doc_MG16C105

MAKING MODERN LIVING POSSIBLE

Gua de diseo deVLT HVAC Drive FC 102110-1400 kW

www.danfoss.com/drives

ndice

1 Cmo leer esta Gua de diseo 81.1 Cmo leer esta Gua de diseo 8

1.1.1 Documentacin disponible 8

2 Introduccin 142.1 Seguridad 14

2.1.1 Nota de seguridad 14

2.2 Marca CE 15

2.2.1 Marca y conformidad CE 15

2.2.2 Qu situaciones estn cubiertas 16

2.2.3 Convertidores de frecuencia (Danfoss) y marca CE 16

2.2.4 Conformidad con la Directiva EMC 2004/108/CE 16

2.3 Humedad atmosfrica 16

2.4 Entornos agresivos 17

2.5 Vibracin y golpe 17

2.6 Desconexin segura de par 17

2.6.1 Terminales elctricos 17

2.6.2 Instalacin de desconexin segura de par 18

2.6.3 Homologaciones y certificados 19

2.7 Ventajas 19

2.7.1 Por qu utilizar un convertidor de frecuencia para controlar ventiladores ybombas? 19

2.7.2 Una clara ventaja: el ahorro de energa 19

2.7.3 Ejemplo de ahorro de energa 20

2.7.4 Comparacin de ahorro de energa 21

2.7.5 Ejemplo con caudal variable durante 1 ao 21

2.7.6 Control mejorado 23

2.7.7 Compensacin de cos 232.7.8 No es necesario un arrancador en estrella / tringulo ni un arrancador suave 23

2.7.9 El uso de un convertidor de frecuencia ahorra energa. 23

2.7.10 Sin un convertidor de frecuencia 24

2.7.11 Con un convertidor de frecuencia 25

2.7.12 Ejemplos de aplicaciones 25

2.7.13 Volumen de aire variable 26

2.7.14 La solucin VLT 26

2.7.15 Volumen de aire constante 27


2.7.17 Ventilador de torre de refrigeracin 28


ndice Gua de Diseo de VLT HVAC Drive FC 102

MG16C105 - Rev. 2013-12-19 1

2.7.19 Bombas del condensador 29


2.7.21 Bombas primarias 30


2.7.23 Bombas secundarias 32


2.8 Estructuras de control 33

2.8.1 Principio de control 33

2.8.2 Estructura de control de lazo abierto 34

2.8.3 Control de motor PM / EC+ 34

2.8.4 Control local (Hand On) y remoto (Auto On) 35

2.8.5 Estructura de control de lazo cerrado 35

2.8.6 Gestin de la realimentacin 36

2.8.7 Conversin de realimentacin 37

2.8.8 Manejo de referencias 38

2.8.9 Ejemplo de control PID de lazo cerrado 39

2.8.10 Orden de programacin 40

2.8.11 Optimizacin del controlador de lazo cerrado 41

2.8.12 Ajuste manual del PID 41

2.9 Aspectos generales de la EMC 41

2.9.1 Aspectos generales de las emisiones EMC 41

2.9.2 Requisitos en materia de emisiones 43

2.9.3 Resultados de las pruebas de EMC (emisin) 44

2.9.4 Aspectos generales de la emisin de armnicos 44

2.9.5 Requisitos en materia de emisin de armnicos 45

2.9.6 Resultados de la prueba de armnicos (emisin) 45

2.9.7 Requisitos de inmunidad 46

2.10 Aislamiento galvnico (PELV) 47

2.11 Corriente de fuga a tierra 48

2.12 Funcin de freno 49

2.12.1 Seleccin de resistencias de freno 49

2.12.2 Clculo de la resistencia de freno 49

2.12.3 Control con Funcin de freno 50

2.12.4 Cableado de la resistencia de freno 50

2.13 Condiciones de funcionamiento extremas 50

3 Seleccin 533.1 Opciones y accesorios 53

3.1.1 Mdulo de entrada / salida de propsito general MCB 101 53

3.1.2 Entradas digitales - Terminal X30/1-4 54

3.1.3 Entradas de tensin analgicas - Terminal X30/10-12 54


2 MG16C105 - Rev. 2013-12-19

3.1.4 Salidas digitales - Terminal X30/5-7 54

3.1.5 Salidas analgicas - Terminal X30/5+8 54

3.1.6 Opcin de rel MCB 105 55

3.1.7 24 V Back-Up Option MCB 107 (opcin D) 57

3.1.8 Opcin E/S analgica MCB 109 58

3.1.9 MCB 112 VLT PTC Thermistor Card 603.1.10 Sensor Input Option MCB 114 62

3.1.10.1 Especificaciones mecnicas y elctricas 62

3.1.10.2 Cableado elctrico 63

3.1.11 Opciones de bastidor D 63

3.1.11.1 Terminales de carga compartida 63

3.1.11.2 Terminales de regeneracin 63

3.1.11.3 Calentador anticondensacin 63

3.1.11.4 Interruptor de freno 63

3.1.11.5 Proteccin de red 63

3.1.11.6 Placas de circuito impreso reforzadas 64

3.1.11.7 Panel de acceso a disipador 64

3.1.11.8 Desconexin de alimentacin 64

3.1.11.9 Contactor 64

3.1.11.10 Magnetotrmico 64

3.1.12 Opciones de panel, bastidor F 64

3.1.13 Kit de montaje remoto para LCP 66

3.1.14 Filtros de salida 67

4 Procedimiento para realizar pedidos 684.1 Formulario de pedido 68

4.2 Nmeros de pedido 72

4.2.1 Nmeros de pedido: Opciones y accesorios 72

4.2.2 Filtros armnicos avanzados 74

4.2.3 Mdulos de filtro senoidal, 380-690 V CA 81

4.2.4 Nmeros de pedido: Filtros dU/dt 83

4.2.5 Nmeros de pedido: Resistencias de freno 84

5 Instrucciones de montaje 855.1 Instalacin mecnica 85

5.1.1 Dimensiones mecnicas 85

5.1.2 Dimensiones mecnicas, unidades de 12 impulsos 98

5.1.3 Montaje mecnico 104

5.1.4 Instalacin de pedestal de bastidores D 104

5.1.5 Instalacin de pedestal debastidores F 105


MG16C105 - Rev. 2013-12-19 3

5.1.6 Elevacin 106

5.1.7 Requisitos de seguridad de la instalacin mecnica 107

5.2 Instalacin elctrica 108

5.2.1 Informacin general sobre el cableado 108

5.2.2 Cables de motor 109

5.2.3 Instalacin elctrica de cables de motores 109

5.2.4 Preparacin de placas prensacables para cables 110

5.2.5 Entrada para prensacables / conducto: IP21 (NEMA 1) e IP54 (NEMA 12) 110

5.2.6 Entrada para prensacables / conducto, 12 impulsos - IP21 (NEMA 1) e IP54 (NE-MA 12) 114

5.2.7 Conexiones de potencia 117

5.2.8 Conexiones de potencia de convertidores de frecuencia de 12 impulsos 142

5.2.9 Fusibles 144

5.2.10 Especificaciones del fusible 145

5.2.11 Terminales de control 145

5.2.12 Terminales del cable de control 146

5.2.13 Ejemplo de cableado bsico 146

5.2.14 Instalacin elctrica, Cables de control 147

5.2.15 Cables de control de 12 impulsos 150

5.2.16 Interruptores S201, S202 y S801 152

5.3 Ajuste final y prueba 153

5.4 Conexiones adicionales 154

5.4.1 Desconexiones de red 154

5.4.2 Magnetotrmicos 155

5.4.3 Contactores de red 156

5.4.4 Termistor de la resistencia de freno 157

5.4.5 Alimentacin externa del ventilador 157

5.4.6 Salida de rel bastidor D 157

5.4.7 Salida de rel bastidor E y F 157

5.5 Instalacin de varias conexiones 160

5.6 Seguridad 162

5.6.1 Prueba de alta tensin 162

5.6.2 Conexin segura a tierra 162

5.7 Instalacin correcta en cuanto a EMC 162

5.7.1 Instalacin elctrica - Recomendaciones de compatibilidad electromagntica 162

5.7.2 Uso de cables correctos para EMC 164

5.8 Dispositivo de corriente residual (diferencial) 165

6 Ejemplos de aplicaciones 1666.1.1 Arranque / parada 166

6.1.2 Arranque / Parada de pulsos 166


4 MG16C105 - Rev. 2013-12-19

6.1.3 Referencia de potencimetro 166

6.1.4 Adaptacin automtica del motor (AMA) 167

6.1.5 Smart Logic Control 167

6.1.6 Programacin del Smart Logic Control 167

6.1.7 Ejemplo de aplicacin del SLC 168

6.1.8 Controlador en cascada BASIC 170

6.1.9 Conexin por etapas de bombas con alternancia de bomba principal 170

6.1.10 Estado y funcionamiento del sistema 171

6.1.11 Cableado de bombas de velocidad fija variableDiagrama 171

6.1.12 Esquema elctrico de alternancia de bomba principal 172

6.1.13 Diagrama de cableado del controlador en cascada 173

6.1.14 Condiciones de arranque / parada 173

7 Instalacin y configuracin de 1747.1 Instalacin y configuracin de 174

7.1.1 Conexin de red 174

7.1.2 Configuracin de hardware 175

7.1.3 Ajustes de parmetros del para la comunicacin Modbus 175

7.1.4 Precauciones de compatibilidad electromagntica (EMC) 175

7.2 Aspectos generales del protocolo FC 176

7.3 Configuracin de red 176

7.4 Estructura del formato de mensajes del protocolo FC 176

7.4.1 Contenido de un carcter (byte) 176

7.4.2 Estructura de telegramas 177

7.4.3 Longitud (LGE) del 177

7.4.4 Direccin (ADR) 177

7.4.5 Byte de control de datos (BCC) 178

7.4.6 El campo de datos 178

7.4.7 El campo PKE 179

7.4.8 Nmero de parmetro (PNU) 180

7.4.9 ndice (IND) 180

7.4.10 Valor de parmetro (PWE) 180

7.4.11 Tipos de datos admitidos por el convertidor de frecuencia 181

7.4.12 Conversin 181

7.4.13 Cdigos de proceso (PCD) 181

7.5 Ejemplos 181

7.5.1 Escritura del valor de un parmetro. 181

7.5.2 Lectura del valor de un parmetro 182

7.6 Visin general de Modbus RTU 182

7.6.1 Requisitos previos 182


MG16C105 - Rev. 2013-12-19 5

7.6.2 Conocimiento supuesto 182

7.6.3 Visin general de Modbus RTU 182

7.6.4 Convertidor de frecuencia con RTU Modbus 183

7.7 Configuracin de red 183


7.8 Estructura de formato de mensaje de Modbus RTU 183


7.8.2 Estructura de mensaje Modbus RTU 184

7.8.3 Campo de arranque / parada 184

7.8.4 Campo de direccin 184

7.8.5 Campo de funcin 184

7.8.6 Campo de datos 184

7.8.7 Campo de comprobacin CRC 185

7.8.8 Direccionamiento de bobinas 185

7.8.9 Cmo controlar el convertidor de frecuencia 187

7.8.10 Cdigos de funcin admitidos por Modbus RTU 187

7.8.11 Cdigos de excepcin Modbus 187

7.9 Acceso parm. 188

7.9.1 Gestin de parmetros 188

7.9.2 Almacenamiento de datos 188

7.9.3 IND 188

7.9.4 Bloques de texto 188

7.9.5 Factor de conversin 188

7.9.6 Valores de parmetros 188

7.10 Ejemplos 188

7.10.1 Lectura de estado de bobina (01 HEX) 188

7.10.2 Forzar / escribir una sola bobina (05 HEX) 189

7.10.3 Forzar / escribir mltiples bobinas (0F HEX) 189

7.10.4 Lectura de registros de retencin (03 HEX) 190

7.10.5 Preajuste de un solo registro (06 HEX) 190

7.10.6 Preajuste de mltiples registros (10 HEX) 191

7.11 Perfil de control FC de (Danfoss) 191

