powerboss controlador dinâmico para motores. tópicos n métodos tradicionais de partida n o...

Powerboss

Controlador Dinâmico Para Motores

Tópicos

Métodos Tradicionais de Partida O Método Powerboss Como Funciona o Powerboss? Economia com o Powerboss Powerboss em Ação

Motores de Indução CA

Direta Estrela Triângulo Chave Compensadora

Métodos Tradicionais de Partida

• Corrente • Torque

Partida Direta C

orr

en

te d

o

Mo

tor

Velocidade

In

6-10 x In

100% N

XT

orq

ue

No

min

al

Mo

tor

Velocidade 100% N

2.5

1Excesso de Torque de Partida

Excesso de Corrente

Torque com Partida DiretaTorque da CargaExcesso de Torque de Aceleração

Partida Estrela Triângulo

Baixo Custo / Simplicidade Redução Fixa do Torque Pico de Transição Operação com Seis Fios

Partida Estrela Triângulo

Contactora de Linha

Relé Térmico

U1

V1

W1

L1

L2

L3

Entrada

Fusíveis

W2

U2

V2

Contactora Triângulo

Contactora Estrela

Estrela - Triângulo† Corrente Estrela

Triângulo† Torque Estrela

TriânguloPico de Transição de até 20 x

In

Excesso de Corrente de Partidas

Co

rren

te d

o M

oto

r

Velocidade 100% N

4-6 x In

In

XT

orq

ue

No

min

al

Mo

tor

Velocidade 100% N

2.5

1

Torque em TriânguloTorque em EstrelaTorque da CargaExcesso de Torque de Aceleração

0.66

Chave Compensadora

Projeto Complexo Grande Tamanho Alto Custo Projeto para Uso Específico Alto Custo de Reposição

Chave Compensadora

Sobrecarga

MotorEm Estrêla ou Triângulo

L1,L2, L3

Linha

Fusíveis

Contato de Linha

Auto Transformador

K1K2K3

Chave Compensadora

• Corrente • Torque

Co

rren

te M

oto

r

Velocidade 100% N

6-10 x In

XT

orq

ue

No

min

al d

o M

oto

r

Velocidade 100% N

2.5

0.66

Torque do MotorTorque da CargaDegraus deAceleração

In

Powerboss

O Método de Partida do Powerboss

Powerboss

Controle Preciso da Corrente do Motor Ajuste do Torque do Motor à Carga

Aceleração Suave - SOFT-START SOFT-STOP – Para Bombas Hidráulicas Economia de Energia Quando em

Baixa Solicitação de Carga.

Vantagens Sobre os Métodos Tradicionais

Powerboss

Contactora de Linha

Relé Térmico

MotorConectado em Estrela ou Triângulo

UV

W

L1

L2

L3

Linha Fusíveis

Microcontrolador

Porta do Tiristor

Ent

rada

s do

Usu

ário

Saí

das

Par

a

o U

suár

ioC

ontr

ole

de E

/S

* Fusíveis Semicondutores

*

• Corrente • Torque

PowerbossC

orr

en

te

do

Mo

tor

Velocidade 100% N

6-10 x In Corrente DiretaCorrente da Rampa de Partida

X T

orq

ue

No

min

al

do

M

oto

r

Velocidade 100% N

2.5

0.66

Torque do MotorTorque da CargaTorque do PowerbossTorque de Aceleração

1

1

Corrente de Partida

Desperdiçada

Torque de Partida

Poupado

Teoria da Otimização

Powerboss

Teoria de Controle Torque do Motor é Proporcional ao Quadrado da Voltagem

70%V = 49% Torque A Corrente é Proporcional a Voltagem A Voltagem Controla a Corrente e o Torque

Powerboss

Curva de Eficiência de um Motor

Powerboss

Efi

ciê

nc

ia d

o

Mo

tor

Carga do Motor

100%

50%

100%

Wasted Energy

Wasted Energy

Teoria da Otimização de Energia

As Perdas do Ferro (Perdas Magnéticas) são fixas à uma Tensão Constante

Cerca de 55% das Perdas são Relativas ao Ferro

Cerca de 45% das Perdas são Relativas ao Cobre e a Fricção

Powerboss

Perdas de um Motor• Perdas à Tensão Constante

%P

erda

s do

Mot

or

1

5

10

12

%Carga do Motor

Copper Losses (I2R)

50 100

Perdas do Cobre (I2R)

Perdas do Ferro(KVAr)

Perdas de Fricção

Powerboss

Powerboss – Como Funciona?

