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Powerboss
Controlador Dinâmico Para Motores
Tópicos
Métodos Tradicionais de Partida O Método Powerboss Como Funciona o Powerboss? Economia com o Powerboss Powerboss em Ação
Motores de Indução CA
Direta Estrela Triângulo Chave Compensadora
Métodos Tradicionais de Partida
• Corrente • Torque
Partida Direta C
orr
en
te d
o
Mo
tor
Velocidade
In
6-10 x In
100% N
XT
orq
ue
No
min
al
Mo
tor
Velocidade 100% N
2.5
1Excesso de Torque de Partida
Excesso de Corrente
Torque com Partida DiretaTorque da CargaExcesso de Torque de Aceleração
Partida Estrela Triângulo
Baixo Custo / Simplicidade Redução Fixa do Torque Pico de Transição Operação com Seis Fios
Partida Estrela Triângulo
Contactora de Linha
Relé Térmico
U1
V1
W1
L1
L2
L3
Entrada
Fusíveis
W2
U2
V2
Contactora Triângulo
Contactora Estrela
Estrela - Triângulo† Corrente Estrela
Triângulo† Torque Estrela
TriânguloPico de Transição de até 20 x
In
Excesso de Corrente de Partidas
Co
rren
te d
o M
oto
r
Velocidade 100% N
4-6 x In
In
XT
orq
ue
No
min
al
Mo
tor
Velocidade 100% N
2.5
1
Torque em TriânguloTorque em EstrelaTorque da CargaExcesso de Torque de Aceleração
0.66
Chave Compensadora
Projeto Complexo Grande Tamanho Alto Custo Projeto para Uso Específico Alto Custo de Reposição
Chave Compensadora
Sobrecarga
MotorEm Estrêla ou Triângulo
L1,L2, L3
Linha
Fusíveis
Contato de Linha
Auto Transformador
K1K2K3
Chave Compensadora
• Corrente • Torque
Co
rren
te M
oto
r
Velocidade 100% N
6-10 x In
XT
orq
ue
No
min
al d
o M
oto
r
Velocidade 100% N
2.5
0.66
Torque do MotorTorque da CargaDegraus deAceleração
In
Powerboss
O Método de Partida do Powerboss
Powerboss
Controle Preciso da Corrente do Motor Ajuste do Torque do Motor à Carga
Aceleração Suave - SOFT-START SOFT-STOP – Para Bombas Hidráulicas Economia de Energia Quando em
Baixa Solicitação de Carga.
Vantagens Sobre os Métodos Tradicionais
Powerboss
Contactora de Linha
Relé Térmico
MotorConectado em Estrela ou Triângulo
UV
W
L1
L2
L3
Linha Fusíveis
Microcontrolador
Porta do Tiristor
Ent
rada
s do
Usu
ário
Saí
das
Par
a
o U
suár
ioC
ontr
ole
de E
/S
* Fusíveis Semicondutores
*
• Corrente • Torque
PowerbossC
orr
en
te
do
Mo
tor
Velocidade 100% N
6-10 x In Corrente DiretaCorrente da Rampa de Partida
X T
orq
ue
No
min
al
do
M
oto
r
Velocidade 100% N
2.5
0.66
Torque do MotorTorque da CargaTorque do PowerbossTorque de Aceleração
1
1
Corrente de Partida
Desperdiçada
Torque de Partida
Poupado
Teoria da Otimização
Powerboss
Teoria de Controle Torque do Motor é Proporcional ao Quadrado da Voltagem
70%V = 49% Torque A Corrente é Proporcional a Voltagem A Voltagem Controla a Corrente e o Torque
Powerboss
Curva de Eficiência de um Motor
Powerboss
Efi
ciê
nc
ia d
o
Mo
tor
Carga do Motor
100%
50%
100%
Wasted Energy
Wasted Energy
Teoria da Otimização de Energia
As Perdas do Ferro (Perdas Magnéticas) são fixas à uma Tensão Constante
Cerca de 55% das Perdas são Relativas ao Ferro
Cerca de 45% das Perdas são Relativas ao Cobre e a Fricção
Powerboss
Perdas de um Motor• Perdas à Tensão Constante
%P
erda
s do
Mot
or
1
5
10
12
%Carga do Motor
Copper Losses (I2R)
50 100
Perdas do Cobre (I2R)
Perdas do Ferro(KVAr)
Perdas de Fricção
Powerboss
Powerboss – Como Funciona?
