Conferencia Efectos Colaterales de la Instalación de Drives
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- Опубликовано: 13 окт 2024
- Acá podrás ver las funciones principales de un variador de velocidad, cómo opera el puente rectificador del drive, su banco de condensadores e inversor; y todos los fenómenos relacionados con armónicos, dV/dt, Onda Reflejada, Sobretensiones en el Motor, Ruido en Modo común junto con la descripción de la solución a cada uno de esos problemas como lo son inductancias o reactancias de DC de Línea, Filtros Pasivos, Filtros Activos, Filtros dV/dt, Filtros Senoidales, Filtros RFI/CEM.
Ingeniero. Wilmar Sotelo. Doy a usted, mis agradecimientos por su alto nivel de conocimiento y exposición al difundir la electrónica de potencia. Soy autodidacta en esta tecnología hace aproximadamente 5 años. Me llega perfectamente, dado que estoy desarrollando generador de energía en base a tecnología inverter. De total aplicabilidad esta su exposición. Altamente agradezco. Atte. José Javier González.
Excelente gracias
Muy buen trabajo Wilmar. Me gustaría que que harías un webinar
de variadores explicando las configuraciones y funciones de variador desde lo más simple a lo más complejo.
Muchísimas gracias por su dedicacion
Excelente, información muy importante!
Que bueno es tener este tipo de webinar... Información muy valiosa, y muy dominio del tema del especialista... Saludos...
Gracias por la información, la verdad que tiene muchísimo valor sumado a la excelente exposición.
Mil gracias por tu comentario.
Hola que tal Wilmar, excelente video, seria interesante si en algun momento podriamos hacer algun vivo en conjunto. saludos
Le cuento que su webinar está excelente felicitaciones
Hola Jorge!
Mil gracias, siempre a la orden para cualquier consulta.
Muy didáctico, de lo mejor que he visto. Slds desde argentina.
Muchas gracias por tu comentario, lo hago con mucho aprecio!
Una clase impecable, muchas gracias
Wilmar muy buena presentación! Consulta, qué calidad de bobinados de motores para bombas sumergibles recomiendan para distancias cercanas a los 90m de largo de cable plano convencional/standar?
Que excelente presentacion. con mucho contenido tecnico y con informacion de calidad , superior a lo que puedes encontrar en clase de maestria.
Consulta Ingeniero, cual es el contenido tipico de generacion armonico de un arrancador suave , me refiero al THDi tipico, donde puedo investigarlo?
Gracias , y muchos animos para seguir formando
Que bueno obtener mayor información sobre estos temas
Excelente hay mucha información en este video muchas gracias
Gracias por comentar
Excelente 🤙😎
Slide 31, if you use a line choke its better because will protect also the drive against the voltage transients from mains. In my country in the refinery's we use line chokes even the drive have DC chokes. It's required by the costumer in order to protect the drive. Many years ago in a small pumping station where the customer had drives from another competitor which were often destroyed, not because they where bad equipment's only they aren't protected against the voltage transients due to storms. Solution: replace de damage drives with ATS's58 and line chokes, until now the customer didn't had any destroyed drive.
Yes, that's true! Line Chokes also helps to reduce the short circuit current at the installation point of the VSD. Then increase the lifetime of the rectifier.
Excelente video Wilmar, que recomiendas si mi cables es de 2 km?
Hola Eleazar! Recibe un gran saludo!
Mira, para cables de tan larga longitud, entre el variador y el motor, la recomendación es ir con un filtro senoidal. Recuerda que los filtros de protección de motor como el senoidal, siempre se instalan cerca del variador de velocidad. Adicionalmente puedes complementar la solución usando cables VDF que garantizan una simetria muy buena reduciendo considerablemente las corrientes de fuga, debidas a desbalance y con ello a reducción del ruido en modo común y otros fenómenos similares.
Buen día Ingeniero donde puedo descargar la presentación que uso en la web conferencia.
