4ª Aula PRATICA COM INVERSOR DE FREQUENCIA
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1. Cada valor de velocidade multispeed do motor s poder ocorrer mediante o acionamento de um bot o externo chamado dispara conectado na input do CLP com address igual a 10 0 0 0 0 Ao ligar o motor por meio da tecla I O da do inversor de frequ ncia o motor permanece girando com o valor mais baixo de velocidade estabelecido nos preset frequency at Quando o operador ajustar na chave thumb wheel o valor de um dos oito valores de velocidade do multispeed e Pressionar o bot o dispara conectado na input do CLP com address igual l0 0 0 0 0 neste instante o motor ir girar com o valor da velocidade que foi ajustado na chave thumb wheel Para trocar o valor da velocidade do motor o operador ajusta na chave thumb wheel o valor desejado entre os oito valores de velocidade do multispeed e Pressiona o bot o dispara conectado na input do CLP com address igual a l0 0 0 0 0 neste instante o motor ir girar com o valor da velocidade que foi ajustado na chave thumb wheel Para desligar o motor o operador em qualquer momento pressiona a tecla I O IHM do inversor de frequ ncia SISTEMA BCD 8421 DE NUMERA O Onde BCD Decimais Codificados em Bin rio 23 Sistema BCD8421 de Numera o Sistema Bin rio de Numera o 9 X 10 255 9 X 10 EDUCA O CI NCIA E TECNOLOGIA SAD PAULO BB sro roca or 9 X 10 ri2. F brica P136 Compensa o IxR Compensa a queda de tens o na resist ncia estat rica do motor Atua em baixas frequ ncias aumentando a tens o de sa da do inversor para manter o torque constante O ajuste timo o menor valor de P136 que permite a partida do motor satisfatoriamente Valor maior que o necess rio ir incrementar demasiadamente a corrente do motor em baixas frequ ncias podendo for ar o inversor a uma condi o de sobrecorrente E00 ou E05 Podemos deduzir assim que o controle escalar em inversores de freq ncia utilizado em aplicac es normais que n o requerem elevada din mica grandes acelerac es e frenagens nem elevada precis o e nem controle de torque Um inversor com controle escalar pode controlar a velocidade de rotac o do motor com uma precis o de at 0 5 da rota o nominal para sistemas sem varia o de carga e de 3 a 5 96 com varia o de carga de O a 100 96 do torque nominal Pelo princ pio de funcionamento e aplica o s o utilizados na maioria das vezes motores de indu o convencionais sem nenhum sistema de realimenta o de velocidade tacogerador de pulsos acoplado ao motor em malha fechada A faixa de varia o O O E INSTITUTO FEDERAL DE DO EDUCA O CI NCIA E TECNOLOGIA SAD PAULO de velocidade pequena da ordem de 1 10 Ex 6 a 60Hz Com estas caracter sticas O inversor de frequ ncia escalar o mais utilizado em sistemas que n o requer
3. o os parametros foram agrupados por caracter sticas e fun es Parametros de Leitura vari veis que podem ser visualizadas no display mas n o podem ser alteradas pelo usu rio Parametros de Regula o s o os valores ajust veis a serem utilizados pelas fun es do inversor Parametros de Configura o definem as caracteristicas do inversor as fun es a serem executadas bem como as func es das entradas saidas Par metros do Motor define a corrente nominal do motor Proce dimen 06 Verifique o Par metro P156 Corrente de sobrecarga do motor para to que fique ajustada entre 5 15 maior que a corrente nominal de sa da do inversor ou seja 1 05 x 6 5 6 8 para o modelo 6 5 3AC380 480 1 05 x 13 13 6 para o modelo 13 3AC380 480 obs O Ajuste de P156 muito baixo para o motor utilizado pode gerar o erro 05 que trata da Sobrecarga na sa da Da p gina 15 do Manual temos Inom Corrente nominal de saida do inversor Da p gina 44 do Manual temos P156 Corrente de sobrecarga ajuste num valor de 5 a 15 acima da corrente nominal do motor Da p gina 59 do Manual temos Padr o min Faixa A m x F brica menor passo P156 Corrente de Sobrecarga 0 2xInom 1 1 0 x Inom do Motor 17 is og E INSTITUTO FEDERAL DE g EDUCA O CI NCIA E TECNOLOGIA Da p gina 77 do Manual temos S O PAULO Proce 07 dimen A
