I
NSTALACIÓN Y
CABLEADO
C
APÍTULO
En este capítulo...
Condiciones ambientales . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2–2
Instalación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2–3
Dimensiones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2–4
Diagramas de terminales . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2–11
Diagramas de alambrado de terminales . . . . . . .2–13
Datos de cableado del circuia de potencia . . . . .2–17
Diagramas de cableado de potencia . . . . . . . . . .2–19
Terminales de control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2–22
Diagrama de cableado de control drenador . . .2–23
Diagrama de cableado de control surtidor . . . . . .2–24
Cableado externo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2–25
Consideraciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2–27
Capítulo 2:instalación y cableado
Condiciones ambientales
Antes de ser instalado, el variador de frecuencia debe mantenerse en el embalaje de embarque en que se envió. Para mantener la garantía, el variador de frecuencia debe ser almacenado adecuadamente cuando no se va a usar por un período extendido. Algunas sugerencias de almacenaje son:
• Almacénelo en un lugar limpio y seco, libre de luz solar directa o de vapores corrosivos.
• Almacénelo en una temperatura ambiente entre -20°C a +60°C.
• Almacénelo en una humedad relativa entre 0% a 90% y en un ambiente sin condensación.
• Almacénelo en una presión de aire entre 86 kPA a 106kPA.
Condiciones ambientales
Temperatura ambiente
-10°C a 40°C (14°F a 104°F)
Temperatura de almacenamiena
-20° a 60 ° C (-4°F a 140°F)
Humedad relativa
Presión atmosférica
Vibración
Localización de la
Instalación
Protección
0 a 90% (sin condensación)
86 kPA a 106kPA
9.8 m/s
2
(1G) less than 10Hz, 5.9 m/s
2
(0.6G) 10 a 60Hz
Altura: Hasta 1000m sobre el nivel del mar, manténgalo alejado de gases corrosivos, líquidos, y polvos
IP20: Protección contra contacto por los dedos. Protección contra el ingreso de objectos de tamaño medio.
2–2
M
ANUAL DEL VARIADOR
DURA
PULSE
Capítulo 2:instalación y cableado
Instalación
La instalación incorrecta del variador de frecuencia reducirá considerablemente la vida del accionador. Asegúrese de observar las siguientes precauciones cuando seleccione la localización de montaje.
A
DVERTENCIA
: ¡Al no observar estas precauciones se puede causar daño al variador de frecuencia e invalidar la garantía!
• No monte el variador de frecuencia cerca de elementos que emitan calor o directamente en la luz solar.
• No instale el variador de frecuencia en un sitio sujeto a altas temperaturas, alta humedad, vibraciones excesivas, gases o líquidos corrosivos, o polvo o partículas de metal en el aire.
• Monte el variador de frecuencia verticalmente y no limite el flujo de aire en las aletas del disipador térmico.
• Conecte el variador de frecuencia con cables de hasta 250 pies solamente;
Use un reactor en el lado de salida para evitar ondas reflejadas.
A
DVERTENCIA
: Los variadores de frecuencia generan una gran cantidad de calor que puede dañar el variador de frecuencia. Típicamente se necesitan métodos auxiliares para enfriar el ambiente para no exceder temperaturas máximas.
Separaciones mínimas y flujo de aire
L
A TEMPERATURA MAXIMA AMBIENTE NO DEBE PASAR DE
40°C (104°F)!
1a. Ed. español 08/05
M
ANUAL DEL VARIADOR
DURA
PULSE
2–3
Capítulo 2:instalación y cableado
Dimensiones
Tamaño A
Número de parte: GS3-21P0, GS3-22P0, GS3-41P0, GS3-42P0
2–4
M
ANUAL DEL VARIADOR
DURA
PULSE
Unidades: mm [pulgadas]
Dimensiones, cont.
