Característica: Torque x Rotação 6 I I = f f (u) (u) 2 M = f f (u (u 2 2 )) 1 1 n n

3 Desenvolvimento da partida Corrente / conjugado Partida direta (plena tensão) I M M máx Corrente t Conjugado t

4 Partida Estrela - Triângulo Característica: Corrente x Rotação Característica: Torque x Rotação I A / I N M / M N 6 Iy Iy = ID ID 3 My My = MD MD n n

5 Desenvolvimento da partida Corrente / conjugado Partida estrela-triângulo (tensão reduzida) I M M máx Corrente t Conjugado t

6 Métodos convencionais de partida Desvantagens Picos de corrente e picos de conjugado inevitáveis, seja: -Na partida direta -No instante de comutação de tensão das chaves de partida, por exemplo, de estrela para triângulo Quedas de tensão na rede de alimentação Trancos de conjugado no motor, acoplamentos e na carga acionada Inflexibilidade na adaptação dos parâmetros do motor às condições reais de partida Prováveis alterações em projetos na ocasião de start-up

7 Princípio de funcionamento Variação de tensão no motor Automation and Drives Aceleração Desaceleração Otimização p/ Carga Parcial (economia de energia)

8 Partida com Sikostart Característica: Corrente x Rotação I A Característica: Torque x Rotação M 100% U I I ~ U 100% U M ~ U2 U 2 90% U 70% U M f 50% U 50% U 20% U Torque resultante da variação contínua da tensão de partida n n

9 Desenvolvimento da partida Corrente / conjugado Partida suave - Softstarter (rampa de tensão) I M M máx t t Corrente Conjugado

10 Vantagens Alívio ao motor e à máquina acionada -Aceleração suave -Corrente de partida reduzida -Ausência de picos de corrente -Ausência de choques de conjugado (solavancos) Desgastes reduzidos -Intervalos de manutenção mais longos -Maior vida útil do acionamento Baixas solicitações na rede

11 Vantagens adicionais Quatro opções de paradas -Parada livre ou por inércia -Parada suave (soft stop) -Parada de bombas (pump stop) -Frenagem CC Colocação em funcionamento -Alta flexibilidade na adaptação dos parâmetros do motor às condições reais de partida da máquina -Opção de economia de energia quando o motor trabalha com carga parcial ou em vazio

12 Áreas de aplicação para partida suave Bobinadeiras Bombas Ventiladores Esteiras transportadoras e Elevadores Moinhos e Tornos Compressores Escada rolante e Guinchos Calandras Acionamentos Acionamentos com com transmissão transmissão por por engrenagens engrenagens ou ou correias correias Trefiladeiras Exaustores Máquinas têxteis Misturadores e Centrífugas ETC......

13 Tipos de Cargas Quadrática Durante a partida o conjugado resistente varia quadraticamente com o aumento da velocidade M M motor M carga carga ~ n 2 : Bombas M carg a n Compressores Ventiladores Exaustores

14 Tipos de Cargas Constante O conjugado resistente é constante durante a partida M M carga carga = constante M motor : M carg a n Guindastes Elevadores Esteiras transportadoras Escadas rolantes

15 Tipos de Cargas Inversa O conjugado resistente diminui à medida que aumenta a velocidade durante a partida M M carga carga ~ 1 // n M motor : Bobinadeiras M carg a n Moinhos Tornos

16 Tipos de Cargas Linear O conjugado resistente aumenta linearmente com a rotação durante a partida M M carga carga ~ n M motor : M carg a Calandras n Máquinas têxteis

17 Possibilidades de partida Rampa de tensão Automation and Drives U U N U R n (rpm) t t R

18 Possibilidades de partida Limitação de corrente Automation and Drives I I A I B I N t t B

19 Possibilidades de partida Rampa de tensão com impulso de partida U U N U I U S 20% t t I t R

20 Possibilidades de parada Parada normal ou por inércia Automation and Drives U N U t

21 Possibilidades de parada Parada suave (soft stop) Automation and Drives U U N U I U R t t R

22 Possibilidades de parada Parada de bomba (pump stop) Automation and Drives U U N U R t t R

23 Possibilidades de parada Frenagem com injeção de corrente contínua U / I U I mín. tempo de parada máx. tempo de parada 3s t 18s

