Aplicación

Soluciones con Engineered Drives

Los SIMOVERT MASTERDRIVES Vector Control son convertidores de frecuencia con circuito intermedio de tensión impuesta, sistema de control enteramente digitalizado y onduladores IGBT. Asociados a motores trifásicos Siemens ofrecen soluciones eficientes y, al mismo tiempo, económicas, para realizar accionamientos en todos los ramos industriales y para todas las aplicaciones.

La serie de convertidores SIMOVERT MASTERDRIVES

La serie de convertidores de frecuencia SIMOVERT MASTERDRIVES Vector Control consta de eficientes componentes modulares. Estos componentes se pueden combinar para aplicaciones individuales.

Convertidores y onduladores
Unidades de alimentación y de alimentación/devolución
Componentes del sistema

Convertidores y onduladores

Existen dos tipos de equipos SIMOVERTMASTERDRIVES:

• Convertidores para conexión a redes trifásicas.
• Onduladores para conexión a barras de continua abastecidas por unidades de alimentación o unidades de alimentación/devolución.

El sistema de componentes permite una construcción unificada, independientemente de si se emplean convertidores u onduladores. Los componentes se pueden adosar de forma prácticamente arbitraria y ocupando poco espacio, incluso aunque tengan tamaños diferentes.

Por tratarse de módulos de un sistema, ofrecen siempre la solución adecuada, con entera independencia de si se aplican para accionamientos monomotóricos, polimotóricos o seccionales.

La gama de convertidores SIMOVERTMASTERDRIVES cubre la gama de potencias de 0,55 kW a 2300 kW (ver Fig. 2/1), armarios de aplicación hasta 6000 kW.

Los equipos disponen de un sistema de conexión uniforme. Los terminales de red y de continua se encuentran en la parte superior; los de motor, en la parte inferior.

La concepción modular y unificada de las opciones electrónicas permite una adaptación óptima a los requisitos de todo accionamiento en lo que respecta a la funcionalidad para la tecnología del proceso y comunicación.

En el desarrollo de los SIMOVERT MASTERDRIVES se dio particular importancia a un fácil manejo, un sencillo montaje y un alto grado de identidad de componentes. Esto se pone de manifiesto, p.ej. en cajas, fijaciones y planos de conexión estandarizados así como en las conexiones con las líneas de señales y de bus.

Mecánicamente, los SIMOVERT MASTERDRIVES se ejecutan como equipos Kompakt PLUS, compactos, en chasis o en armario.

• Los equipos Kompakt PLUS son idóneos para espacios reducidos. El formato tipo «booksize» con grado de protección IP20 y el sistema de conexión inteligente de estos equipos permite la construcción de accionamientos polimotóricos extremadamente compactos. Los equipos Kompakt PLUS se pueden instalar en armarios con profundidad de 400mm.
• Los equipos compactos están construidos en grado de protección IP20 en formato tipo libro «booksize» de poco volumen. Los equipos se enganchan sencillamente en un perfil estándar DINtipo G y se fijan por su parte inferior mediante tornillos. Los equipos compactos se pueden instalar en armarios con profundidad >400mm.
• Los equipos en chasis están construidos en grado de protección IP00: las cubiertas cumplen las prescripciones de seguridad según DIN VDE 0113, parte 5, y DIN VDE 0106, parte 100 (VBG 4). Se puede también realizar ulteriormente el grado de protección IP20 mediante un juego de elementos de montaje (opción).

Los equipos Kompakt PLUS, compactos y en chasis se pueden montar sin espacios intermedios para ahorrar aún más espacio.

• Los equipos en armario se suministran de forma estándar en grado de protección IP20. Se ofrecen asimismo armarios en grados de protección más altos. Los convertidores en armario se suministran ya preparados para la conexión de accionamientos monomotóricos y polimotóricos con opciones para cada caso de aplicación.