Tamaño A con ventilador
Número de parte: GS3-43P0
Capítulo 2:instalación y cableado
1a. Ed. español 08/05
Unidades: mm [pulgadas]
M
ANUAL DEL VARIADOR
DURA
PULSE
2–5
Capítulo 2:instalación y cableado
Dimensiones, cont.
Tamaño B
Número de parte: GS3-23P0, GS3-25P0, GS3-45PO
2–6
M
ANUAL DEL VARIADOR
DURA
PULSE
Unidades: mm [pulgadas]
Capítulo 2:instalación y cableado
Dimensiones, cont.
Tamaño C
Número de parte: GS3-27P5, GS3-2010, GS3-2015
GS3-47P5, GS3-4010, GS3-4015
1a. Ed. español 08/05
Unidades: mm [pulgadas]
M
ANUAL DEL VARIADOR
DURA
PULSE
2–7
Capítulo 2:instalación y cableado
Dimensiones, cont.
Tamaño D
Número de parte: GS3-2020, GS3-2025, GS3-2030
GS3-4020, GS3-4025, GS3-4030
2–8
M
ANUAL DEL VARIADOR
DURA
PULSE
Unidades: mm [pulgadas]
Capítulo 2:instalación y cableado
Dimensiones, cont.
Tamaño E
Número de parte: GS3-2040, GS3-2050
GS3-4040, GS3-4050, GS3-4060
1a. Ed. español 08/05
Unidades: mm [pulgadas]
M
ANUAL DEL VARIADOR
DURA
PULSE
2–9
Capítulo 2:instalación y cableado
Dimensiones, cont.
Tamaño F
Número de parte: GS3-4075, GS3-4100
2–10
M
ANUAL DEL VARIADOR
DURA
PULSE
Unidades: mm [pulgadas]
Capítulo 2:instalación y cableado
Conexiones
PELIGRO!
¡V
OLTAJE PELIGROSO
!
Antes de hacer alguna conexión al variador de frecuencia, desconecte todo suministro eléctrico al variador de frecuencia y espere cinco minutos para que los condensadores se descarguen.
A
DVERTENCIA
: Cualquier modificación eléctrica o mecánica a este equipo sin consentimiena previo por escria de AutomationDirect.com, Inc. anulará toda la garantía, puede resultar en riesgos de seguridad y puede anular el listado de UL.
Notas de cableado
:
POR FAVOR LEA ANTES DE INSTALAR
.
A
DVERTENCIA
: No conecte el suministro de energía a los bornes de salida T1, T2, y T3. Esa le hará daño al variador de frecuencia.
A
DVERTENCIA
: Ajuste todos los tornillos a las especificaciones recomendadas de torque.
Vea "Cableado del circuia principal" luego en este capítulo.
1. Durante la instalación, siga los códigos locales de seguridad eléctrica y de construcción del país en que se va a instalar el variador de frecuencia.
2. Asegúrese que estén conectados dispositivos de protección apropiados
(interruptores de circuitos o fusibles) entre el suministro eléctrico y el variador de frecuencia
3. Asegúrese que los cables estén conectados correctamente y que el variador de frecuencia esté debidamente puesa a tierra. (La resistencia del cable de tierra no debe exceder 0,1q.).
4. Use cables de tierra con una sección que cumpla con las normas y manténgalos lo más cortos posible.
5. No use un contactor o desconectador para controlar la partida y parada de un
variador. Esta acción reducirá la vida útil del variador. El desconectar la alimentación puede ser hecho solamente en casos de emergencia
6. Se pueden instalar múltiples unidades DURA
PULSE
en una localización. Todas las unidades deben ser puestas a tierra directamente a una conexión de tierra común. Las conexiones de tierra del variador también pueden ser conectadas en paralelo, como se muestra en la siguiente figura. Asegúrese que no haya lazos
cerrados de cableado a tierra.
7. Cuando las conexiones de salida T1, T2, y T3 del variador de frecuencia son conectadas a los bornes T1, T2, y T3 del motor, respectivamente, la rotación del motor será hacia la izquierda (mirando desde el lado del eje del motor) cuando se recibe un comando para una rotación hacia delante. Para invertir la dirección de la rotación del motor, cambie las conexiones entre dos de cualquiera de los tres conductores.