Powerboss
Controle do Ângulo de Fase
Ø
Ø
+
_
Powerboss
TiristoresPorta
Anodo Catodo
LnhaeMotor
+
_
Powerboss
Chaveamento dos Tiristores
10 - 16
PT1
6IC1-39 7
+5V
IC2 IC4
+15V
CONN2
PHA
FAA
FAB
M-A
Powerboss
Sincronização de Tensão
PHAIC11
Powerboss
Corrente e Fator de Potência
IC1-34 2
386
75
CONN2
PHA
FAA
FAB
M-A
+
~-
~
+5V
Powerboss
Controle de Falta de Fase
IC210
M-A (Red Motor Phase)
R43
D10
D9
+5V
GND
IC1-12
Powerboss
Identificando Aplicações
1º Estágio – Critérios de Escolha 2º Estágio – Executar uma Pesquisa 3º Estágio - Instalação do Powerboss 4º Estágio – Tomando Medidas
Powerboss
Critérios de Escolha
Aplicações de Rotação Constante Ciclo de Carga Variável O Motor deve estar sem carga por
aproximadamente 50% de seu Ciclo de Trabalho
Fator de Potência = < 0.63
Powerboss
O Controle de um Motor não é uma Ciência Exata…..
Existem Inúmeras Variáveis…..
O Melhor que Podemos Fazer é uma Estimativa.
Lembre sempre que...
Algumas Questões Básicas O que é Fator de Potência?
Como os medidores de kWHr Medem a Potência ?
O que são Capacitores de Correção de Fator de Potência?
Powerboss
Executando uma Pesquisa Estabelecendo o Ciclo de Trabalho
(Períodos ligado/desligado) Medindo o Fator de Potência sem
Carga Medindo o Fator de Potência
quando em Carga Verificar a Tabela
Powerboss
Identificando as Economias
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
•
Fat
or d
e P
otên
cia
Economia Possível
37%
29%
23%
16%
10%
Powerboss
5%
0.1
Instalando o Powerboss
Técnicos Qualificados Tomada das Medidas de Segurança Pessoal Utilizar Material Elétrico Adequado
a Corrente
Powerboss
Conecções de Potência
TERRA
(Aterramento)
Motor de Indução
K2 K1
K3
Contactora Opcional de Reversão
Contactora de Linha
Contactora de Bypass
Da Alimentação dos Fusíveis Trifásicos
U V W
L1 L2 L3
TERRA
Powerboss Compact
Relé de sobrecarga do Motor
Varistores (se fornecidos).
Conecções de Controle
110V/230VAlimentação de
Controle
K1
TT
Powerboss Compact
CONN7A
1234
SOBRECARGA
START
VENTILADOR(se incluído)
STOP
RL1 Relé de Marcha
CONN5
123456
RL2 Relé Programável
CONN6
123456
Instalação Mínima
Conecções de Controle
O que são Motores de Rotor Aberto ? Porque Utilizar Motores de Rotor Aberto? Como se parte um Motor de Rotor Aberto? Podem as resitências de partida serem
removidas?
