Soft starters

1. Acionamentos Elétricos Chaves de Partida Angelo Alfredo Hafner | Marconi Januário Especialização em Automação Industrial - UNOESC

2. Chaves de Partida Direta Estrela- Triângulo Soft Starter Inversor de Freqüência

3. Partida Direta

4. Coorente x Tempo

5. Acelera, desacelerara e protege MITs Varia somente a tensão eficaz Não atende aplicações que exijam variação de velocidade Soft-Starters - L1 L2 L3 a a a a

6. Diagrama de blocos simplificado

7. Tensão , Corrente e Conjugado I ~ U I A 100% U n M ~ U 2 M 90% U 70% U 50% U 20% U 100% U 50% U M f n

8. Economia de Energia

9. Conjugado e corrente – partida direta

10. Controle de tensão/corrente

11. Comparativo de correntes no tempo

12. Código Fonte

13. Características de algumas chaves Ciclos de Partida SSW03: 3 . I nom durante 30s, 10 partidas/hora SSW04: 3 . I nom durante 20s, 10 partidas/hora SSW05: 3 . I nom durante 10s, 04 partidas/hora IHM local ou remota para SSW03 e SSW04 Proteção ao motor Funções Pump Control - minimiza o golpe de aríete Kick Start - para cargas com alto conjugado resistivo

14. Identificação

15. Controle Método  Variação de tensão sobre a carga Freqüência de operação  50 / 60 Hz Entradas Analógicas  01 diferencial - 10 bits ( 0...10 Vcc , 0... 20 mA , 4... 20 mA ) Digitais  04 fotoacopladas 24 Vcc Saídas Analógicas  01 não isolada - 8 bits ( 0...10 Vcc ) Digitais  02 relés contato NA (NO) 250 Vca / 1 A Digitais  01 relé contato NA,NF (NO,NC) 250 Vca / 1 A específico para defeitos Características Técnicas

16. Proteções Subcorrente imediata na saída Sobrecorrente imediata na saída Falta de fase na alimentação Falta de fase no motor (não conectado) Fases desbalanceadas  5 % Freqüência de rede com variação de ± 10% Falha no tiristor Sequência de fase invertida (programável) Sobretemperatura na potência (dissipador) Sobrecarga na saída ( i 2 .t ) Defeito externo Erro na CPU Erro de programação Erro de interface serial

17. Comunicação Interface serial - RS 232 Protocolo aberto padrão ASCII Funções Pump control Economia de energia By-pass (via relé programável) Inversão do sentido de giro Frenagem por injeção de corrente contínua Jog (impulso momentâneo) Kick Start (pulso de tensão na partida)

18. 05 teclas : liga, desliga, incrementa/decrementa (parâmetro ou conteúdo) 04 display’s de LEDs 7 segmentos; Permite acesso/alteração de todos os parâmetros; Destacável; - IHM-3P.1 - comprimento do cabo = 1 m - IHM-3P.2 - comprimento do cabo = 2 m - IHM-3P.3 - comprimento do cabo = 3 m

19. Motor Corrente nominal Carga Curva Conjugado x Rotação Momento de Inércia Sobrecargas na partida ou em operação Tipo de acoplamento entre carga e motor Instalações Tensão de rede Condições ambientais Dimensionamento

20. Condições indispensáveis O tempo de aceleração deve ser menor que 80% do tempo de rotor bloqueado equivalente do motor A corrente equivalente para o ciclo de operação do motor deve ser menor que a corrente equivalente máxima da chave Tabela de Dimensionamento Dimensionamento Carga Inércia Torque Fator Compressor a parafuso Baixa Quadrático 1,0 x I nom Bomba centrífuga Baixa Quadrático 1,0 x I nom Ventilador Média/Alta Quadrático 1,5 x I nom Pulper Alta Quadrático 2,0 x I nom Transportadores, Moinhos , centrífugas. Alta Constante 2,0 x I nom

21. Potência Tensão Ambiente Altitude  1000 m Temperatura = 40 °C 175 cv Pólos IV 380 / 660 V Corrente 254,03 / 220 A Linha W21 Carcaça 315 S/M (IEC) Acoplamento Direto Rede 380 V - trifásica - 60 Hz FS 1,0 Observações Acionamento através de chave soft-starter Exemplos de Dimensionamento...