7.11.1 Cdigo de control segn el perfil FC (8-10 Trama control = perfil FC) 191

8 Especificaciones generales y solucin de fallos 1968.1 Especificaciones generales 196

8.1.1 Alimentacin de red 3 380-480 V CA 196

8.1.2 Alimentacin de red 3 525-690 V CA 198

8.1.3 Especificaciones para 12 impulsos 202

8.2 Rendimiento 209

8.3 Ruido acstico 209


6 MG16C105 - Rev. 2013-12-19

8.4 Tensin pico en el motor 210

8.5 Condiciones especiales 211

8.5.1 Propsito de la reduccin de potencia 211

8.5.2 Reduccin de potencia en funcin de la temperatura ambiente 212

8.5.3 Adaptaciones automticas para asegurar el rendimiento 213

8.5.4 Reduccin de potencia debido a la baja presin atmosfrica 213

8.5.5 Reduccin de potencia debido a funcionamiento a velocidad lenta 214

8.6 Resolucin del problema 214

8.6.1 Cdigos de alarma 219

8.6.2 Cdigos de advertencia 220

8.6.3 Cdigos de estado ampliados 221

8.6.4 Presentacin de advertencias y alarmas 222

ndice 230


MG16C105 - Rev. 2013-12-19 7

1 Cmo leer esta Gua de diseo

1.1 Cmo leer esta Gua de diseo

Convertidor de frecuencia VLTHVAC

FC 102 series

Esta gua puede emplearse paratodos los convertidores defrecuencia Convertidor defrecuencia VLT HVAC que

incorporen la versin de software3.9x.

El nmero completo de la versinde software se puede leer en

15-43 Versin de software.Tabla 1.1 Informacin sobre la versin de software

Este documento contiene informacin propiedad de(Danfoss). Al aceptar y utilizar este manual, el usuario secompromete a utilizar la informacin incluida nica yexclusivamente para utilizar unidades de (Danfoss) oequipos de otros fabricantes, siempre y cuando estosltimos se utilicen para la comunicacin con unidades de(Danfoss) a travs de un enlace de comunicacin serie.Esta publicacin est protegida por las leyes de derechosde autor de Dinamarca y de la mayora de los demspases.

(Danfoss) no garantiza que un programa de softwarediseado segn las pautas de este manual funcione correc-tamente en todos los entornos fsicos, de software o dehardware.

Aunque (Danfoss) ha probado y revisado la documentacinque se incluye en este manual, (Danfoss) no ofrecegarantas ni representacin alguna, ni expresa ni implci-tamente, con respecto a esta documentacin, incluida sucalidad, rendimiento o idoneidad para un usodeterminado.

En ningn caso (Danfoss) se har responsable de los daosy perjuicios directos, indirectos, especiales, incidentales oconsecuentes derivados del uso o de la incapacidad deutilizar la informacin incluida en este manual, incluso encaso de que se advierta de la posibilidad de tales daos.En particular, (Danfoss) no se responsabiliza de ningncoste, incluidos, sin limitacin alguna, aquellos en los quese haya incurrido como resultado de prdidas debeneficios, daos o prdidas de equipos, prdida deprogramas informticos, prdida de datos, los costes parasustituirlos o cualquier reclamacin de terceros.

(Danfoss) se reserva el derecho de revisar esta publicacinen cualquier momento y de realizar cambios en sucontenido sin previo aviso y sin ninguna obligacin deinformar previamente a los usuarios de tales revisiones ocambios.

1.1.1 Documentacin disponible

El Manual de funcionamiento de Convertidor defrecuencia VLT HVAC se entrega con la unidad eincluye informacin sobre la instalacin y lapuesta en marcha.

La Gua de Diseo de Convertidor de frecuenciaVLT HVAC incluye toda la informacin tcnicasobre el convertidor de frecuencia, los bastidoresD, E, y F, as como sobre el diseo y las aplica-ciones del cliente.

La Gua de programacin de Convertidor defrecuencia VLT HVAC proporciona informacinsobre cmo programar el equipo e incluyedescripciones completas de los parmetros.

Nota sobre la aplicacin, Gua de reduccin depotencia por temperatura.

La herramienta de configuracin para PC MCT 10permite al usuario configurar el convertidor defrecuencia desde un ordenador con sistemaoperativo Windows.

Software (Danfoss) VLT Energy Box enwww.danfoss.com/BusinessAreas/DrivesSolutions/Softwaredownload/

Manual de funcionamiento de Convertidor defrecuencia VLT HVAC BACnet.

Manual de funcionamiento de Convertidor defrecuencia VLT HVAC Metasys.

Manual de funcionamiento de Convertidor defrecuencia VLT HVAC FLN.

Cmo leer esta Gua de dise... Gua de Diseo de VLT HVAC Drive FC 102

8 MG16C105 - Rev. 2013-12-19

11

La documentacin tcnica impresa de (Danfoss) estdisponible en su oficina de ventas local de (Danfoss) o eninternet en:www.danfoss.com/BusinessAreas/DrivesSolutions/Documentations/VLT+Technical+Documentation.htm

1.1.2 Homologaciones

Tabla 1.2 Marcas de conformidad: CE, UL, y C-Tick

El convertidor de frecuencia cumple los requisitos de lanorma UL508C de retencin de memoria trmica. Paraobtener ms informacin, consultecaptulo 2.13.1 Proteccin trmica del motor .

En este documento se utilizan los siguientes smbolos.

ADVERTENCIAIndica situaciones potencialmente peligrosas que puedenproducir lesiones graves o incluso la muerte.

PRECAUCINIndica una situacin potencialmente peligrosa que puedeproducir lesiones leves o moderadas. Tambin puedeutilizarse para alertar contra prcticas inseguras.

AVISO!Indica informacin importante, entre la que se incluyensituaciones que pueden producir daos en el equipo uotros bienes.

Corriente alterna CA

Calibre de cables estadounidense AWG

Amperio A

Adaptacin automtica del motor AMA

Lmite de intensidad ILIM

Grados Celsius CCorriente continua CC

Depende del convertidor de frecuencia D-TYPE

Compatibilidad electromagntica EMC

Rel termoelectrnico ETR

Convertidor de frecuencia FC

Gramo g

Hercio Hz

Caballos de vapor CV

Kilohercio kHz

Panel de control local LCP

Metro m

Milihenrio (inductancia) mH

Miliamperio mA

Milisegundo ms

Minuto min

Motion Control Tool MCT

Nanofaradio nF

Newton metro Nm

Corriente nominal del motor IM,N

Frecuencia nominal del motor fM,N

Potencia nominal del motor PM,N

Tensin nominal del motor UM,N

Motor de magnetizacin permanente Motor PM

Tensin protectora extrabaja PELV

Placa de circuito impreso PCB

Intensidad nominal de salida delconvertidor

IINV

Revoluciones por minuto r/min

Terminales regenerativos Regen

Segundo s

Velocidad del motor sncrono ns

Lmite de par TLIM

Voltios V

Intensidad mxima de salida IVLT,MX.

Corriente nominal de salida suministradapor el convertidor de frecuencia

IVLT,N

Tabla 1.3 Abreviaturas usadas en este manual


MG16C105 - Rev. 2013-12-19 9

1 1

Convertidor de frecuencia:

IVLT,MX.La intensidad de salida mxima.

IVLT,NCorriente nominal de salida suministrada por el convertidorde frecuencia.

UVLT, MX.La tensin de salida mxima.

Entrada:

Comando de controlArranca y detiene elmotor conectado con elLCP o las entradasdigitales.Las funciones se dividenen dos grupos.Las funciones del grupo 1tienen mayor prioridadque las funciones delgrupo 2.

Grupo 1 Reinicio, paro porinercia, reinicio y paropor inercia, paradarpida, frenado de CC,parada y tecla Off.

Grupo 2 Arranque, arranque depulsos, cambio desentido, iniciar cambiode sentido, velocidadfija y mantener salida.

Tabla 1.4 Funciones de entrada

Motor:

fVELOCIDAD FIJALa frecuencia del motor cuando se activa la funcin develocidad fija (mediante terminales digitales).

fMLa frecuencia del motor.

fMX.La frecuencia mxima del motor.

fMN.La frecuencia mnima del motor.

fM,NLa frecuencia nominal del motor (datos de la placa decaractersticas).

IMLa intensidad del motor.

IM,NLa corriente nominal del motor (datos de la placa decaractersticas).

nM,NLa velocidad nominal del motor (datos de la placa decaractersticas).

PM,NLa potencia nominal del motor (datos de la placa decaractersticas).

TM,NPar nominal (motor).

UMLa tensin instantnea del motor.

UM,NLa tensin nominal del motor (datos de la placa decaractersticas).

Par de arranque:

nsVelocidad del motor sncrono.

ns = 2par.. 12360 spar.. 139

Ilustracin 1.1 Grfico de par de arranque

VLTEl rendimiento del convertidor de frecuencia se definecomo la relacin entre la potencia de salida y la potenciade entrada.

Comando de desactivacin de arranqueUn comando de parada que pertenece al grupo 1 de loscomandos de control.

Comando de paradaConsulte el grupo de parmetros de los comandos decontrol.

Referencias:

Referencia analgicaUna seal transmitida a 53 o 54 puede ser tensin ointensidad.


10 MG16C105 - Rev. 2013-12-19

11

Referencia binariaUna seal aplicada al puerto de comunicacin en serie(FS-485 terminales 68-69).

Referencia de bus Seal transmitida al puerto de comunicacin en serie(puerto FC).

Referencia interna Una referencia interna definida que puede ajustarse a unvalor comprendido entre el 100 % y el +100 % delintervalo de referencias. Pueden seleccionarse ochoreferencias internas mediante los terminales digitales.

Referencia de pulsos Seal de frecuencia de impulsos transmitida a las entradasdigitales (terminal 29 o 33).

RefMX.Determina la relacin entre la entrada de referencia a un100 % de escala completa (normalmente, 10 V y 20 mA) yla referencia resultante. El valor de referencia mximo seajusta en 3-03 Referencia mxima.

RefMN.Determina la relacin entre la entrada de referencia a unvalor del 0 % (normalmente, 0 V, 0 mA y 4 mA) y lareferencia resultante. El valor de referencia mnimo seajusta en 3-02 Referencia mnima.