Algumas Perguntas sobre Motores de Rotor Aberto
Conecções de Controle
Conexões de um Motor de Rotor Aberto
Controlador do Existente do Rotor
U V W
L1 L2 L3
V
E
U W
D F
Terra
CONN7A
1234
CONN1 Seleção de Tensão para operação em 415 V
Powerboss PMLV2
Proteção de Sobrecarga (Relé Térmico)Varistores (se incluídos)
CONN11 2 3 4 5 6 7 8 9
VentiladorTensão do Ventilador
110 or 230VAC
CONN61 2 3 4 5 6
RL2
Alimentação Trifásica
Sobrecarga
Start
Stop
K1
Controle de Alimentação
TT
Conecções de Controle
Os Temporizadores devem ser Desligados O Que Acontece se não podemos Desligar
os Temporizadores? RL2 deve ser ajustado como relé de falha
Conecção – Estrela Triângulo
Conecções de Controle
AterramentoRelé de Sobrecarga
Linha
RL2
TT
L1 L2 L3
Seccionador
K3
CONN11 2 3 4 5 6 7 8 9
U V W Terra
Powerboss PMLV2
CONN7A
1234
CONN61 2 3 4 5 6
Ventilador
K3 K1 K2
U1 W1
W2U2 V2
Ligação em Estrela Triângulo
Instalando o Powerboss Verificar se a Potência e a tensão do Powerboss
correspondem com a da Placa de Identificação do Motor
Verificar se a voltagem do(s) ventilador(es) está correta
Em Caso de dúvidas Questione o Fornecedor
POR FAVOR! LEIA 0 MANUAL
Powerboss
Instalando o PowerbossCondição do Ambiente - 1
Powerboss é IP20 – Satisfatório para Instalação Vertical Até 30kW deixar um Afastamento mínimo de 100mm, para unidades de mais 30kW 150mm
Powerboss
Instalando o Powerboss Condição do Ambiente - 2
Para Exigências Superiores de IP, o Powerboss Precisa ser instalado em um gabinete adequado as exigências. A Ventilação deve ser Adequada para permitir uma Temperatura de Trabalho Máxima de 55° C no Interior do Gabinete.
Powerboss
Instalando o PowerbossAcessórios Adicionais Requeridos
Os mesmos que para Partida Direta Chave Seccionadora Cabos para Interconexão Contactora Relé de Sobrecarga
Powerboss
Instalando o PowerbossInformações Necessárias
Aplicação - Observar Cargas de Alta Inércia
Motor - Especificação de kWTensãoCorrenteTipo
Ambiente - Exigências IP
Powerboss
Instalando o PowerbossConecções de Potência
Inspecionar a Instalação existente Utilizar sempre que possível o diagrama esquemática para efetuar a instalação. Instalar Powerboss o mais Próximo
possível do Motor Contactar o Fornecedor em Caso de
Dúvidas
Powerboss
Instalando o PowerbossConecções de Controle
Verificar se a Tensão do Ventilador é a requerida Deixar o Barramento das Conecções de
Controle o mais longe possível da dosuprimento de Força. Aterre o Powerboss para minimizar a IEM(RFI) É de boa prática se instalar supressores
de ruído nas bobinas das contactoras
Powerboss
Instalando oPowerbossCapacitores de Correção de Fator de
Potência Os Capacitores de Correção de Fator de
Potência, Nunca Devem estar Conectados Diretamente ao Motor Sempre conectar os Capacitores de Correção de Fator de Potência no lado Vivo da K1M Ligados através de uma Contactora em Paralelo com K1M
Powerboss
Armadilhas 1
Consome 3.6 W por Ampere Pode precisar de ventilação adicional para IP54 Atenção com motores de Rotor aberto Capacitores de Correção de Fator de Potência
Powerboss
Armadilhas 2 Observar as Normas de Segurança quando Utilizar em Elevadores Tomar Cuidado com Cargas de Alta Inércia Cargas que necessitam torque pleno à
velocidade zero, não são compatíveis com Soft Starting Motores com Freio – Necessitam alimentação em separado
Powerboss
Inversores Os Inversores controlam a Freqüência
e a Voltagem e são utilizados onde a variação de velocidade é necessaria. O Powerboss Controla somente a Tensão e é Utilizado em Aplicações de Rotação Constante.
