SOFT-STARTER

1.-INTRODUCCION:

Soft-Starter SSW-06 son llaves de arranque estático, destinado al control de aceleración, desaceleración y protección de motores de inducción trifásicos. El control de la tensión aplicada al motor mediante el ajuste del ángulo de disparo de los tiristores, permite obtener arranques y paradas suaves. Con el ajuste adecuado de las variables, el torque (par) producido es ajustado a la necesidad de la carga, garantizando, de este modo, que la corriente solicitada sea la mínima necesaria para el arranque. La interface Hombre Máquina permite fácil ajuste de los parámetros facilitando la puesta en marcha y la operación.

La función incorporada “Control de bombas” permite un control eficaz sobre bombas, evitando de este modo el “Golpe de Ariete”. Esta versión también incorpora funciones importantes como: métodos de Frenado, inversión del sentido de giro, función JOG, función “Kick Start” para arranque de cargas con par inicial elevado.

Los fusibles recomendados para la entrada deberán ser del tipo ultra rápido (U.R) dependiendo del modelo y del tipo de conexión del motor al Soft-Starter. Estos fusibles protegerán el SSW-06 en caso de cortocircuito. También pueden ser utilizado fusibles normales, en lugar de U.R., los cuales, protegerán la instalación contra cortocircuito, sin embargo el SSW-06 no se quedará protegida.

La siguiente es una gráfica que muestra las diferencias entre los tipos de arranque existentes más usados. Mostrando el comportamiento de la corriente al momento del arranque, notando una mejor eficacia al usar un arrancador suave.

2.-OBJETIVO: El uso de un Soft-Starter tiene 2 motivos:

Controlar el Arranque y parada de un motor. Proteger al del motor.

Para poder arrancar un motor controlado por un soft-starter se debe de configurar el tipo de control, los parámetros del motor y sus protecciones.

3.- PROTECCIONES DEL MOTOR:

A continuación ordenaremos las protecciones en grupos. Por defecto al llegar a actuar cualquiera de estas protecciones el motor se desconecta, pudiéndose configurar para mostrar sólo alarma en cualquiera de los casos, en los parámetros P700-P790.

Las protecciones actúan después del arranque, es decir, cuando el motor ya alcanzado su velocidad nominal.

3.1. Protecciones de Tensión

3.1.1Subtensión Inmediata (P600 –P601)

La protección de Subtensión monitorea la tensión promedio y cuando esta se encuentra por debajo del límite ajustado en P600 y un tiempo dado en P601, el motor se desconecta. Para habilitar esta protección el parámetro P601 (tiempo de Subtension) debe ser mayor a 0 segundos.

Nivel de subtensión (P600) :de 0 a 30% Tiempo de subtensión (P601): 1-99s

3.1.2. Sobretensión (P602 –P603)

P602 ajusta el nivel de sobretensión instantánea que el motor permite operar, durante el tiempo ajustado en P603, después del cual el arrancador se desconecta, indicando error de sobretensión.

Nivel de sobretensión (P602) :de 0 a 30% Tiempo de sobretensión (P603): 1-99s

3.1.2. Desbalance de tensión (P604 –P605)

Controla la máxima diferencia de tensión de una fase con respecto al promedio de ellas esta diferencia máxima permitida es ajustada en P604 durante un tiempo máximo de P605 después del cual el motor se desconectará.

Nivel de desbalance de tensión (P602) :de 0 a 30% Tiempo de desbalance de tensión (P603): 1-99s

3.2. Protecciones de Corriente

3.2.1 Subcorriente Inmediata (P610 –P611)

Esta protección es bastante utilizada en el control de Bombas, ya que estas no deben trabajar en vacío, se define un valor mínimo de subcorriente en que el motor puede trabajar sin problema definido en P610 durante un tiempo dado en P611 después del cual el motor es desconectado.

Nivel de subcorriente (P610) :de 0 a 30% Tiempo de subcorriente (P611): 1-99s

3.2.2 Sobrecorriente Inmediata (P612-P613)

Monitorea alguna sobrecorriente ya sea por exceso de carga o por rotor trabado, considerando un nivel y un tiempo fijados en P612 y P613 respectivamente.

Nivel de sobrecorriente (P612) :de 0 a 99% Tiempo de sobrecorriente (P613): 1-99s

3.2.3 Desbalance de corriente (P614 –P615)

Controla la máxima desviación de corriente de alguna fase con respecto al promedio de ellas esta diferencia máxima es ajustada en P614 durante un tiempo máximo de P615 después del cual el motor se desconectará.