24 Possibilidades de parada n Parada suave Parada de bomba Parada livre Frenagem DC Comando pare t

25 Rampa Comportamento Automation and Drives U L1-L2 α α α α ϕ M 3 ~ U L1-L2 L1 L2 G1 L3

26 Áreas de aplicação para paradas suaves Automation and Drives Soft Stop - Esteiras transportadoras, elevadores, escada rolante Pump Stop - Bombas - evita o golpe de aríete Frenagem DC - Equipamentos com tempo de parada e/ou inércia elevados

27 Partida suave com rampa de tensão, limitação de corrente e impulso de tensão totalmente reguláveis Programação através do frontal (potenciômetros e chaves), ou através da interface (RS 232), em comunicação com um micro 5 Led s para informação de condições de operação e falhas Relés de Saída : -1 NA + 1NF para aviso de falhas -1 NA para partida seqüencial de motores, by-pass do aparelho, ou sinalização à distância de motor em regime (motor running) -1 NA para frenagem DC

28 Detecção, indicação e desarme devido a: -falta de fase -falta de tensão -falta de carga -sobrecarga -partida bloqueada Possibilidade de partida de emergência (quando um ou um par de tiristores da mesma fase estiverem em curto)

29 COM SIKOSTART A Parametrização pelo micro via interface RS232 permite: -partir com o mesmo SIKOSTART motores de duas rotações (2 parâmetros) -partir com o mesmo SIKOSTART três motores de características diferentes com cargas distintas (3 jogos de parâmetros) -armazenar esses parâmetros em arquivo de software próprio. -maior flexibilidade no ajuste dos parâmetros

30 Economia de energia com carga parcial economia de energia (%) motor até 4kW motor até 70kW 40 motor até 150kW carga parcial (%) A intensidade da da economia de de energia diminui com a potência do do motor e aumenta com o número de de pólos e com os os períodos de de funcionamento em em carga parcial

31 SIKOSTART Tensão de comando 24Vcc, liga, desliga e reset Contatos de falha (1NA+1NF) Contato de partida concluída (1NA) Alimentação da potência LED s de sinalização Operação - (contínuo) Falha - (intermitente) Interface para PC (RS 232) Microchaves para programação de funções Potenciômetros para ajuste de parâmetros Contato para frenagem em CC (1NA) 2 1

32 Tabela de escolha - 40ºC Tipo Temperatura máxima ambiente 40ºC Dimensões Peso Motores trifásicos Categoria de utilização AC-3 Corrente Potência nominal Ie 220 / 230 V 380 / 400 V 440 / 500 V (mm) (A) (cv / kw) (cv / kw) (cv / kw) A L P (kg) 3RW AB / 1,5 4 / 3 5 / 3, ,5 3RW AB15 10,5 3 / 2,2 5 / 3,7 7,5 / 5, ,9 3RW AB ,5 / 5,5 15 / / ,9 3RW AB / 7,5 20 / / ,4 3RW AB ,5 / 9 25 / 18,5 25 / 18, ,8 3RW AB / / / ,8 3RW AB / / / ,1 3RW AB / 18,5 50 / / ,1 3RW DB / / / RW DB / / / RW DB / / / RW DB / / / RW DB / / / RW DB / / / RW DB / / / RW DB / / / RW DB / / / RW DB / / / L P A

33 Tabela de escolha - 55ºC Tipo Temperatura máxima ambiente 55ºC Dimensões Peso Motores trifásicos Categoria de utilização AC-3 A Corrente Potência nominal Ie 220 / 230 V 380 / 400 V 440 / 500 V (mm) (A) (cv / kw) (cv / kw) (cv / kw) A L P (kg) 3RW AB15 5,5 1,5 / 1,1 3 / 2,2 4 / ,5 3RW AB / 2,2 5 / 3,7 6 / 4, ,9 3RW AB / 3,7 10 / 7,5 10 / 7, ,9 3RW AB ,5 / 5,5 15 / / ,4 3RW AB / 7,5 20 / / ,8 3RW AB / / 18,5 25 / 18, ,8 3RW AB ,4 / / / ,1 3RW AB / 18,5 40 / / ,1 3RW DB / / / RW DB / / / RW DB / / / RW DB / / / RW DB / / / RW DB / / / RW DB / / / RW DB / / / RW DB / / / RW DB / / / L P

