Diapositiva 1 - Schneider Electric

Transcription

Fundamentos de Arranque
Motor
Ing. Guillermo Suárez
Mayo 2009
Schneider Electric - Ahorro de Energía – Mayo 2009
65
66
67
68
69
80 años de innovación
TeSys D
TeSys U
TeSys T
Busbar Contactor
Schneider Electric - Fundamentos de Arranque Motor – Mayo 2009
2
Una historia de innovación que no
termina.
Motor Circuit Breaker GV3P
EveLink power terminal
D2 : new raw
material,
more modularity
& accessories
1990
First monobloc
contactor
*
1960
1935
The very first
contactor ...
1973
*
* First motor
1924starter enclosure
Modularity
concept
with the new
TeSys range
2000
2004
*
*
1993
*
GV2: a really
impulsion to 2
*
First modular component
contactor
solution
*
*
2006
Motor Management
System Tesys T
Give your motor
starter a sixth sense !
Tesys Mod. U
All in 1 product
Disconnection ,
Electronic protection ,
Switching ,
3
Campo de actividad
Utilities
Distribution
Terminal
loads
source
switching
M
Circuit
switching
Process
Machine
Terminal
loads
Terminal
loads
M
M
M
M
Lighting
4
Funciones asociadas al arranque motor
Distribución baja tensión
Aislamiento
Seccionamiento
Protección corto-circuito
Protección sobrecarga
Maniobra
5
Seccionamiento
● Este dispositivo tiene la habilidad de aislar y desconectar.
● Puede ser usado con seguridad con carga.
● No incluye ningún mecanismo de protección.
● Puede ser usado como un botón de parada de emergencia
(Con la cubierta amarilla y la manija roja).
6
Interruptor
● Estos equipos pueden ser manejados con carga.
● Incluyen fusibles para la protección de corto
circuito.
● La operación se realiza por la manija del lado.
GS1
7
Protección contra corto circuito
disyuntor magnético
● Este equipo proporciona la protección contra los corto
circuitos. El detecta y despeja los altos niveles de corriente de
corto circuito hasta el limite de su capacidad de ruptura.
● Tiene la capacidad de desconexión
● El reset después de la falla puede ser realizado manualmente
con el mando rotatorio del equipo o remotamente usando
módulos específicos para esta acción.
GV2-L
● Para fallas de baja corriente, la operación de un disyuntor, es
mas rápida que la de los fusibles.
8
Protección Magnética.
● Este disyuntor incluye tanto la protección
magnética contra cortocircuitos, como la
protección térmica ( sobrecarga de motor).
● Ya que estos equipos incluyen todos los tipos
de protección y tiene la capacidad de
desconexión, pueden ser usados como un
arrancador de motor para máquinas simples.
GV2-ME
● Bloques adicionales pueden ser añadidos para
permitir el reset remoto y el control del
disyuntor.
9
El Contactor
● Apertura y cierre bajo carga- capacidad de switcheo.
● Manejo remoto utilizando un electroimán con un circuito de
control separado .
● Cuando la bobina del contactor es energizada, La parte
móvil del contactor se mueve y la corriente puede pasar de
la red de suministro a la carga.
LC1-D
contactor
● Estos equipos tienen contactos auxiliares incluidos que se
mueven simultáneamente con la parte móvil del contactor .
Bar
contactor
10
El Relé Térmico
● La sobrecarga es la falla mas común en las máquinas.
● La sobrecarga crea un aumento de la corriente que pasa
a la carga y produce un calentamiento peligroso de la
misma.
● La sobrecarga puede afectar los materiales de
aislamiento y así mismo el tiempo de vida del motor.
LRD Relay
● El relé esta compuesto de 3 elementos bimetalicos, cada
uno rodeado de una bobina que lleva su corriente de
fase.
● Cuando la corriente se incrementa o disminuye , estos
materiales tendrán una deformación, equivalente a la
corriente que esta pasando por ellos hacia la carga.
11
Arranque Motor Combinado
● En 1983, Telemecanique lanzo el primer equipo
capaz de interrumpir , maniobrar y proteger térmica
y magnéticamente: EL INTEGRAL
● Este tipo de producto ofrece todas las protecciones
del motor en un solo producto.
Integral
● Ofrece COORDINACION TOTAL: No hay soldadura
de los contactos después de una falla por cortocircuito, reduciendo el tiempo de parada y por ende
el de mantenimiento.
● El arrancador TeSys U ofrece la capacidad de
comunicación integrada con buses de campo y
mucha modularidad.
TeSys U
12
Distribución de bajo voltaje
Isolation
Disconnection
Short circuit protection
Overload protection
Switching
Aísla el equipo del suministro eléctrico
Interrumpe la corriente por el equipo
Protege la vida humana y los daños
Materiales causados por los C.C
Protege al motor de las corrientes de
sobrecarga
ON / OFF Cargas
Motor
13
Isolation
Switch Disconnector
TeSys VARIO
Disconnection
Overload protection
Switching
Motor
IEC 60 947-3
14
Isolation
Motor Circuit Breakers
TeSys GV
Disconnection
Overload protection
Switching
Motor
IEC 60 947- 2
15
Isolation
Disconnection
Contactors
TeSys K
TeSys D
TeSys F
Bar Contactors
Overload protection
Switching
Motor
IEC 60 947- 4 -1
16
Motor Starters
TeSys U
Power
Isolation
Disconnection
Overload protection
Control
Switching
Motor
IEC 60 947- 6
17
Arranque Motor
Fuse
Switch
On-load
switch
switch
disconnector
Contactor
GS1
LC1D
Vario
Isolation

