fundamentos yaskawa mv1000
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Presentación de fundamentos de YaskawaTRANSCRIPT
FUNDAMENTOS VARIADOR MEDIA TENSION YASKAWA MV1000
TEMARIO
• Introducción.• Arquitectura y componentes del variador.• Principio de operación MV1000.• Funciones.• Identificación señales de control.• Programación Básica.• Detección de fallas.• Software de gestión.• Mantenimiento preventivo.• Consideraciones de instalación.• Evaluación.
Introducción
Marco Historico
Marco Historico
YASKAWA ha fabricado Variadores en Media Tensión MV desde 1995
Más 1200 unidades instaladas alrededor del mundo desde
1995
Yaskawa MV VDF están instalados en diversas industrias como:- Acero- Química- Papel y pulpa- Petróleo y Gas- Minería- Cemento y agregados- Grúas- Energía
2005- 2010 Delivery Record by Usage
Fan Blower・44.8%
Pumps 27.9%
Refrigerator10.9%
Extruder4%
Mixer 3%
Compressor 0.4%
Others5%
Milling machine 1%
Crusher 2%
Kiln 1%
Fan/ BlowerPumpsRefrigeratorExtruderMixerCrusherKilnMilling machineCompressorOthers
2005-2010Delivery
Record byUsage
Distribucion por aplicaciones
Marco Historico
VDFEntrada de potencia
- Alto nivel de armónicos a la entrada
- Picos de tensión hacia el motor- Inestabilidad e inercia
- Corrientes de fuga- Ruido distorsión
- Auto-sintonía- Control vectorial - Mitigación de Armónicos
Transformador multipulsos
- Protecciones en VDF- Calidad forma de onda
Puntos a observar en un VDF de MV
Solución Yaskawa FSDrive – MV1S
Motor
Ventajas
1. Diseño compacto Reducción significatíva de las
dimensiones, facilitando el transporte, instalación y mantenimiento.
2. Alto Desempeño Ofrece major desempeño,
funcionalidad y confiabilidad, habilitando operacion continua y estable.
3. Ahorro de Energia Provee ahorro de energia con
operacion eficiente. 4. Uso Amigable Operacion, ajuste, mantenimiento
manejo son muy faciles derealizar.
Ventajas
- Filtros de entrada y salida no son necesarios.
- Uso de componentes estándar y fácil reparación.
- Ensamble modular sencillo y confiable
Ventajas
No Admite Regeneración
10,000
6,000
3,000
0 100 500 1000 2500
Voltage(V)
Output (kW)1000
0
132~ 2500kWMV1S
250~ 5000kWMV1S
710~ 5000kWMV1S
530~ 9910kWMV1000
MV1000
MV1000
250~ 6000kW
132~ 3000kW
5000
Ventajas
Arquitectura y Componentes
Arquitectura
2 gabinetes separados:
-transformador
-celdas + control
Arquitectura
Arquitectura
W:3400mm
Volumen del panel: Reduce 26% respect al modelo convencional.
H:2400mm
H:2900mm
D:1200mm
MV1S MV1000
W:3100mm D:1100mm
H:2150mm
H:2550mm
Slim type Cell(140A)Slim type fan
Comparacion de las dimensiones de MV1S and MV1000(6-kV class 1600kVA)
Arquitectura
Componentes
• Transformador
Alm:L8-87
Trip:L8-88
Mon: U4-33
• Celdas
Componentes
• Modulo de Control
Componentes
Componentes
• Modulo de Control
• Modulo de Control
Componentes
Componentes
• Operador Digital
Principio de Operación
Primario
Secundario
TransformadorINV
M
INV
INV
INV
INV
3 fasesAC
U W
W2
W1
U2
U1
V
V2
V1
Controlador
INV
Principio de operación
4-kV class Example of Power CellConfiguration
M
Principio de operación
El FSDrive(VDF)-MV1000 se basa en celdas de potencia tipo PWM conectadas en serie: 2 celdas de potencia por fase (4 KV class) o 3 celdas de potencia por fase (6 kV class).
6-kV class Ejemplo de Configuración de celdas de potencia.
