Post on 20-Mar-2016
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Inversores de Frequência
Maximiliano BattassiniAlex Marqueller Costa
Dedicação exclusiva • Maximiliano e Alex
Apoio Técnico - Engenharia• Paulo Silva• Leandro• Tiago• Robson• Daniel
Equipe Interna
Apoio Técnico - Tecnologia da Informação• Mário Machado
Motores – Variação de Velocidade
PROPORCIONAL
Frequência RPM
O que é um Inversor de Frequência?Equipamento para variar / controlar a velocidade e / ou o torque do motortrifásico
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
Estágio de Potência
PWM (Pulse Width Modulation) – Modulação por Largura de PulsoPWM – Como funciona
+V
+V
-V
-V
Tempo
Tempo
Tensão
Tensão
Corrente(Fluxo magnético)
Corrente(Fluxo magnético)
60Hz60Hz
30Hz30HzO 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.
Tipos de ControleEscalarVaria a relação V/F de acordo com valores pré definidos (programados)
VetorialNão seguem uma curva V/F pré definida. A tensão e a frequência são controladas independentemente,de maneira a controlar diretamente otorque no eixo do motor
V
FFn
VnIr
IL
Im
Controle EscalarÉ o método de controle mais simples. Atualmente utilizado somente em aplicações de múltiplos motores
i
Sinal de Realimentaç
ão (Feedback)
Vetorial Malha Aberta (Sensorless)
Controle VetorialVetorial 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
Commander SK - Uso Geral
SimplesCompactoVersátilLinha exclusiva da Vogespara todo o Brasil
Potência
200
110/120
200/240
380/480
500/575
600/690
Commander SK - Potências
1/3
1,5
40
1/2
3
150 17525
Tens
ão
Entrada 110V / 1ØSaída 220V / 3Ø
Entrada 1Ø / Saída 3Ø
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
Dimensionado de duas maneiras diferentes, dependendo da aplicação:
Commander SK - Dupla Especificação
• Sobrecarga Normal – 110% de corrente: até 215 segundosAplicações de torque variável e exijam baixa sobrecarga, com bombas, ventiladores, etc.
• Sobrecarga Pesada – 150% de corrente: até 60 segundosAplicações que exigem torque constante ou alta capacidade de sobrecarga. Como guindastes, elevadores, etc.
Commander SK - Dimensões
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
Commander SK - Montagem
Montagem em trilho DIN até 2CV (tamanhos A e B)
Furos de encaixe no topo
Furos vazados na base
Montagem em painelTodos os tamanhosOU
Commander SK - Filtro EMC Interno
Identificação clara e em relevo
Commander SK - Terminais de Potência
Commander SK - Terminais de ControleRelé 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
Identificação dasconexões de
controleEspecificação dos cabos de controlee de potência
Identificação da comunicação serial
Commander SK - Terminais de Controle
Commander SKCommander SK- Comunicação Serial- 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
Commander SK
Conceitos Básicos de Operação
Programação Fácil e Rápida
Parâmetros básicos
listados aqui
Commander SK - Conceitos Básicos
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
• 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 1Par 0
-
Par 10
Nível 2Par 11
-
Par 70
Nível 3Par 71
-
Par 95
Parâmetro de nível de acesso: 1, 2 ou 3
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
Acessórios OpcionaisOs 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
Os inversores de tamanho A não foram projetados para utilizar os módulos opcionais
Módulos OpcionaisMódulos Opcionais
I/Os e Comunicações
Encaixe Rápido “Plug-in”
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 ContatosQuebre a proteção
Montagem dos Módulos Opcionais
Vista mostrando os terminais de um módulo
opcional de I/Os
Módulos Opcionais de Comunicação
– SM-LON– SM-Profibus DP– SM-Interbus– SM-DeviceNet– SM-CANopen– SM-Ethernet– SM-EtherCat
Módulo Opcional SM-I/O Lite 1. Comum 0V2. 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 mA4. Saída +24V / 100mA c/tolerância a curto
circuito5. Entrada digital 16. Entrada digital 27. Encoder B entrada digital 38. Encoder B\9. Encoder A10. Encoder A\11. Comum 0V12. Saida para Encoder +5V / 250mA21. Relé22. nc 2A 240VAC23. Relé
Obs.: Opção de encoder apenas para leitura de velocidade. Não pode ser utilizado para realimentação
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)
Sistema de filtragem de piscina
SM-I/O Timer – Exemplo de Aplicação
Módulo SM-I/O 120V
6 entradas digitais programáveis 120VAC
2 saídas programáveis de relé
10
11
12
120VAC / 2A
Módulo SM-PELVI/Os isoladas em conformidade comIEC 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 entradasdigitais estarão disponíveis
120VAC / 2A
SmartStick - Função Cópia
Lembre dessa dica:
O SmartStick é preto!