Nivel de desbalance de corriente (P614) :de 0 a 30% Tiempo de desbalance de corriente (P615): 1-99s

3.2.4. Secuencia de Fase RST (P620)

Su función es proteger cargas que solo pueden girar en un único sentido. Cuando habilitada solo permite la secuencia de fase R/1L1, S/3L2, T/5L3.

Si habilitada, la secuencia de fase es detectada toda la vez que el motor es accionado. Muy utilizada en aplicaciones con bombas hidráulicas que no pueden girar en el sentido contrario.

3.3. Protecciones Térmicas

3.3.1 Sobrecarga (P640 -P641 - P642 – P643)

El Arrancador Suave tiene una Protección Térmica, rígida, eficaz y totalmente programable para proteger el motor, indicando el error E05 (Sobrecarga) y desconectando el motor.

Esta Protección Térmica tiene curvas que simulan el calentamiento y enfriamiento del motor. Todo el cálculo es realizado a través de un complejo software que estima la temperatura del motor a través de la corriente suministrada a él.

El tiempo de enfriamiento de la imagen térmica depende de la potencia del motor, o sea, para cada potencia hay un tiempo de enfriamiento diferente. Donde hay necesidad de disminuir este tiempo se puede utilizar el P641.

Parámetros a Configurar.

P640: Te permite escoger entre 8 clases térmicas dependiendo de la carga y del número de arranques. Si P640=0, esta protección queda inactiva pudiéndose controlar la sobrecarga térmica a través de otra tarjeta de sensores PTC adicional.

Clase de Disparo a motor Frio: Cuanto tiempo dura la rampa de aceleración normal y a cuanto amperaje llega respecto al nominal. (Ver Fig1).

Clase de Disparo a Motor Caliente: Cuanto tiempo puede aguantar el motor a rotor trabado y a cuanto amperaje llega respecto al nominal. (Ver Fig2).

Luego de Calcular las clases a motor Frio y Caliente se deberá escoger una entre estos 2 rangos de acuerdo a el numero de arranques que va a tener el motor. Ejm: si a motor Frio se Tiene CLASE 10 y a Motor Caliente se Calcula Clase 35 y el motor solo se encenderá una sola vez y luego queda trabajando entonces escogeré una clase cercana a CLASE 10.

P641: Auto-reset de la memoria interna, si este parámetro es 0 entonces esta deshabilitado, sino este será el tiempo en que el motor logre estar listo de nuevo para girar después de estar con Trip por Sobrecarga Térmica.

P642: Ajusta niveles de Pre-alarma para la protección térmica, valor entre 0 y 250%.

P643: Auto-reset de Pre-Alarma, valor entre 1 y 250%.

3.4. Protecciones de Par (Torque)

3.4.1 Subtorque inmediato (P650 –P651)

P650 ajusta el nivel de subtorque instantáneo que el motor permite operar, durante el tiempo ajustado en P651, luego el cual el Arrancador Suave se desconecta, indicando error de subtorque. Puede ser utilizado en aplicaciones con bombas hidráulicas que no pueden operar a vacío.

Nivel de subtorque (P650) :de 0 a 99% Tiempo de subtorque (P651): 1-99s

3.4.2 Sobretorque inmediato (P652 – P653)

P652 ajusta el nivel de sobretorque instantáneo que el motor soporta, durante el tiempo ajustado en P653, luego el cual el SSW06 se desconecta, indicando error de sobretorque, los rangos de P652 y P653 son similar a lo visto en 3.4.1

3.5 Protecciones de Potencia.

3.5.1 Subpotencia inmediata (P660 –P661)

Similar que en subtorque, pero ahora controla la potencia de salida.

Nivel de subpotencia (P660) :de 0 a 99% Tiempo de subpotencia (P661): 1-99s

3.5.2 Sobrepotencia inmediata (P662 – P663)

Controla el exceso de potencia aplicada a la carga, lo cual después de un tiempo desconectará al motor

Nivel de sobrepotencia (P662) :de 0 a 99% Tiempo de sobrepotencia (P663): 1-99s

4.-TIPOS DE CONTROL (P202).

Siempre que se modifique el parámetro P202 el Arrancador Suave entrará en una rutina de secuencia de ajustes mínimos para cada tipo de control seleccionado. Se debe pasar y ajustar (cuando necesario) todos los parámetros de esta secuencia hasta el último, para después accionar el motor. El parámetro P202 tiene los siguientes tipos de control:

Rampa de Tensión ( P202=0) Limitación de Corriente ( P202=1 ) Control de Bombas ( P202=2 ) Control de Par ( Torque )- ( P202=3 ) Rampa de Corriente ( P202=4 )

4.1. Rampa de Tensión (P202=0):

Este es el método más comúnmente utilizado. El Arrancador Suave impone la tensión sobre el motor sin ninguno tipo de realimentación de tensión o corriente aplicada al motor. Aplicado a cargas con Par inicial bajo. Este tipo de control también puede ser utilizado como un teste inicial de funcionamiento.