Varios:

Entradas analgicasLas entradas analgicas se utilizan para controlar variasfunciones del convertidor de frecuencia.Hay dos tipos de entradas analgicas:Entrada de intensidad, 0-20 mA y 4-20 mAEntrada de tensin, 0-10 V CC.

Salidas analgicas Las salidas analgicas pueden proporcionar una seal de0-20 mA, 4-20 mA o una seal digital.

Adaptacin automtica del motor, AMA El algoritmo AMA determina los parmetros elctricos parael motor conectado cuando se encuentra parado.

Resistencia de freno La resistencia de freno es un mdulo capaz de absorber lapotencia de frenado generada durante el frenado regene-rativo. Esta potencia de frenado regenerativo aumenta latensin del circuito intermedio y un interruptor de frenogarantiza que la potencia se transmita a la resistencia defreno.

Caractersticas de par constante (CT) Caractersticas de par constante utilizadas paracompresores de refrigeracin de hlice y vaivn.

Entradas digitales Las entradas digitales pueden utilizarse para controlardistintas funciones del convertidor de frecuencia.

Salidas digitales El convertidor de frecuencia dispone de dos salidas deestado slido que pueden proporcionar una seal de24 V CC (mx. 40 mA).

DSPProcesador digital de seal.

Salidas de rel:El convertidor de frecuencia dispone de dos salidas de relprogramables.

ETREl rel termoelectrnico es un clculo de carga trmicabasado en la carga presente y el tiempo transcurrido. Sufinalidad es calcular la temperatura del motor.

GLCP: Panel grfico de control local (LCP102)

HiperfaceHiperface es una marca registrada de Stegmann.

InicializacinSi se lleva a cabo una inicializacin (14-22 Modo funciona-miento), los parmetros programables del convertidor defrecuencia se restablecen a los ajustes predeterminados.

Ciclo de trabajo intermitente Una clasificacin de trabajo intermitente es una secuenciade ciclos de trabajo. Cada ciclo est formado por unperiodo en carga y un periodo sin carga. El funciona-miento puede ser de trabajo peridico o de trabajo noperidico.

LCP El panel de control local (LCP) constituye una completainterfaz para el control y la programacin del convertidor.El LCP es desmontable y puede instalarse hasta a 3 metrosde distancia del convertidor de frecuencia, es decir, en unpanel frontal, mediante la opcin del kit de instalacin.El LCP est disponible en dos versiones:

Panel numrico LCP101 (NLCP) Panel grfico LCP102 (GLCP)


MG16C105 - Rev. 2013-12-19 11

1 1

lsbBit menos significativo.

MCM Sigla en ingls de Mille Circular Mil, una unidad norteame-ricana de seccin de cables. 1 MCM 0,5067 mm2.

msbBit ms significativo.

NLCPPanel numrico de control local LCP101.

Parmetros en lnea / fuera de lneaLos cambios realizados en los parmetros en lnea seactivan inmediatamente despus de cambiar el valor dedato. Los cambios realizados en los parmetros fuera delnea no se activan hasta que se pulsa [OK] en el LCP.

Controlador PIDEl controlador PID mantiene la velocidad, presin ytemperatura que desee ajustando la frecuencia de salidapara adaptarla a la carga variable.

PCDDatos de proceso.

Entrada de pulsos / Codificador incremental Un sensor digital externo utilizado para proporcionarinformacin sobre la velocidad y la direccin del motor.Los codificadores se utilizan para realimentacin deprecisin para alta velocidad en aplicaciones altamentedinmicas. La conexin del codificador se realiza medianteel terminal 32 o mediante la opcin de codificadorMCB 102.

RCD Dispositivo de corriente residual Un dispositivo quedesconecta un circuito en caso de desequilibrio entre unconductor alimentado y la conexin a tierra. Tambinconocido como interruptor de circuito de fuga a tierra(GFCI)

AjusteLos ajustes de parmetros se pueden guardar en cuatroconfiguraciones. Cambiar entre estas cuatro configura-ciones de parmetros y editar una mientras otra estactiva.

SFAVMPatrn de conmutacin denominado Modulacin asncronade vectores orientada al flujo del esttor (Stator Fluxoriented Asynchronous Vector Modulation, 14-00 Patrnconmutacin).

Compensacin de deslizamiento El convertidor de frecuencia compensa el deslizamiento delmotor aadiendo un suplemento a la frecuencia que siguea la carga medida del motor, manteniendo la velocidad delmismo casi constante.

Smart Logic Control (SLC)SLC es una secuencia de acciones definidas por el usuarioque se ejecuta cuando el SLC evala como verdaderos loseventos asociados definidos por el usuario.

STWCdigo de estado.

Termistor:Resistencia que depende de la temperatura y que secoloca en el punto donde se controla la temperatura(convertidor de frecuencia o motor).

THD Distorsin armnica total. Un estado de distorsinarmnica total.

DesconexinEstado al que se pasa en situaciones de fallo. Por ejemplo,si el convertidor de frecuencia se sobrecalienta o cuandoest protegiendo al motor, al proceso o al mecanismo. Seimpide el rearranque hasta que desaparece la causa delfallo y se anula el estado de desconexin mediante laactivacin del reinicio o, en algunos casos, mediante laprogramacin de un reinicio automtico. La desconexinno debe utilizarse para la seguridad personal.

Bloqueo por alarmaEstado al que se pasa en situaciones de fallo cuando elconvertidor de frecuencia est protegindose a s mismo yrequiere una intervencin fsica. Por ejemplo, si elconvertidor de frecuencia se cortocircuita en la salida,entrar en bloqueo por alarma. Un bloqueo por alarmasolo puede cancelarse cortando la alimentacin,eliminando la causa del fallo y volviendo a conectar elconvertidor de frecuencia.

Caractersticas de VTCaractersticas de par variable utilizadas en bombas yventiladores.

VVCplus

Comparado con el control de relacin tensin / frecuenciaestndar, el control vectorial de la tensin (VVCplus) mejorala dinmica y la estabilidad, tanto cuando se cambia lareferencia de velocidad como en relacin con el par decarga.


12 MG16C105 - Rev. 2013-12-19

11

60 AVM Patrn de conmutacin denominado 60 Modulacinasncrona de vectores (Asynchronous Vector Modulation,consulte 14-00 Patrn conmutacin).

El factor de potencia es la relacin entre I1 e IRMS.

Factor de potencia = 3 U I1 COS3 U IRMS

El factor de potencia para el control trifsico es:

= I1 cos1IRMS =I1

IRMS puesto que cos1 = 1

El factor de potencia indica hasta qu punto el convertidorde frecuencia impone una carga a la alimentacin de red.Cuanto menor es el factor de potencia, mayor es IRMS parael mismo rendimiento en kW.

IRMS = I12 + I52 + I72 + . . + In2

Adems, un factor de potencia elevado indica que lasdistintas corrientes armnicas son bajas.Las bobinas de CC integradas producen un alto factor depotencia que minimiza la carga impuesta a la alimentacinde red.


MG16C105 - Rev. 2013-12-19 13

1 1

2 Introduccin

2.1 Seguridad

2.1.1 Nota de seguridad

ADVERTENCIALa tensin del convertidor de frecuencia es peligrosacuando el equipo est conectado a la red. La instalacinincorrecta del motor, del convertidor de frecuencia o delbus de campo podra producir daos a las unidades,lesiones fsicas graves e incluso la muerte. Es necesariorespetar las instrucciones de este manual, as como lasnormas y los reglamentos de seguridad locales ynacionales.

Normas de seguridad

1. Antes de retirar las conexiones del motor y de lared elctrica, compruebe que se hayadesconectado la alimentacin de red y que hayatranscurrido el tiempo necesario.

2. No utilice [Stop/Reset] como interruptor deseguridad. No desconecta la unidad de la red.

3. De conformidad con las normativas nacionales ylocales vigentes:

Establezca una conexin a toma detierra de proteccin de la unidadcorrecta

Proteja al operador frente a la tensinde alimentacin

Proteja al motor frente a una sobrecarga4. Asegrese de que las corrientes de fuga a tierra

son superiores a 3,5 mA.

5. La proteccin contra sobrecarga del motor seestablece en el 1-90 Motor Thermal Protection. Sise desea utilizar esta funcin, ajuste 1-90 MotorThermal Protection en el valor de datos [4] Descon.ETR (valor predeterminado) o el valor de datos [3]Advert. ETR.

AVISO!La funcin se inicializa a 1,16 x corriente nominal delmotor y frecuencia nominal del motor. Para el mercadonorteamericano: las funciones ETR proporcionan unaproteccin contra sobrecarga del motor de clase 20, deacuerdo con el Cdigo Nacional de Seguridad Elctrica(NEC).

6. No desconecte las conexiones del motor ni laalimentacin de red mientras el convertidor defrecuencia est conectado a la red. Antes deretirar las conexiones del motor y de la redelctrica, compruebe que se haya desconectadola alimentacin de red y que haya transcurrido eltiempo necesario.

7. El convertidor de frecuencia tiene otras entradasde tensin adems de las entradas L1, L2 y L3cuando la carga est compartida (enlace delcircuito intermedio de CC) y existe un suministroexterno de 24 V CC. Antes de efectuar cualquieractividad de reparacin, compruebe que se hayandesconectado todas las entradas de tensin y quehaya transcurrido un periodo suficiente.

Instalacin en altitudes elevadas

ADVERTENCIAPara instalacin en altitudes superiores a 3 km(350-500 V) o 2 km (525-690 V), pngase en contactocon Danfoss en relacin con PELV.

Advertencia contra arranques accidentales

1. El motor se puede detener mientras estconectado a la red de los modos siguientes:

comandos digitales comandos de bus referencias parada local

Todava pueden producirse arranquesaccidentales.

2. El motor podra arrancar mientras se modificanlos parmetros. Active siempre [Stop/Reset] antesde modificar los datos.

3. Un motor detenido puede reiniciarse si se dan lassiguientes condiciones:

Un fallo en los componenteselectrnicos del convertidor defrecuencia

Una sobrecarga temporal Un fallo en la red de la fuente de

alimentacin

Un fallo en la conexin del motorConsulte el manual de funcionamiento correspondientepara obtener unas directrices de seguridad ms detalladas.

Introduccin Gua de Diseo de VLT HVAC Drive FC 102

14 MG16C105 - Rev. 2013-12-19

22

ADVERTENCIATiempo de descargaLos convertidores de frecuencia contienen conden-sadores de enlace de CC que pueden seguir cargadosincluso si el convertidor de frecuencia est apagado.Para evitar peligros elctricos, tome las siguientesprecauciones:

Desconecte la red de CA Desconecte los motores de magnetizacin

permanente

Desconecte las fuentes de alimentacin deenlace de CC remotas, entre las que se incluyenbateras de emergencia, SAI y conexiones deenlace de CC a otras unidades

Si despus de desconectar la alimentacin no espera eltiempo especificado antes de realizar cualquierreparacin o tarea de mantenimiento, se puedenproducir daos graves o incluso la muerte. Consulte eltiempo de descarga en la Tabla 2.1.