8. Asegúrese que la alimentación de energía eléctrica es capaz de suministrar el voltaje correcto y la corriente necesaria al variador
1a. Ed. español 08/05
M
ANUAL DEL VARIADOR
DURA
PULSE
2–11
Capítulo 2:instalación y cableado
9. No conecte o desconecte el cableado mientras se le suministre energía al variador de frecuencia.
10. No inspeccione componentes a menos que la lámpara “POWER” esté apagada
11. No mida señales de circuitos en la tarjeta electrónica mientras el variador de frecuencia esté en operación
12. Loa variadores DURA
PULSE
no deben ser usados con motores monofásicos.
13. Instale los cable de potencia y control separadamente, o a 90 grados uno del otro.
14. Si se necesita un filtro para reducir interferencia electromagnética, instale éste lo mas cerca posible del variador. La interferencia puede ser también reducida bajando la frecuencia portadora PWM.
15. Si el variador es instalado en un lugar donde se necesite un reactor de salida (por ejemplo con cable al motor de más de 25 m), instale el filtro cerca del lado T1, T2, and T3 del variador. No use un condensador, un filtro LC (Inductancia y condensador), o un filtro RC
(Resistencia y condensador), a menos que sea aprovado por AutomationDirect.
16. Cuando use un GFCI (Interruptor con circuito de falla a tierra), seleccione un detector de corriente con una sensibilidad de 200 mA y una detección de no menos de 0,1-segundos para evitar repetidas desconexiones.
Precauciones de operación con el motor
1. Cuando se usa el variador de frecuencia para operar un motor de inducción trifásico común, note que la pérdida de energía es mayor que la de un motor de servicio diseñado para inversores de frequencia (Inverter duty).
2. Evite hacer funcionar un motor de inducción común a una velocidad baja; esa puede hacer que la temperatura del motor exceda la temperatura del motor debido al limitado flujo de aire producido por el ventilador del motor.
3. Cuando un motor común funciona a velocidades bajas, la carga de salida debe ser reducida.
4. Si se desea una salida de 100% de torque a una velocidad baja, se recomienda usar un motor especial tipo "inverter duty".
Capacidad de cortocircuito
Apropiado para uso en un circuito capaz de entregar no más de 5000 A rms simétricos. Para todos los modelos 460V, el máximo es 480 Volt. Para todos los modelos 230V, el máximo es 240 Volt.
Códigos aplicables
Todos los variadores de frecuencia serie DURA
PULSE
están listados en el Underwriters
Laboratories, Inc. (UL) y el Underwriters Laboratories de Canadá (cUL), y cumplen con los requerimientos de la National Electrical Code (NEC) y el Electrical Code de Canadá
(CEC).
Las instalaciones que deban cumplir con UL and cUL deben seguir las instrucciones suministradas en " Notas de cableado" como estandar mínimo. Siga todo los códigos locales que excedan UL and cUL. Refierase a la etiqueta de datos técnicos pegada al variador y a la placa de identificación del motor para datos eléctricos.
La sección "Aparatos de protección de circuitos" en el A
PENDICE
A, lista los fusibles recomendados para cada modelo DURA
PULSE
. Estos fusibles (o equivalentes) deben ser usados en todas las instalaciones donde se necesita cumplir con las normas U.L.
2–12
M
ANUAL DEL VARIADOR
DURA
PULSE
Capítulo 2:instalación y cableado
Diagramas de terminales
GS3-21P0, GS3-22P0, GS3-41P0, GS3-42P0, GS3-43P0
GS3-23P0, GS3-25P0, GS3-45P0
1a. Ed. español 08/05
M
ANUAL DEL VARIADOR
DURA
PULSE
2–13
Capítulo 2:instalación y cableado
Diagramas de terminales (cont.)