22. Pelo critério da tabela : chave modelo SSW-03.255/220-440 Limite da Soft Starter = 3 x I NOM por 30 s  765 A por 30 s Neste caso : 3,0 x I NOM por 20 s  762 A por 20 s 10 partidas / hora Vemos que esta chave atenderá a condição de partida Condição típica de partida : U P = 30 % U NOM I P / I nom  3,0 t a = 20 s Ex 1: Bomba centrífuga / Compressor a parafuso

23. I S / I N 3,0 1,0 30 330 I P / I N 3,0 1,0 t(s) t(s) 20 340 I eq = 329,20 A I eq = 305,27 A Soft-Starter Motor Corrente equivalente 255 A 254 A

24. Pelo critério da tabela : chave modelo SSW-03.290/220-440 Limite da Soft Starter = 3 x I NOM por 30 s  870 A por 30 s Condição típica de partida : U P = 37 % U NOM I P / I nom = 3,5 t a = 30 s Neste caso : 3,5 x I NOM por 30 s  889 A por 30 s 10 partidas / hora Vemos que esta chave atenderá a condição de partida Ex 2: Ventilador

25. I S / I N 3,0 1,0 30 330 I P / I N 3,5 1,0 t(s) t(s) 30 330 I eq = 374,39 A I eq = 353,55 A Soft-Starter Motor Corrente equivalente 290 A 254 A

26. Ex 3: Transportador Neste caso : 4,5 x I NOM por 40 s  1143 A por 40 s 10 partidas / hora Vemos que esta chave atenderá a condição de partida Condição de partida : U P = 45 % U NOM I P / I nom = 4,5 t a = 40 s Pelo critério da tabela : chave modelo SSW-03.410/220-440 Limite da Soft Starter = 3 x I NOM por 30 s  1230 A por 30 s

27. I S / I N 3,0 1,0 30 330 I P / I N 4,5 1,0 t(s) t(s) 40 320 I eq = 529,31 A I eq = 450,01 A Soft-Starter Motor Corrente equivalente 410 A 254 A

28. A IHM-3P é uma interface simples que permite a operação e a programação da soft starter . Indicação de estado de operação; Indicação dos erros; Visualização e alteração de parâmetros; Operação da soft starter (liga/desliga). Possibilidade de instalação remota. Display de LED´s Uso da I.H.M

29. Aciona o motor via rampa Desaciona o motor via rampa (quando programado); Reseta a soft-starter após ocorrência de erros Incrementa o número do parâmetro ou seu conteúdo Decrementa o número do parâmetro ou seu conteúdo Comuta o display entre o número do parâmetro e o seu conteúdo Função das teclas

30. Descrição dos Parâmetros Parâmetros de leitura Variáveis que podem ser visualizadas no display, Mas não podem ser alterados pelo usuário. P71 ...P77,P82, P96...P99 Parâmetros de regulação Valores ajustáveis à serem utilizados pelas funções da soft- starter P00 ...P15,P22...P42,P45,P47 Parâmetros de configuração Definem as características da soft starter , as funções à serem executadas , bem como as funções das entradas/saídas P43,P44,P46,P51 ...P57,P61,P62 Parâmetros do motor Dados nominais do motor, para ajuste das proteções P21 , P25, P26 e P27

31. Indica a versão de software contida CPU ( circuito integrado D1 CCS 1.1X) Parâmetro de leitura P71 - Versão de Software

32. P73 - Corrente do motor Indica a corrente de saída da soft-starter diretamente em Ampéres (A). 0 ... 9999 A Valores possíveis Parâmetro de leitura

33. Indica o cos  da carga . 0.00 ... 0.99 Valores possíveis Parâmetro de leitura P76 - cos j

34. Indica a tensão imposta pela soft-starter sobre a carga (desconsidera a FCEM). 0 ... 100 % UN Valores possíveis Parâmetro de leitura P77 - Tensão de Saída

35. Ajusta o valor inicial de tensão (% UN) que será aplicado ao motor para a execução da rampa de partida. mín máx 25% 90% 1% faixa Padrão de fábrica  30 % Parâmetro de regulação P01 - Tensão Inicial

36. Define o tempo da rampa de tensão a ser aplicada na partida do motor, desde que a soft starter não entre limitação de corrente. Padrão de fábrica  20 s mín máx 1s 240s 1s faixa P02 - Tempo da Rampa de Aceleração Parâmetro de regulação

37. UN t (s) P02 P01 P01 - tensão inicial (%UN) P02 - tempo de rampa (s) Rampa de Tensão Parâmetro de regulação

38. Ajusta o valor da tensão (%UN) que será aplicada imediatamente após a soft starter receber o comando de parada por rampa . mín máx 100% 40% 1% faixa Padrão de fábrica  100% Parâmetro de regulação P03 - Degrau de Tensão na Desaceleração