34 Partida e parada suave (soft-starter) F1, 2, 3 Fusíveis -proteção do sistema K1 F7 Contator -chave de entrada e retaguarda de manobra Relé de sobrecarga - proteção e retaguarda para o motor F4, 5, 6 Fusíveis ultra-rápidos - proteção e retaguarda da eletrônica de potência G1 F21/F22/F23 S1 SIKOSTART - Chave estática de partida suave Fusíveis -proteção dos circuitos de comando Botão cogumelo com retenção - desligamento de emergência do comando e potência S2/S3 Z1 H1 Botão de impulso - liga-desliga do comando e potência Supressor de sobretensão - RC ou varistor Sinalização -motor em regime normal de operação

35 Partida e parada suave (soft-starter) F1, 2, 3 Fusíveis -proteção do sistema K1 F7 Contator -chave de entrada e retaguarda de manobra Relé de sobrecarga - proteção e retaguarda para o motor F4, 5, 6 Fusíveis ultra-rápidos - proteção e retaguarda da eletrônica de potência G1 F21/F22/F23 S1 S4/S5 S6 S7 Z1 H1 SIKOSTART - Chave estática de partida e parada suave Fusíveis -proteção dos circuitos de comando Botão cogumelo com retenção - desligamento de emergência do comando e potência Botão de impulso - liga-desliga do comando Botão de impulso - rearme após parada suave/falhas Comutador com retenção - preparação do acionamento Supressor de sobretensão - RC ou varistor Sinalização -motor em regime normal de operação

36 Partida e parada suave (soft-starter) Q1 Disjuntor - chave de entrada e retaguarda de manobra com proteção (curto-circuito e sobrecarga) F4, 5, 6 Fusíveis ultra-rápidos - proteção e retaguarda da eletrônica de potência G1 F21/F22/F23 S1 S8 SIKOSTART - Chave estática de partida suave Fusíveis -proteção dos circuitos de comando Botão cogumelo com retenção - desligamento de emergência do comando e potência Comutador com retenção - liga-desliga do comando Q1 - F4 H1 Relé de subtensão do disjuntor - para desligamento de emergência do comando e potência Sinalização -motor em regime normal de operação

37 Partida e parada suave (soft-starter) Q1 Disjuntor - chave de entrada e retaguarda de manobra com proteção (curto-circuito e sobrecarga) F4, 5, 6 Fusíveis -proteção e retaguarda da eletrônica de potência G1 F21/F22/F23 SIKOSTART - Chave estática de partida e parada suave Fusíveis -proteção dos circuitos de comando S1 Botão cogumelo com retenção - desliga - mento de emergência do comando e potência S4/S5 S6 S7 Q1 - F4 H1 Botão de impulso - liga-desliga do comando Botão de impulso - rearme após parada suave/falhas Comutador com retenção - preparação do acionamento Relé de subtensão do disjuntor - para desligamento de emergência do comando e potência Sinalização -motor em regime normal de operação

38 Partida e parada suave (soft-starter) A tabela de escolha destina-se a especificação da chave estática (soft-starter) para motores acoplados à bombas e compressores centrífugos que trabalham em rede com válvula/registro ajustada a meia vazão na partida ou ventiladores e exaustores em que o momento de inércia referido ao eixo do motor seja menor que 10 vezes o momento de inércia do motor, freqüência de manobras de até 10 manobras por hora, fator de marcha 30%, parametrizada e programada. Parametrização (Potenciômetros) Bombas e compressores Tempo de rampa (Ramp time): até 10 s Tensão inicial (Start voltage): 35 a 50% Limitação de corrente (Limit current): 4,5 x In Tempo de parada (Stop time): até 10 s 1) Ventiladores e exaustores Tempo de rampa (Ramp time): até 10 s Tensão inicial (Start voltage): 35 a 50% Limitação de corrente (Limit current): 4,5 x In Tempo de parada (Stop time): qualquer posição Programação (Chaves) 1 -Desligada -àesquerda 1) 2 -Desligada -àesquerda 1) 3 -Desligada -àesquerda 4 -Desligada -àesquerda 5 -Desligada -àesquerda 6-40ºC -àesquerda 7 -Ativo -àesquerda 8 -Desligada -àesquerda 1) Parada de bombas (se necessário chaves 1 e 2 ligadas à direita)