P101: Escalón de Tensión inicial (en % respecto a la tensión Nominal) P102: Tiempo de la Duración de la rampa de Tensión. P106=1(Automático): Permite aplicar tensión plena al motor cuando este alcanza

su velocidad nominal, antes del término del tiempo programado en P102.

Nota: Tener en cuenta que el Soft-Starter espera 0.5 segundos después del mando Gira para enviar tensión al motor.

4.2. Limitación de Corriente (P202=1):

El máximo nivel de corriente es mantenido durante el arranque siendo ajustado de acuerdo con las necesidades de la aplicación. Aplicado a cargas con Par (Torque) inicial alto o constante. Este tipo de control es utilizado para adecuar el arranque a los límites de capacidad de la red de alimentación

P110: Limite de Corriente, valor ente 150 y 500% de la In P102: En este caso funciona limitando el tiempo máximo que durara el arranque

Nota: Mientras menor sea el valor del límite de Corriente (P110) mas demorara en alcanzar la velocidad nominal, por lo tanto mayor deberá ser el valor de P102.

4.3. Control de Bombas (P202=2):

Optimizada para proporcionar el Par (Torque) necesario para arrancar y para parar suavemente bombas hidráulicas centrífugas. Posee un algoritmo especial para aplicaciones con este tipo de bomba. Este algoritmo especial, se destina a minimizar los golpes de Ariete, “overshoots” de presión en las tuberías hidráulicas que pueden provocar rupturas o desgastes excesivos en las mismas.

El parámetro P130 está reservado para la próxima versión de software. Donde podrá ser seleccionado el tipo de bomba hidráulica. La versión SSW06 es dedicada para bombas hidráulicas centrífugas, que son cargas con torque cuadrático.

P103: Escalón de tensión en la desaceleración (valor entre 60 y 99 % de la Un,) P104: Tiempo de la Rampa de Desaceleración (valor entre 1 y 299 segundos). P105: Tensión final de desaceleración (valor entre 30 y 50% de la tensión nominal) También es importante configurar P610, P611; que tiene que ver con la protección

por subcorriente, todo esto para prevenir que la Bomba no trabaje en vacío.

Nota: La rampa de desaceleración por tensión puede ser utilizada con control por Rampa de Tensión, Control de Bombas, Limite de Corriente y Rampa de Corriente.

4.4. Control de Par (P202=3):

El Arrancador Suave posee un algoritmo de control de Par (Torque) de altísimo desempeño y totalmente flexible para atender la necesidad de cualquier aplicación, tanto para arrancar como para parar el motor y su carga suavemente.

Cuando se escoge este tipo de control se deberá conocer bien la carga con la que se trabaja para poder configurar de manera correcta los parámetros y el tipo de control por Par (Torque) más adecuado.

Para escoger que tipo de control por Torque se usará al momento del Arranque se debe configurar: P120=1 (Constante), P120=2 (Lineal), P120=3 (Cuadrático); y el tipo de control por Torque al momento de la parada se debe configurar: P125=1 (Constante), P125=2 (Lineal), P125=3 (Cuadrático).

P102 al igual que en control por Limitación de Corriente, va a limitar el tiempo máximo que durará el arranque en los tres tipos de arranque mostrados a continuación.

P104 es el tiempo que durara la rampa de desaceleración para los tres tipos de desaceleración por control de Torque.

4.4.1. Control por Torque al momento del arranque

4.4.1.1. Control de par (torque) Constante (con 1 punto de ajuste): Permite ajustar una limitación de Par de arranque constante.

P121: Limita el Torque máximo al momento del arranque (valor entre 10 y 400% del Tn)

4.4.1.2. Control de par Lineal (con 2 puntos de ajuste): Permite ajustar una limitación de Par de arranque en rampa lineal.

P121: Es el Par (Torque) inicial al momento del arranque.P122: Es el que limita el Par (Torque) final al momento del arranque. (Valor entre 10 y 400% del Tn).

4.4.1.3. Control de par Cuadrático (con 3 puntos de ajuste): Permite ajustar una limitación de Par de arranque en tres puntos de ajuste: inicial, intermediario y final. Posibilita entre otros el arranque de cargas cuadráticas.

P121: Es el Par (Torque) inicial al momento del arranque.P122: Limita el Par (Torque) final al momento del arranque.P123: Es el que Limita el par intermedio al momento del arranque (valor entre 10 y 400% del Tn).P124: Es el tiempo para el límite de Par (Torque) intermediario para el arranque (Valor entre 1 y 99 % del P102).