MV1000(6-kV class: 3 power cells per phase)
U1
U2
U3
W3W2
W1
V3V2
V1
W
U
V
Interphase voltageXXXX V
Line voltage6600V
6-kV class Example of Power CellConfiguration
MV1S 6-kV class : 6 power cells per phase
U4
U5
U6
W6W5
W4
V6V5
V4
WW
UU
VV
U1
U2
U3
V3V2
V1
W3W2
W1
U4
U5
U6
W6W5
W4
V6V5
V4
WW
UU
VV
U1
U2
U3
V3V2
V1
W3W2
W1
Principio de operación
Diseño celda de Potencia
+DC BUS
-DC BUS
Principio de operación
Señal de salida celda de Potencia
+DC BUS
-DC BUS
Señal de salida Variador MV1000
- Patrón de salida multinivel.
- Señal de salida luce como una onda sinusoidal.
- Cables y motores existentes no requieren ser cambiados.
- No requiere filtros de entrada ni de salida.
Principio de operación
Transformer6600V / 1200V
6600VacIN
U1
U2
U3
V1
V2
V3
W1
W2
W3
Power CellsM
6600VacOUT
Exhaust Fans
Input Voltage Sensing CircuitOPTIONAL
4PCB
Ouput Voltage Sensing Circuit
5PCB
Thermostat
220Vac INControl Power
Principio de operación
6-kV class Configuration
CONTROL BOARD
Transformer thermistor
Input Voltage Sensing CircuitOPTIONAL
4PCB
Ouput Voltage Sensing Circuit
5PCB
U1
U2
U3
V1
V2
V3
W1
W2
W3
Fiber optics to Power Cells
Battery
Principio de operación
<--
6-kV class Configuration
FANCONTROL
12-pulse MV1000
6-pulse
La onda de entrada es sinodal con muy bajo aporte armónicos. Por esto, el MV1000 cumple con la norma IEEE 519-1992 y no requiere filtros de armónicos.
Forma de onda de Corriente de entrada
Principio de operación
Reducción de Armónicos
Funciones
El auto ajuste resistivo se utiliza para prevenir errores de control:- Cuando el cable entre motor y VDF es muy largo ó su longitud ha cambiado.-Si la capacidad del VDF es menor que el motor.
1) Auto- Ajuste Rotativo
M
Después del Auto ajuste dinámico el motor se conecta a la maquina
2) Auto-Ajuste Estacionario
M
1) 2)
Funciones
Rango de control de Velocidad →1: 100
Con Encoder →1:1000
Alto Torque para el rangode velocidad 1:100
【 Con auto-ajuste en lazo abierto (open loop vector)
Características de arranque
El control vectorial mejora las características de torque:-100% torque @ 0.6Hz en Lazo Abierto para entregar mayor potencia en cada aplicación.-150% de torque de arranque inclusive a velocidad cero en lazo cerrado.
Control Vectorial
Funciones
Velocidad del motor
Torque de la carga
Torque de referencia
Control de torque [control vectorial con encoder](Limite de torque ajustado al 150%)
1sec
Load torque
Limite de Torque
Control de torque
La Función “limite de Toque“ permite hacer un control muy preciso del torque de salida, protegiendo su maquinaria de fluctuaciones de torque
Funciones
Función Búsqueda de Velocidad de alta respuestaahorra tiempo después de una perdida momentánea de tensión operación casi continua con re arranque suave y rápido. MV1000 es capaz de recobrar el control del motor.
búsqueda de velocidad
7 s.
100ms.
Input voltage
Motor speed
Speed ref.
Motor current
Búsqueda de velocidad alta respuesta
3s.2s.
50ms.
Funciones
La función KEB desacelera el variador cuando ocurre una perdida momentánea de energía para producir energía regenerativa en el motor.
El variador continua su operación sin apagar los transistores de salida usando la energía regenerada y regresa al modo normal de operacióncuando la energía se restablece.
Esta función es usada para evitar perdidas de producción o Paradas innecesarias de la maquina en eventos de perdida momentánea de energía y fluctuaciones en la alimentación del variador.
KEB (Kinetic Energy Braking)
Input voltage
Motor Speed
Speed ref.