39 Partida e parada suave (soft-starter) Tabela de escolha Motores trifásicos Chave de partida suave (soft-starter) Temperatura máxima ambiente 40 o C composta de: Potências máximas admissíveis em serviço normal AC-2/AC-3, 60 Hz em 220 V 380 V 440 V Chave estática SIKOSTART Contator 3) ou Disjuntor 4) Corrente de rede G1 nominal K1 3) (A) Q1 4) Relé de sobrecarga F7 Faixa de ajuste (A) Fusíveis Ultra-rápidos SITOR F4, 5, 6 (A) - (tipo) Retardado NH F1, 2, 3 (A) - (tipo) (cv) 3 5 7,5 3RW AB15 10,5 3TF A 3UA J 6, NE NE3 805 (kw) 2,2 3,7 5,5 3RV JA (cv) RW DB TF A 3UA YH NE NE3 260 (kw) VF EL71-0AA (cv) (kw) RW DB TF C 3RB L 20 6) WN FB05-0AA (3X) NE NE ) - 3) Complementação do tipo ( ) consultar catálogo dos contatores para a tensão e freqüência de comando desejadas 4) Definição da especificação em base a corrente de curto-circuito, consultar catálogo do disjuntor. Para atender aos esquemas de ligação, especificar como acessórios o relé de sub-tensão e contatos auxiliares 5) Número de fusíveis em paralelo por fase. 6) Tensão de comando: 110 V Hz G e 220 V Hz M

40 Comunicação em rede AS - I Rede de comunicação para sensores e atuadores binários Profibus - DP Rede de comunicação utilizada para transmissão de valores analógicos.

41 Comunicação com a rede Profibus-DP Automation and Drives Utilização do Simocode-DP como interface permitindo: -Enviar ao SIKOSTART comandos como partida, parada e reset -Receber do SIKOSTART diversos dados de serviço e os colocar a disposição do usuário através do bus.

42 Comunicação com a rede AS-I Utilização de um módulo de aplicação como interface possibilitando: - Enviar ao SIKOSTART comandos de partida, parada e reset -Receber do SIKOSTART informações de estados de serviço como motor em regime e falhas.

43 de partida Bombas Escadas rolantes Moinhos Ventiladores

44 Sinalização LED LED contínuo (operação) LED intermitente (falha) LED 1 Pronto para Falha de -Falha de tensão (1 ou 2 fases fora) operação alimentação -Condições de trabalho inadequadas -Tensão de alimentação muito baixa -Falta carga LED 2 Partida ou Falha de -1 ou 2 tiristores em curto de uma mesma parada tiristor fase LED 3 Partida finalizada Sobrecarga -Sobretemperatura nos dissipadores ou motor em -Corrente de partida ou de operação operação muito elevada -Tempo de partida muito longo -Curto-circuito no lado da carga LED 4 Economia de Falha geral -Contator By-pass aberto por falha energia após ter sido fechado -Falha da EEPROM -Falha de trafo de impulso saturado -Falha de impulso -Calibração errada de eletrônica de potência LED 5 Frenagem em Parada bloqueada -Dissipadores muito quentes para corrente nova partida (um motor em funcionamento pode continuar em operação)

45 Funcionamento em regime Ajuste através das chaves DIL Modo normal Economia de energia Operação com contator By-pass

46 Economia de Energia Redução da da carga carga do do motor motor Queda Queda da da corrente do do motor motor não não é proporcional Redução do do fator fator de de potência Atuação do do regulador de de cos cos ϕ Redução na na tensão tensão do do estator estator Redução na na corrente do do motor motor Redução na na potência requerida ECONOMIA DE ENERGIA

47 Desenho dimensional e de montagem Nota 1 -Grau de proteção: IP20 Nota 2 -O aparelho deve ser montado na vertical. Vide abaixo as distâncias mínimas requeridas para permitir livre circulação de ar d mín d mín 3RW2221 a 3RW2245: d mín 200mm mín 3RW2247 a 3RW2250: d mín 400mm mín

48 Dimensionamento de SOFT STARTERS -Software WIN-SIKOSTART Automation and Drives Programa de seleção e simulação para soft-starters (3RW30, 3RW22 e 3RW34). Colocando dados da instalação, motor e carga podemos simular diversas partidas e paradas.