Inversores de Frequência Maximiliano Battassini Alex Marqueller Costa.

Apresentação em tema: "Inversores de Frequência Maximiliano Battassini Alex Marqueller Costa."— Transcrição da apresentação:

1

2 Inversores de Frequência Maximiliano Battassini Alex Marqueller Costa

3 Dedicação exclusiva Maximiliano e Alex Apoio Técnico - Engenharia Paulo Silva Leandro Tiago Robson Daniel Equipe Interna Apoio Técnico - Tecnologia da Informação Mário Machado

4 Motores – Variação de Velocidade PROPORCIONAL Frequência RPM

5 O que é um Inversor de Frequência? Equipamento para variar / controlar a velocidade e / ou o torque do motor trifásico

6 Blocos Básicos IHM (Interface Homem Máquina): interação com o usuário. Display, teclas, etc. I/Os (Input/Output): Entradas e saídas digitais e analógicas. Chaves, sensores, atuadores, etc. Comunicação em Rede: Diversos protocolos CPU (Unidade Central de Processamento): Controla o sistema e armazena o programa

7 Estágio de Potência

8 PWM (Pulse Width Modulation) – Modulação por Largura de Pulso PWM – Como funciona +V -V Tempo Tensão Corrente (Fluxo magnético) Corrente (Fluxo magnético) 60Hz 30Hz O inversor de frequência controla totalmente os pulsos de tensão que alimentam o motor. Dessa maneira, controla a frequência e o nível de tensão que motor irá receber.

9 Tipos de Controle Escalar Varia a relação V/F de acordo com valores pré definidos (programados) Vetorial Não seguem uma curva V/F pré definida. A tensão e a frequência são controladas independentemente, de maneira a controlar diretamente o torque no eixo do motor V F Fn Vn Ir IL Im

10 Controle Escalar É o método de controle mais simples. Atualmente utilizado somente em aplicações de múltiplos motores

11 i Sinal de Realimentação (Feedback) Vetorial Malha Aberta (Sensorless) Controle Vetorial Vetorial Malha Fechada i Mais avançado que o escalar, proporciona melhor precisão de controle e programação simples. Utilizado em aplicações de menor exigência, como bombas, ventiladores, etc. O sinal de realimentação proporciona um controle ultra preciso. Utilizado em aplicações de alta exigência e confiabilidade, como elevação de cargas, automação avançada, etc. Obs.: O controle vetorial não pode ser utilizado com múltiplos motores

12 Commander SK - Uso Geral Simples Compacto Versátil Linha exclusiva da Voges para todo o Brasil

13 Potência 200 110/120 200/240 380/480 500/575 600/690 Commander SK - Potências 1/31,5401/2315017525 Tensão Entrada 110V / 1Ø Saída 220V / 3Ø Entrada 1Ø / Saída 3Ø

14 Principais Características Simples programação Dispositivo de cópia removível - Smart Stick 400 parâmetros para máxima flexibilidade Expansível para comunicações Fieldbus, I/Os e opção de CLP - Logic Stick Controle V/Hz (padrão) e vetorial de malha aberta de alta performance Larga faixa de potência – até 200HP em 460V Commander SK - Versátil e Econômico

15 Dimensionado de duas maneiras diferentes, dependendo da aplicação: Commander SK - Dupla Especificação Sobrecarga Normal – 110% de corrente: até 215 segundos Aplicações de torque variável e exijam baixa sobrecarga, com bombas, ventiladores, etc. Sobrecarga Pesada – 150% de corrente: até 60 segundos Aplicações que exigem torque constante ou alta capacidade de sobrecarga. Como guindastes, elevadores, etc.

16 Commander SK - Dimensões

17 Benefícios Soluções de ótima relação custo/benefício devido a flexibilidade e escalabilidade do inversor Instalação fácil e rápida programação Características Diversos Opcionais –Comunicação –I/0s –CLP –IHMs Montagem em trilho DIN: tamanhos A e B Cabeamento fácil 10 principais parâmetros na tampa do inversor Commander SK - Características e Benefícios

18 Commander SK - Montagem Montagem em trilho DIN até 2CV (tamanhos A e B) Furos de encaixe no topo Furos vazados na base Montagem em painel Todos os tamanhos OU

19 Commander SK - Filtro EMC Interno

20 Identificação clara e em relevo Commander SK - Terminais de Potência

21 Commander SK - Terminais de Controle Relé de Status Terminais de Controle Conexão mola Terminais mola –Para conexão rápida 2 Entradas analógicas –0 a 10V, 4 a 20mA 1 Saída analógica –0 a 10V 4 Entradas digitais –Enable/Reset –Run Forward –Run Reverse –Local/Remote