39. Define o tempo da rampa decrescente de tensão que será aplicada ao motor. mín máx OFF, 2s 240s 1s faixa Padrão de fábrica  OFF P04 - Rampa de Desaceleração Parâmetro de regulação

40. UN P03 P04 U(%) t(s) P03 - degrau de tensão (%UN) P04 - tempo de rampa (s) Parada com Rampa de Tensão Parâmetro de regulação

41. Ajusta o valor máximo de corrente fornecida pelo conjunto rede + soft starter para o motor (carga) durante a aceleração. mín máx OFF, 150% 500% 1% faixa Padrão de fábrica  OFF Se a tensão total não for atingida ao final da rampa de tensão, será indicado no display E02 e os tiristores serão bloqueados. P11 - Limitação de corrente Parâmetro de regulação

42. I Nom I Lim U Nom I, V t(s) I Lim = corrente limite I Nom = corrente nominal U Nom = Tensão nominal Limitação de Corrente P02 P22 P11 Parâmetro de regulação

43. P22 P11 UN I(%IN) tempo P02 E02 Parâmetro de regulação

44. Define o valor de tensão aplicada ao motor enquanto a DI4 estiver em 24 VCC (Após realizada a rampa). mín máx 25% UN 50% UN 1% faixa Padrão de fábrica  25% P33 - Nível de Tensão do Jog Parâmetro de regulação

45. Ajusta o tempo da frenagem C.C., desde que P53 = 3. Padrão de fábrica  1 s mín máx 1s 10s 1s faixa P34 - Tempo da Frenagem CC Parâmetro de regulação

46. Ajusta o valor da tensão de linha VAC convertido em VCC aplicado aos terminais do motor, durante a frenagem. mín máx 30% UN 50% UN 1% faixa Padrão de fábrica  30% Parâmetro de regulação P35 - Nível de Tensão de Frenagem CC

47. K1 SSW-03/04 Dimensionar K1 pela I NOM do motor em regime AC3. Acionamento típico com frenagem CC

48. Define o tempo de aplicação do pulso de tensão que será aplicado ao motor para que este possa vencer a inércia da carga. mín máx OFF,0.2s 2s 0.1s faixa Padrão de fábrica  OFF Inibe a limitação de corrente Parâmetro de regulação P41 - Tempo do pulso no “ Kick Start”

49. Determina o nível de tensão (%UN) aplicado ao motor para que este consiga vencer o processo inercial da carga. mín máx 70% 90% 0.1% faixa Padrão de fábrica  70% Parâmetro de regulação P42 - Nível de Tensão no “ Kick Start”

50. P02 P42 P01 P41 U t(s) Kick Start

51. Faz o controle na aceleração e desaceleração do motor para evitar “Golpes de Aríete” nas tubulações. OFF,ON Valores possíveis Padrão de fábrica  OFF Parâmetro de regulação P45 - Pump control Esta função ajusta automaticamente os parâmetros abaixo : P02 = 15 s P03 = 80 % UN P04 = 15 s P11 = OFF P14 = 70 % IN P15 = 5 s

52. Atua relé após a tensão de saída ter atingido seu valor nominal. OFF,ON Valores possíveis Padrão de fábrica  OFF Fazer o by-pass da soft starter Acionamento multimotor Parâmetro de configuração P43 - Relé By-Pass

53. Restaura valores pré definidos na programação padrão de fábrica OFF,ON Valores possíveis Padrão de fábrica  OFF Não afeta “P22” e “P23” Parâmetro de configuração P46 - Valores Default

54. Habilita o relé RL1 a operar conforme a seguinte programação : 1 ... 3 Valores possíveis 1 - Em funcionamento 2 - Em tensão plena 3 - Sentido de giro Padrão de fábrica  1 Parâmetro de configuração P51 - Função do Relé RL1

55. t(s) t(s) t(s) UN Em funcionamento Em tensão plena Relé ligado Funcionamento do Relé RL1    

56. Relé ligado UN 500 ms t 100% t t Função Reversão Sentido anti-horário do motor Sentido horário do motor 1s DI3 + 24Vcc RL1 OV Funcionamento do Relé RL1  