Versiones disponibles:

• Para un cuadrante, alimentación de 6/12 pulsos, conmutada por red
• Para cuatro cuadrantes, alimentación de 6 pulsos conmutada por red
• Para cuatro cuadrantes, alimentación autoconmutada con unidad AFE.

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Unidades de alimentación y de alimentación/devolución

Tipos de alimentación de corriente continua

Existen dos posibilidades para alimentar con corriente continua uno o varios onduladores:

• La unidad de alimentación es un rectificador en puente de 6 pulsos con circuito de recarga que permite el flujo de energía de la red a las barras de continua (un cuadrante).
• La unidad de alimentación/devolución consta de dos puentes de tiristores de 6 pulsos en antiparalelo y permite el flujo de energía en los dos sentidos, es decir, es posible devolución de energía a la red (cuatro cuadrantes). El puente de devolución de energía se conecta a través de un autotransformador (opción).

Operación con 12 pulsos

Los convertidores para operación a 12 pulsos se alimentan con dos unidades de alimentación o de alimentación/devolución de igual potencia conectadas en paralelo.

La conexión a la red se realiza a través de un transformador de tres arrollamientos con dos arrollamientos secundarios desfasados 30°. Así se reducen considerablemente las reacciones sobre la red. Los importantes armónicos de corriente de quinto y séptimo orden se eliminan casi por entero en comparación con la operación a 6 pulsos.

Para una alimentación óptima de energía se dispone de la unidad de alimentación/devolución autoconmutada denominada Active Front End (AFE). Este equipo consta básicamente de un ondulador y la unidad de regulación CUSA; a partir de la red trifásica genera una tensión continua regulada. Este lazo de regulación de tensión continua lleva subordinado un lazo de regulación vectorial rápido del lado trifásico que hace que la corriente hacia la red tenga forma prácticamente senoidal y, con ayuda del filtro Clean Power, se minimicen las repercusiones sobre la misma. Además, la regulación vectorial permite modificar el factor de potencia cos _ y, así, compensar la potencia reactiva; en este caso tiene siempre preferencia la corriente necesaria por el accionamiento. Una gran ventaja de este principio es que cuando el accionamiento funciona en régimen de devolución o regeneración, si falla la red no se producen los temidos fallos de conmutación en el ondulador, con la consiguiente y molesta actuación de fusibles.

Operación en 1 cuadrante, operación en 4 cuadrantes

Los equipos para un cuadrante sólo pueden funcionar en régimen motor. Para el funcionamiento como generador se precisa una unidad de frenado/resistencia de frenado. Los equipos para cuatro cuadrantes pueden devolver a la red trifásica la energía entregada cuando el motor opera como generador. Esto puede resultar necesario cuando, p.ej. se deben frenar con frecuencia o rápidamente accionamientos con masas de inercia grandes.

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Componentes del sistema

Asociados a los convertidores, onduladores y unidades de alimentación, los componentes del sistema permiten una adaptación individual a las tareas de accionamiento.

Los componentes del sistema pueden dividirse en:

• Módulos de protección de sobreintensidad para unidades de alimentación/devolución

Cuando en convertidores conmutados por la red y operando en régimen de devolución aparecen subtensiones o cortes en la tensión de red esto puede provocar la pérdida de estabilidad (fallo de conmutación) del ondulador y la actuación de fusibles. Esto puede Ilevar asociado paradas prolongadas de la instalación. Para evitar este problema cuando se utiliza una unidad de alimentación/devolución conmutada por la red en régimen de cuatro cuadrantes es posible utilizar el módulo de protección de sobreintensidad (Overcurrent-Protector OCP). Este evita la actuación de fusibles por corte de la corriente mediante IGBT en el circuito intermedio.

Una vez confirmado el fallo la instalación queda nuevamente operativa.

• Unidades de frenado y resistencias de frenado
• Opciones electrónicas, p.ej. módulos/tarjetas tecnológicas, de comunicaciones y de interfaces
• Otros componentes del sistema como p.ej. aparatos de maniobra y de protección, bobinas de red y de salida y filtros antiparasitarios.

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Más Información (inglés)