22 Identificação das conexões de controle Especificação dos cabos de controle e de potência Identificação da comunicação serial Commander SK - Terminais de Controle

23 Commander SK - Comunicação Serial RJ45 – Modbus RTU (RS485) para comunicações simples Modbus RTU Comunicação Modbus RTU (RS485), 2 vias vem de fábrica Permite comunicação serial com: - Um CLP central, ou IHM, ou um sistema supervisório - Programas em um PC / laptop usados para programação avançada dos inversores Taxa de transmissão de até 38.400 bits/seg Conector RJ45 padrão

24 Commander SK Conceitos Básicos de Operação

25 Programação Fácil e Rápida Parâmetros básicos listados aqui Commander SK - Conceitos Básicos

26 Commander SK - Teclado e Display 5 teclas Mode – permite a modificação de parâmetros Up e Down – para fazer alterações Start – liga o motor Stop/Reset – pára o motor e reinicializa em caso de falha/proteção Se necessário, o controle horário/anti-horário pode ser feito via entrada digital ou através de uma IHM remota

27 Nível 1 – L1 –Pr 01 ao Pr 10 Nível 2 – L2 –Pr 01 ao Pr 70 Nível 3 – L3 –Pr 01 ao Pr 95 Loc –Código de bloqueio de segurança Acesso somente aos parâmetros que você precisar. Restrito a pessoas não autorizadas Commander SK - Níveis de Acesso Nível 0 Nível 1 Par 0 - Par 10 Nível 2 Par 11 - Par 70 Nível 3 Par 71 - Par 95 Parâmetro de nível de acesso: 1, 2 ou 3

28 Commander SK - Reconhecimento Automático O Commander SK tem um sistema interno de reconhecimento automático (auto tuning) que ajuda a obter dados mais precisos do motor Há dois tipos de reconhecimento automático: o parado (com eixo parado) e o rodando (com o eixo rodando). O rodando deve ser feito com o motor desacoplado e totalmente livre! Para aplicações onde o motor é ligado, e este já está em movimento (busca de velocidade), é muito importante que o reconhecimento rodando seja feito

29 Acessórios Opcionais Os opcionais são comuns a outros modelos de inversores da Emerson –Módulos de I/O e de comunicação são do tipo encaixe rápido “Plug-in” –Programas para computador e cabos de comunicação

30 Os inversores de tamanho A não foram projetados para utilizar os módulos opcionais Módulos Opcionais

31 I/Os e Comunicações Encaixe Rápido “Plug-in”

32 Montagem dos Módulos Opcionais O conector do módulo opcional é protegido por uma tampa plástica, a qual deve ser quebrada para encaixar o módulo Proteção de Contatos Quebre a proteção

33 Montagem dos Módulos Opcionais Vista mostrando os terminais de um módulo opcional de I/Os

34 Módulos Opcionais de Comunicação –SM-LON –SM-Profibus DP –SM-Interbus –SM-DeviceNet –SM-CANopen –SM-Ethernet –SM-EtherCat

35 Módulo Opcional SM-I/O Lite 1.Comum 0V 2.Entrada analógica bipolar  10V ou 4- 20ma, 20-4mA, 0-20mA, 20-0mA, c/s detecção de falha 3. Saída analógica 0 a +10V ou mA 4. Saída +24V / 100mA c/tolerância a curto circuito 5. Entrada digital 1 6. Entrada digital 2 7. Encoder B entrada digital 3 8. Encoder B\ 9. Encoder A 10. Encoder A\ 11. Comum 0V 12. Saida para Encoder +5V / 250mA 21. Relé 22. nc 2A 240VAC 23. Relé Obs.: Opção de encoder apenas para leitura de velocidade. Não pode ser utilizado para realimentação

36 Módulo Opcional SM-I/O Timer É o mesmo que o SM-I/O Lite: 1 Entrada analógica 1 Saída analógica 1 Saída de relé 3 Entradas digitais Encoder para melhorar o controle de velocidade + Relógio de tempo real (Ano, Mês, Data, Dia da Semana, Hora, Minuto, Segundo)