Clasificacin [kW] 380-480 V 525-690 V

110315 20 minutos

45400 20 minutos

3151000 40 minutos

4501200 30 minutos

Tabla 2.1 Tiempos de descarga de condensadores de CC

2.1.2 Instrucciones de eliminacin

No deseche equipos que contienencomponentes elctricos junto con losdesperdicios domsticos.Deben recogerse de forma selectiva segnla legislacin local vigente.

Tabla 2.2 Instrucciones de eliminacin

2.2 Marca CE

2.2.1 Marca y conformidad CE

Qu es la marca y conformidad CE?El propsito de la marca CE es evitar los obstculostcnicos para la comercializacin en la EFTA (AELC) y la UE.La UE ha introducido la marca CE como un modo sencillode demostrar si un producto cumple con las directivascorrespondientes de la UE. La marca CE no es indicativa dela calidad o las especificaciones de un producto. Losconvertidores de frecuencia cumplen tres directivas de laUE, que son las siguientes:Directiva de mquinas (2006/42/CE)Los convertidores de frecuencia con funcin de seguridadintegrada ahora se incluyen en la Directiva de mquinas.Danfoss otorga la marca CE de acuerdo con esta directivay emite una declaracin de conformidad si as se solicita.Los convertidores de frecuencia sin funcin de seguridadno se incluyen en la directiva de mquinas. Sin embargo, sise suministra un convertidor de frecuencia para utilizarlocon una mquina, proporcionamos informacin sobre losaspectos de seguridad relativos a dicho convertidor.Directiva de baja tensin (2006/95/CE) Los convertidores de frecuencia deben tener la marca CEcertificando el cumplimiento de la directiva sobre bajatensin, vigente desde el 1 de enero de 1997. Estadirectiva se aplica a todos los equipos y aparatos elctricosutilizados en el rango de tensin de 50-1000 V CA y75-1500 V CC.(Danfoss) otorga la marca CE de acuerdo conesta directiva y emite una declaracin de conformidad sias se solicita.La Directiva EMC (2004/108/CE)EMC son las siglas en ingls de compatibilidad electro-magntica. La presencia de compatibilidadelectromagntica significa que las interferencias mutuasentre los diferentes componentes / aparatos no afectan alfuncionamiento de los mismos.La directiva EMC entr en vigor el 1 de enero de 1996.(Danfoss) otorga la marca CE de acuerdo con esta directivay emite una declaracin de conformidad si as se solicita.Para realizar una instalacin correcta en cuanto a EMC,consulte captulo 5.7 Instalacin correcta en cuanto a EMC.Adems, especificamos las normas que cumplen nuestrosdistintos productos. Ofrecemos filtros que puedenencontrarse en las especificaciones y proporcionamos otrostipos de asistencia para asegurar un resultado ptimo deEMC.

Los profesionales del sector utilizan el convertidor defrecuencia como un componente complejo que formaparte de un aparato, sistema o instalacin ms grande. Laresponsabilidad sobre las propiedades finales en cuanto aEMC del aparato, sistema o instalacin corresponde alinstalador.


MG16C105 - Rev. 2013-12-19 15

2 2

2.2.2 Qu situaciones estn cubiertas

La directriz de la UE Guidelines on the Application ofCouncil Directive 2004/108/EC (directrices para la aplicacinde la Directiva del Consejo 2004/108/CE) describe tressituaciones tpicas de utilizacin de convertidores defrecuencia. Consulte captulo 2.2.3 Convertidores defrecuencia (Danfoss) y marca CE ycaptulo 2.2.4 Conformidad con la Directiva EMC2004/108/CE para la marca CE y la cobertura EMC.

1. El convertidor de frecuencia se vendedirectamente al usuario final. Por ejemplo, elconvertidor se vende en el mercado domstico. Elconsumidor final es un ciudadano sin unaformacin especial que utiliza el convertidor defrecuencia en una mquina que usa comopasatiempo o en un electrodomstico. Para talesusos, el convertidor de frecuencia debe contarcon la marca CE segn la directiva EMC.

2. El convertidor de frecuencia se vende parainstalarse en una planta, como una planta deproduccin o una planta decalefaccin / ventilacin diseada e instalada porprofesionales. Ni el convertidor de frecuencia ni lainstalacin terminada necesitan contar con lamarca CE segn la directiva EMC. Sin embargo, launidad debe cumplir con los requisitos bsicos decompatibilidad electromagntica establecidos enla directiva. Utilice componentes, aparatos ysistemas con la marca CE, segn la directiva EMC.

3. El convertidor de frecuencia se vende como partede un sistema completo (un sistema de aireacondicionado, por ejemplo), que se comercializacomo una sola unidad. El sistema completo debecontar con la marca CE segn la directiva EMC. Elfabricante puede garantizar la marca CE segn ladirectiva EMC, ya sea utilizando componentes conla marca CE o bien realizando pruebas de EMCdel sistema. No es necesario probar todo elsistema cuando nicamente se utilizancomponentes con la marca CE.

2.2.3 Convertidores de frecuencia (Danfoss)y marca CE

La marca CE es una caracterstica positiva cuando seemplea para su propsito original: facilitar la comerciali-zacin en la UE y la AELC.

Sin embargo, la marca CE puede abarcar muchas especifi-caciones diferentes, por lo que debe comprobar cadamarca CE.

(Danfoss) etiqueta con la marca CE sus convertidores defrecuencia segn la directiva sobre baja tensin. Si elconvertidor de frecuencia se instala correctamente, secumple con la directiva de baja tensin. (Danfoss) emiteuna declaracin de conformidad para hacer constar quenuestra marca CE cumple la directiva de baja tensin.

La marca CE es aplicable a la directiva EMC si se siguen lasinstrucciones para la instalacin y filtrado correctos encuanto a EMC. Sobre esta base, se emite una declaracinde conformidad con la directiva sobre EMC.

Para conocer ms informacin sobre la EMC, consultecaptulo 5.7 Instalacin correcta en cuanto a EMC.

(Danfoss) est a su disposicin para proporcionar otrostipos de asistencia para obtener el mejor resultado posibleen cuanto a compatibilidad electromagntica.

2.2.4 Conformidad con la Directiva EMC2004/108/CE

Los profesionales del sector utilizan el convertidor defrecuencia como un componente complejo que formaparte de un aparato, sistema o instalacin ms grande. Laresponsabilidad sobre las propiedades finales en cuanto aEMC del aparato, sistema o instalacin corresponde alinstalador. Como ayuda al instalador, (Danfoss) hapreparado unas directrices de instalacin en cuanto acompatibilidad electromagntica para el Power DriveSystem. Seguir las instrucciones para la instalacin correctaen cuanto a EMC garantiza la conformidad con lasnormativas y los niveles de prueba establecidos paraPower Drive Systems. Consulte captulo 2.9 Aspectosgenerales de la EMC.

2.3 Humedad atmosfrica

El convertidor de frecuencia se ha diseado para cumplir lanorma CEI/EN 60068-2-3, EN 50178 9.4.2.2 a 50 C.


16 MG16C105 - Rev. 2013-12-19

22

2.4 Entornos agresivos

Un convertidor de frecuencia consta de varioscomponentes mecnicos y electrnicos. Todos ellos son,hasta cierto punto, vulnerables a los efectos ambientales.

PRECAUCINNo instale el convertidor de frecuencia en lugares en losque haya lquidos, partculas o gases transmitidos por elaire capaces de afectar y daar los componenteselectrnicos. Si no se toman las medidas de proteccinnecesarias, aumentar el riesgo de paradas y se reducirla vida del convertidor de frecuencia.

Grado de proteccin segn norma CEI 60529Instale la funcin de desconexin segura de parnicamente en una proteccin con clasificacin IP54 osuperior (o entorno equivalente). As se evitan falloscruzados y cortocircuitos entre terminales, conectores,pistas y circuitera relacionada con la seguridad quepudieran ser provocados por objetos extraos.

Los lquidos pueden ser transportados por el aire ycondensarse en el convertidor de frecuencia, provocandola corrosin de los componentes y las partes metlicas. Elvapor, la grasa y el agua salada pueden corroer loscomponentes y las piezas metlicas. En tales entornos,utilice equipos con clasificacin de proteccin IP54/55.Como proteccin adicional, se puede pedir opcionalmenteel barnizado de las placas de circuito impreso.

Las partculas transportadas en el aire, como el polvo,pueden provocar fallos mecnicos, elctricos o trmicos enel convertidor de frecuencia. Un indicador habitual de losniveles excesivos de partculas suspendidas en el aire sonlas partculas de polvo alrededor del ventilador delconvertidor de frecuencia. En entornos con mucho polvo,se recomienda el uso de un equipo con clasificacin deproteccin IP54/55 (NEMA 12) o una proteccin paraequipos IP00 / IP20 (NEMA 1).

En ambientes con altos niveles de temperatura yhumedad, los gases corrosivos, como los compuestos deazufre, nitrgeno y cloro, originan procesos qumicos enlos componentes del convertidor de frecuencia.

Dichas reacciones qumicas daarn con rapidez a loscomponentes electrnicos. En esos ambientes, monte launidad en un alojamiento con ventilacin de aire fresco,manteniendo los gases agresivos alejados del convertidorde frecuencia.El barnizado opcional de las placas de circuitos impresosofrecen una proteccin adicional en estas zonas.

AVISO!La instalacin de los convertidores de frecuencia enentornos agresivos aumentar el riesgo de parada delsistema y reducir considerablemente la vida til de launidad.

Antes de instalar el convertidor de frecuencia, compruebela presencia de lquidos, partculas y gases en el aireobservando las instalaciones existentes en este entorno.Signos habituales de lquidos dainos en el aire son laexistencia de agua, aceite o corrosin en las piezasmetlicas.

Los niveles excesivos de partculas de polvo suelenencontrarse en los alojamientos de instalacin y en lasinstalaciones elctricas existentes. Un indicador de lapresencia de gases corrosivos transmitidos por el aire es elennegrecimiento de los conductos de cobre y los extremosde los cables de las instalaciones existentes.

Las protecciones D y E tienen una opcin de canalposterior de acero inoxidable para proporcionar mayorproteccin en entornos agresivos. Sigue siendo necesariauna ventilacin adecuada para los componentes internosdel convertidor. Pngase en contacto con (Danfoss) paraobtener ms informacin.

2.5 Vibracin y golpe

El convertidor de frecuencia ha sido probado segn unprocedimiento basado en las siguientes normas:

El convertidor de frecuencia cumple los requisitos relativosa estas condiciones cuando se monta en las paredes ysuelos de instalaciones de produccin o en paneles atorni-llados a paredes o suelos.

CEI/EN 60068-2-6: Vibracin (senoidal) 1970 CEI/EN 60068-2-64: Vibracin aleatoria de banda

ancha

2.6 Desconexin segura de par

2.6.1 Terminales elctricos

El convertidor de frecuencia puede llevar a cabo la funcinde seguridad Desconexin segura de par (como se defineen el borrador CD CEI 61800-5-2) o Parada categora 0 (taly como se define en la norma EN 60204-1).El convertidor de frecuencia est diseado y homologadoconforme a los requisitos de la categora de seguridad 3de la norma EN 954-1. Antes de integrar y utilizar ladesconexin segura de par en una instalacin hay querealizar un anlisis completo de los riesgos para determinarsi la funcin de desconexin segura de par y la categorade seguridad son suficientes.El tiempo de reaccin tpico para el terminal 37 es

2.6.2 Instalacin de desconexin segura depar

Para realizar una instalacin de una parada de categora0 (EN60204) de acuerdo con la categora 3 de seguridad(EN954-1), siga estas instrucciones:

1. Retire el puente (conexin) entre el terminal 37 yla entrada de 24 V CC. No basta con cortar oromper la conexin en puente. Elimnela comple-tamente para evitar un cortocircuito. Consulte elpuente en Ilustracin 2.1.