GS3-27P5, GS3-47P5, GS3-2010,
GS3-4010, GS3-2015, GS3-4015
GS3-2020, GS3-4020, GS3-2025,
GS3-4025, GS3-2030, GS3-4030
2–14
M
ANUAL DEL VARIADOR
DURA
PULSE
Diagramas de terminales (cont.)
GS3-2040, GS3-2050
Capítulo 2:instalación y cableado
GS3-4040, GS3-4050,GS3-4060
1a. Ed. español 08/05
M
ANUAL DEL VARIADOR
DURA
PULSE
2–15
Capítulo 2:instalación y cableado
Diagramas de terminales (cont.)
GS3-4075, GS3-4100
2–16
M
ANUAL DEL VARIADOR
DURA
PULSE
Capítulo 2:instalación y cableado
Datos de cableado del circuito de potencia
Terminal
L1, L2, L3
T1, T2, T3
B1, B2
+2, – (negativo)
Terminales de potencia
Descripción
Entrada de energía eléctrica
Terminales de conexión al motor
Conexión a la resistencia (Bajo 20HP)
Unidad externa de frenado (20HP y superior)
Tierra
GS3-4030
GS3-41P0
GS3-42P0
GS3-43P0
GS3-45P0
GS3-47P5
GS3-4010
GS3-4015
GS3-4020
GS3-4025
GS3-4030
GS3-4040
GS3-4050
GS3-4060
GS3-4075
GS3-4100
GS3-21P0
GS3-22P0
GS3-23P0
GS3-25P0
GS3-27P5
GS3-2010
GS3-2015
GS3-2020
GS3-2025
GS3-2030
GS3-2040
GS3-2050
Especificaciones de entrada y salida de potencia
Modelo del variador
Corriente de Entrada
(A)
5.7
7.6
15.5
20.6
26
34
50
60
75
90
110
63
90
130
160
32
39
49
60
142
3.2
4.3
5.9
11.2
14
19
25
Corriente de salida
(A)
32
38
45
60
13
18
24
73
91
110
150
2.7
4.2
5.5
8.5
75
90
120
145
17
25
33
49
65
5
7
10
Torque
18kgf-cm
30kgf-cm
40kgf-cm
200kgf-cm
18kgf-cm
30kgf-cm
40kgf-cm
57kgf-cm
200kgf-cm
1a. Ed. español 08/05
M
ANUAL DEL VARIADOR
DURA
PULSE
2–17
Capítulo 2:instalación y cableado
Datos de cableado del circuito de potencia
(cont.)
Alimentación trifásica
Clase 200V
200-240V ± 10%; 50, 60Hz ± 5%
Clase 400V
380-480V ± 10%; 50, 60Hz ± 5%
Modelo: GS3-xxx
Potencia del motor
Corriente nominal del motor (A)
Voltaje máximo de salida
Frecuencia nominal
HP kW
Clase 230 V trifásica
21P0 22P0 23P0 25P0 27P5
1
0,75
2
1,5
3
2,2
5 7 11 17
200 a 240V trifásico (proporcional al voltaje de entrada)
25
0,1 a 400 Hz
5
3,7
7,5
5,5
Modelo : GS3-xxx
Potencia del Motor
HP kW
Corriente nominal del mot or (A)
Voltaje máximo de salida
Frecuencia nominal
Clase 230 V trifásica
2010 2015 2020 2025 2030 2040 2050
10
7,5
15
11
20
15
25
18.5
30
22
40
30
50
37
33 49 65 75 90 120
200 a 240V trifásico (proporcional al voltaje de entrada)
0,1 a 400 Hz
145
Clase 460 V trifásica
Modelo: GS3-xxx
Potencia del motor
41P0 42P0 43P0 45P0 47P5 4010 4015
HP
1
kW
0,75
2
1,5
3
2,2
5
3,7
7,5
5,5
10
7,5
15
11
Corriente nominal del motor (A)
2,7
Voltaje máximo de salida
Frecuencia nominal
4,2 5,5 8,5
0,1 a 400 Hz
13 18
380 a 480V trifásico (proporcional al voltaje de entrada)
24
Clase 460 V trifásica
Modelo: GS3-xxx
Potencia del motor
4020 4025 4030 4040 4050 4060 4075 4100
HP
20 25
kW
15 18,5
30
22
40
30
50
37
60
45
75
55
100
75
Corriente nominal del motor (A)
32
Voltaje máximo de salida
38 45 60 73 91 110
380 a 480V trifásico (proporcional al voltaje de entrada)
150
Frecuencia nominal
0,1 a 400 Hz
2–18
M
ANUAL DEL VARIADOR
DURA
PULSE
Capítulo 2:instalación y cableado
Diagramas de cableado de potencia -Variadores de menos de 20 HP
Nota: Los usuarios deben conectar el cableado de acuerdo al diagrama de abajo.
