MICROMASTER 440.pdf

5/21/2018 MICROMASTER 440.pdf

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Variadores

de

Velocidad

2012Breve aproximacin a las caractersticas principales de un variador

de velocidad MicroMaster 440. Ejemplo de programacin.

SiemensMicroMaster

440


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Variadores de Velocidad 2012

2 Variador Siemens MicroMaster 440

MICROMASTER 440

Informe sobre el variador de velocidad modelo Siemens MicroMaster 440. Contiene

informacin sobre el variador, secuencias de programacin, y resultados obtenidos.

Los diferentes modelos, que se suministran, cubren un margen de potencia desde 0,12 kWhasta 200 kW (con par constante (CT)) o hasta 250 kW (con par variable (VT)). Los

convertidores estn controlados por microprocesador y utilizan tecnologa IGBT (Insulated

Gate BipoIar Transistor) de ltima generacin. Esto los hace fiables y verstiles. Un

mtodo especial de modulacin por ancho de impulsos con frecuencia de pulsacin

seleccionable permite un funcionamiento silencioso del motor. Extensas funciones de

proteccin ofrecen una proteccin excelente tanto del convertidor como del motor. El

MICROMASTER 440, con sus ajustes por defecto realizados en fbrica, es ideal para una

gran gama de aplicaciones sencillas de control de motores. El MICROMASTER 440 tambin

puede utilizarse para aplicaciones ms avanzadas de control de motores haciendo uso de

su funcionalidad al completo. El MICROMASTER 440 puede utilizarse tanto en aplicacionesdonde se encuentre aislado como integrado en sistemas de automatizacin.

El alto nmero de parmetros a configurar hacen del MicroMaster 440 un variador

adecuado para aplicaciones diversas. La tecnologa usada en cuanto a los parmetros

llamados BiCO.

El variador cuenta tambin con opciones externas para comunicacin por PC, panel BOP

(Basic Operator Panel), panel AOP (Advanced Operator Panel) y mdulo de comunicacin

PROFIBUS.

Trabaja con dos juegos de datos:

DDS, estos son los datos del motor.

CDS, datos de rdenes y fuentes de datos tericos.

Caractersticas elctricas: Caractersticas elctricas ms relevantes para el trabajo en

laboratorio.

Caracterstica Especificacin

Tensin de red y

Mrgenes de potencia

1 AC 200 a 240 V 10 % CT: 0,12 kW 3,0 kW (0,16 hp 4,0 hp)

3 AC 200 a 240 V 10 % CT: 0,12 kW 45,0 kW (0,16 hp 60,0 hp)

VT: 5,50 kW 45,0 kW (7,50 hp 60,0 hp)

3 AC 380 a 480 V 10 % CT: 0,37 kW 200 kW (0,50 hp 268 hp)

VT: 7,50 kW 250 kW (10,0 hp 335 hp)

3 AC 500 a 600 V 10 % CT: 0,75 kW 75,0 kW (1,00 hp 100 hp)

VT: 1,50 kW 90,0 kW (2,00 hp 120 hp)

Frecuencia de entrada 47 a 63 Hz


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Frecuencia de salida 0 a 650 Hz

Factor de potencia Mayor a 0.7

Rendimiento del

convertidor

En los modelos A hasta F: 97%

En los modelos Fx y Gx : 98%

Capacidad de sobrecarga En modo par constante (CT):

Modelos A hasta F: 150% de la corriente, durante 60 segundos.Modelos Fx y Gx : 136% de la corriente, durante 57 segundos.

En modo par variable (VT):

Modelos A hasta F: 110% de la corriente, durante 60 segundos.

Modelos Fx y Gx : 110% de la corriente, durante 59 segundos.

Corriente de Arranque Inferior a la corriente nominal de entrada

Mtodo de Control Control V/f lineal.

Control V/f lineal con Flux Current Control (FCC).

U Control V/f cuadrtico; Control V/f multipunto.

Control V/f lineal con modo ECO.

Control V/f para aplicaciones textiles.

Control V/f con FCC para aplicaciones textiles.Control V/f con consigna de tensin independiente.

Sensorless Vector Control.

Sensoless Vector Torque Control.

Frecuencias Fijas 15, parametrizable

Frecuencias inhibibles 4, parametrizable

Resolucin de consigna 0,01 Hz digital, 0,01 Hz serie, 10 bits analgica.

Entradas digitales 6, parametrizable (libre de potencial), conmutables entre activa

high/low (PNP, NPN).