Powerboss

Controle do Ângulo de Fase

Ø

Ø

+

_

Powerboss

TiristoresPorta

Anodo Catodo

LnhaeMotor

+

_

Powerboss

Chaveamento dos Tiristores

10 - 16

PT1

6IC1-39 7

+5V

IC2 IC4

+15V

CONN2

PHA

FAA

FAB

M-A

Powerboss

Sincronização de Tensão

PHAIC11

Powerboss

Corrente e Fator de Potência

IC1-34 2

386

75

CONN2

PHA

FAA

FAB

M-A

+

~-

~

+5V

Powerboss

Controle de Falta de Fase

IC210

M-A (Red Motor Phase)

R43

D10

D9

+5V

GND

IC1-12

Powerboss

Identificando Aplicações

1º Estágio – Critérios de Escolha 2º Estágio – Executar uma Pesquisa 3º Estágio - Instalação do Powerboss 4º Estágio – Tomando Medidas

Powerboss

Critérios de Escolha

Aplicações de Rotação Constante Ciclo de Carga Variável O Motor deve estar sem carga por

aproximadamente 50% de seu Ciclo de Trabalho

Fator de Potência = < 0.63

Powerboss

O Controle de um Motor não é uma Ciência Exata…..

Existem Inúmeras Variáveis…..

O Melhor que Podemos Fazer é uma Estimativa.

Lembre sempre que...

Algumas Questões Básicas O que é Fator de Potência?

Como os medidores de kWHr Medem a Potência ?

O que são Capacitores de Correção de Fator de Potência?

Powerboss

Executando uma Pesquisa Estabelecendo o Ciclo de Trabalho

(Períodos ligado/desligado) Medindo o Fator de Potência sem

Carga Medindo o Fator de Potência

quando em Carga Verificar a Tabela

Powerboss

Identificando as Economias

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

•

Fat

or d

e P

otên

cia

Economia Possível

37%

29%

23%

16%

10%

Powerboss

5%

0.1

Instalando o Powerboss

Técnicos Qualificados Tomada das Medidas de Segurança Pessoal Utilizar Material Elétrico Adequado

a Corrente

Powerboss

Conecções de Potência

TERRA

(Aterramento)

Motor de Indução

K2 K1

K3

Contactora Opcional de Reversão

Contactora de Linha

Contactora de Bypass

Da Alimentação dos Fusíveis Trifásicos

U V W

L1 L2 L3

TERRA

Powerboss Compact

Relé de sobrecarga do Motor

Varistores (se fornecidos).

Conecções de Controle

110V/230VAlimentação de

Controle

K1

TT

Powerboss Compact

CONN7A

1234

SOBRECARGA

START

VENTILADOR(se incluído)

STOP

RL1 Relé de Marcha

CONN5

123456

RL2 Relé Programável

CONN6

123456

Instalação Mínima

Conecções de Controle

O que são Motores de Rotor Aberto ? Porque Utilizar Motores de Rotor Aberto? Como se parte um Motor de Rotor Aberto? Podem as resitências de partida serem

removidas?