2. Conecte el terminal 37 a 24 V CC mediante uncable protegido contra cortocircuitos. La fuentede alimentacin de 24 V CC debe podersedesconectar mediante un dispositivo interruptorde circuito de categora 3 conforme a lanormativa EN 954-1. Si el dispositivo interruptor yel convertidor de frecuencia estn situados en elmismo panel de instalacin, utilice un cable noapantallado en lugar de uno apantallado.

3712

130B

T314

.10

Ilustracin 2.1 Puente (conexin) entre el terminal 37 y laentrada de 24 V CC

Ilustracin 2.2 muestra una parada de categora 0(EN 60204-1) con seguridad de categora 3 (EN 954-1). Uncontacto de puerta abierto provoca la interrupcin delcircuito. La ilustracin tambin muestra cmo conectar unhardware de inercia no relacionado con la seguridad.


18 MG16C105 - Rev. 2013-12-19

22

C on tr ol boar d

R ec

I n v er t er

S a fe channel

S af et y devic e C a t .3 ( C ir cuit in t er rupt devic e , possibly with r elease input)

C oast

Shor t - cir cuit pr ot ec t ed cable (if not inside installa tion cabinet)

D oor c on tac t M ains

F r equenc y C on v er t er

M

37

5V dc

12 R 1 R 2

6 phase

130B

B566

.10

Ilustracin 2.2 Instalacin con parada de categora 0 y categora de seguridad 3

PRECAUCINRed aislada de tierra (IT)No conecte nunca un convertidor de frecuencia de 400 V con filtros RFI a una red de alimentacin que tenga unatensin de ms de 440 V entre fase y tierra. Para redes de alimentacin IT y tringulo / a tierra, la tensin de redpuede superar 440 V entre fase y tierra.

2.6.3 Homologaciones y certificados

Los certificados y las homologaciones ms recientes estn disponibles en internet, consultewww.danfoss.com/BusinessAreas/DrivesSolutions/Documentations

2.7 Ventajas

2.7.1 Por qu utilizar un convertidor de frecuencia para controlar ventiladores y bombas?

Un convertidor de frecuencia saca partido de que las bombas y los ventiladores centrfugos sigan las leyes de proporcio-nalidad de dichas aplicaciones. Para obtener ms informacin, consulte captulo 2.7.3 Ejemplo de ahorro de energa.

2.7.2 Una clara ventaja: el ahorro de energa

La gran ventaja de emplear un convertidor de frecuencia para controlar la velocidad de ventiladores o bombas est en elahorro de electricidad.Si se compara con sistemas de control y tecnologas alternativos, un convertidor de frecuencia es el sistema de control deenerga ptimo para controlar sistemas de ventiladores y bombas.


MG16C105 - Rev. 2013-12-19 19

2 2

Ilustracin 2.3 Ahorro de energa con una capacidad deventilador reducida

Ilustracin 2.4 Curvas de ventilador para bajos volmenes deventilacin.

2.7.3 Ejemplo de ahorro de energa

Como se muestra en la Ilustracin 2.5, el caudal se controlacambiando las r/min. Al reducir la velocidad solo un 20 %respecto a la velocidad nominal, el caudal tambin sereduce en un 20 %. El caudal es directamente proporcionala las r/min. El consumo elctrico, sin embargo, se reduceen un 50 %.Si el sistema nicamente funciona con un caudal del100 % durante unos das al ao, mientras que el promedioes inferior al 80 % del caudal nominal, el ahorro de energaes incluso superior al 50 %.

La Ilustracin 2.5 describe la dependencia del caudal, la presin yel consumo de energa de las r/min.

Q = Caudal P = Energa

Q1 = Caudal nominal P1 = Potencia nominal

Q2 = Caudal reducido P2 = Potencia reducida

H = Presin n = control de velocidad

H1 = Presin nominal n1 = Velocidad nominal

H2 = Presin reducida n2 = Velocidad reducida

Tabla 2.3 Leyes de proporcionalidad

Caudal: Q1Q2 = n1n2

Presin: H1H2 = n1n2

2

Potencia: P1P2 = n1n2

3

Ilustracin 2.5 Leyes de proporcionalidad


20 MG16C105 - Rev. 2013-12-19

22

2.7.4 Comparacin de ahorro de energa

La sistema de convertidor de frecuencia de (Danfoss)ofrece un gran ahorro en comparacin con los productostradicionales de ahorro de energa. El convertidor defrecuencia es capaz de controlar la velocidad del ventiladoren funcin de la carga trmica del sistema y la posibilidadde funcionar como un Sistema de gestin de edificios(BMS).

El grfico (Ilustracin 2.6) muestra el ahorro de energatpico que puede obtenerse con 3 productos conocidoscuando el volumen del ventilador se reduce hasta un60 %.Como muestra el grfico, puede conseguirse en equiposconvencionales ms del 50 % del ahorro energtico.

Ilustracin 2.6 Tres sistemas de ahorro de energa conven-cionales

Los amortiguadores de descarga reducen el consumo deenerga. Las aletas guiadoras variables de entrada ofrecenun 40 % de reduccin pero su instalacin es costosa. Elsistema de convertidor de frecuencia de (Danfoss) reduceel consumo de energa en ms de un 50 % y es fcil deinstalar.

2.7.5 Ejemplo con caudal variable durante1 ao

La Tabla 2.4 se basa en las caractersticas de una bombasegn una hoja de datos de una bomba.El resultado obtenido muestra un ahorro de energasuperior al 50 % para el caudal dado, durante un ao. Elperiodo de amortizacin depende del precio por kWh y delprecio del convertidor de frecuencia. En este ejemplo, esinferior a un ao comparado con las vlvulas y la velocidadconstante.

Ahorro de energa

Peje = Psalida eje

500

[h] P

1000

1500

2000

200100 300 [m3 /h]400Q

175H

A21

0.10

Tabla 2.4 Distribucin del caudal durante un ao


MG16C105 - Rev. 2013-12-19 21

2 2

m3/h Distribucin Regulacin por vlvula Control

% Horas Potencia Consumo Potencia Consumo

A1 - B1 kWh A1 - C1 kWh

350 5 438 42,5 18.615 42,5 18.615

300 15 1314 38,5 50.589 29,0 38.106

250 20 1752 35,0 61.320 18,5 32.412

200 20 1752 31,5 55.188 11,5 20.148

150 20 1752 28,0 49.056 6,5 11.388

100 20 1752 23,0 40.296 3,5 6.132

100 8760 275.064 26.801

Tabla 2.5 Clculo del ahorro energtico

Ilustracin 2.7 Ahorro energtico en una aplicacin de bomba


22 MG16C105 - Rev. 2013-12-19

22

2.7.6 Control mejorado

Si se utiliza un convertidor de frecuencia para controlar elcaudal o la presin de un sistema, se obtiene un controlmejorado.Un convertidor de frecuencia puede variar la velocidad deun ventilador o una bomba, lo que permite obtener uncontrol variable del caudal y la presin.Adems, adapta rpidamente la velocidad de un ventiladoro de una bomba a las nuevas condiciones de caudal opresin del sistema.Control simple del proceso (caudal, nivel o presin)utilizando el control de PID integrado.

2.7.7 Compensacin de cos Normalmente, el Convertidor de frecuencia VLT HVACtiene un cos igual a 1 y proporciona una correccin delfactor de potencia para el cos del motor, lo que significaque no hay necesidad de considerar el cos del motorcuando se dimensiona la unidad de correccin del factorde potencia.

2.7.8 No es necesario un arrancador enestrella / tringulo ni un arrancadorsuave

Cuando se necesita arrancar motores relativamentegrandes, en muchos pases es necesario usar equipos quelimitan la tensin de arranque. En sistemas mstradicionales, se suele utilizar un arrancador enestrella / tringulo o un arrancador suave. Estosarrancadores de motor no se necesitan si se usa unconvertidor de frecuencia.

Como se ilustra en Ilustracin 2.8, un convertidor defrecuencia no consume ms intensidad que la nominal.

Ilustracin 2.8 Consumo de electricidad con un convertidor defrecuencia.

1 = Convertidor de frecuencia VLT HVAC2 = Arrancador en estrella / tringulo

3 = Arrancador suave

4 = Arranque directamente con la alimentacin de red

Tabla 2.6 Leyenda de la Ilustracin 2.8

2.7.9 El uso de un convertidor defrecuencia ahorra energa.

El convertidor de frecuencia elimina la necesidad deequipos que se usaran normalmente. Es posible calcular elcoste de instalacin de los dos sistemas. Los dos sistemasmostrados en la Ilustracin 2.9 y la Ilustracin 2.10 tienenaproximadamente el mismo precio.


MG16C105 - Rev. 2013-12-19 23

2 2

2.7.10 Sin un convertidor de frecuencia

Seccin de refrigeracin Seccin de colefaccin Pale de guidage dentr Seccin de ventilador

Aire entrante

SensoresPT

SalidasVAV

Conducto

BMS.principal

Control digital de datos local

Seal de control de temperatura0/10 V

Seal de control de presin 0/10 V

Alimentacin de red

Correccin del factor de potencia

Arranque

Control

x6

Motor IGV o activador

Conexin mecnicas y paleas

x6 x6

ArranqueArranque

BombasBombas

Alimentacin de redAlimentacin de red

FusiblesFusibles

AlimentacinL V

AlimentacinL V

P.F.C. P.F.C.

Control

Posicin de vlvula

Posicin de vlvula

Return Control FlujoFlujo

Vlvula de 3 bocas

Vlvula de 3 bocas

Retorno

Ventilador

M

Bypass Bypass

M M

175H

A20

5.12

Ilustracin 2.9 Sistema de ventilador tradicional

DDC Control digital directo

VAV Volumen de aire variable

Sensor P Presin

EMS Sistema de gestin de energa

Sensor T Temperatura

Tabla 2.7 Leyenda de la Ilustracin 2.9


24 MG16C105 - Rev. 2013-12-19

22

2.7.11 Con un convertidor de frecuencia

Ilustracin 2.10 Sistema de ventiladores controlado por convertidores de frecuencia

2.7.12 Ejemplos de aplicaciones

En las siguientes pginas se muestran ejemplos tpicos de aplicaciones en HVAC.Si desea ms informacin sobre una determinada aplicacin, solicite a su proveedor de Danfoss la nota sobre la aplicacincon la descripcin completa de la aplicacin.

