¿Como instalar y configurar un variador de velocidad DC Allen Bradley ?

11 Abril 2010

 

A  continuación   presentamos  algunas   informaciones  de  fabricantes  de equipos variadores para motor DC.

 

VARIADOR DIGITAL DE VELOCIDAD DE MOTOR DC

 

La presente información es un resumen del manual de instalación y operación del variador de velocidad de motor DC, marca: Allen Bradley, modelo: 1395.

CARACTERÍSTICAS NOMINALES:

 

Las características del equipo que tenemos en el laboratorio 710 (voltaje de entrada de 460 VAC estándar) son las siguientes: CAT: 1395-B67-C1-P10-P51-X1, lo cual se detalla;

 

• 1395 nos indica el número de Boletín Técnico redactado por el fabricante.

• B67 nos dice que es un variador del tipo regenerativo de 10HP.

• C1 nos informa que el contactor es estándar y soporta hasta 30HP.

• P10 nos dice que incluye una tarjeta adaptadora discreta de 115VAC en el puerto A.

• P51   nos   dice   que   tiene   una   tarjeta   adaptadora   de   multi-comunicación en el puerto B.

• X1 indica que disponemos de contactos auxiliares (1 NA y 1 NC).

 

DESCRIPCION DEL HARDWARE:

 

La figura 4-7 nos presenta una visión del hardware asociado al equipo.

 

 

Componentes del puente de armadura:

 

En las figuras 4-8 y 4-9 se observan los componentes usados, los cuales describimos a continuación.

 

Reactor de línea AC- Es usado para proteger el puente de potencia contra cambios bruscos de corriente (di/dt). Si se usa un transformador de aislamiento de relación unitaria, no se requiere el uso de dicho reactor. Se tienen fusibles de acción rápida F1, F2 y F3 para proteger a los semiconductores de potencia.

 

Sincronización.- La línea trifásica alimenta directamente a la tarjeta de potencia, la cual es escalada y usada para sincronizar el trabajo de los semiconductores de potencia.

 

Realimentación de corriente AC- Los transformadores de corriente ACT1 y ACT2 se usan para suministrar información de corriente de realimentación a la tarjeta PSI/Switcher. Dicha tarjeta rectifica y escala a un voltaje DC que representa a la corriente de realimentación. Luego esta señal es enviada a la tarjeta principal de control.

 

Supresores de pico.- Los supresores de pico MOV1 a MOV4 en la tarjetade potencia protegen al puente de armadura contra picos de voltaje de la línea.

 

Encapsulado SCR.- Consiste en dos SCR por módulo.

 

Transformadores  de  pulsos.-  Instalados  en  la  tarjeta  de  potencia suministran los pulsos de disparo aislados al gate de cada SCR.

 

Protección contra voltajes transitorios.- Las redes RC instalados en la tarjeta de potencia protegen a los SCR contra transitorios de voltaje (dv/dt).

 

Sensor   de   corriente   DC.-   Un   sensor   de   sobre-corriente   DC   es suministrado usando el transductor TD1.

 

Contactor DC.- La salida del puente de armadura se conecta al motor por medio del contactor principal M1. La bobina es de 115VAC y se controla por el relay piloto K3 (en la tarjeta PSI/Switcher) por medio de la bornera TB2-2 y TB2-3.

 

Conexiones de salida del puente.- Nombrados A1 y A2 se conectan a la armadura del motor. Si se usa frenado dinámico, se conecta un banco de resistencias de frenado en los terminales DB1 y DB2.

 

 

 

Vista del funcionamiento.-

La figura 4-10 nos muestra una presentación de la mayoría de bloques asociados con las funciones de control. Las funciones de control en el 1395 pueden ser ejecutadas a través del uso de parámetros los cuales son cambiados con el Terminal de Programación. A continuación tenemos una breve descripción de cada bloque.

 

 

 

Control de comunicación.- Controla todas las transferencias de datos. El terminal de programación se comunica con el variador por medio de un enlace de comunicación serial RS-422. Dos puertos de comunicación A y B están disponibles.

 

Control lógico del variador.- Controla el estado de operación del variador en respuesta a la lógica de comando de entrada. La selección de varios parámetros de referencia (por ejemplo: referencia de velocidad) y modos de control (por ejm. Droop), son ejecutados en este bloque. También observa las condiciones de operación presente y suministra dicha información como realimentación hacia dispositivos externos de control.

 

Selección de referencia de velocidad.- Se tienen 05 velocidades pre¬definidas de referencia almacenadas en los parámetros del variador. Adicionalmente, una referencia externa de velocidad y uno de dos entradas Jog pueden ser seleccionadas como la referencia de velocidad. El bloque de selección de referencia de velocidad usa información proveniente de la lógica de control del variador para determinar cual de las referencias serán usadas como la entrada hacia el control de velocidad. La referencia seleccionada ingresa a una rampa antes de ser enviada como entrada de referencia de velocidad al Control de Velocidad.

 

Selección de realimentación de velocidad.- Se pueden usar uno de tres medios de realimentación de velocidad. El voltaje de armadura es observado constantemente por el variador y puede ser usado como realimentación. El Hardware para comunicar la información de velocidad con un encoder digital es suministrado como estándar. Si se usa un tacogenerador DC como realimentación de velocidad, el variador debe ser equipado con la tarjeta adaptadora discreta conectada al puerto A.

 

Control de velocidad.- Compara la velocidad de referencia con la velocidad de realimentación para determinar el error de velocidad.