Algumas Perguntas sobre Motores de Rotor Aberto

Conecções de Controle

Conexões de um Motor de Rotor Aberto

Controlador do Existente do Rotor

U V W

L1 L2 L3

V

E

U W

D F

Terra

CONN7A

1234

CONN1 Seleção de Tensão para operação em 415 V

Powerboss PMLV2

Proteção de Sobrecarga (Relé Térmico)Varistores (se incluídos)

CONN11 2 3 4 5 6 7 8 9

VentiladorTensão do Ventilador

110 or 230VAC

CONN61 2 3 4 5 6

RL2

Alimentação Trifásica

Sobrecarga

Start

Stop

K1

Controle de Alimentação

TT

Conecções de Controle

Os Temporizadores devem ser Desligados O Que Acontece se não podemos Desligar

os Temporizadores? RL2 deve ser ajustado como relé de falha

Conecção – Estrela Triângulo

Conecções de Controle

AterramentoRelé de Sobrecarga

Linha

RL2

TT

L1 L2 L3

Seccionador

K3

CONN11 2 3 4 5 6 7 8 9

U V W Terra

Powerboss PMLV2

CONN7A

1234

CONN61 2 3 4 5 6

Ventilador

K3 K1 K2

U1 W1

W2U2 V2

Ligação em Estrela Triângulo

Instalando o Powerboss Verificar se a Potência e a tensão do Powerboss

correspondem com a da Placa de Identificação do Motor

Verificar se a voltagem do(s) ventilador(es) está correta

Em Caso de dúvidas Questione o Fornecedor

POR FAVOR! LEIA 0 MANUAL

Powerboss

Instalando o PowerbossCondição do Ambiente - 1

Powerboss é IP20 – Satisfatório para Instalação Vertical Até 30kW deixar um Afastamento mínimo de 100mm, para unidades de mais 30kW 150mm

Powerboss

Instalando o Powerboss Condição do Ambiente - 2

Para Exigências Superiores de IP, o Powerboss Precisa ser instalado em um gabinete adequado as exigências. A Ventilação deve ser Adequada para permitir uma Temperatura de Trabalho Máxima de 55° C no Interior do Gabinete.

Powerboss

Instalando o PowerbossAcessórios Adicionais Requeridos

Os mesmos que para Partida Direta Chave Seccionadora Cabos para Interconexão Contactora Relé de Sobrecarga

Powerboss

Instalando o PowerbossInformações Necessárias

Aplicação - Observar Cargas de Alta Inércia

Motor - Especificação de kWTensãoCorrenteTipo

Ambiente - Exigências IP

Powerboss

Instalando o PowerbossConecções de Potência

Inspecionar a Instalação existente Utilizar sempre que possível o diagrama esquemática para efetuar a instalação. Instalar Powerboss o mais Próximo

possível do Motor Contactar o Fornecedor em Caso de

Dúvidas

Powerboss

Instalando o PowerbossConecções de Controle

Verificar se a Tensão do Ventilador é a requerida Deixar o Barramento das Conecções de

Controle o mais longe possível da dosuprimento de Força. Aterre o Powerboss para minimizar a IEM(RFI) É de boa prática se instalar supressores

de ruído nas bobinas das contactoras

Powerboss

Instalando oPowerbossCapacitores de Correção de Fator de

Potência Os Capacitores de Correção de Fator de

Potência, Nunca Devem estar Conectados Diretamente ao Motor Sempre conectar os Capacitores de Correção de Fator de Potência no lado Vivo da K1M Ligados através de uma Contactora em Paralelo com K1M

Powerboss

Armadilhas 1

Consome 3.6 W por Ampere Pode precisar de ventilação adicional para IP54 Atenção com motores de Rotor aberto Capacitores de Correção de Fator de Potência

Powerboss

Armadilhas 2 Observar as Normas de Segurança quando Utilizar em Elevadores Tomar Cuidado com Cargas de Alta Inércia Cargas que necessitam torque pleno à

velocidade zero, não são compatíveis com Soft Starting Motores com Freio – Necessitam alimentação em separado

Powerboss

Inversores Os Inversores controlam a Freqüência

e a Voltagem e são utilizados onde a variação de velocidade é necessaria. O Powerboss Controla somente a Tensão e é Utilizado em Aplicações de Rotação Constante.