37 Sistema de filtragem de piscina SM-I/O Timer – Exemplo de Aplicação

38 Módulo SM-I/O 120V 6 entradas digitais programáveis 120VAC 2 saídas programáveis de relé 10 11 12 120VAC / 2A Módulo SM-PELV I/Os isoladas em conformidade com IEC 61800-5-1 e NAMUR NE37 3 entradas/saídas digitais 24VDC 1 entrada digital 2 saídas programáveis de relé 1 entrada analógica +/-10V 1 saída analógica bipolar programável V ou mA 1 saída analógica de tensão proporcional a carga do motor 14 15 16 17 Módulos Opcionais SM-I/O 120V & SM-PELV Obs.: Pode-se utilizar também em 220VAC. Porém apenas 3 entradas digitais estarão disponíveis 120VAC / 2A

39 SmartStick - Função Cópia Lembre dessa dica: O SmartStick é preto!

40 SmartStick - Características e Benefícios Benefícios Diminui o tempo de montagem de máquinas Fácil de salvar a programação de aplicações Fácil de restaurar a programação original Torna o ajuste e resolução de problemas mais rápida e compreensível Características Pode ser usado para salvar a programação ou “cloná-la” em outros inversores iguais

41 LogicStick - Função CLP Opcional CLP substituído pelo LogicStick Programação utilizando o programa SyPTLite - IEC61131-3 (Padrão de simbologia de programação Ladder) Economia de Custo e Espaço Custo e Espaço Lembre dessa dica: Para o SyPTLite é o branco!

42 SyptLite - Faça Programas Dedicados SyPTLite: Um editor gráfico ladder que permite o desenvolvimento de programas dedicas para a aplicação (30-50 linhas) Ambiente conforme IEC 61131-3 – mesmo que os principais softwares de programação de CLPs Bibliotecas com os blocos de função padrão Auto documentado (help) Compatível com o Commander SK e outros modelos da Emerson

43 Exemplo de Aplicação com LogicStick

44 Sensor 1 detecta o produto Sensor 2 detecta o produto Esteira pára na posição precisa Esteira Transportadora Velocidade Tempo

45 IHM Opcional SM-Keypad Remote Utilizada em montagem de painel remoto IP65 – NEMA12/13 Conectado a porta RJ45 Modbus RTU do Commander SK Tecla e função selecionável O teclado e o display do inversor continua funcional quando o keypad remoto é utilizado O cabo de conexão pode chegar a 30m

46 IHM Opcional SM-Keypad Plus Mesma IHM LCD usada no Unidrive SP - permite acesso total aos parâmetros, inclusive mostrando os nomes Utilizado em montagem de painel remoto Conectado a porta RJ45 Modbus RTU do Commander SK O teclado e o display do inversor continua funcional quando o keypad remoto é utilizado Utilizando um software de edição próprio, o texto pode ser personalizado A função de filtro permite customizar o acesso aos parâmetros de programação

47 CT Soft – Software de Configuração CT Soft suporta o Commander SK e outros inversores da Emerson Projeto orientado Biblioteca da Parâmetros Funcionalidades do “Windows” Habilidade de abrir múltiplos painéis Diagramas Lista de parâmetros Monitoração Medição

48 CT Soft – Guia Passo a Passo (Wizard)

49 CT Soft – Diagrama Geral

50 Commander SK - Ex. de Aplicação Bombas

51 Commander SK - Ex. de Aplicação Ventiladores Industriais

52 Commander SK - Ex. de Aplicação Esteiras Transportadoras

53 Commander SK - Ex. de Aplicação Misturadores

54 Compressores Commander SK - Ex. de Aplicação

55 Serras Máquinas de Lavar Industriais

56 Unidrive SP - Solução Completa Potência Desempenho Confiabilidade

57 Grande faixa de potência 0,75kW a 1,9MW (1CV a 2.500CV) Unidrive SP - Características Diversos métodos de controle Vetorial Malha Fechada – Precisão. Torque nominal mesmo com rotação zero! Modo RFC (Rotor Flux Control) – Desempenho dinâmico superior e estabilidade, sem dispositivo de realimentação Vetorial Malha Aberta – Bom desempenho com um mínimo de configuração Controle V/F – Controle simples, ideal para aplicação multi-motores Regenerativo – Redução de harmônicas e regeneração de energia Servo – Precisão e controle dinâmico Diversas tensões: 200-240V 380-480V 500-575V 600-690V

58 Unidrive SP - Modelos O Unidrive SP é dividido em três modelos diferentes, em função da aplicação e potência desejada Panel MountedFree StandingModular

59 Unidrive SP - Panel Mounted Fáceis de instalar, podem ser utilizados em um grande número de aplicações Potências: 0.75kW a 132kW (1CV a 180CV) IP20 Regeneração de energia com controle de F.P.