SmartStick - Características e BenefíciosBenefícios
• 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
LogicStick - Função CLP Opcional• CLP substituído pelo LogicStick
• Programação utilizando o programa SyPTLite - IEC61131-3 (Padrão de simbologia de programação Ladder)
Economia de Economia de
Custo e EspaçoCusto e Espaço
Lembre dessa dica:
Para o SyPTLite é o branco!
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
Exemplo de Aplicação com LogicStickExemplo de Aplicação com LogicStick
Exemplo de Aplicação com LogicStick
Sensor 1 detecta o Sensor 1 detecta o produtoproduto
Sensor 2 detecta o Sensor 2 detecta o produtoproduto
Esteira pára Esteira pára na posição na posição
precisaprecisa
Esteira TransportadoraEsteira Transportadora
Vel
ocid
ade
Vel
ocid
ade
TempoTempo
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
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
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
CT Soft – Guia Passo a Passo (Wizard)
CT Soft – Diagrama Geral
Commander SK - Ex. de Aplicação
Bombas
Commander SK - Ex. de Aplicação
Ventiladores Industriais
Commander SK - Ex. de Aplicação
Esteiras Transportadoras
Commander SK - Ex. de Aplicação
Misturadores
Compressores
Commander SK - Ex. de Aplicação
Commander SK - Ex. de AplicaçãoSerras
Máquinas de Lavar Industriais
Unidrive SP - Solução Completa
PotênciaDesempenhoConfiabilidade
Grande faixa de potência0,75kW 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
Unidrive SP - ModelosO Unidrive SP é dividido em três modelos diferentes, em função da aplicação e potência desejada
Panel Mounted Free Standing Modular
Unidrive SP - Panel MountedFáceis 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.
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
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
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
Unidrive SP - Unidrive SP - Ex. de Aplicação
Extrusoras
Bobinadeiras
Unidrive SP - Unidrive SP - Ex. de Aplicação
Elevação de CargaUnidrive SP - Unidrive SP - Ex. de Aplicação
Corte de Metal
Unidrive SP - Unidrive SP - Ex. de Aplicação
Como Dimensionar Um InversorOs 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
Como Dimensionar - ExemploAplicação: Bomba d’águaAplicação: Bomba d’água
Motor: 3Motor: 3Ø / Ø / 3CV / 2P / 220V3CV / 2P / 220V
Corrente de placa Corrente de placa do motor: 8,4Ado motor: 8,4A
O regime é contínuoO regime é contínuoBaixa sobrecargaBaixa sobrecarga
COMMANDER COMMANDER SKSK
Bomba d’água é Bomba d’água é aplicação simplesaplicação simples
SKCD200220SKCD200220
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
Motores 3Ø para Uso com Inversor
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:
Características gerais• Isolação reforçada • Motor com três cabos de ligação• Ventilação independente• Sobre dimensionamento da carcaça• Mancal isolado• Encoder
Motores para Uso com Inversor
Motores para Uso com InversorIsolação Reforçada
ISOLAÇÃO NORMALISOLAÇÃO REFORÇADA
Impede a degradação precoce da isolação. Os equipamentos acionados por inversores sofrem ação de pulsos de tensão em freqüência elevada (dV/dt)
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
Ventilação IndependenteMotores para Uso com Inversor
Destinada aos motores que irão operar em baixas rotações. Tem significado especial nas condições de torque nominal em velocidade zero.
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.
Mancal IsoladoMotores 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.
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
Documentação TécnicaAlém do manual e do CD fornecidos com osinversores, outras informações podem seracessadas:
• Guias avançados• Vídeos• Notas de aplicação• Softwares• Muitas outras...
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SuporteA 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.brAlex alex.costa@voges.com.br
Fone: 54 3026.3540
Obrigado!