1a. Ed. Español 06/04
M
ANUAL DEL VARIADOR
DURA
PULSE
2–19
Capítulo 2:instalación y cableado
Diagramas de cableado de potencia -Variadores de
20–30HP (230VCA) y 20-60HP (460VCA)
Nota: Los usuarios deben conectar el cableado de acuerdo al diagrama de abajo
2–20
M
ANUAL DEL VARIADOR
DURA
PULSE
Capítulo 2:instalación y cableado
Diagrama de potencia -variadores de 40–50HP
(230VCA)& 75–100HP (460VCA)
Nota: Los usuarios deben conectar el cableado de acuerdo al diagrama de abajo
1a. Ed. Español 06/04
M
ANUAL DEL VARIADOR
DURA
PULSE
2–21
Capítulo 2:instalación y cableado
Terminales de Control
Símbolo del terminal
Descripción
Terminales de los circuitos de control
Comentarios
+24V
Fuente de voltaje
(+24V, 20 mA), usado por las entradas discretas cableadas para el modo de operación surtidor (Sourcing)
DI1
DI2
DI3
DI4
DI5
DI6
DI7
DI8
DI9
DI10
DI11
DCM
+10V
AI1
AI2
AI3
ACM
R1O
R1C
R1
Entrada discreta 1
Entrada discreta 2
Entrada discreta 3
Entrada discreta 4
Entrada discreta 5
Entrada discreta 6
Entrada discreta 7
Entrada discreta 8
Entrada discreta 9
Entrada discreta 10
Entrada discreta 11
Común
Fuente de poder interna
Entrada análoga
Entrada análoga
Entrada análoga
Común de entradas análogas
Salida relevador 1 normalmente abierto
Salida relevador 1 normalmente cerrado
Común de la salida relevador 1
Voltaje de entrada: con fuente interna (vea Advertencia
abajo)
Modo drenador (sinking): Activo cuando hay bajo voltaje,
VinL Min = 0V, VinL Max = 15V,
Iin Min = 2.1mA, Iin Max = 7.0mA
Modo surtidor (sourcing): Activo cuando hay alto voltaje,
Iin Min = 2.1mA, Iin Max = 7.0mA
Tiempo de Respuesta de las entradas: 12 - 15 ms
Vea también “Diagrama de cableado básico” en las próximas páginas.
+10VCC (10mA carga máxima)
0 a +10 V
0 a 20mA
-10 a +10 V
Carga resistiva:
240VCA - 5A (N.A.) / 3A (N.C.)
24VCC - 5A (N.A.) / 3A (N.C.)
Carga inductiva:
240VCA - 1.5A (N.A) / 0.5A (N.C)
24VCC - 1.5A (N.A) / 0.5A (N.C) Vea P 3.01 a P 3.03
DO1
DO2
DO3
DOC
AO
FO
Salida discreta con optoacoplador
Salida discreta con optoacoplador
Salida discreta con optoacoplador
Común de salidas discretas
Salida análoga
Salida de pulso
Desde 20 VCC hasta un máximo de 48VCC, 50mA
0 a +10 V, 2mA
Terminal +10V con razón of 1:20 en relación a la salida con duty cycle de 50%
A
DVERTENCIA
: NO conecte fuentes de voltaje externo a las entradas discretas. Puede haber daño permanente al variador.