Entradas analgicas 2, parametrizable, ambas se pueden usar como 7 y 8 entradas

digitales.

0 V a 10 V, 0 mA a 20 mA y 10 V a +10 V (AIN1)0 V a 10 V y 0 mA a 20 mA (AIN2)

Salidas de rel 3, parametrizable 30 V DC / 5 A (carga resistiva), 250 V DC / 2 A carga

inductiva.

Salida analgica 2, parametrizable 0 a 20 mA.

Interface serie RS-232, RS-485.

Frenado Frenado por inyeccin de corriente contina. Frenado combinado.

Frenado dinmico.

Grado de proteccin IP20 (se adjunta el significado de grados de proteccin al final de la

tabla)

Margen de Temperatura Modelos A hasta F : -10 C a +50 C (CT) y -10 C a +40 C (VT)

Modelos FX y GX : 0 C a +40 C (32 F a 104 F), a 55 C (131 F) conreduccin de la potencia.

Temperatura de

almacenamiento

-40 C a +70 C

Humedad relativa Menor a 95% (sin condensacin)

Altitud de operacin (sin

reduccin de potencia)

Modelos A hasta F: hasta 1000 metros sobre el nivel del mar.

Modelos Fx y Gx : hasta 2000 metros sobre el nivel del mar.

Caractersticas de Mnima tensin, sobretensin, sobrecarga, defecto a tierra,


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proteccin cortocircuito, proteccin basculante, proteccin de bloqueo del

motor, sobre-temperatura en motor, sobre-temperatura en

convertidor, bloqueo de parmetros.

Marcado CE De acuerdo con las directivas europeas "Baja tensin" 73/23/CEE

y "Compatibilidad electromagntica" 89/336/CEE

Proteccin IP:

El variador MicroMaster 440 tiene una proteccin IP20, es decir que est protegido contra

particular cuyas dimensiones no exceden los 12 mm, esto es por la primera cifra: 2. La segunda

cifra: 0, indica que el variador no est protegido en ninguna manera contra el agua.

Condiciones ambientales:

Las condiciones ambientales afectan la operacin del dispositivo variador de velocidad. Factores

tales como la humedad, temperatura de operacin, altura sobre el nivel del mar, son los msimportantes a tener en cuenta al instalar un variador.

El fabricante provee con unos grficos que permiten hacer un ajuste de variables para condiciones

ambientales dadas.


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Temperatura:

Modelos A hasta F:

Vemos que para operaciones con par variable el rango de temperatura de funcionamiento es

menor, especficamente de -10 a 40 C. Para aplicaciones con par constante, el rango tan solo se

incrementa hasta 50 C.

Pasados estos lmites comienza una cada en la corriente que se puede aplicar, y por ende en la

potencia que llega al motor, la cada es constante (50% cada 10 C) hasta un 50%, luego de lo cual

el variador deja de funcionar.

Podemos concluir que esta serie de modelos tiene un margen de trabajo en lo que respecta a

temperatura de funcionamiento del 50%. Adems el variador no se debe instalar en ambientes

con condiciones ambientales extremas, temperaturas inferiores a los -10 C son perjudiciales parala operacin del variador pues la corriente se reduce sbitamente a cero.

Modelos Fx y Gx:


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Este modelo es aun ms sensible a la temperatura de funcionamiento. No admite temperaturas

bajo cero y en general es recomendable no permitir que la temperatura se acerque mucho a cero.

Las temperaturas altas tambin representan una desventaja, su lmite es 55 C, luego de lo cual el

variador se convierte en obsoleto. Adems la corriente admisible solo se puede reducir hasta un

85%.

Si el convertidor debe instalarse a una altura superior a los 1000 metros o 2000 metros sobre el

nivel del mar, es necesario reducir la potencia.

En este caso se ven afectados, tanto la corriente admisible como la tensin de red admisible.

Podemos ver que los modelos A hasta F, solo resisten hasta 1000 metros, luego de lo cual

comienza una cada en la corriente admisible, a los 4000 metros sobre el nivel del mar la corriente

admisible es del 80%. Los modelos Fx y Gx son ms robustos en este sentido, dado que pueden

mantener la corriente admisible al 100% hasta los 2000 metros de altura. A los 4000 metros de

altura aun conservan 85% de la corriente admisible lo cual es bastante bueno.

En lo que respecta a la tensin de servicio admisible, todos los modelos se comportan igual.

Conservan un 100% de la tensin admisible hasta los 2000 metros de altura, luego se produce una

reduccin constante hasta aproximadamente 77% a 4000 metros de altura.