🎯 Key Takeaways for quick navigation:
02:25 🤖 *Un variador de velocidad tiene funciones clave como control de torque y velocidad, protecciones para sí mismo, el motor y la máquina, monitoreo de operación, funciones de automatización, conectividad (Industria 4.0) y ahorro energético.*
08:08 💼 *La conectividad del variador de velocidad es crucial para llevar la información a lugares donde se pueda visualizar, procesar y almacenar, especialmente en el contexto de la Industria 4.0.*
09:19 🤖 *El variador de velocidad es el controlador principal del motor, trabajando en conjunto con el PLC, pero siendo responsable de todas las acciones del motor y la máquina.*
11:28 🤖 *El rectificador, a menudo hecho con diodos y tiristores, funciona como un interruptor cerrado en polarización positiva para convertir el voltaje trifásico de la red en corriente continua.*
14:47 🤖 *Se explica la secuencia de conducción de los diodos en el puente rectificador, mostrando cómo se produce la conducción de corriente en diferentes momentos del ciclo de voltaje trifásico.*
17:23 🛡️ *El banco de condensadores tiene la función de crear una componente de voltaje continuo constante, contribuyendo a estabilizar la forma de onda de corriente en el variador de velocidad.*
17:53 ⚡ *La operación de un variador de velocidad depende del voltaje de alimentación y la carga del motor.*
19:00 🔄 *El banco de condensadores es una carga desde el punto de vista del sistema eléctrico, pero es la fuente de energía para el motor en un variador de velocidad.*
21:30 📊 *El cambio brusco en la alimentación del banco de condensadores genera pulsos de corriente en un variador de velocidad, creando una forma de onda atípica.*
23:33 ⚙️ *En un variador de velocidad de 6 pulsos, se generan 6 pulsos de corriente en un ciclo de onda de voltaje, y el número de pulsos no siempre es igual al número de diodos en el rectificador.*
25:52 🔧 *Un variador de velocidad de 12 pulsos requiere un transformador especial que genera dos redes trifásicas, con un desfase de 30 grados, para eliminar armónicos.*
33:21 📉 *La distorsión armónica total (THD) es una medida de la relación entre la componente fundamental y los armónicos presentes en la señal de corriente de un variador de velocidad.*
37:29 🛡️ *La robustez del sistema eléctrico de potencia es crucial, especialmente en campos petroleros con generadores locales, para evitar daños en la onda de voltaje.*
41:36 🎯 *La resonancia y sobrecarga de bancos de condensadores pueden ocurrir al agregar componentes capacitivos a sistemas inductivos, generando problemas en la frecuencia natural de oscilación.*
44:26 🔄 *La tecnología patentada de algunos variadores, como el Altivar 212, con control natural de armónicos, puede reducir significativamente la distorsión armónica y el consumo de corriente.*
46:29 💰 *El control de armónicos tiene un impacto financiero importante en proyectos, reduciendo costos de contactores, interruptores, cables y transformadores.*
48:48 🔧 *Para evitar problemas con bancos de condensadores, se sugiere sintonizarlos o considerar filtros activos que no generen resonancia en sistemas con cargas armónicas.*
56:35 🔄 *Las inductancias de línea son soluciones económicas y efectivas para reducir armónicos al suavizar cambios bruscos de corriente.*
58:45 🌊 *La instalación de inductancias en el variador de velocidad mejora la forma de onda de la corriente, reduciendo la distorsión armónica y alargando la vida útil de los dispositivos.*
01:00:11 🛠️ *Las inductancias de línea, similares a transformadores secos, se instalan en la alimentación del variador para reducir armónicos.*
01:04:48 📉 *Los filtros pasivos son soluciones tradicionales para reducir armónicos, pero pueden generar sobrecompensación reactiva capacitiva, elevando el voltaje del sistema.*
01:07:25 🔍 *La tecnología de variador de velocidad con rectificador inteligente de tres niveles ofrece una corriente senoidal, reduciendo armónicos y eliminando ruido en modo común.*
01:13:25 🚗 *La regeneración de energía en un variador de frecuencia activo permite reinyectar la energía generada durante el frenado al sistema de potencia, lo que lo hace eficiente.*
01:14:32 🔄 *Comparación entre tecnologías: el variador de frecuencia activo de Schneider Electric utiliza una tecnología patentada, destacando su reducción en el número de escalones y conexión al neutro del banco de condensadores.*
01:15:27 📊 *Xilografía real que muestra la velocidad del motor, voltaje en el bus de CC y corriente de alimentación del variador, ilustrando cómo la corriente se vuelve más estable y limpia durante diferentes etapas.*
01:19:39 🔀 *Elección entre filtro activo y variadores activos: Se sugiere utilizar filtro activo para múltiples variadores de potencia pequeña, mientras que para variadores grandes, se puede utilizar el variador directamente para compensar armónicos.*
01:22:55 🛠️ *Herramienta de cálculo: Acuse Active Plus proporciona una herramienta para dimensionar el filtro activo, considerando la corriente armónica, reactiva y cumplimiento con la norma IEEE 519.*
01:31:21 🔄 *Resonancia en el banco de condensadores: Es importante realizar pruebas para identificar si el banco de condensadores está entrando en resonancia o amplificando armónicos, lo cual puede causar distorsión en corriente.*
01:33:12 📏 *Inductancia en variadores: Los fabricantes proporcionan catálogos de inductancia para cada variador, evitando la necesidad de diseñarlas. Se recomienda diseñar la inductancia para tener una caída de tensión del 3 al 5% sobre el voltaje nominal.*
01:34:24 🏔️ *Altitud y variadores: A partir de 1000 metros de altura, se necesita una clasificación por altura y revisión del diagrama de bloques del rectificador.*