Powerboss

Ajustes Ajustes das Chaves Ajustes à Aplicação Ajustes do Relés Terminais de Controle

Powerboss

AJUSTE FUNÇÃO POSIÇÃO RESULTANTE

30% DA TENSÃO CHAVE 1.11 ON

CHAVE 1.12 ON

PEDESTAL VOLTS

9% TORQUE 40% DA TENSÃO

(PADRÃO) CHAVE 1.11 OFF

CHAVE 1.12 ON

PEDESTAL VOLTS

16% TORQUE 50% DA TENSAO CHAVE 1.11 ON

CHAVE 1.12 OFF

PEDESTAL VOLTS

25% TORQUE 70% DA TENSÂO CHAVE 1.11 OFF

CHAVE 1.12 OFF

PEDESTAL VOLTS

49% TORQUE

11 12

ON

11 12

ON

11 12

ON

11 12

ON

Ajustes das chaves Pedestal

Powerboss

11 12

11

11

11

12

12

12

Ajustes das Chave -Rampa

Powerboss

AJUSTE FUNÇÃO POSIÇÃO RESULTANTE

CHAVE 1-8 ON

CHAVE 1-9 ON

CHAVE 1-10 ON

TEMPO DE RAMPA

0.5 SEGUNDOS

CHAVE 1-8 OFF

CHAVE 1-9 ON

CHAVE -10 ON

TEMPO DE RAMPA

2 SEGUNDOS

CHAVE 1-8 ON

CHAVE 1-9 OFF

CHAVE 1-10 ON

TEMPO DE RAMPA

5 SEGUNDOS

CHAVE 1-8 OFF

CHAVE 1-9 OFF

CHAVE 1-10 ON

TEMPO DE RAMPA

10 SEGUNDOS

CHAVE 1-8 ON

CHAVE 1-9 ON

CHAVE 1-10 OFF

TEMPO DE RAMPA

20 SEGUNDOS

(PADRÃO)

8 9

ON

10

8 9

ON

10

8 9

ON

10

8 9

ON

10

8 9

ON

10

8 9 10

Ajustes das chaves - Parada

Powerboss

CHAVE 1-7

SELEÇÃO DE PARADA

RAMPA DE PARADA

ON

Qual o uso da Rampa de Parada? Ela pode ser Utilizada em qualquer

Aplicação?

7

Ajustes das chaves - Otimização

Powerboss

CHAVE 1-6

OTIMIZAÇÃO HABILITADA

HABILITAÇÃO DE OTIMIZAÇÃO

ON

Utilizada para se fazer medições com ou sem Otimização

6

Ajustes das chaves - Retomada

Powerboss

AJUSTE FUNÇÃO POSIÇÃO RESULTANTE

CHAVE 1-5 OFF

TENSÃO

RETOMADA %

67%

CHAVE1-5 ON

TENSÃO RETOMADA %

83%

ON

5

ON

5

Utilizada para evitar lacunas na curva de Torque do Motor Melhora no Tempo de Reação

Ajustes das chaves - Corrente

Powerboss

AJUSTE FUNÇÃO POSIÇÃO TEMPO DE LIMITAÇÃO DE

CORRENTE

RESULTANTE

CHAVE1-4 ON

HABILITAÇÃO DO CONTROLE DE CORRENTE

N/D LIMITE DE CORRENTE HABILITADO

1.8 - 2.4 X iP CHAVE 1-11 ON

CHAVE 1-12 ON

30% CORRENTE DE PARTIDA

60 SEG.

9% TORQUE DE PARTIDA

2.4 - 3.2 X Ip* CHAVE 1-11 OFF

CHAVE 1-12 ON

40% CORRENTE DE PARTIDA

30 SEG.

16% TORQUE DE PARTIDA

3 – 4 X Ip* CHAVE 1-11 ON

CHAVE 1-12 OFF

50% CORRENTE DE PARTIDA

10 SEG.

25% TORQUE DE PARTIDA

4.2 – 5.5 X iP* CHAVE 1-11 OFF

CHAVE 1-12 OFF

70%

CORRENTE DE PARTIDA

5 SEG

49% TORQUE DE PARTIDA

ON

4

11 12

ON

11 12

ON

11 12

ON

11 12

ON 2

2

Limitação de Corrente

Powerboss

Usada em Cargas de Alta Inércia Funciona pelo princípio da proporcionalidade Tensão X Corrente Assegura que o Torque será suficiente para acelerar a carga