Powerboss
Ajustes Ajustes das Chaves Ajustes à Aplicação Ajustes do Relés Terminais de Controle
Powerboss
AJUSTE FUNÇÃO POSIÇÃO RESULTANTE
30% DA TENSÃO CHAVE 1.11 ON
CHAVE 1.12 ON
PEDESTAL VOLTS
9% TORQUE 40% DA TENSÃO
(PADRÃO) CHAVE 1.11 OFF
CHAVE 1.12 ON
PEDESTAL VOLTS
16% TORQUE 50% DA TENSAO CHAVE 1.11 ON
CHAVE 1.12 OFF
PEDESTAL VOLTS
25% TORQUE 70% DA TENSÂO CHAVE 1.11 OFF
CHAVE 1.12 OFF
PEDESTAL VOLTS
49% TORQUE
11 12
ON
11 12
ON
11 12
ON
11 12
ON
Ajustes das chaves Pedestal
Powerboss
11 12
11
11
11
12
12
12
Ajustes das Chave -Rampa
Powerboss
AJUSTE FUNÇÃO POSIÇÃO RESULTANTE
CHAVE 1-8 ON
CHAVE 1-9 ON
CHAVE 1-10 ON
TEMPO DE RAMPA
0.5 SEGUNDOS
CHAVE 1-8 OFF
CHAVE 1-9 ON
CHAVE -10 ON
TEMPO DE RAMPA
2 SEGUNDOS
CHAVE 1-8 ON
CHAVE 1-9 OFF
CHAVE 1-10 ON
TEMPO DE RAMPA
5 SEGUNDOS
CHAVE 1-8 OFF
CHAVE 1-9 OFF
CHAVE 1-10 ON
TEMPO DE RAMPA
10 SEGUNDOS
CHAVE 1-8 ON
CHAVE 1-9 ON
CHAVE 1-10 OFF
TEMPO DE RAMPA
20 SEGUNDOS
(PADRÃO)
8 9
ON
10
8 9
ON
10
8 9
ON
10
8 9
ON
10
8 9
ON
10
8 9 10
Ajustes das chaves - Parada
Powerboss
CHAVE 1-7
SELEÇÃO DE PARADA
RAMPA DE PARADA
ON
Qual o uso da Rampa de Parada? Ela pode ser Utilizada em qualquer
Aplicação?
7
Ajustes das chaves - Otimização
Powerboss
CHAVE 1-6
OTIMIZAÇÃO HABILITADA
HABILITAÇÃO DE OTIMIZAÇÃO
ON
Utilizada para se fazer medições com ou sem Otimização
6
Ajustes das chaves - Retomada
Powerboss
AJUSTE FUNÇÃO POSIÇÃO RESULTANTE
CHAVE 1-5 OFF
TENSÃO
RETOMADA %
67%
CHAVE1-5 ON
TENSÃO RETOMADA %
83%
ON
5
ON
5
Utilizada para evitar lacunas na curva de Torque do Motor Melhora no Tempo de Reação