01:36:36 💡 *Importancia de la tierra: Una resistencia de puesta a tierra alta puede afectar la tarjeta de referencia del variador y, en casos de falla, poner en riesgo a las personas y el entorno.*
01:38:25 ⚡ *Operación del inversor: Los inversores están compuestos por IGBTs que actúan como interruptores, permitiendo hasta 20,000 operaciones por segundo. Facilitan la regeneración de energía.*
01:44:57 🔄 *Frecuencia de conmutación: Ajustar la frecuencia de conmutación afecta la corriente y el torque. Frecuencias más altas dan corriente y torque más limpios, pero pueden acortar la vida útil de los IGBTs.*
01:48:53 🔄 *Control automático de frecuencia: Algunos variadores ajustan automáticamente la frecuencia de conmutación para equilibrar la temperatura de los IGBTs y reducir el ruido, optimizando según la preferencia del usuario.*
01:49:37 🌡️ *Vida útil de IGBTs: Incrementar demasiado la frecuencia de conmutación puede acortar la vida útil de los IGBTs, pero ofrece un torque más puro y corriente más limpia.*
01:51:47 ⚡ *La variación del voltaje en la salida de un variador de velocidad es muy potente, generando corrientes parásitas en cables y bobinas del motor debido a la presencia de capacitancias parásitas.*
01:53:16 🔗 *Las corrientes de fuga, causadas por las capacitancias parásitas, fluyen hacia tierra y el neutro del sistema de potencia, contaminando y afectando el motor.*
01:54:23 🌡️ *La circulación de corriente a través del aislamiento y esmalte del motor debido a las corrientes parásitas puede aumentar la temperatura, provocar fallas y dañar el motor.*
01:55:21 🔄 *Las corrientes también pueden circular a través de los rodamientos del rotor, generando arcos eléctricos, perforaciones en los rodamientos y posibles fallas en el motor.*
01:58:23 🌐 *El fenómeno de onda reflejada ocurre cuando hay un cambio en la impedancia del medio de propagación de la señal de voltaje, lo que puede aumentar el voltaje pico de los pulsos.*
02:05:51 ⏲️ *Introducir un tiempo de retardo entre pulsos consecutivos en el variador ayuda a atenuar la onda reflejada, reduciendo el voltaje pico en los bordados del motor.*
02:07:02 🌐 *El uso de cables para variadores de velocidad apantallados ayuda a atrapar las corrientes de fuga, protegiendo el sistema eléctrico de potencia.*
02:07:56 🎯 *El filtro de dV/dt es una solución efectiva y asequible para reducir los fenómenos mencionados, siendo útil para distancias de hasta 300 metros de cable del variador al motor.*
02:08:35 💡 *En casos de aplicaciones críticas, como bombas electro sumergibles con largos cables, el filtro de dV/dt se presenta como una solución eficaz para proteger el sistema eléctrico.*
02:08:50 🚧 *El uso de un filtro de dV/dt es crucial en distancias superiores a 1 kilómetro, asegurando el mejor rendimiento y forma de onda adecuada para el motor.*
02:09:19 📊 *El filtro de dV/dt transforma pulsos rectangulares en una señal más sinusoidal, ideal para la operación del motor y reduciendo posibles interferencias.*
02:09:51 🔄 *Motores especiales para variadores pueden trabajar hasta 300 metros sin filtro. Para distancias de 300 a 500 metros, se recomienda un filtro de dV/dt. Más allá de 500 metros, se sugiere un filtro senoidal para motores estándar.*
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Slide 81, if you use sinus filter you don't need a motor shielded cable as it complies with IEC 61800-3 category C3.
Good point Joaquim!
Hola Wilmar, Cómo puedo saber en una UPS si el rectificador es de 6,12,18 o 24 pulsos sin en la ficha técnica dice que el THD corriente es menor al 3%. La UPS es de 1200 kVA, 480V
Hola Bryan... gracias por la pregunta. Existen diferentes tecnologías para lograr un THDi del 3%, principalmente rectificadores inteligentes o también llamados de frente activo y también tecnologías multipulsos, dentro de lo que conozco. Sin embargo, para salir de dudas es mejor consultar directamente al fabricante de tu equipo, con eso tendrás información más confiable.
¿Cómo se determina la potencia de un variador de velocidad, si tengo que mover un motor de 200 HP, trifasico, 460 voltios, factor de potencia 0.882?
Que buena pregunta Arturo!
Mira lo primero es que el factor de potencia no es un parámetro de selección directo de un variador, aunque esta relacionado con el numero de polos y el torque que puede llegar a desarrollar el motor, usualmente no lo consideramos.
Lo segundo es que basta con conocer la potencia, tensión, corriente nominal del motor y la aplicación o máquina que será movida por el motor.
Lo más importante es que el variador tiene tanto parámetros electricos en la entrada como en la salida, y estos últimos son los que debemos comparar con los del motor. Por ejemplo, la corriente nominal de salida del variador debe ser mayor o igual a la nominal del motor.
En cuanto a la aplicación debes revisar si es comun que el motor se atasque en dicha aplicación o que sufra muchas sobrecargas mecánicas; también si la temperatura ambiente de operación será superior a 40°C o si existe demasiada polución en el ambiente. Si alguna de estas condiciones se cumple es recomendable escoger un variador con sobrecarga del 150% que normalmente se conoce como selección para trabajo pesado.
Estos son solo algunos tips básicos... pero existen más consideraciones como nivel de contaminación armónica deseada, necesidad de manejar la regeneración de energía o de tener algún protocolo de comuncación en particular.
Si gustas puedes describir tu aplicación e indicar los datos de placa de tu motor y te puedo sugerir algunas referencias.