57. Habilita o relé RL2 a operar conforme a seguinte programação : 1 ... 3 Valores possíveis 1 - Em funcionamento 2 - Em tensão plena 3 - Frenagem CC Padrão de fábrica  2 Parâmetro de configuração P52 - Função do Relé RL2

58. 500 ms UN t 100% t P35 P34 RL2 1s Relé ligado Injeção C.C. Funcionamento do Relé RL2 Não é possível realizar a frenagem CC quando a Soft-Starter estiver conectada dentro da ligação delta do motor

59. Habilita a entrada digital para operar conforme a seguinte programação : OFF,1 ... 4 Valores possíveis 1 - Reset de erros 2 - Erro externo 3 - Habilita geral 4 - Comando três fios OFF - Sem função Padrão de fábrica  1 Parâmetro de configuração P53 - Entrada digital DI2

60. Habilita a entrada digital para operar conforme a seguinte programação : OFF,1 ... 4 Valores possíveis 1 - Reset de erros 2 - Erro externo 3 - Habilita geral 4 - Sentido de giro OFF - Sem função Padrão de fábrica  2 Parâmetro de configuração P54 - Entrada digital DI3

61. Habilita a entrada digital para operar conforme a seguinte programação : OFF,1 ... 4 Valores possíveis 1 - Reset de erros 2 - Erro externo 3 - Habilita geral 4 - Função JOG OFF - Sem função Padrão de fábrica  OFF Parâmetro de configuração P55 - Entrada digital DI4

62. P33 P01 P02 DI4 U 24 V Função Jog

63. OFF,1 ... 4 Valores possíveis 1 - Corrente In % 2 - Tensão Un % 3 - Fator de serviço 4 - Proteção térmica OFF - Sem função Padrão de fábrica  OFF Parâmetro de configuração P56 - Saída analógica

64. Executa as funções Liga/Desliga e Reset pelas entradas digitais. OFF, ON Valores possíveis Padrão de fábrica  ON ON - Liga/Desliga através da IHM-3P OFF - Liga/Desliga via entrada digital Parâmetro de configuração P61 - Habilitação de I/O Local

65. Indica o endereço da chave na rede de comunicação. 1 ... 30 Valores possíveis Padrão de fábrica  1 Parâmetro de configuração Parâmetro de configuração P62 - Endereço da Soft Starter

66. Ajusta o valor da corrente do motor percentualmente em relação a corrente nominal da chave . Valores possíveis Parâmetros do motor OFF, 50 % ... 120 % (INOM) Padrão de fábrica  30 Parâmetro do motor P21 - Corrente do motor

67. Determina as curvas de atuação da proteção térmica do motor conforme norma IEC 947-4-1. Valores possíveis Parâmetros do motor 5, 10, 15, 20, 25, 30 Padrão de fábrica  30 Parâmetro do motor P25 - Classes térmicas

68. Motor In = 580 A, Ip /In = 3,5, FS = 1,15, ta = 41 s. P25? P25 = 25

69. Ambiente Condições não-permissíveis Exposição direta à raios solares, chuva, umidade excessiva ou maresia Gases ou líquidos explosivos ou corrosivos Vibração excessiva, poeira ou partículas metálicas óleos suspensos no ar Condições permissíveis Temperatura 00...40ºC - Condições Nominais 40...55ºC - Corrente conforme tabela 8.2 Umidade Relativa do Ar 5% a 90% sem condensação Altitude Máxima 0000...1000m - Condições Nominais 1000...4000m - Redução da corrente de saída em 10% para cada 1000 m

70. I N I N P28 = OFF SSW-03 Plus - 3 cabos

71. 0,578 X I N 0,578 X I N 0,578 X I N P28 = ON SSW-03 Plus - 6 cabos

72. 10 Partidas/hora

73. Fiação / Fusíveis recomendados Queda de tensão Fusível ultra- rápido  

74. Operação pela IHM Caso o termostato não seja utilizado curto-circuitar 3-5. Contator de isolação na potência

75. Operação via Bornes Contator de isolação na potência

76. K2 K1 K4 K3 M1 M2 SSW-03/04 K6 K5 M3 RL1 K1 DI1 REDE Acionamento com By-pass

77. K2 K1 K4 K3 M1 M2 SSW-03/04 K6 K5 M3 RL1 K1 DI1 REDE

78. K2 K1 K4 K3 M1 M2 SSW-03/04 K6 K5 M3 RL1 K1 DI1 REDE

79. K2 K1 K4 K3 M1 M2 SSW-03/04 K6 K5 M3 RL1 K1 DI1 REDE