Concluimos entonces que la potencia, que puede suministrar el variador, se ve afectada

directamente con la altura a la cual ha sido instalado.


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Otros factores a tener en cuenta son:

Choques y vibraciones: No es recomendable dejar caer el variador, as como tampoco

instalarlo en ambientes en los cuales este sometido a vibraciones constantes.

Radiacin electromagntica: No instalar el convertidor cerca de una fuente de radiacin

electromagntica, ni someterlo a esta radiacin. Contaminacin atmosfrica: No instalar el convertidor en un entorno que contenga

contaminantes atmosfricos tales como polvo, gases corrosivos, etc.

Agua: Tomar las precauciones necesarias para protegerlo del agua. No instalarlo cerca de

tuberas o de zonas con peligro de condensacin.

Bajo ninguna circunstancia instalarlo de manera horizontal.

Sobre la instalacin elctrica:

El convertidor deber ponerse siempre a tierra.

La entrada de la red, la continua y los bornes del motor pueden estar sometidos a

tensiones peligrosas aunque no est funcionando el convertidor; antes de efectuar ningn

tipo de trabajo de instalacin debe esperarse 5 minutos para permitir a la unidad

descargarse tras su desconexin.

Sobre el funcionamiento con cables largos:

Se garantiza un funcionamiento ilimitado del convertidor en las siguientes condiciones:

Modelos A hasta F:

Blindado : 50m.

Sin blindar : 150m.

Modelos Fx y Gx:

Blindado : 100m.

Sin blindar : 300m.

Si se emplea un estabilizador de salida, segn la norma DA 51.2, se pueden aplicar las

siguientes longitudes de cable:

Blindado : 200m.

Sin blindar : 150m.

Sobre la conexin y alimentacin del motor:

Recordar nuevamente que el convertidor debe estar siempre a tierra.

Antes de realizar o cambiar conexiones en la unidad, aislar de la red elctrica de

alimentacin.

Asegurarse que el convertidor est configurado para la tensin de alimentacin correcta,los MicroMaster no debern conectarse a una tensin de alimentacin superior a la

indicada.

Asegurarse de que entre la fuente de alimentacin y el convertidor estn

conectados interruptores o fusibles apropiados con la corriente nominal

especificada.


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Diagramas de conexin:

Modelos A hasta F:

La conexin del MicroMaster es la misma con filtro o sin filtro.

Modelos Fx y Gx:

La conexin del MicroMaster es la misma con o sin filtro. La puesta a tierra sealada (3)

del estabilizador se debe hacer en los puntos indicados.


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Puesta en servicio:

Diagrama de bloques:


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Modos de puesta en servicio:

En la versin estndar, el MICROMASTER 440 cuenta con un SDP. Este panel permite una

aplicacin mltiple del convertidor con los pre-ajustes efectuados en fbrica. Si dichos

pre-ajustes no se adaptan a las condiciones de su instalacin, puede modificarlos con

ayuda de los paneles opcionales BOP o AOP.

Paneles disponibles para MicroMaster 440:

Puesta en servicio BOP:

Mediante el panel BOP se pueden modificar los valores de parmetros. Para dar

parmetros con el panel BOP se debe retirar el SDP y se debe colocar el BOP. El panel BOP

contiene una pantalla de siete segmentos en la que se muestran los nmeros y valores de

parmetros, mensajes de alarma y de fallo as como valores de consigna y valores reales.

No es posible el almacenamiento de informacin de parmetros con el BOP.

Se puede programar el variador para que trabaje respondiendo ordenes desde el panel, o

desde un panel externo en donde se reciben diversas entradas digitales y analgicas. En

cualquier caso tan solo es necesario indicar correctamente los parmetros de

programacin, estos se indican a continuacin:


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Antes de proceder a programar el variador necesitamos los datos de placa del motor:

Voltaje 220 V

Corriente 1.9 A

Potencia 0.3 KWFactor de potencia 0.85

Frecuencia 60 Hz

Velocidad 1730 RPM

Con estos datos iniciamos la programacin:

P0003 Nivel de acceso de usuario: 1 Estndar

2 Extendido

3 Experto

Seleccionamos 3, para tener acceso total.

P0010 Filtro de parmetros para puesta en servicio: 0 Preparado

1 Gua bsica

30 Ajustes de fbrica

Seleccionamos 1 para acceder a los parmetros bsicos necesarios para poner en

funcionamiento el motor.