Volumen de aire variable: mejora de los sistemas de ventilacin VAV Volumen de aire constante: mejora de los sistemas de ventilacin CAV Ventilador de torre de refrigeracin: mejora del control de ventilador en torres de refrigeracin Bombas del condensador: mejora de los sistemas de bombeo de agua del condensador Bombas primarias: mejora del bombeo primario en sistemas Pri / Sec Bombas secundarias: mejora del bombeo secundario en sistemas Pri / Sec


MG16C105 - Rev. 2013-12-19 25

2 2

2.7.13 Volumen de aire variable

Los sistemas de volumen de aire variable (VAV) sirven para controlar la ventilacin y la temperatura de un edificio enfuncin de sus necesidades especficas. Se considera que los sistemas centrales VAV constituyen el mtodo de mayorrendimiento energtico para el acondicionamiento de aire en edificios. Los sistemas centrales son ms eficaces que lossistemas distribuidos.Este rendimiento se deriva del uso de ventiladores y enfriadores de mayor tamao, cuyo rendimiento es muy superior al delos enfriadores de aire distribuidos y motores pequeos. Tambin se produce un ahorro como consecuencia de ladisminucin de los requisitos de mantenimiento.

2.7.14 La solucin VLT

Los amortiguadores y los IGV sirven para mantener una presin constante en los conductos, mientras que una solucin queutilice un convertidor de frecuencia ahorrar ms energa y reducir la complejidad de la instalacin. En lugar de crear undescenso de presin artificial o una reduccin en el rendimiento del ventilador, el convertidor de frecuencia reduce lavelocidad del ventilador para proporcionar el caudal y la presin que precisa el sistema.Los dispositivos centrfugos como los ventiladores reducen la presin y el caudal que producen a medida que disminuye suvelocidad. Por lo tanto, el consumo de electricidad se reduce.Normalmente se controla el ventilador de retorno para mantener una diferencia fija entre el flujo de aire de alimentacin yel de retorno. Para eliminar la necesidad de controladores adicionales, puede utilizarse el controlador PID avanzado delconvertidor de frecuencia del sistema de aire acondicionado.

Frequency converter

Frequency converter

D1

D2

D3

Cooling coil Heating coil

Filter

Pressuresignal

Supply fan

VAV boxes

Flow

Flow

Pressuretransmitter

Return fan

3

3 T

130B

B455

.10

Ilustracin 2.11 Convertidores de frecuencia utilizados en un sistema VAV


26 MG16C105 - Rev. 2013-12-19

22

2.7.15 Volumen de aire constante

Los sistemas de volumen de aire constante (CAV) son sistemas centralizados de ventilacin que se utilizan para abastecergrandes zonas comunes con la mnima cantidad de aire acondicionado. Estos sistemas son anteriores a los sistemas VAV ytambin pueden encontrarse en edificios comerciales antiguos divididos en varias zonas. Estos sistemas precalientan el airefresco con unidades de tratamiento del aire (AHU) que tienen bobinas de calefaccin. Muchos se utilizan tambin paraedificios con aire acondicionado y disponen de bobinas de refrigeracin. Los ventiloconvectores suelen emplearse parasatisfacer los requisitos de calefaccin y refrigeracin de zonas individuales.


Un convertidor de frecuencia permite obtener importantes ahorros energticos y, al mismo tiempo, mantener un controladecuado del edificio. Los sensores de temperatura y de CO2 pueden utilizarse como seales de realimentacin para losconvertidores de frecuencia. Tanto si se utiliza para controlar la temperatura como la calidad del aire, o ambas cosas, unsistema CAV puede controlarse para funcionar de acuerdo con las condiciones reales del edificio. A medida que disminuyeel nmero de personas en el rea controlada, disminuye la necesidad de aire nuevo. El sensor de CO2 detecta nivelesinferiores y reduce la velocidad de los ventiladores de alimentacin. El ventilador de retorno se modula para mantener unvalor de consigna de presin esttica o una diferencia fija entre los caudales de aire de alimentacin y de retorno.

Las necesidades de control de la temperatura varan en funcin de la temperatura externa y del nmero de personas de lazona controlada. Cuando la temperatura desciende por debajo del valor de consigna, el ventilador de alimentacin puededisminuir su velocidad. El ventilador de retorno se modula para mantener un valor de consigna de presin esttica. Si sereduce el caudal de aire, tambin se reduce la energa utilizada para calentar o enfriar el aire nuevo, lo que supone unahorro adicional.Varias caractersticas del convertidor de frecuencia especializado HVAC de (Danfoss) pueden emplearse para mejorar elrendimiento de un sistema CAV. Uno de los aspectos que hay que tener en cuenta para controlar un sistema de ventilacines la mala calidad del aire. Es posible ajustar la frecuencia mnima programable para mantener un mnimo de alimentacinde aire, al margen de la seal de realimentacin o de referencia. El convertidor de frecuencia tambin incluye uncontrolador PID con 3 valores de consigna y 3 zonas que permite controlar la temperatura y la calidad del aire. Aunque sealcance una temperatura adecuada, el convertidor mantendr una alimentacin de aire suficiente como para ajustarse a losrequisitos del sensor de calidad del aire. El controlador puede verificar y comparar dos seales de realimentacin paracontrolar el ventilador de retorno manteniendo un diferencial de caudal de aire fijo entre los conductos de alimentacin yde retorno.

Frequency converter

Frequency converter

Pressuresignal

Cooling coil Heating coil

D1

D2

D3

Filter

Pressuretransmitter

Supply fan

Return fan

Temperaturesignal

Temperaturetransmitter

130B

B451

.10

Ilustracin 2.12 Convertidor de frecuencia utilizado en un sistema CAV


MG16C105 - Rev. 2013-12-19 27

2 2

2.7.17 Ventilador de torre de refrigeracin

Los ventiladores de torres de refrigeracin sirven para refrigerar el agua del condensador en sistemas enfriadoresrefrigerados por agua. Estos enfriadores refrigerados por agua constituyen el medio ms eficaz para obtener agua fra. Sonhasta un 20 % ms eficaces que los enfriadores de aire. Segn el clima, las torres de refrigeracin a menudo constituyen elmtodo de mayor rendimiento energtico para refrigerar el agua del condensador de un enfriador.Las torres de refrigeracin enfran el agua del condensador por evaporacin.El agua del condensador se esparce con un pulverizador sobre la bandeja de la torre de refrigeracin para aumentar surea superficial. El ventilador de la torre distribuye el aire a la bandeja y al agua rociada para ayudar a que esta se evapore.La evaporacin extrae energa del agua reduciendo su temperatura. El agua enfriada se recoge en el depsito de la torre derefrigeracin, donde vuelve a bombearse al condensador de los enfriadores y el ciclo vuelve a empezar.


Con un convertidor de frecuencia es posible controlar la velocidad de los ventiladores de las torres de refrigeracin paramantener la temperatura del agua del condensador. Tambin pueden utilizarse convertidores de frecuencia para encender yapagar el ventilador cuando sea necesario.

Con el convertidor de frecuencia HVAC de (Danfoss), cuando la velocidad de un ventilador de torre de refrigeracindesciende por debajo de un valor determinado, el efecto de refrigeracin disminuye. Cuando se utiliza una caja deengranajes para controlar la frecuencia del ventilador de la torre, puede ser necesaria una velocidad mnima del 40-50 %.El ajuste de frecuencia mnima programable por el usuario est disponible para mantener esta frecuencia mnima, incluso sila realimentacin o la referencia de velocidad solicita una velocidad inferior.

El convertidor de frecuencia se puede programar para entrar en modo reposo y detener el ventilador hasta que serequiera una velocidad mayor. Por otro lado, en algunas torres de refrigeracin hay ventiladores con frecuencias nodeseadas que pueden provocar vibraciones. Estas frecuencias pueden suprimirse fcilmente programando las bandas defrecuencias de bypass en el convertidor de frecuencia.

Frequency converter

Water Inlet

Water Outlet

CH

ILLE

R

TemperatureSensor

BASINConderserWater pump

Supply

130B

B453

.10

Ilustracin 2.13 Convertidores de frecuencia utilizados con un ventilador de torre de refrigeracin


28 MG16C105 - Rev. 2013-12-19

22

2.7.19 Bombas del condensador

Las bombas de agua del condensador se usan principalmente para impulsar la circulacin del agua a travs de la seccin decondensacin de los enfriadores refrigerados por agua fra y sus respectivas torres de refrigeracin. El agua del condensadorabsorbe el calor de la seccin de condensacin y lo libera a la atmsfera en la torre de refrigeracin. Estos sistemasconstituyen el medio ms eficaz para obtener agua fra. Son hasta un 20 % ms eficaces que los enfriadores de aire.


Se pueden aadir convertidores de frecuencia a las bombas de agua del condensador en lugar de equilibrarlas con unavlvula de estrangulamiento o de calibrar el rodete de la bomba.

El uso de un convertidor de frecuencia en lugar de una vlvula de estrangulamiento permite ahorrar la energa queabsorbera la vlvula. Este cambio puede suponer un ahorro de entre un 15 y un 20 %, o incluso mayor. La calibracin delrodete de la bomba es irreversible, de modo que, si las condiciones cambian y se necesita un caudal mayor, ser necesariocambiar el rodete.

Frequency converter

WaterInlet

WaterOutlet

BASIN

Flow or pressure sensor

CondenserWater pump

Throttlingvalve

Supply

CH

ILLE

R

130B

B452

.10

Ilustracin 2.14 Convertidor de frecuencia utilizado con una bomba de condensador


MG16C105 - Rev. 2013-12-19 29

2 2

2.7.21 Bombas primarias

Las bombas primarias de un sistema de bombeo primario / secundario pueden mantener un caudal constante a travs dedispositivos que presentan dificultades de funcionamiento o control cuando se exponen a un caudal variable. La tcnica debombeo primario / secundario desacopla el lazo de produccin primario del lazo de distribucin secundario. El desaco-plamiento permite que algunos dispositivos, como los enfriadores, puedan mantener un caudal de diseo uniforme yfuncionar correctamente aunque el caudal vare en el resto del sistema.

A medida que disminuye el caudal del evaporador de un enfriador, el agua refrigerada comienza a enfriarse en exceso.Cuando esto ocurre, el enfriador intenta reducir su capacidad de refrigeracin. Si el caudal disminuye demasiado o condemasiada rapidez, el enfriador no podr esparcir suficientemente la carga y el dispositivo de seguridad de bajatemperatura del evaporador desconectar el enfriador, lo que requerir un reinicio manual. Esta situacin es habitual engrandes instalaciones, especialmente cuando se instalan dos o varios enfriadores en paralelo y no se utiliza un bombeoprimario ni secundario.


Segn el tamao del sistema y del lazo primario, el consumo energtico del lazo primario puede ser sustancial.

Para reducir los gastos de funcionamiento, puede incorporarse un convertidor de frecuencia al sistema primario quesustituya la vlvula de estrangulamiento y la calibracin de los rodetes. Existen dos mtodos de control comunes:

El primero utiliza un caudalmetro. Dado que se conoce el caudal deseado y que este es uniforme, puede utilizarse uncaudalmetro en la descarga de cada enfriador para controlar la bomba directamente. Mediante el uso del controlador PID,el convertidor de frecuencia mantendr siempre el caudal adecuado e incluso compensar la resistencia cambiante del lazode tuberas primario cuando se activen y desactiven los enfriadores y sus bombas.

