Standard Drives - MICROMASTER MM420
Standard Drives A&D SD
2_BÁSICO 1/ 25
FEV/2001
Seção Transversal de um Motor Assíncrono
Caixa de Conexão
Rolamentos
e
Ventilador
Eixo
Estator
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Rotor
2_BÁSICO 2/ 25
FEV/2001
Curva Torque x Velocidade do Motor de Indução
Torque Máximo
2.5
2.0
Torque Nominal
0
0.2
0.4
0.6
Zona de Fluxo
Constante
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0.8 1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
Zona de Enfraquecimento
de campo
2_BÁSICO 3/ 25
FEV/2001
Requisitos de Tensão e Freqüência
Pelo motor de indução funcionar como um transformador, a tensão deve ser reduzida,
caso a freqüência seja reduzida.
40
100
90
80
70
60
50
0
40
20
30
Os Controles Vetorial e Fluxo de Corrente (FCC)
controlam os níveis de fluxo independentemente.
60
20
Em freqüências mais elevadas, pode ser necessário
uma tensão mais elevada, mas normalmente não é
possível.
80
10
Curvas especiais podem ser programadas para
motores e aplicações especiais.
100
0
Uma curva quadrática pode ser utilizada com Bombas
e Ventiladores economizando energia através da
redução das perdas magnetizantes.
120
% de Tensão de Saída
Uma Tensão Linear com a Curva de Freqüência é
adequada à maioria das aplicações.
Freqüência de Saída
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2_BÁSICO 4/ 25
FEV/2001
Operação Controle V/f
Converter
Ud
Ud- Correction
V/f characterstic
U
U*
Ust
f
Gating
unit
Ramp
Generator
f
n*
o/c trip
H/W
current
trip
Inom (P083)
Current
detection
I
M
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2_BÁSICO 5/ 25
FEV/2001
Modulação por Largura de Pulso - PWM
0V
Temp
o
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2_BÁSICO 6/ 25
FEV/2001
Transistores Bipolares de Gate Isolado (IGBTs)
Tensão
Corrente
Perdas de
comutação
Liga
Desliga
Um Microsegundo
Os IGBTs são interruptores eletrônicos resistentes, eficientes e
rápidos (mas nem tanto).
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2_BÁSICO 7/ 25
FEV/2001
Técnica de Modulação
Existem basicamente duas técnicas de modulação que são usadas pelo MASTERDRIVE.
1.
Modulação por Vetor Espacial:
Variando a taxa de “duração de ligado” (largura do pulso)
de vetores de tensão adjacente com uma magnitude
de tensão constante sobre o período total .
2.
Modulação pelos flancos:
Variando a taxa de “duração de ligado” (largura do pulso)
de vetores de tensão adjacente com uma magnitude
de tensão constante, somente nas flancos do período.
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2_BÁSICO 8/ 25
FEV/2001
Técnica de Modulação
Modulação de Vetor Espacial
V
t
Tensão de Saída = 85% x Tensão de entrada
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2_BÁSICO 9/ 25
FEV/2001
Técnica de Modulação
Modulação pelos flancos
V
t
Tensão de Saída = Tensão de entrada
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2_BÁSICO 10/ 25
FEV/2001
Técnica de Modulação
MASTERDRIVES Motion Control Utiliza Somente Modulação de Vetor Espacial!
Então:
Tensão de Saída = 85% x Tensão de Entrada
Qual é o benefício?
Maior performance dinâmica em de toda faixa de velocidade
Ripple no torque reduzido
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2_BÁSICO 11/ 25
FEV/2001
Comprimento dos Cabos
Pode-se aumentar o comprimento dos cabos utilizando um reator de saída?
SIM!
Reatores de saída DEVEM SER INSTALADOS para grandes distâncias de cabosl!!!!
> 50m cabos blindados
> 100m para cabos não
blindados
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2_BÁSICO 12/ 25
FEV/2001
Opção para MM4: Bobinas de entrada e saída
 Bobinas em formato Footprint
 Bobinas CA de entrada
(redução de harmônicos e aumento da
impedância de linha)
 Bobinas de saída
para uso de cabos longos:
> 50m cabos blindados
> 100m para cabos sem blindagem
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2_BÁSICO 13/ 25
FEV/2001
EMC: Bom Aterramento
Retificador
Link DC
Inversor
cabo do motor shieldado.
M
3~
I.
S
Z
N
ZE
Esta impedância deve ser baixa, do contrário
será gerada uma tensão de interferência.
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2_BÁSICO 14/ 25
FEV/2001
Compatibilidade Eletromagnética
A Compatibilidade Eletromagnética pode ser assegurada por:
Bom Projeto:
Boa instalação:
Layout cuidadoso dos componentes.
Aterramento sólido e eficaz.
Chaveamento e oscilações
controlados.
Separação de cabos de potência e de
sinais.
Proteções nas entradas.
Supressores em contatores, relés.
Bom aterramento e utilização de
superfícies aterradas.
Uso de filtros externos.
Uso de cabos blindados.
Filtros RFI internos.