60 Unidrive SP - Free Standing “Engenheirados”, vem prontos para rodar e fornecidos dentro de um gabinete 90kW to 675kW (122CV a 915CV) IP21 Compactos - Ótima relação tamanho/potência

61 Divididos em módulos que podem ser combinados. Oferecem o máximo de potência e flexibilidade. 45kW a 1.9MW (60CV a 2500CV) IP20 Os módulos podem ser interligados de diversas maneiras: Barramento DC comum Regeneração de energia Paralelismo de inversores para altas potências Compactos e de fácil manuseio Unidrive SP - Modular

62 Uma grande variedade de opcionais pode ser utilizada de acordo com a aplicação Displays SmartCards I/Os adicionais Realimentação Comunicação Filtros Servo E muito mais... Unidrive SP - Opcionais

63 Unidrive SP - Unidrive SP - Ex. de Aplicação Extrusoras

64 Bobinadeiras Unidrive SP - Unidrive SP - Ex. de Aplicação

65 Elevação de Carga Unidrive SP - Unidrive SP - Ex. de Aplicação

66 Corte de Metal Unidrive SP - Unidrive SP - Ex. de Aplicação

67 Como Dimensionar Um Inversor Os inversores de frequência são dimensionados em função: Da tensão (inversor não é bivolt!) Corrente (corrente nominal do motor) Ciclo de trabalho (sobrecarga normal ou pesada) Aplicação Basicamente a exigência da aplicação é que determina o modelo do inversor: Commander SK ou Unidrive SP

68 Como Dimensionar - Exemplo Aplicação: Bomba d’água Motor: 3Ø / 3CV / 2P / 220V Corrente de placa do motor: 8,4A O regime é contínuo Baixa sobrecarga COMMANDERSK Bomba d’água é aplicação simples SKCD200220

69 No caso de aplicações mais complexas como: Elevação de carga Controle preciso de velocidade (motor c/encoder) Controle de torque Sincronismo Automação complexa Potência maior que 200CV Deve-se utilizar o Unidrive SP, para isso consulte nossa engenharia para fazer o dimensionamento adequado Como Dimensionar - Exemplo

70 Motores 3Ø para Uso com Inversor

71 Motores para Uso com Inversor Controle de velocidade/torque do motor Partidas e/ou paradas controladas Grande número de operações por hora Operação acima da velocidade nominal do motor Operações com reversão constantes Partidas de cargas com alta inércia; etc... Onde é usado:

72 Características gerais Isolação reforçada Motor com três cabos de ligação Ventilação independente Sobre dimensionamento da carcaça Mancal isolado Encoder Motores para Uso com Inversor

73 Isolação Reforçada ISOLAÇÃO NORMAL ISOLAÇÃO REFORÇADA Impede a degradação precoce da isolação. Os equipamentos acionados por inversores sofrem ação de pulsos de tensão em freqüência elevada (dV/dt)

74 Cabos de Ligação Motores para Uso com Inversor Os motores poderão ser fornecidos em uma só tensão 220, 380 ou 440 V uma vez que os inversores possuem apenas um nível de tensão de operação

75 Ventilação Independente Motores para Uso com Inversor Destinada aos motores que irão operar em baixas rotações. Tem significado especial nas condições de torque nominal em velocidade zero.

76 Sobre dimensionamento da Carcaça Motores para Uso com Inversor Esse recurso pode ser utilizado de modo a impedir a elevação de temperatura, dispensando a ventilação independente. Somente com análise de engenharia para avaliar com segurança.

77 Mancal Isolado Motores para Uso com Inversor Empregado de modo a impedir que correntes parasitas circulem entre rotor e estator. Estas correntes desgastam os rolamentos por eletro erosão. Geralmente aplicado em motores de carcaça igual ou superior a 280.

78 Destinado ao controle de rotações do motor. Trata-se de um dispositivo digital acoplado ao eixo do motor, ou da máquina. Utilizado em sistemas de malha fechada, onde se deseja precisão de operação do conjunto. Para que o inversor seja utilizado com encoder, deve ser utilizado um módulo opcional para a leitura dos sinais do encoder. Motores para Uso com Inversor

79 Documentação Técnica Além do manual e do CD fornecidos com os inversores, outras informações podem ser acessadas: Guias avançados Vídeos Notas de aplicação Softwares Muitas outras... www.controltechniques.com

80 Suporte A Voges está identificando empresas em todas as regiões do Brasil para serem nossos integradores / parceiros no negócio. Inicialmente todo o suporte será dado pela equipe interna da Voges Automação Maximiliano maximiliano.battassini@voges.com.br Alex alex.costa@voges.com.br Fone: 54 3026.3540

81 Obrigado!