Ajustes das chaves - Corrente
Powerboss
AJUSTE FUNÇÃO POSIÇÃO TEMPO DE LIMITAÇÃO DE
CORRENTE
RESULTANTE
CHAVE1-4 ON
HABILITAÇÃO DO CONTROLE DE CORRENTE
N/D LIMITE DE CORRENTE HABILITADO
1.8 - 2.4 X iP CHAVE 1-11 ON
CHAVE 1-12 ON
30% CORRENTE DE PARTIDA
60 SEG.
9% TORQUE DE PARTIDA
2.4 - 3.2 X Ip* CHAVE 1-11 OFF
CHAVE 1-12 ON
40% CORRENTE DE PARTIDA
30 SEG.
16% TORQUE DE PARTIDA
3 – 4 X Ip* CHAVE 1-11 ON
CHAVE 1-12 OFF
50% CORRENTE DE PARTIDA
10 SEG.
25% TORQUE DE PARTIDA
4.2 – 5.5 X iP* CHAVE 1-11 OFF
CHAVE 1-12 OFF
70%
CORRENTE DE PARTIDA
5 SEG
49% TORQUE DE PARTIDA
ON
4
11 12
ON
11 12
ON
11 12
ON
11 12
ON 2
2
Limitação de Corrente
Powerboss
Usada em Cargas de Alta Inércia Funciona pelo princípio da proporcionalidade Tensão X Corrente Assegura que o Torque será suficiente para acelerar a carga
Ajuste para Partida Emergencial
Powerboss
Utilizada para Contornar o Curto Circuito de um Tiristor Evita a Parada da Linha de Produção Uma verificação deve ser feita antes da ativação emergencial
CHAVE1-3 OFF
EMERGÊNCIA EMERGÊNCIA
ON
3
Relés
Powerboss
RL1 Utilizado para Controlar a Contactora Principal RL2 Utilizado para Comando de Seqüência de Partida RL2 Utilizado como Relé de Torque RL2 Utilizado como Relé de Falta
AJUSTE DAS CHAVES
Powerboss
AJUSTE FUNÇÃO POSIÇÃO OPÇÃO DO RL2
CHAVE1-2 OFF
SELEÇÃO RL2
RELÉ DE TOPO DE RAMPA
(PADRÃOT)
CHAVE1-2 ON
SELEÇÃO RL2 T
RELÉ DE FALTA
ON
2
ON
2
AJUSTE FUNÇÃO POSIÇÃO FREQÜÊNCIA
CHAVE1-1 OFF
SELEÇÃO DE FREQÜÊNCIA
50HZ
CHAVE1-1 ON
SELEÇÃO DE FREQÜÊNCIA
60HZ
ON
2
ON
2
1
1
Ajuste para a Aplicação
Powerboss
Aplicação Pedestal
%V
Tempo de Rampa
Segundos
Limite de Corrente
Valor do Limite de Corrente
Bomba Centrífuga 30% 20 Não N/D
Bomba de Deslocamento Positivo
40% 10 Não N/D
Bomba Submersa 40% 10 Não N/D
Compressor Recíproco 50% 5 Não N/D
Compressor de Parafuso 50% 5 Não N/D
Ventilador Axial – Sem carga de partida
N/D 30 Sim 30%
Ventilador Axial – Com Carga de partida
N/D 30 Sim 50%
Ventilador Radial 40% 10 Não N/D
Centrífuga N/D 60 Sim 70%
Esteira Transportadora – Sem carga de partida
30% 20 Não N/D
Esteira Transportadora – Com carga de partida
50% 20 Não N/D
Prensa para Metal N/D 30 Sim 50%
Escada Rolante 40% 10 Não N/D
Extrusora de Plástico – Partida sem carga
40% 10 Não N/D
Trituradores N/D 60 Sim 50%
Serra Circular 40% 20 Não N/D
AJUSTES DE APLICAÇÕES
Ligações elétricas nas Injetoras Observar para cargas de alta inércia Software para controle de motores de
rotor aberto O comando de partida deve estar acionado
Powerboss
Opções de Software
Software para Controle de Prensas Proteção contra Cavitação de Bombas Estamos abertos para suas Idéias
Powerboss
Aprenda
Como Utilizar o seu Analizador de Energia Métodos de Medida de Corrente
Powerboss
Exemplo Real
Variação de Corrente 2.66A - 1.12 A Esta é uma variação de 58% Mudança de kW de 0.27kw – 0.18 kW Isto Corresponde a uma economia de
33% no consumo de Energia Elétrica
Powerboss
ConclusãoBenefícios Elétricos
Redução da Corrente de Partida Melhoramentos na estabilidade da
Rede Elétrica Permite mais Equipamentos ligados à Rede Elétrica Aumenta a Vida do Motor
Powerboss
Conclusão - Benefícios Mecânicos
Redução do Torque de Partida Prolonga a Vida dos Acoplamentos Redução da Manutenção Aumento da Vida Útil do Motor
Powerboss