El segundo mtodo consiste en la determinacin de la velocidad local. El operador simplemente disminuye la frecuencia desalida hasta que se alcanza el caudal de diseo.

Utilizar un convertidor de frecuencia para reducir la velocidad de las bombas es parecido a equilibrar los rodetes de lasbombas, salvo que es ms eficaz. El compensador de contraccin simplemente disminuye la velocidad de la bomba hastaque se alcanza el caudal correcto y, entonces, fija la velocidad. La bomba funciona a esta velocidad siempre que el enfriadorentre en funcionamiento. Dado que el lazo primario no tiene vlvulas de control ni otros dispositivos que puedan cambiarla curva del sistema y que la variacin procedente de la conexin y desconexin por etapas de bombas y enfriadores espequea, dicha velocidad fija sigue siendo correcta. En caso de que ms adelante haya que aumentar el caudal del sistema,bastar con que el convertidor de frecuencia aumente la velocidad de la bomba en lugar de tener que cambiar el rodete.


30 MG16C105 - Rev. 2013-12-19

22

Frequency converterFrequency

converter

CH

ILLE

R

CH

ILLE

R

Flowmeter Flowmeter

F F

130B

B456

.10

Ilustracin 2.15 Convertidores de frecuencia utilizados con bombas primarias en un sistema de bombeo primario / secundario


MG16C105 - Rev. 2013-12-19 31

2 2

2.7.23 Bombas secundarias

Las bombas secundarias de un sistema de bombeo primario / secundario de agua fra sirven para distribuir el aguarefrigerada a las cargas procedentes del lazo de produccin primario. El sistema de bombeo primario / secundario sirve paradesacoplar hidrulicamente un lazo de tuberas de otro. En este caso, la bomba primaria mantiene constante el caudal delos enfriadores mientras vara el caudal de las secundarias, lo cual aumenta el control y ahorra energa.Si no se emplea el concepto de diseo primario / secundario y se disea un sistema de volumen variable, cuando el caudaldescienda demasiado o demasiado rpidamente, el enfriador no podr distribuir la carga correctamente. El dispositivo deseguridad de baja temperatura del evaporador desconectar el enfriador, lo que requerir un reinicio manual. Esta situacines habitual en grandes instalaciones, especialmente cuando se instalan dos o ms enfriadores en paralelo.


Mientras el sistema primario / secundario con vlvulas bidireccionales mejora el control de energa y del sistema, el uso deconvertidores de frecuencia aumenta an ms el ahorro energtico y el potencial de control.Con la incorporacin de convertidores de frecuencia, y colocando el sensor adecuado en el lugar adecuado, las bombaspueden adaptar su velocidad a la curva del sistema en lugar de a la curva de la bomba.Se malgasta menos energa y se elimina la mayor parte de la sobrepresurizacin a la que a veces se ven sometidas lasvlvulas bidireccionales.Una vez satisfechas las cargas controladas, se cierran las vlvulas bidireccionales, lo cual aumenta la presin diferencialmedida en toda la carga y la vlvula bidireccional. Cuando esta presin diferencial comienza a subir, se aminora la velocidadde la bomba para mantener el cabezal de control o valor de consigna. Este valor se calcula sumando la cada de presinconjunta de la carga y de la vlvula bidireccional en las condiciones de diseo.

AVISO!Si se utilizan varias bombas en paralelo, deben funcionar a la misma velocidad para aumentar al mximo el ahorroenergtico, ya sea con varios convertidores de frecuencia individuales o con uno solo controlando varias bombas enparalelo.

Frequency converter

Frequency converter

CH

ILLE

R

CH

ILLE

R

3

3

P

130B

B454

.10

Ilustracin 2.16 Convertidores de frecuencia utilizados con bombas secundarias en un sistema de bombeo primario / secundario


32 MG16C105 - Rev. 2013-12-19

22

2.8 Estructuras de control

2.8.1 Principio de control

130B

C514

.11

3 Phasepowerinput

DC busMotor

Brakeresistor

88 (-)89 (+)

95 PE93 (L3)92 (L2)91 (L1)

(R-) 81

(R+) 82

(PE) 99

(U) 96(V) 97(W) 98

Ilustracin 2.17 Estructura de control, 6 impulsos

130B

D46

2.10

3 Phasepowerinput

Motor

Brakeresistor

95 PE93-1 (L3-1)92-1 (L2-1)91-1 (L1-1)

(R-) 81

(R+) 82

(PE) 99

(U) 96(V) 97(W) 98

3 Phasepowerinput

95 PE93-2 (L3-2)

92-2 (L2-2)91-2 (L1-2)

Y

Ilustracin 2.18 Estructura de control, 12 impulsos

El convertidor de frecuencia es un equipo de alto rendimiento para aplicaciones exigentes. Puede ocuparse de variosprincipios de control del motor, entre los que se incluyen:

modo de motor especial U/f VVCplus

motores asncronos de jaula de ardilla

El comportamiento en cortocircuito del convertidor de frecuencia depende de los tres transductores de corriente de lasfases del motor.

En 1-00 Modo Configuracin es posible seleccionar si se utiliza el lazo abierto o cerrado.


MG16C105 - Rev. 2013-12-19 33

2 2

2.8.2 Estructura de control de lazo abierto

130B

B153

.10

100%

0%

-100%

100%

P 3-13Referencesite

Localreferencescaled toRPM or Hz

Auto mode

Hand mode

LCP Hand on,o and autoon keys

Linked to hand/auto

Local

Remote

ReferenceRamp

P 4-10Motor speeddirection

To motorcontrol

ReferencehandlingRemotereference

P 4-13Motor speedhigh limit [RPM]

P 4-14Motor speedhigh limit [Hz]

P 4-11Motor speedlow limit [RPM]

P 4-12Motor speedlow limit [Hz]

P 3-4* Ramp 1P 3-5* Ramp 2

Ilustracin 2.19 Estructura de lazo abierto

En la configuracin mostrada en la Ilustracin 2.19, 1-00 Modo Configuracin est ajustado a [0] lazo abierto. Se recibe lareferencia resultante del sistema de manejo de referencias o la referencia local y se transfiere a la limitacin de rampa y develocidad antes de enviarse al control del motor.El lmite de frecuencia mxima disminuye la salida del control del motor.

2.8.3 Control de motor PM / EC+

El concepto EC+ de Danfoss ofrece la posibilidad que los convertidores de frecuencia funcionen con motores PM derendimiento elevado en un tamao del bastidor estndar, segn lo establecido en CEI.La puesta en servicio se puede comparar a la de los motores asncronos (de induccin) que utilizan la estrategia de controlVVCplus PM de Danfoss.

Ventajas para el cliente:

Opcin de la tecnologa del motor (motor de magnetizacin permanente o de induccin) Instalacin y funcionamiento similares a los de los motores de induccin Independencia del fabricante al elegir componentes del sistema, como motores Rendimiento del sistema mejorado gracias a la eleccin de los mejores componentes Posibilidad de actualizar instalaciones existentes Intervalo de alta potencia: 1,1-1400 kW en el caso de motores de induccin y 1,1-22 kW en el caso de los motores

PM


34 MG16C105 - Rev. 2013-12-19

22

Limitaciones de intensidad:

Actualmente, solamente hasta 22 kW Actualmente, limitada a motores PM no salientes Los filtros LC no son compatibles con motores

PM

El algoritmo de sobretensin no es compatiblecon motores PM

El algoritmo de energa regenerativa no escompatible con motores PM

El algoritmo AMA no es compatible con motoresPM

Sin deteccin de que falta una fase del motor Deteccin de no calado Sin funcin de ETR

2.8.4 Control local (Hand On) y remoto(Auto On)

El convertidor de frecuencia puede accionarsemanualmente a travs del panel de control local (LCP) ode forma remota mediante entradas analgicas y digitaleso un bus serie.Si es posible arrancar y parar el convertidor de frecuenciamediante el LCP utilizando las teclas [Hand On] y [Off], sise permite en los siguientes parmetros:

0-40 Botn (Hand on) en LCP 0-41 Botn (Off) en LCP 0-42 [Auto activ.] llave en LCP 0-43 Botn (Reset) en LCP

Las alarmas pueden reiniciarse mediante la tecla [Reset].Despus de pulsar [Hand On], el convertidor de frecuenciapasa al modo manual y sigue (de manera predeterminada)la referencia local ajustada pulsando [] y [].Tras pulsar [Auto On], el convertidor de frecuencia pasa almodo automtico y sigue (de manera predeterminada) lareferencia remota. En este modo, resulta posible controlarel convertidor de frecuencia mediante las entradasdigitales y diferentes interfaces serie (RS-485, USB o un busde campo opcional). Consulte ms detalles acerca delarranque, parada, cambio de rampas y ajustes deparmetros en el grupo de parmetros 5-1* Entradasdigitales o en el grupo de parmetros 8-5* Digital/Bus.

130B

P046.10

Handon O

Autoon Reset

Ilustracin 2.20 Teclas del LCP

Hand OffAutoTeclas del LCP

Origen dereferencia3-13 Lugar dereferencia

Referencia activa

Hand Conectado aHand / Auto

Local

Hand -> Off Conectado aHand / Auto

Local

Auto Conectado aHand / Auto

Remota

Auto -> Off Conectado aHand / Auto

Remota

Todas las teclas Local Local

Todas las teclas Remota Remota

Tabla 2.8 Condiciones para la referencia remota o local

La Tabla 2.8 indica en qu condiciones est activada lareferencia local o la remota. Una de ellas est siempreactiva, pero nunca pueden estarlo ambas a la vez.

La referencia local hace que el modo de configuracin seajuste a lazo abierto, independientemente del ajuste de1-00 Modo Configuracin.

La referencia local se restaura con la desconexin.

2.8.5 Estructura de control de lazo cerrado

El controlador interno permite que el convertidor defrecuencia se convierta en parte del sistema controlado. Elconvertidor de frecuencia recibe una seal de realimen-tacin desde un sensor en el sistema. Compara esta sealcon un valor de referencia de consigna y determina elerror, si lo hay, entre las dos seales. Ajusta luego lavelocidad del motor para corregir el error.


MG16C105 - Rev. 2013-12-19 35

2 2

Por ejemplo, consideremos una aplicacin de bombas en la que la velocidad de una bomba debe controlarse de forma quela presin esttica en una tubera sea constante. El valor de presin esttica deseado se suministra al convertidor defrecuencia como referencia de consigna. Un sensor de presin esttica mide la presin esttica real en la tubera ysuministra este dato al convertidor en forma de seal de realimentacin. Si la seal de realimentacin es mayor que lareferencia de consigna, el convertidor de frecuencia disminuye la velocidad para reducir la presin. De la misma forma, si lapresin en la tubera es inferior a la referencia de consigna, el convertidor de frecuencia acelera para aumentar la presinsuministrada por la bomba.

Ilustracin 2.21 Diagrama de bloques de controlador de lazo cerrado

Aunque los valores predeterminados del controlador de lazo cerrado proporcionarn normalmente un rendimientosatisfactorio, a menudo puede optimizarse el control del sistema ajustando algunos de los parmetros del controlador delazo cerrado. Tambin se pueden ajustar automticamente las constantes del control PI.