P0100 Europa/Amrica del Norte: 0 Potencia en KW; f estndar 50 Hz

1 Potencia en HP; f estndar 60 Hz

2 Potencia en KW; f estndar 60 Hz

Los datos estn dados para el parmetro 2.

P0205 Aplicacin del convertidor: 0 Par constante

1 Par variableQueremos que trabaje en par constante.

P0300 Seleccin del tipo de motor: 1 Motor rotativo asncrono

2 Motor rotativo sncrono

El motor que tenemos es asncrono.

P0304 Tensin nominal del motor: Margen de 10 a 2000 V. Utilizando el teclado

introducimos 220.

P0305 Corriente nominal del motor: Utilizando el teclado introducimos 1.9.

P0307 Potencia nominal del motor: El margen de ajuste es de 0.01 a 2000 KW, el

motor que tenemos es de 0.3 KW.

P0308 cosPhi nominal del motor: Margen de ajuste 0.0 a 1.0, el valor es 0.85. P0309 Rendimiento nominal del motor: Se le deja en el valor por defecto, sin

embargo este parmetro es crucial cuando la altura sobre el nivel del mar aumenta

por sobre los lmites permitidos por el variador.

P0310 Frecuencia nominal del motor: El margen de ajuste es de 12 a 650 Hz. La

placa nos indica que el motor funciona a 60 Hz.

P0311 Velocidad nominal del motor: Margen de ajuste 0 a 40 000 RPM. La placa

indica 1730 RPM.


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P0320 Corriente de magnetizacin del motor: Se deja este valor en el valor por

defecto.

P0335 Refrigeracin del motor: 0 Autoventilado

1 Ventilacin Forzada

2 Auto-ventilado y ventilador internoSeleccionamos auto-ventilacin.

P0640 Factor de sobrecarga del motor [%]: Margen de ajuste 10% a 400%. Define

el lmite de intensidad de sobrecarga del motor, relativo a P0305. Para este tipo de

motores podemos seleccionar 150%.

P0700 Seleccin de fuente de ordenes: 0 Ajuste por defecto de fbrica

1 BOP/AOP (teclado)

2 Terminal (entradas digitales)

Si seleccionamos 1, controlaremos el motor con el teclado del MicroMaster. En

caso de seleccionar 2, podemos usar los interruptores del panel as como la

entrada analgica.

P1000 Seleccin de consiga de frecuencia: 1 Consigna motor potencimetro

2 Consigna analgica

3 Consigna de frecuencia fija

23 Frecuencia fija + consigna analgica.

Este parmetro es el que ms opciones tiene, 77 en total, esto es por la

conectividad que tiene el variador, muchos de estos parmetros sirven para

conectarse con una PC o un PLC. Seleccionamos 23 para controlar la velocidad con

el potencimetro (analgico) y con las entradas digitales de frecuencia fija.

P1080 Frecuencia mnima: Margen de ajuste 0 a 650 Hz. En este caso podemos

colocar un valor conveniente, por ejemplo 10 Hz. Esto quiere decir que en caso

invertimos el sentido el margen de frecuencia ser de -10 a -60 Hz y de 10 a 60 Hz. P1082 Frecuencia mxima: Margen de ajuste 0 a 650 Hz. En este caso colocamos el

valor mximo de frecuencia necesaria, teniendo en cuenta que lo mximo posible

por el motor es 60 Hz.

P1120 Tiempo de aceleracin: Margen de ajuste 0 a 650 segundos. Tiempo

necesario para que el motor acelere desde parado hasta la mxima frecuencia.

P1121 Tiempo de desaceleracin: Margen de ajuste 0 a 650 segundos. Tiempo

necesario para que el motor se detenga desde la mxima frecuencia.

P1135 Tiempo desaceleracin OFF3: Margen de ajuste 0 a 650 segundos. Tiempo

necesario para que el motor se detenga desde la mxima frecuencia con la orden

OFF3. P1300 Modo de control: 0 V/f con caracterstica lineal

1 V/f con FCC

2 V/f con caracterstica parablica

3 V/f con caracterstica programable

5 V/f para aplicaciones textiles

6 V/f FCC para aplicaciones textiles

20 Control de vectorial sin sensor


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21 Control vectorial con sensor

22 Control vectorial de par sin sensor

23 Control vectorial de par con sensor

Seleccionamos el modo de control V/f con caracterstica lineal, es decir P1300=0.