 

Selección de referencia de torque.- El variador 1395 puede operar como regulador de velocidad o regulador de torque y por lo tanto tiene la capacidad de aceptar una velocidad de referencia o torque de referencia. El bloque selección de torque de referencia permite operar como variador de torque regulado y aún tener operativo el control de velocidad. En este caso, el variador puede recibir al mismo tiempo las referencias de velocidad y torque.

 

Control de corriente de armadura.- La referencia de corriente de armadura es comparada con la realimentación de corriente de armadura proveniente de transformadores de corriente. El bloque control de corriente de armadura produce una referencia de voltaje el cual es aplicado al bloque sincronismo de armadura y lógica de disparo.

 

Sincronismo de armadura y lógica de disparo.- La salida de referencia de voltaje del bloque anterior es convertida a referencia de ángulo de fase y luego a referencia de tiempo para ser enviada como control de los SCRs del puente de armadura.

 

Control de flujo de campo.- Utiliza la referencia de flujo de campo desde el control de velocidad para desarrollar una referencia de corriente de campo. Dicha referencia es luego comparada con la realimentación de corriente de campo proveniente de los transformadores de corriente de la línea AC del campo. El error entre la referencia de la corriente de campo y la realimentación produce un ángulo de disparo el cual es enviado a la lógica de disparo y sincronismo de campo.

 

Sincronismo del campo y lógica de disparo.- La salida del ángulo de fase desde el control de corriente de campo es convertida a una referencia de tiempo el cual es sincronizado a la señal de sincronismo de línea desde el sincronismo de armadura y la lógica de disparo para producir los pulsos de disparo de compuerta hacia los SCRs.

 

 

A continuación tenemos algunas sugerencias a tener en cuenta en el momento de instalar un variador de velocidad de motor DC:

 

Aviso de Seguridad

 

¡Este equipo maneja tensiones que pueden llegar a los 600 voltios. El choque eléctrico puede causar lesiones serias o mortales. Únicamente el personal calificado deberá realizar los procedimientos de arranque o el diagnóstico de fallas en este equipo.

 

Este equipo puede estar conectado a otras máquinas que tienen partes (piezas) rotativas (giratorias) o partes que están impulsadas por el equipo mismo. El uso indebido puede ocasionar lesiones serias o mortales.

 

Únicamente el personal calificado deberá realizar los procedimientos de arranque o el diagnóstico de fallas en este equipo.

 

 

ADVERTENCIA: No toque ninguna tarjeta (placa) de circuito, dispositivo de potencia o conexión eléctrica sin antes asegurarse que la alimentación haya sido desconectada y que no hayan altos voltajes presentes en este equipo o en otros equipos al que esté conectado. El choque eléctrico puede ocasionar lesiones serias o mortales. Únicamente el personal calificado deberá realizar los procedimientos de arranque o el diagnóstico de fallas en este equipo.

 

ADVERTENCIA: Esta unidad tiene una característica de reiniciación automática que arranca el motor toda vez que se alimenta potencia de entrada y se emite un mando de RUN (FWD o REV). Si una reiniciación automática del motor pudiera resultar en lesiones a personas, deberá inhabilitarse la característica de reiniciación automática cambiando a Manual el parámetro Restart Auto/Man del bloque de Misceláneos, Nivel 2.

 

ADVERTENCIA: Asegúrese de familiarizarse completamente con la operación segura de este equipo. Este equipo puede estar conectado a otras máquinas que tienen partes rotativas o partes que están controladas por el mismo equipo. El uso indebido puede ocasionar lesiones serias o mortales. Únicamente el personal calificado deberá realizar los procedimientos de arranque o el diagnóstico de fallas en este equipo.

 

ADVERTENCIA: Asegúrese que el sistema está debidamente puesto a tierra antes de aplicarle potencia. No debe alimentarse potencia CA sin antes confirmar que se han cumplido todas las instrucciones sobre puesta a tierra. El choque eléctrico puede ocasionar lesiones serias o mortales.

 

ADVERTENCIA: No quite la tapa antes de que haya transcurrido un mínimo de cinco (5) minutos tras desconectar la alimentación de CA, para permitir que se descarguen los capacitores. Hay presencia de voltajes peligrosos en el interior del equipo. El choque eléctrico puede ocasionar lesiones serias o mortales.

 

ADVERTENCIA: La operación incorrecta del control puede ocasionar un movimiento violento del eje (flecha) del motor y del equipo impulsado. Asegúrese que un movimiento inesperado del eje del motor no vaya a provocar lesiones a personas ni daños al equipo.

 

Algunos modos de falla del control pueden producir pares de pico (punta) que son varias veces mayores que el par nominal del motor.

 

ADVERTENCIA: En el circuito del motor puede haber alto voltaje presente toda vez que se aplique potencia CA, aún si el motor no se encuentra rotando. El choque eléctrico puede ocasionar lesiones serias o mortales.

 

José Carlos Villajulca

Soy un apasionado ingeniero especializado en Control, Automatizacion e Instrumentación Industrial. Con mas 9 años de experiencia desarrollando proyectos y manteniendo sistemas de control en diversas plantas industriales. Soy director y webmaster de InstrumentacionyControl.NET y de MyAutomationClass.com. Cualquier consulta o comentario lo puedes hacer en la parte de abajo y escribiendo nuestro foro: http://instrumentacionycontrol.net/foros/.

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