Nota: Use cables con pares trenzados blindados para los cables que llevan las señales de control. Se recomienda instalar los cables en conduit metálicos separados. El blindaje solo debe serconectado al variador. No conecte el blindaje en los dos lados.
2–22
M
ANUAL DEL VARIADOR
DURA
PULSE
Capítulo 2:instalación y cableado
Diagrama de control -Entradas drenadoras
Nota: Los usuarios deben conectar el cableado de acuerdo al diagrama de abajo.
A
DVERTENCIA
: No conecte un modem o teléfono en el puerto serial RJ-12 del variador
DURA
PULSE
, o puede haber daño permamente.
1a. Ed. español 08/05
M
ANUAL DEL VARIADOR
DURA
PULSE
2–23
Capítulo 2:instalación y cableado
Diagrama de Control - Entradas surtidoras
Nota: Los usuarios deben conectar el cableado de acuerdo al diagrama de abajo.
A
DVERTENCIA
: No conecte un modem o teléfono en el puerto serial RJ-12 del variador
DURA
PULSE
, o puede haber daño permamente.
2–24
M
ANUAL DEL VARIADOR
DURA
PULSE
Capítulo 2:instalación y cableado
Cableado externo
1
Alimentación
Por favor siga los requerimientos específicos de alimentación mostrados en el C
APÍTULO
1
2
Fusibles
Los fusibles protejen el variador de corriente de entrada excesiva debido apicos de tensión, cortocircuitos y fallas a tierra. Son recomendados para todas las instalaciones y parainstalaciones listadas por UL.
3
Contactor (Opcional)
No use un contactor o un desconectador para control de partir y parar del variador y el motor. Esto reduce la vida útil del variador. Cortar y encender la energía eléctrica mientras el variador está haciendo funcionar un motor sólo debe hacerse en emergencia.
4
Reactor en la entrada (Opcional)
Los reactores en la entrada protejen el variador de condiciones de sobretensión transientes, típicamente causados por interrupción de condensadores. También reduce las harmonicas asociadas a variadores. Los reactores se recomiendan para todas las instalaciones.
5
Filtro de interferencia electromagnética (Opcional)
Los filtros reducen interferencia electromagnética o ruido en la entrada del variador. Esto es necesario para cumplir con las normas CE y recomendados para instalaciones sensitivas a interferencia electromagnética.
6
Filtro de radio frecuencia (Opcional)
Los filtros RF reducen la interferencia de radiofrecuencia o ruido en la entrada o salida del variador.
7
Unidad y resistencia de frenado (Opcional)
El frenado d i námico permite que el variador produzca torque de frenado adicional. Los variadores pueden producir entre 15% a 20% de torque de frenado sin agregar componentes externos. Puede ser requrido agregar mas frenado en aplicaciones que necesitan una rápida desaceleración o tienen cargas de alta inercia.
8
Reactor en la salida (Opcional)
Los reactores en la salida protejen la aislación del motor contra cortocircuitos del variador y daños por ondas reflejadas a los IGBT y también “suavizan” la forma de onda de la corriente del motor, permitiendo que el motor funcione más frío ya que no hay tantas pérdidas en el fierro. Son recomendados para operar motores que no sean “inverter-duty” y cuando la longitud del cable entre el variador y el motor es mayor de 75 pies.
Nota: Vea el Apéndice A para especificaciones de los accesorios del DURA
PULSE
.