Ajuste para Partida Emergencial

Powerboss

Utilizada para Contornar o Curto Circuito de um Tiristor Evita a Parada da Linha de Produção Uma verificação deve ser feita antes da ativação emergencial

CHAVE1-3 OFF

EMERGÊNCIA EMERGÊNCIA

ON

3

Relés

Powerboss

RL1 Utilizado para Controlar a Contactora Principal RL2 Utilizado para Comando de Seqüência de Partida RL2 Utilizado como Relé de Torque RL2 Utilizado como Relé de Falta

AJUSTE DAS CHAVES

Powerboss

AJUSTE FUNÇÃO POSIÇÃO OPÇÃO DO RL2

CHAVE1-2 OFF

SELEÇÃO RL2

RELÉ DE TOPO DE RAMPA

(PADRÃOT)

CHAVE1-2 ON

SELEÇÃO RL2 T

RELÉ DE FALTA

ON

2

ON

2

AJUSTE FUNÇÃO POSIÇÃO FREQÜÊNCIA

CHAVE1-1 OFF

SELEÇÃO DE FREQÜÊNCIA

50HZ

CHAVE1-1 ON

SELEÇÃO DE FREQÜÊNCIA

60HZ

ON

2

ON

2

1

1

Ajuste para a Aplicação

Powerboss

Aplicação Pedestal

%V

Tempo de Rampa

Segundos

Limite de Corrente

Valor do Limite de Corrente

Bomba Centrífuga 30% 20 Não N/D

Bomba de Deslocamento Positivo

40% 10 Não N/D

Bomba Submersa 40% 10 Não N/D

Compressor Recíproco 50% 5 Não N/D

Compressor de Parafuso 50% 5 Não N/D

Ventilador Axial – Sem carga de partida

N/D 30 Sim 30%

Ventilador Axial – Com Carga de partida

N/D 30 Sim 50%

Ventilador Radial 40% 10 Não N/D

Centrífuga N/D 60 Sim 70%

Esteira Transportadora – Sem carga de partida

30% 20 Não N/D

Esteira Transportadora – Com carga de partida

50% 20 Não N/D

Prensa para Metal N/D 30 Sim 50%

Escada Rolante 40% 10 Não N/D

Extrusora de Plástico – Partida sem carga

40% 10 Não N/D

Trituradores N/D 60 Sim 50%

Serra Circular 40% 20 Não N/D

AJUSTES DE APLICAÇÕES

Ligações elétricas nas Injetoras Observar para cargas de alta inércia Software para controle de motores de

rotor aberto O comando de partida deve estar acionado

Powerboss

Opções de Software

Software para Controle de Prensas Proteção contra Cavitação de Bombas Estamos abertos para suas Idéias

Powerboss

Aprenda

Como Utilizar o seu Analizador de Energia Métodos de Medida de Corrente

Powerboss

Exemplo Real

Variação de Corrente 2.66A - 1.12 A Esta é uma variação de 58% Mudança de kW de 0.27kw – 0.18 kW Isto Corresponde a uma economia de

33% no consumo de Energia Elétrica

Powerboss

ConclusãoBenefícios Elétricos

Redução da Corrente de Partida Melhoramentos na estabilidade da

Rede Elétrica Permite mais Equipamentos ligados à Rede Elétrica Aumenta a Vida do Motor

Powerboss

Conclusão - Benefícios Mecânicos

Redução do Torque de Partida Prolonga a Vida dos Acoplamentos Redução da Manutenção Aumento da Vida Útil do Motor

Powerboss