Thermal
relay
LRD

Magnetic
circ. brkr.
Therm.
magnetic
circ. brkr.
Starter
controller
GV2P
GV2ME
TeSys U












On-load switch


Short-circuit
protection


Overload
protection
Control


Manual control
18
Teoria arranque motor
● La corriente gradualmente
baja como consecuencia del
aumento de la velocidad del
motor.
300
700
250
600
500
200
400
150
300
100
200
50
CURRENT (%)
● La corriente se eleva al
instante a niveles de LRC (la
corriente de Rotor Cerrada) .
Esto causa una corriente
transitoria, que puede tener
efectos indeseables sobre el
suministro.
FULL LOAD TORQUE (%)
● Voltaje de arranque
100
0
0
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10
0
SLIP (%)
● La carga del motor afecta sólo
el tiempo tomado para la
aceleración.
19
Arranque D.O.L*
● Corriente disponible Arranque = 100%
● Pico de corriente arranque = 4 to 8 In
● Pico de torque en arranque = 0.6 to 1.5Tn
● Ventajas:
Aplicaciones Típicas:
Pequeñas Máquinas.
● Arranque simple
● Bajo costo
● Alto torque en el arranque
● Desventajas :
● Alta corriente de arranque y torque
● El suministro de energía debe aguantar el pico
de corriente.
● Duro arranque mecánico.
* Direct On Line
20
Arranque Motor Asincrono D.O.L.*
● La solución mas frecuentemente usada.
● La solución mas económica y simple.
● No es plano el arranque (no elevadores,
escaleras..)
● Alta corriente de Arranque (5 to 8x In).
● El único método de arranque que no reduce
el torque. (excepto con variador de
velocidad.
21
Arranque Motor Asincrono D.O.L.*
Control and
Protection
during starting
phase
Rated
Torque
Load torque maximum zone
during starting phase
Load torque
maximum
zone during
running
phase
Control and
Protection
during
running
phase
22
Estrella-Triangulo - Arranque
● Corriente disponible arranque = 33%
● Pico de corriente arranque = 1.3 to 2.6 In
● Pico torque arranque: = 0.2 to 0.5 Tn
● Ventajas :
● Arranque Simple y económico.
● Buen torque de arranque y corriente.
Aplicaciones
Típicas:
Máquina que
arrancan sin carga
(pequeñas bombas
centrífugas,
ventiladores etc.)
● Desventajas :
● Bajo torque de arranque.
● No se pueden ajustar parámetros en el arranque.
● La perdida de suministro en el motor produce una
corriente transitoria máxima severa.
23
Teoria Arranque Motor
Es necesario cambiar esta transición y
también proteger el motor y la instalación
insuficiente para acelerar esta
carga en configuración de
estrella
• Desventajas:
• - No ajuste en arranque.
• El cambio de estrella a
triangulo causa corrientes
dañinas y trasientes de torque.
300
700
250
600
500
200
400
150
300
100
200
50
100
0
100 90
CURRENT (%)
• Momento de rotación
FULL LOAD TORQUE (%)
Star-Delta
0
80
70
60
50
40
30
20
10
0
SLIP (%)
24
Teoria arranque motor
● El motor al principio es
conectado en la configuración
de estrella y luego, después
de un tiempo predeterminado,
el motor es desconectado del
suministro y conectado de
nuevo en la configuración
delta.
● La corriente y el momento de
rotación en la configuración de
estrella son un tercio de la
corriente de voltaje y el torque
cuando el motor es conectado
en la configuración delta.
Main
Contactor
Delta
Contactor
Thermal
Overload
Motor
3~
Star
Contactor
25
Arranque motor asíncrono Star - Delta
● Is: DOL start current
I(A)
Is
T (Nm)
● Is/3: start current under star
connection
● Ts: DOL start torque
● Ts/3: start torque under star
connection
Ts
Is/3
Ts/3
● Tr: resistive torque (load)
Tr
Star
Delta
n (rpm)
26
Arranque Motor asíncrono Star - Delta
● Corriente pico limitada a (1.3 to 1.6x In)
● Motor especifico para la aplicación.