1a. Ed. Español 07/05
M
ANUAL DEL VARIADOR
DURA
PULSE
2–25
Capítulo 2:instalación y cableado
Cableado externo
1
Alimentación
Por favor siga los requerimientos específicos de alimentación mostrados en el C
APÍTULO
1
2
Fusibles
Los fusibles protejen el variador de corriente de entrada excesiva debido a picos de tensión, cortocircuitos y fallas a tierra. Son recomendados para todas las instalaciones y para instalaciones listadas por UL.
3
Contactor (Opcional)
No use un contactor o un desconectador para control de partir y parar del variador y el motor. Esto reduce la vida
útil del variador. Cortar y encender la energía eléctrica mientras el variador está haciendo funcionar un motor sólo debe hacerse en emergencia.
4
Reactor en la entrada(Opcional)
Los reactores en la entrada protejen el variador de condiciones de sobretensión transientes, típicamente causados por interrupción de condensadores. También reduce las harmonicas asociadas a variadores. Los reactores se recomiendan para todas las instalaciones.
5
Filtro de interferencia electromagnética(Opcional)
Los filtros reducen interferencia electromagnética o ruido en la entrada del variador. Esto es necesario para cumplir con las normas CE y recomendados para instalaciones sensitivas a interferencia electromagnética.
6
Filtro de radio frecuencia(Opcional)
Los filtros RF reducen la interferencia de radio frecuencia o ruido en la entrada o salida del variador.
7
Unidad y resistencia de frenado (Opcional)
El frenado d i námico permite que el variador produzca torque de frenado adicional. Los variadores pueden producir entre 15% a 20% de torque de frenado sin agregar componentes externos. Puede ser requrido agregar mas frenado en aplicaciones que necesitan una rápida desaceleración o tienen cargas de alta inercia.
8
Reactor en la salida(Opcional)
Los reactores en la salida protejen la aislación del motor contra cortocircuitos del variador y daños por ondas reflejadas a los IGBT y también “suavizan” la forma de onda de la corriente del motor, permitiendo que el motor funcione más frío ya que no hay tantas pérdidas en el fierro. Son recomendados para operar motores que no sean “inverter-duty” y cuando la longitud del cable entre el variador y el motor es mayor de 75 pies.
2–26
Note: Vea el Apéndice A para especificacione de los accesorios de los variadores de frecuencia DURA
PULSE
.
M
ANUAL DEL VARIADOR
DURA
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Capítulo 2: Instalación y cableado
Consideraciones para instalar un reactor en la alimentación de un variador de frecuencia.
Se hace la selección de un reactor no solamente para disminuir los harmónicos en la alimentación o la reducción de los picos de voltaje. Es necesario también determinar la capacidad de cortocircuito real a la entrada de energía del variador porque el variador DURApulse puede resistir solamente 5 kA. Si el sistema eléctrico tiene más de 5 kA, es necesario limitar esta corriente y el reactor es una de las maneras de limitación de corriente de cortocircuito.
El cálculo de la capacidad de cortocircuito es un método laborioso que implica matemática vectorial. Se acepta extensamente usar los cálculos de corriente simétrica RMS de falla con vectores. El procedimiento a continuación muestra un método simplificado en cómo estimar los valores. No considera los aportes de corrientes de corto circuito de los motores o condensadores en el sistema. Éste es un método corto que permite hacer cálculos rápidos:
Para los cálculos es necesario tener la información de la capacidad de cortocircuito en la entrada de energía eléctrica a la planta, referida en MVA y voltaje, o en la corriente y voltaje, por ejemplo, 57 MVA en 4,16 kVolt o 7,9 kA en 4.,16 kVolt, que es lo mismo, así como las impedancias de transformadores y de cables.
Este nivel de corto circuito es reducido por la impedancia en serie de los cables, los transformadores, las barras de distribución, y referido siempre el nivel de voltaje.
Obviamente si el sistema tiene otro voltaje, la corriente de cortocircuito cambiará.