Motor current
Funciones
Nivel Bus DC
Inicio Perdida tensión
Retorno de la tensión
Funciones
Frecuencia de Salida VDF (línea purpura)
60Hz inicial
VDF desacelera durante perdida de tensión (área KEB)
Funciones
Nivel de regulación del bus DC
Frecuencia de Salida VDF (línea purpura)
60Hz inicial
VDF desacelera durante perdida de tensión (área KEB)
Funciones
Frecuencia de salida VDF (línea purpura)
60Hz inicial
El VDF acelera y retorna a la operación normal al volver la tensión.
Aqui retorna la tensión
Funciones
Funciones
Redes de comunicación
Identificación Señales de Control
Señales de control
Identificación de las señalesde control:
•Regleta de conexiones.•Planos eléctricos del equipo.
Programación Básica
1. Botones de función2. Boton ESC3. Boton RESET4. Boton RUN-LED5. Boton UP6. Boton DOWN7. Boton STOP8. Boton ENTER9. Boton LO/RE -LED
• Operador Digital
Programación Básica
• Navegacion Menu
Programación Básica
InicializaciónA1-00=idiomaA1-02=Método de controlA1-90=AñoA1-91=mes/díaA1-92=Hora Minuto
AplicaciónB1-01=Fuente de ReferenciaB1-02=Comando de Arranque/paroB1-03=Método de ParadaB1-04=Habilitar marcha en reversaB3-01=Habilitar búsqueda de velocidad
C1-01=tiempo de aceleraciónC1-02=tiempo de desaceleración
Programación Básica
MotorE1-04=frecuencia máximaE1-05=voltaje máximoE1-06=frecuencia baseE1-13=voltaje baseE1-09=frecuencia mínimaE1-10=voltaje mínimo
E2-01=FLAE2-02=deslizamiento E2-03=NLAE2-04=Numero polosE2-05=Resistencia línea a líneaE2-06=inductanciaE2-07/08=coeficiente strc/ núcleoE2-09=perdidas mecánicasE2-10=perdidas torque/núcleoE2-11=potencia nominal
Programación Básica
Programación Básica
Protección MotorL1-01=Habilita la protección motor MOLL1-02=tiempo de disparo por MOLL1-06=nivel de inicio detección MOLL1-07=nivel de disparo detección MOL
Prevención de BloqueoL3-01=habilita prevención de bloqueo acel.L3-02=nivel de prevención de bloqueo acel.L3-04=habilita prevención bloqueo en decel.
Programación Básica
Programación Básica
Detección de torqueL6-01=programar detección de torque 1L6-02=nivel de detección de torque 1L6-03=tiempo de detección de torque 1
L6-04=programar detección de torque 2L6-05=nivel de detección de torque 2L6-06=tiempo de detección de torque 2
Programación Básica
Limite de torqueL7-01=limite de torque adelante Mot.L7-02=limite de torque atrás mot.L7-03=limite de torque adelante regen.L7-04=limite de torque atrás regen.
Detección de Fallas
Fallas del Variador
Fallas del Variador
Fallas de Celda
Software de gestión
Software Drive Wizard Plus MV
MonitorEn línea
Rastreo de fallas
Registro de eventos
Gestión De Parámetros
Conecte el PC con el Variador MV1S
Software Drive Wizard Plus MV
Software Drive Wizard Plus MVConexión Drive-PC
Software Drive Wizard Plus MVProyecto
Software Drive Wizard Plus MVGestion de Parametros
Software Drive Wizard Plus MVMonitores
Software Drive Wizard Plus MVMonitores
Monitoreo graficoSoftware Drive Wizard Plus MV
Rastreo de FallasSoftware Drive Wizard Plus MV
Rastreo de FallasSoftware Drive Wizard Plus MV
Software Drive Wizard Plus MVLog de Eventos
Historico de FallasSoftware Drive Wizard Plus MV
Mantenimiento Preventivo
Inspección DiariaInspección Periódica
• VSD requiere inspección frecuente en ambientes extremos de operación
• Altas temperaturas• Frecuente arranque y paro• Fluctuaciones en la
entrada de AC• Excesivas vibraciones• Ambiente salino• Mal almacenamiento
Mantenimiento Preventivo
ITEM INSPECCION
Ambiente temperatura, humedad
Variables Eléctricas
tensión de entrada MV y alimentación de control
corriente de salida
Transformador vibración y ruido
Ventiladores funcionamiento normal
Operación alarmas y fallas en operador digital
Inspeccion Diaria
Mantenimiento Preventivo
Mantenimiento Preventivo
ITEM INSPECCION
Transformador
Realizar Medidas de AislamientoRevisar torque de tuercas, tornillos y revisar conectores eléctricosRealizar limpieza de residuosRevisar estado de los cables
Celdas de potencia
Verificar estado de los condensadoresRevisar conexiones de Fibra ÓpticaRevisar conexiones del circuito de potenciaRealizar limpieza de residuos
Circuitos de Control
Revisar decoloración anormal de las tarjetas electrónicasRevisar Voltajes de alimentaciónRevisar RelaysRevisar conectoresRealizar limpieza de residuos
Ventiladores
Realizar limpieza / Cambio de filtros de aire
Confirmar estado de los ventiladores
Inspeccion Periodica
• Monitores de Mantenimiento– Similar al A1000– Grupo U4 en el menu monitor
• U4-08– Muestra la temperatura mas alta leída en
cualquiera de las celdas de potencia.