● Maquinas que presenten bajo torque en el arranque.
● Ventiladores, compresores, maquinas herramientas.
● Corrientes transitorias en el cambio de estrella a
triangulo.
● Si la temporización en estrella es muy corta, se vuelve
un arranque directo.
● Si el torque resistente es mas alto en el cambio de
estrella el motor se parara.
27
Técnica
La coordinación de protecciones para las
soluciones arranque motor
28
Técnica: Coordinación de Protecciones
● Efectos de un Corto-Circuito
● Efectos electrodinámicos de corriente cresta î :
● repulsión de los contactos.
● propagación de arcos eléctricos
● ruptura de los materiales aislantes, deformación de piezas
● Efectos térmicos l2t :
● fusión de los contactos
● generación de arcos eléctricos
● calcinación de los materiales aislantes
29
Repulsión de contactos:
● Comportamiento del contactor bajo el efecto de corrientes de cortocircuito no limitadas
Tiempo
Repulsión de los contactos
provocada por la energía generada
por el corto-circuito
Tiempo
La energía debida al cortocircuito aumenta, el arco se
vuelve importante
Tiempo
Los contactos en plata entran
en fusión y se sueldan
30
Repulsión de contactos:
● Comportamiento del contactor bajo el efecto de corrientes de cortocircuito limitadas
Courant Icc
Tiempo
Inicio de la repulsión de los
contactos bajo el efecto del cortocircuito
Tiempo
La energía debida al cortocircuito es limitada, la repulsión
es anulada
Tiempo
Los contactos quedan
operacionales
31
● Definición
● Pruebas de la aparamenta eléctrica en condiciones extremas. La
coordinación es definida según el estado de los productos después de la
prueba.
● Ausencia de coordinación
● Los riesgos son importantes para el operador, los daños físicos y materiales
pueden serlo igualmente.
● Coordinación tipo 1
● Ningún riesgo para el operario. Es la solución estándar más utilizada.
● Antes de rearrancar, la revisión del arranque puede hacerse necesaria.
● Coordinación tipo 2
● Es una solución de alto desempeño. Se admite una ligera soldadura de los
polos del contactor si son fácilmente separables.
● Coordinación total ó Continuidad de servicio
● Es la solución de más alto desempeño.
● Rearranque inmediato sin precauciones particulares.
32
Coordinación total, continuidad de
servicio
● Aparatos que responden a todas las funciones del Arrancador Motor
según la norma IEC947-6-2 (TeSys U)
● Seguridad de las personas y de las instalaciones
● Ningún daño, ningún riesgo de soldadura
El aislamiento eléctrico se debe mantener
● Después del despeje de la falla, el arrancador-motor debe estar en
capacidad de rearrancar inmediatamente.
33
El contactor y el arranque motor
Coordinación con dispositivo de protección contra los corto circuitos
(DPCC)
Arranque motor correctamente
combinado
Relé de sobrecarga
TeSys U
1 Base potencia 32A
2 Base potencia 12A
Somme des I²dt 10³
Temps
Capacidad de cierre del
contactor Pc
selon IEC 947-4
DPCC
Límite térmico del relé
de sobrecarga sin
daño
Arranque
Icc presumido (kA)
Courant
Sobrecarga normal
Rotor bloqueado
Corto-circuito
34
Técnica: Las clases de disparo
● Definición
● La clase de disparo define la duración del disparo a 7,2 Ir. La selección
se efectúa en función de la aplicación instalada.
Clase 10A 2 < Tp <= 10s
Clase 10
4 < Tp <= 10s
Clase 20
6 < Tp <= 20s
Clase 30
2 < Tp <= 30s
35
Principales fallas de motor
10%
5%
12%
Over Load
10%
18%
Moisture
Contamination
Aging
Single Phasing
Bearing
Miscellaneous
10%
35%
36
Make the most of your energy
42

Diapositiva 1 - Schneider Electric

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