Por ejemplo, 57 MVA @ 13,2 kVolt corresponderá a una corriente de cortocircuito calculada de 2493 A. Siendo que la corriente de cortocircuito es
I
SC
= MVA/Voltaje/sqrt(3)
La impedancia del cable es importante si los cables son de gran longitud o el voltaje es bajo. La impedancia del transformador se expresa en % de la impedancia base y para un transformador de 225 KVA es típicamente 4%, un transformador de 500
KVA es el 5% y para un transformador de 1000 KVA es 5,75%, todos valores típicos.
Es siempre posible reducir un sistema a un diagrama similar al de abajo:
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Capítulo 2: Instalación y cableado
Tomemos por el ejemplo los valores siguientes: a) Impedancia del cable entre la entrada y el transformador para uso general:Xc con una longitud de 50 pies b) Impedancia Xt del transformador para un transformador 4160/240 Volt, de 500
KVA, 5% de imppedancia c) Impedancia Xd del cable entre el transformador y el tablero de distribución, con la longitud de 300 pies d) Impedancia del cable Xv entre el tablero de distribución y el variador con la longitud de 20 pies
La impedancia de la compañía de distribuición de energía Xu se calcula de la forma siguiente:
Si el generador es consideredo como de 4.16 kVolt, la impedancia es:
Xu = 4160 V/sqrt(3)/7900 = 0,304 Ohm a) Xc será despreciable b) La impedancia base del transformador en 4,16 kVolt es calculada determinando la corriente nominal @ 4.16 kVolt = 500/4,16/sqrt(3) = 69,39 A y después diciendo
ZtB = 4160/sqrt(3)/69,39 A = 34,61 ohm
La impedancia real del transformador es el 5% de este valor, que es
Xt=34,61x5/100 = 1,7309 Ohm c) El cable para el secundario del transformador hasta el tablero es determinado por tablas y corresponde a Xd = 0,00594 Ohm, pero reducido a 4,16 kVolt es
0,00594x(4160/240)2 = 2,97 Ohm.
d) El cable para variador de frecuencia desde el tablero es muy corto de modo que despreciaremos en este caso el vaor de impedancia. Dependiendo del caso específico, esto puede ser importante.
Teniendo estos valores, el cálculo considera que las impedancias están en serie y entonces es posible calcular el cortocircuito en el punto donde se está alimentando el VFD:
Xu = 0,304 Ohm
Xc = 0 Ohm
Xt = 1,7309 Ohm
Xd = 1,78464 Ohm
Xv = 0 Ohm (lo consideraremos sin importancia)
La impedancia total para 4,16 kVolt es en este caso = 3,81954 Ohm.
La corriente en este punto será 4160/sqrt(3)/3,81954 = 628,81 A
Referido a 240 Volt=> 628,81*4160/240 = 10899 A, que es más de lo que se espera. En este caso, el variador actuará como un fusible, porque el variador de
frecuencia es el dispositivo más débil de la rama.
Digamos que seleccionamos un reactor GS-2030-LR. Este reactor tiene una impedancia de 3% y una corriente nominal de 90 A en 230 Volt. La impedancia base es 230/sqrt(3)/90 = 1,475 Ohm
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Capítulo 2: Instalación y cableado
La impedancia real es el 3% de este valor, es decir, 0,04426 Ohm.
En este caso, la impedancia total referida a 4,16 kVolt es
Xr = 0,04426x(4160/240)2 = 13,29 Ohm
La impedancia total referida a 4,16 kVolt, en este caso, es = 17,1172 Ohm al sumar las impedancias.
La corriente en este caso será V/Z= 4160/sqrt(3)/17,11721 = 140,31 A referida a
4,16 kV.
Referido a 240 Volt, 140,31*4160/240 = 2432 A, más bajo que el máximo permitido.
Los reactores se han calculado para mantener la capacidad del cortocircuito siempre debajo del valor admisible de 5 kA de un variador de frecuencia.
Nota : En todos los casos, la adición de un reactor correctamente dimensionado en el circuito de rama del variador reducirá la capacidad de cortocircuito debajo del maximo admissible de un variador.
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