4.4.2. Control por Torque al momento de la Parada.

4.4.2.1. Control de Torque en la parada Constante:

P126: Limita el Par (Torque) máximo durante todas las paradas

4.4.2.2. Control de Torque en la parada Lineal:

P126: limita el Par (Torque) final para la paradaP127: Determina el primer escalón de Par (Torque) después de desaccionar el motor

4.4.2.3. Control de Torque en la parada Cuadrático:

P126: Limita el Par (Torque) final para la paradaP127: Determina el Par (Torque) intermedio del motorP128: Tiempo para el límite de Par (Torque) intermediario para la parada.

4.5. Rampa de Corriente (P202=4):

El máximo nivel de corriente también es limitado durante el arranque, pero, se puede ajustar límites de corrientes menores o mayores para el inicio del arranque. Puede substituir la función kick start para cargas con Par (Torque) inicial más elevado.

Este tipo de control es utilizado para adecuar el arranque a los límites de capacidad de la red de alimentación.

A continuación se muestran dos gráficas, la primera es una rampa con un aumento proporcional de corriente de menos a más; la otra con una corriente inicial mayor que el límite de corriente P110.

P110: Define el límite máximo de corriente durante el arranque (valor entre 150 y 500% de In)

P111: Corriente inicial para rampa de corriente (valor entre 150 y 500% de In) P112: Duración de la rampa de corriente (Valor entre 1 y 99% de P112) P102: Cumple la misma función que en control por Par (Torque)

5.-OTRAS FUNCIONES DEL SSW06

5.1 Frenado

En el Arrancador Suave SSW-06 existen tres posibilidades de frenado distinto. Estos métodos son utilizados donde hay la necesidad de disminuir el tiempo de parada del motor. En este modulo no se probará el frenados por CC.

Frenado por Reversión (P500=1) Frenado Optimo (P500=2) Frenado de CC (P500=3)

Frenado por Reversión:

Este es un eficiente método de frenado para parar cargas de grande inercia. El motor irá parar debido a un nivel de tensión CA, aplicado en el sentido contrario de giro del motor

P501 es el tiempo por el cual se aplica la tensión CA dada en P502.

P502 programa el nivel de tensión CA que serán aplicados al motor.

P503 activa la detección del fin de frenado automático, con el fin de proteger al motor.

Se debe de configurar una entrada digital (DI4 ó DI5) para poder habilitar o deshabilitar el tipo de frenado.

Prueba a Realizar.

Configurar P501=5

Configurar DI4 en P266=5

Configurar P502 =60%

Frenado Optimo.

Usado para cargas de media inercia.

Prueba a Realizar.

Configurar P501=15

Configurar DI4 en P266=5

Configurar P502 =60%

5.2. JOG (P510=1)

Esta función permite girar el motor a una velocidad de 1/7 de la velocidad nominal en sentido directo y 1/11 de la velocidad nominal en reversa.

Este uso es sólo para pruebas en el motor. Durante este tiempo las protecciones quedan deshabilitadas y sólo el tiempo de aceleración P102 es el que limita la prueba con JOG.

P511 es el nivel de Tensión JOG que será aplicada al motor(valor ente 30 y 100% de la tensión Nominal)

Ajustados estos 5 parámetros: P510=1, P511=30, P229=0, P230=0, P102=8 entonces.

Pulsar la tecla JOG del HMI solo por 3 segundos.

5.3. Kick Start (P520 – P521 – P522 – P523): Pruebas y vistas de gráficas.

El SSW-06 posibilita la utilización de un pulso de torque en el arranque para cargas que presentan una gran resistencia inicial al movimiento.

Habilitado a través de P520=1 y con el tiempo de duración ajustable en P521.

Este pulso será aplicado conforme el tipo de control seleccionado en P202 (solo utilizado para estos tres tipos):- Rampa de Tensión: con el nivel de tensión ajustable en P522.- Límite de Corriente: con el nivel de corriente ajustable en P523.

- Rampa de Corriente: con el nivel de corriente ajustable en P523.

6.- FUNCIÓN SOFTWARE PLC - SOFTPLC

El Arrancador Suave SSW-06 permite funciones de PLC en lenguaje de contacto – “Ladder”, el SoftPLC posee una capacidad de 1k bytes de programa aplicativo.

Con el SoftPLC se puede crear lógicas de enclavamiento, entre las entradas y las salidas digitales, salidas analógicas, lógicas de accionamiento de motores, entre otros. La función SoftPLC es programable a través del software WLP. El WLP también permite el monitoreo “on-line” del programa desarrollado por el usuario, lo que facilita su implementación.

Fig1.Clase de Disparo para protección del motor a Frio

Fig2.Clase de disparo para protección del motor a caliente.