• U4-33– Muestra la temperatura del transformador
• U4-90 hasta U4-93– Hora y fecha del variador.
- MODE - DRV RdyIGBT Temperature
FWDJOG FWD/REV
U4-08= 24°CU4-10= 23.4kWHU4-11= 123MWH RREF
RSEQ
Mantenimiento Preventivo
• Power Cells– Monitores U9 muestran lo
siguiente para cada celda de potencia:
• Voltage Bus DC• Corriente de Salida• Temperatura• Version de software• Estado de celda de
potencia– MTTR – solo 15 minutos
para reemplazar la celda.
Mantenimiento Preventivo
Mantenimiento Preventivo
PARTE PERIODO DE VIDA
Ventiladores (Rodamientos) 40000 Hrs.
Capacitores de las celdas 5 Años
Fusibles de Entrada celda 10 Años
Tarjeta moduladora de control 5 Años
Batería de litio 5 Años
Estimacion de vida util
200.000 Hrs MTBF !!!
Consideraciones de Instalación
Verificacion placa de caracteristicas
• Cliente debe proveer 2 tensiones diferentes al variador:– Fuente de Media Tension ( 4000V, 6000V, etc)– Fuente de Tension de control (220V)
Transformer Section Power Cells Section ControlSection
HighVoltage In
ControlVoltage In
Motor Output Location : T1 T2 T3
Fuentes de Tensión de Entrada
• Distancia precisa de los cables de acometida desde la entrada inferior hasta los bornes de conexion para evitar sobreesfuerzo mecanico en los aisladores y las platinas.
Acometida de cables de potencia
• Nomenclatura del cableado pasante entre el gabinete del transformador y el de las celdas
Conexión cableado transformador-celda
• Conexion de las tierras, cableado de sensores y ventiladores entre los dos gabinetes.
• No filtros de ruido a la salida.• No bancos de capacitores • Estos pueden causar daños a
los inversores
Elementos Capacitivos e inductivos a la salida
• Inrush tipico del transformador de entrada del variador MV1000.• De acuerdo con esto se dimensionaran las protecciones en la red
electrica del usuario.Transformer Inrush Current
Time
Current
Nominal Level
Decay Time = 1sec
Peak Current 12 – 15 x Nominal
Peak Time = 0.1sec
Inrush del transformador
• El variador espera señal de un contacto seco desde el switchgear antes de habilitar la operacion:
Interacción con el Switchgear
• El variador enviara señal de un contacto seco al switchgear para apagar MV en caso de sobretemperatura del transformador, o perdida de tension de control.
Interacción con el Switchgear
• Altitud Maxima de operación: 2000m• Temperatura de operación: -5 ºc a 40ºc• Humedad Relativa: 85% sin condensación• Libre de humedad• Libre de ambientes corrosivos• Cerramiento IP40
• Distancias de instalación:
superior: 1mfrontal: 2mPosterior: 0,6mLaterales: 0,6m
Consideraciones de Instalación
FUNDAMENTOS VARIADOR MEDIA TENSION YASKAWA MV1000
GRACIAS PORSU ATENCION !!!