2.8.6 Gestin de la realimentacin

Ilustracin 2.22 Diagrama de bloques de procesamiento de seal de realimentacin

La gestin de la realimentacin puede configurarse para trabajar con aplicaciones que requieran un control avanzado, talescomo mltiples valores de consigna y realimentaciones. Son habituales tres tipos de control.


36 MG16C105 - Rev. 2013-12-19

22

Zona nica, valor de consigna nicoZona nica, valor de consigna nico es una configuracin bsica. El valor de consigna 1 se aade a cualquier otra referencia(si la hay, consulte captulo 2.8.8 Manejo de referencias ) y la seal de realimentacin se selecciona utilizando 20-20 Funcinde realim.

Multizona, valor de consigna nicoMultizona, valor de consigna nico utiliza dos o tres sensores de realimentacin, pero un nico valor de consigna. Larealimentacin puede sumarse, restarse (solo realimentacin 1 y 2) o puede hallarse su promedio. Adicionalmente, puedeusarse el valor mximo o el mnimo. El valor de consigna 1 se utiliza exclusivamente en esta configuracin.

Si se ha seleccionado [13] Mn. consignas mltiples, el par de valor de consigna / realimentacin que tenga la mayordiferencia controla la velocidad del convertidor de frecuencia. [14] Mx. consignas mltiples intenta mantener todas las zonasen sus respectivos valores de consigna,o por debajo de ellos, mientras que [13] Mn. consignas mltiples intenta mantenertodas las zonas en sus valores de consigna respectivos, o por encima de ellos.

Ejemplo:Una aplicacin con dos zonas y dos valores de consigna en la que el valor de consigna de la zona 1 es 15 bar y la realimen-tacin es 5,5 bar. El valor de consigna de la zona 2 es 4,4 bar y la realimentacin es 4,6 bar. Si se selecciona [14] Mx.consignas mltiples, el valor de consigna y la realimentacin de la zona 2 se envan al controlador PID, puesto que es la quetiene la menor diferencia (la realimentacin es mayor que el valor de consigna, lo que produce una diferencia negativa). Sise selecciona [13] Mn. consignas mltiples, el valor de consigna y la realimentacin de la zona 1 se envan al controladorPID, puesto que es la que tiene la mayor diferencia (la realimentacin es menor que el valor de consigna, lo que produceuna diferencia positiva).

2.8.7 Conversin de realimentacin

En algunas aplicaciones, puede resultar de utilidad convertir la seal de realimentacin. Un ejemplo de ello es el uso de unaseal de presin para proporcionar realimentacin de caudal. Puesto que la raz cuadrada de la presin es proporcional alcaudal, la raz cuadrada de la seal de presin suministra un valor proporcional al caudal. Esto se muestra en laIlustracin 2.23.

Ilustracin 2.23 Conversin de realimentacin


MG16C105 - Rev. 2013-12-19 37

2 2

2.8.8 Manejo de referencias

Detalles para el funcionamiento en lazo abierto y en lazo cerrado.

Ilustracin 2.24 Referencia remota


38 MG16C105 - Rev. 2013-12-19

22

La referencia remota est compuesta por:

Referencias internas. Referencias externas (entradas analgicas, de

frecuencia de impulsos, de potencimetrosdigitales y de referencias de bus de comunica-ciones serie).

La referencia relativa interna. Valor de consigna controlado de realimentacin.

Es posible programar hasta 8 referencias internas distintasen el convertidor de frecuencia. La referencia interna activapuede seleccionarse utilizando entradas digitales o el busde comunicacin serie. La referencia tambin puedesuministrarse externamente, generalmente desde unaentrada analgica. Esta fuente externa se seleccionamediante uno de los tres parmetros de fuente dereferencia (3-15 Fuente 1 de referencia, 3-16 Fuente 2 dereferencia y 3-17 Fuente 3 de referencia).

Digipot es un potencimetro digital. Tambin esdenominado habitualmente control deaceleracin / desaceleracin o control de coma flotante.Para configurarlo, se programa una entrada digital paraaumentar la referencia, mientras otra entrada digital seprograma para disminuir la referencia. Puede utilizarse unatercera entrada digital para reiniciar la referencia delDigipot. Todos los recursos de referencias y la referenciade bus se suman para producir la referencia externa total.Como referencia activa puede seleccionarse la referenciaexterna, la referencia interna o la suma de las dos.Finalmente, esta referencia puede escalarse utilizando3-14 Referencia interna relativa.

La referencia escalada se calcula de la siguiente forma:Referencia = X + X Y100Donde X es la referencia externa, la interna o la suma deambas, e Y es la 3-14 Referencia interna relativa en [%].

Si Y, 3-14 Referencia interna relativa se ajusta a 0 %, lareferencia no se ver afectada por el escalado.

2.8.9 Ejemplo de control PID de lazocerrado

Ilustracin 2.25 Control de lazo cerrado para un sistema deventilacin

En un sistema de ventilacin, mantenga la temperatura enun valor constante. La temperatura deseada se estableceen un intervalo de 5 a +35 C utilizando unpotencimetro de 0-10 V. Como se trata de una aplicacinde refrigeracin, si la temperatura est por encima delvalor de consigna, aumente la velocidad del ventiladorpara proporcionar un mayor caudal de aire de refrige-racin. El sensor de temperatura tiene un rango de 10 a40 C y utiliza un transmisor de dos cables para propor-cionar una seal de 4-20 mA. El rango de frecuencia desalida del convertidor de frecuencia es de 10 a 50 Hz.

1. Arranque / parada mediante el interruptorconectado entre los terminales 12 (+24 V) y 18.

2. Referencia de temperatura a travs de unpotencimetro (de 5 a +35 C, 0-10 V)conectado a los siguientes terminales:

50 (+10 V) 53 (entrada) 55 (comn)

3. Realimentacin de temperatura a travs de untransmisor (de 10 a 40 C, 4-20 mA) conectadoal terminal 54. Interruptor S202 tras el LCPajustado a ON (entrada de intensidad).


MG16C105 - Rev. 2013-12-19 39

2 2

2.8.10 Orden de programacin

AVISO!En este ejemplo, se presupone que se utiliza un motor de induccin, por lo que 1-10 Construccin del motor = [0]Asncrono.

Funcin N. de parmetro Ajuste

1) Asegrese de que el motor est funcionando correctamente. Haga lo siguiente:

Ajuste los parmetros del motor usando los datos de laplaca de caractersticas.

1-2* En funcin de las especificaciones de la placa decaractersticas del motor

Ejecute una adaptacin automtica del motor (AMA). 1-29 [1] Active AMA completo y ejecute luego la funcinAMA.

2) Compruebe que el motor est rodando en la direccin adecuada.

Ejecute una verificacin de la rotacin del motor. 1-28 Si el motor gira en la direccin indebida, desconectetemporalmente la alimentacin e invierta dos de lasfases del motor.

3) Asegrese de que los lmites del convertidor de frecuencia estn ajustados a valores seguros

Compruebe que los ajustes de rampa estn dentro delas posibilidades del convertidor de frecuencia ycumplan las especificaciones de funcionamiento de laaplicacin.

3-413-42

60 s60 sDepende del tamao de motor / cargaTambin activo en modo manual.

Si es necesario, impida la inversin del motor 4-10 [0] Izqda. a dcha.

Especifique unos lmites aceptables para la velocidad delmotor.

4-124-144-19

10 Hz, Lmite bajo veloc. motor [Hz]50 Hz, Lmite alto veloc. motor [Hz]50 Hz, Frecuencia salida mx.

Cambie de lazo abierto a lazo cerrado. 1-00 [3] Lazo cerrado

4) Configure la realimentacin al controlador PID.

Seleccione la unidad de referencia / realimentacinapropiada.

20-12 [71] Bar

5) Configure la referencia de consigna para el controlador PID.

Ajuste unos lmites aceptables para la referencia deconsigna.

20-1320-14

0 bar10 bar

Seleccione la intensidad o la tensin por los interruptores S201 / S202

6) Escale las entradas analgicas empleadas como referencia de consigna y realimentacin.

Escale la entrada analgica 53 para el rango de presindel potencimetro (0-10 bar, 0-10 V).

6-106-116-146-15

0 V10 V (predeterminado)0 bar10 bar

Escale la entrada analgica 54 para el sensor de presin(0-10 bar, 4-20 mA)

6-226-236-246-25

4 mA20 mA (predeterminado)0 bar10 bar

7) Ajuste los parmetros del controlador PID

Ajuste el controlador de lazo cerrado del convertidor defrecuencia si es preciso.

20-9320-94

Consulte el apartado sobre Optimizacin delcontrolador PID, a continuacin.

8) Finalizado

Guarde los ajustes de los parmetros en el LCP. 0-50 [1] Trans. LCP tod. par.

Tabla 2.9 Orden de programacin


40 MG16C105 - Rev. 2013-12-19

22

2.8.11 Optimizacin del controlador de lazo cerrado

Una vez configurado el controlador de lazo cerrado, debe comprobarse el rendimiento del controlador. En muchos casos, surendimiento puede ser aceptable utilizando los valores predeterminados de 20-93 Ganancia proporc. PID y 20-94 Tiempointegral PID. No obstante, en algunos casos puede resultar til optimizar los valores de estos parmetros para proporcionaruna respuesta ms rpida del sistema y al tiempo que se mantiene bajo control la sobremodulacin de velocidad.

2.8.12 Ajuste manual del PID

1. Ponga en marcha el motor.

2. Ajuste 20-93 Ganancia proporc. PID a 0,3 e incremntelo hasta que la seal de realimentacin empiece a oscilar. Sies necesario, arranque y pare el convertidor de frecuencia o haga cambios paso a paso en la referencia deconsigna para intentar que se produzca la oscilacin.

3. Reduzca la ganancia proporcional de PID hasta que la seal de realimentacin se estabilice. Despus, reduzca laganancia proporcional entre un 40 y un 60 %.

4. Ajuste 20-94 Tiempo integral PID a 20 s y reduzca el valor hasta que la seal de realimentacin empiece a oscilar. Sies necesario, arranque y pare el convertidor de frecuencia o haga cambios paso a paso en la referencia deconsigna para intentar que se produzca la oscilacin.

5. Aumente el tiempo integral de PID hasta que la seal de realimentacin se estabilice. Despus, aumente el tiempointegral entre un 15 y un 50 %.

6. 20-95 Tiempo diferencial PID nicamente debe usarse para sistemas de actuacin rpida. El valor normal es el 25 %de 20-94 Tiempo integral PID. La funcin diferencial solo debe emplearse cuando el ajuste de la ganancia propor-cional y del tiempo integral se hayan optimizado por completo. Compruebe que las oscilaciones de la seal derealimentacin estn suficientemente amortiguadas por el filtro de paso bajo para la seal de realimentacin(parmetros 6-16, 6-26, 5-54 o 5-59, segn se necesite).

2.9 Aspectos generales de la EMC

2.9.1 Aspectos generales de las emisiones EMC

Normalmente aparecen interferencias elctricas a frecuencias en el intervalo de 150 kHz a 30 MHz. Las interferenciasgeneradas por el convertidor de frecuencia y transmitidas por el aire, con frecuencias en el rango de 30

Documents

doc_MG16C105