UTILIZACIÓN DE VARIADORES Y ARRANCADORES EN

MOTORES ATEXFebrero 2014

1 Introducción ATEX

2 Designación motores ATEX

3 Soluciones variador

4 Descripción arrancador

En la UE, el uso de equipos en áreas con alto riesgo de explosión está regulado por dos directivas complementarias: Directiva 1999/92/EC (ATEX137) cubre los requerimientos mínimos para la mejora de la

seguridad y salubridad del entorno de trabajo en atmosferas con riesgo de explosión. Directiva 94/9/EC (ATEX 95) tiene como propósito el libre comercio de equipamiento y

sistemas par uso en ambientes explosivos sin la necesidad de pruebas o documentación adicional.

Introducción ATEX

ATEX 95Directiva de Producto

94/9/ECRequerimientos y certificados

para fabricantes

ATEX 137Directiva protección trabajadores

1999/92/ECClasifica las zonas y determina la categoría de producto permisible

*EHSRsRequerimientos de producto

ZonasAnálisis de riesgosCategoría 1

Categoría 2

Categoría 3

Zona 0/20

Zona 1/21

Zona 2/22

* Essential health and safety requirements

GRUP O I ( MINAS)

CAT DESCRIPCIÓN

M1 Equipamiento diseñado para operar en ambientes donde es frecuente una atmosfera explosiva.

M2 Equipamiento que debe desconectarse si existe riesgo de explosión. Ambientes con atmósferas explosivas frecuentes.

Los estándares CENELEC / IEC proporcionan un criterio que determina la clasificación del equipamiento en grupos y categorias de acuerdo con EN / IEC 60079-0:

Dependiendo del tipo de uso, el material eléctrico anti-explosión se divide en dos grupos : Grupo I: Equipamiento para minas de carbón. ( sólo equipamiento especial para minas está

permitido) Grupo II: Equipamiento eléctrico para otros usos excepteo minas (industria de superficie)

GRUPO II (INDUSTRIA DE SUPERFICIE)CAT DESCRIPCIÓN ETIQ ZONA

1Equipamiento con alto grado de protección. La presencia de atmósferas explosivas es continua o durante largos periodos de tiempo.

1G (gas)1D (polvo)

0 (gas)20 (polvo)

2 Equipamiento con alto grado de protección. La presencia de atmósferas explosivas es ocasional.

2G (gas)2D (polvo)

1 (gas)21 (polvo)

3 Equipamiento con grado de protección normal. La presencia de atmósfera explosiva es improbable.

3G (gas)3D (polvo)

2 (gas)22 (polvo)

CLASIFICACIÓN SUB-GRUPOS PARA GASES EN ATMÓSFERAS EXPLOSIVAS (MOTORES ANTI- LLAMA)GRUPO DESCRIPCCIÓN

IIA Acetone, ammonia, benzene, butane, butanol, alcohol butylic, ethane, ethanol, acetate of ethyl, gasoline, hepthanes, hexanes, natural gas, methanol, naphtha, propane, propanol, toluene, esthirene, solvents in general

IIB Acetaldeide, cyclopropane, diethylic ether, ethene, monoxide of carbon

IIC Acetylene, butadiene, oxide of ethene, hydrogen, oxide ofpropylene, gases containing over 30% of hydrogen

Introducción ATEX

DESIGNACIÓN DE MOTORES

TIPO DESCRIPCIÓN

tD/DIPEnvolvente protección contra ignición debido a polvo de acuerdo con IEC 61241-1

nAAnti- chispas. Caja de conexiones con seguridad aumentada.

d Anti- explosión (Diseño robusto)

deAnti- explosión con caja de conexiones con seguridad aumentada.

eSeguridad aumentada. Caja de conexiones con seguridad aumentada.

p Presurizado . (Construcción especial)

DESIGNACIÓN MOTORES ATEX Y ZONAS

CLASE DE TEMPERATURA

La temperatura mínima que provoca una explosión de gas o vapores de mezclas explosivas se denomina temperatura de ignición. Para evitar el riesgo de explosión, la temperatura de la superficie del motor debe estar siempre por debajo de la temperatura de explosión de la mezcla explosiva.

Clase de temperatura (ºC)Temperatura máxima de

la superficie (ºC)EN / IEC60079-0 NEC

T1 T1450

T2 T2T2A12BT2CT2D

300280260230215

T3 T3T3AT3BT3C

200180165160

T4 T4T4A

135120

T5 T5100

T6 T685

La instalación de variador con motores “Ex e” en Zona 1 o Zona 2 no es viable. Adicionalmente, el variador SD700 ofrece prestaciones únicas para aplicaciones ATEX como:

o Filtro dV/dt de serie equipado con sistema CLAM que reduce el dV/dt desde 500V/µs hasta 800V/µs.

o Reduce los picos de tensión en bornes de motor.o Reduce las corrientes por cojinetes y el riesgo de generación de chispas. o Dispone de modelo térmico de control de motor integrada y ajustable.o Opera a 4kHz de frecuencia de conmutación que reduce el sobrecalentamiento del motor

SOLUCIÓN VARIADOR DE VELOCIDAD Solución motores “Ex nA” y “Ex tD/DIP” (T3, T4, T5, T6 < 200ºC) y “Ex d, de y p” en Zona 2:

o Relé monitorización temperatura ATEX (PT100s o PTCs) en zona segura que bien puede accionar el paro seguro STO del variador o el interruptor de corte correspondiente del equipo aguas arriba.

o Selección apropiado de motor (derating)o Frecuencia de conmutación >3kHzo Declaración conformidad específica. Power Electronics se responsabiliza del riesgo.

Solución para motores “Ex d” y “Ex p” (Zona 1) :o La construcción de estos motores eliminan todos los riesgos excepto el de sobrecalentamiento de la

carcasa que podría alcanzar la temperatura de ignición.o Para eliminar dicho riesgo se puede instalar:

o Relé certificado ATEX (PT100s o PTCs) conectadas a canal de seguridad de paro seguro STO (SD700 only).

o Relé certificado ATEX (PT100s o PTCs) conectadas al interruptor de corte correspondiente del equipo aguas arriba.

o Selección apropiado de motor (derating)o Frecuencia de conmutación >3kHz

Reducción de potencia Motores tD/DIPConvertidores PWM fs>3kHz

Reducción de potencia Motores nAConvertidores PWM fs>3kHz

SOLUCIÓN VARIADOR DE VELOCIDAD

SOLUCIÓN ARRANCADORES ELECTRÓNICOS

Los arrancadores electrónicos V2, V5 y VS65 de Power Electronics no incurren en efectos contraproducentes. Excepto el posible sobrecalentamiento del motor si el proceso de arranque es muy frecuente y muy largo.

Solución motores Ex nA y Ex tD/DIP ( Zona 2):o Declaración conformidad específica incluyendo una

limitación en el número de arranques y tiempo de arranque. Power Electronics se responsabiliza del riesgo.

Solución para motores Ex d y Ex p (Zona 1) :o La construcción de estos motores eliminan todos los

riesgos excepto el de sobrecalentamiento de la carcasa.o Para eliminar dicho riesgo se puede optar por lo siguiente:

• Instalación relé de protección ATEX (PT100s o PTC) conectado al contactor de línea (VS65).

• Relé certificado ATEX (PT100s o PTC) conectadas a interruptor aguas arriba pertinente.

La instalación de arrancador con motores “Ex e” en Zona 1 o Zona 2 no es viable.

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