P1500 Seleccin de consigna de par: 0 Sin consigna principal

2 Consigna analgica

4 USS en enlace BOP

5 USS en enlace COM

El torque en el eje del motor se puede controlar sin embargo para aplicaciones

bsicas y de aprendizaje no seleccionamos una consigna principal, P1500=0.

P1910 Seleccin de datos de identificacin del motor: 0 Deshabilitado

1 Se identifican todos los

datos del motor y se

modifican los

parmetros.2 Se identifican los datos

del motor pero no se

modifican los

parmetros.

3 Identificacin de la

curva de saturacin con

modificacin de

parmetros.

4 Identificacin de la

curva de saturacin sinmodificacin de los

parmetros.

Seleccionamos P1910=0 y pasamos a terminar la programacin.

P3900 Fin de la puesta en servicio rpido:

0 Termina la puesta en servicio rpido con los ajustes actuales (sin computacin

del motor)

1 Termina la puesta en servicio rpida con los ajustes de fbrica (sin computacin

del motor)

2 Termina la puesta en servicio rpida con los ajustes actuales (con computacin

del motor y restablecimiento de E/A)

3 Termina la puesta en servicio rpida con los ajustes actuales (con computacin

del motor sin restablecer E/A)

Seleccionamos 2 y termina la puesta en servicio rpida, se procesara la informacin

introducida mientras el mensaje busy se muestra en pantalla.


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Ha faltado indicar los valores de frecuencia fija y definir las entradas digitales. Para

cumplir este propsito:

P0004 Filtro de parmetros: 0 No filtra ningn parmetro

7 Muestra los parmetros 701 a 708

10 Muestra las frecuenciasSeleccionamos 0 para acceder a todos los parmetros.

Ahora podremos ver los parmetros 701 a 708 para funciones digitales y 1001 en adelante

para frecuencias fijas.

Panel de operacin:

DIN1 Switch 5

DIN2 Switch 6

DIN3 Switch 7

DIN4 Switch 8

DIN5 Switch 16

DIN6 Switch 17

Las posibilidades son amplias y se listan a continuacin:

0 Entrada digital deshabilitada

1 ON/OFF1

2 ON inversor/OFF1

3 OFF2 Parada natural


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4 OFF3 Desaceleracin rpida

9 Acuse de fallo

10 Jog derecha

11 Jog izquierda

12 Inversin

13 MOP subida (incremento frecuencia)

14 MOP bajada (decremento frecuencia)

15 Frecuencia fija (seleccin directa)

16 Frecuencia fija (seleccin de direccin + Marcha)

17 Frecuencia fija (seleccin binaria + Marcha)

25 Activacin de freno de inyeccin con corriente contina

29 Fallo externo

33 Des-habilitacin consigna de frecuencia adicional

99 habilitar parmetros BiCo

La configuracin se hizo de la siguiente manera:

DIN1 Switch 5 1 ON/OFF

DIN2 Switch 6 12 Inversin

DIN3 Switch 7 10 Jog a la derecha

DIN4 Switch 8 15 Frecuencia fija P1004



Ahora debemos programar las frecuencias fijas P1004, P1005 y P1006. Por ejemplo para

seguir el perfil de velocidad mostrado, debemos configurar P1004 a 15 Hz, P1005 a -10 Hzy P1006 a 35 Hz, adems cambiamos P1080, parmetro de frecuencia mnima, a 10 Hz.

.


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Sabemos que a 60 Hz la velocidad es 1730. Dado que el control es V/f, podemos afirmar

que mediante una regla de tres simple podemos obtener la velocidad para las dems

frecuencias, as mismo podemos calcular el voltaje aplicado al motor ya sea calculando

V/f=k, donde k es la relacin que se mantiene constante, o visualizndola en la pantalla

del variador, esto se hace apretando el botn Fn por dos segundos, en este modo tambin

podemos ver la corriente consumida por el motor.

Switch

5

Switch

16

Switch

17

Frecuencia

(Hz)

Voltaje

(V)

Corriente

(A)

Velocidad

(RPM)

0 0 0 10 40 1.48 288.33

0 1 1 25 93 1.61 720.83

1 0 0 15 58 1.55 432.5

1 0 1 50 183 1.64 1441.67

0 0 1 35 129 1.63 1009.17

0 1 0 -10 40 1.48 288.33

ANEXOS

Variador MicroMaster 440 a la izquierda y MicroMaster 420 a la derecha


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Modulo completo, dos motores, dos variadores, paneles de entradas digitales y

analgicas, computadora para enlace con PLC.

Documents

MICROMASTER 440.pdf