Um bom projeto é responsabilidade da A&D - DS - S;
a boa instalação é responsabilidade de quem instala.
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2_BÁSICO 15/ 25
FEV/2001
EMC: as Regras de Instalação
1. Aterre todas as partes metálicas com cordoalhas planas.
2. Separe os cabos de sinal dos de potência.
3. Suprima todas as bobinas,contactores, relés, solenóides,
etc.; usando supressores RC.
4. Utilize cabos blindados ou pares torcidos onde for possível.
5. Evite execuções ou loops com cabos extensos. Mantenha
os cabos próximos a partes metálicas aterradas.
6. Aterre ambas as extremidades dos cabos não utilizados.
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2_BÁSICO 16/ 25
FEV/2001
EMC: Resumindo
• Planeje a instalação tendo em mente a EMC.
• Separe a blindagemdos diferentes componentes em compartimentos
diferentes.
Considere a utilização de gabinetes, etc, com grade de
proteção embutida.
• Separe os cabos do Motor dos cabos de sinal.
Aterre ambas as terminações dos cabos analógicos e digitais blindados.
Separe-os se necessário.
• Conexão equipotencial para correntes de alta freqüência.
Cabos de conexão chatos, espessos e encordoados (cordoalhas).
Lembre-se: Prevenir é melhor - e mais barato - que remediar.
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2_BÁSICO 17/ 25
FEV/2001
Opção para MM4: Filtros Classe A e B
 Opção de Filtro ‘Footprint’
Classe A (só 400V para FSA)
 Filtro Classe B suplementar
(para ser incorporado a
equipamentos com filtro Clase A)
 Filtro Classe B de baixa
emissão
(para ser incorporado a
equipamentos sem filtro )
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2_BÁSICO 18/ 25
FEV/2001
Controle de Corrente de Fluxo - FCC
Itotal
Icarga
Ifluxo
Se a tensão do motor é conhecida, então a corrente de
saída total pode ser dividida em parte real (carga) e
imaginária (fluxo). A parte do Fluxo pode então ser
controlada, e o fluxo no motor otimizado para todas as
condições.
Este é o controle de corrente de fluxo (FCC). Não é tão
eficaz quanto o controle vetorial total, o qual também leva
em consideração a posição do rotor.
Standard Drives A&D SD
2_BÁSICO 19/ 25
FEV/2001
Operação Controle de Corrente de Fluxo - FCC
Ud
V/f characteristic
U
Um
U*
_
f
Ud Correction
Ust
+
Ramp
Generator
Gating
unit
n*
+
+
-
f
+
Effective at
f>fs
Current
limiting
controller
Slip
compensation
+
FCC
Current
detection
_
I
Effective at f < f s
Iist
M
V/f control without speed detection
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2_BÁSICO 20/ 25
FEV/2001
O que é Controle Vetorial?
Em uma máquina CC, o campo é um
enrolamento separado, portanto as
correntes de Armadura (Torque) e de
Campo (Fluxo), podem ser controladas
de forma independente.
Em uma máquina CA,as correntes do
enrolamento do estator geram o Fluxo
e o Torque; portanto, é difícil controlar
Torque e Fluxo separadamente.
O controle independente das correntes
de Fluxo e Torque permite uma
excelente performance - Torque em
velocidade zero, resposta rápida a
variações de carga, etc.
O controle do módulo da corrente não
permitirá o controle independente.
Portanto, o módulo e a fase - o Vetor da corrente devem ser controlados.
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2_BÁSICO 21/ 25
FEV/2001
O que é Controle Vetorial?
Alimentação
Inversor CA
Encoder
Motor CA
Carga
Realimentação de Posição
Para controlar Torque e Fluxo no Motor CA, a corrente do estator deve ser controlada em
módulo e fase - Vetorialmente.
Para controlar a fase em relação ao rotor, a posição do rotor deve ser conhecida.
Conseqüentemente, para controle Vetorial total , deve-se utilizar um encoder para
informar ao inversor a posição do rotor.
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2_BÁSICO 22/ 25
FEV/2001
Operação Controle Vetorial Sensorless
Converter
EMF computer
for pre-control

I- Controller
I Start *
Ramp
Generator
n*

M
Acc.
dn*/dt
+
+
-
n-controller
+
+

I*
+
M*

M*

IW *
+
IW *
Coord
transformer
U*
Ud Corr
-ection
USt
+

Gating
unit
IW -controller
f<fs
f
+
f>fs
+
Effective at f > f s
Iwist
I ist
+
+

Load
Control
Motor Model
with vector
transformation

f
U
I
f Slip
n calculated
M
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2_BÁSICO 23/ 25
FEV/2001
Influências de harmônicos no sistema
Standard Drives A&D SD
2_BÁSICO 24/ 25
FEV/2001
Opção para MM4: Bobinas de entrada e saída
 Bobinas em formato Footprint
 Bobinas CA de entrada
(redução de harmônicos e aumento da
impedância de linha)
 Bobinas de saída
para uso de cabos longos:
> 50m cabos blindados
> 100m para cabos sem blindagem
Standard Drives A&D SD
2_BÁSICO 25/ 25
FEV/2001