4. e W do Painel el trico did tico E O E INSTITUTO FEDERAL DE DO EDUCA O CI NCIA E TECNOLOGIA S O PAULO 1 W 3 Z 6 E L Figura 4 Fechamento dos terminais do motor em estrela DDD INSTITUTO FEDERAL DE C sa E TECNOLOGIA AD PAULO 2 1 CONTROLE DE VELOCIDADE EM OITO VALORES POR MEIO DAS CHAVES TIPO ALAVANCA Procedi meno 03 No painel Fa a o jumper do borne 8 GND com o borne das Chaves tipo alavanca atrav s de um cabo banana banana de 2 mma de di metro ou seja conecte o borne 8 GND com o borne das chaves tipo alavanca conforme a Figura 5 sua tt Ra uunuuu FEE HHEHHEHNHEHEENI UURERRERRR M O Figura 5 Jumper dos bornes 8 GND e 9 chaves tipo alavanca no painel atrav s do cabo banana banana de 2 mm de di metro Proce 04 dimen Feche a chave tipo alavanca que alimenta a entrada ED 1 Borne 9 da i9 tr gua 1 Assim estaremos realizando o habilita geral conforme Figura 6 nn nn 2 an nn n A Figura 6 Fechamento da chave ED1 habilita geral El 11 O O E INSTITUTO FEDERAL DE g g EDUCA O CI NCIA E TECNOLOGIA S O PAULO Note que nesta experi ncia as entradas ED 2 ED 3 ED 4 ser o as 3 entradas digitais de uma tabela da verdade com 3 vari veis ou seja resulta em 8 possibilidades de valores de velocidades Conforme Tabela 1 Tabela 1 Tabe
5. somente podem ser alterados individualmente executando a seguinte sequ ncia Todos os valores de par metros j ajustados ser o perdidos substitu dos pelo padr o f brica a 1 Desabilitar o inversor Por meio da tecla LM ra a a 2 Ajustar P000 5 os AN us aneis 3 Ajustar P204 5 O display indica 0 no final da a Para fazera alterac o E Sele o Altera o 4 Pressione tecla 4 P 7 de Par metros ua E siga as instru es do final da p gina 14 AAA ENO Padr o min Faixa m x F brica P204 Carrega par metros com menor passo Padr o de f brica 0 5 5 Carrega padr o y are alor Reprograma todos os par metros para os valores do padr o de f brica Ver item 6 1 Libera o acesso para altera o dos par metros Obs Par metro de A inibi o do acesso acesso pa A 7 altera o de par metro ACESSO feita ajustando P000 Leitura Par metros senha num valor Altera o Par metros diferente de 5 ou desenergizando energizando o inversor Tm O DO E INSTITUTO FEDERAL DE pg n ru E TECNOLOGIA LEITURA LEITURA DU ALTERA O ALTERA O 7 GELEGIONE VvIGLA ss PERMITE ACESSO SELECI NE PIOC i LIFE PARAIMETRO AALTERAGA DE DESEADO PARAMETRO NEC
6. 131 Y wauzu nnunu 05 _ 02 BJ EDS NR ED MESES Tenha um cuidado especial com as velocidades de 80 e 120 Hz pois os mancais do aberta aberta GND 125 motor que utilizamos na abeta GND aberta P126 experi ncia s foram aberta GND GND pi27 projetados para girar com m Es uma velocidade em torno de LOND aberta aberta 60 Hz Mantenha o motor girando nessas velocidades GND P130 o menor tempo poss vel GND GND GND pis Pisa 21 Anote os valores das velocidades observadas uma de cada vez to Conferem com os valores ajustados ou seja 15 25 35 80 120 Hz 1 2 3 4 Desligue todos os equipamentos Desconecte os equipamentos da energia el trica Desfa a a montagem da pr tica experi ncia e guarde todo o material Deixe o laborat rio arrumado e organizado El 21 O O E INSTITUTO FEDERAL DE g g EDUCA O CI NCIA E TECNOLOGIA SAD PAULO 2 2 QUEST O PROPOSTA 1 Questao Elaborar um programa fonte no CLP CoDeSys para que a velocidade de um motor seja ajustada por controle multispeed do Inversor de Frequ ncia atrav s de uma Chave Thumb Wheel via o CLP seguindo uma determinada descri o de processo Observa o Quanto for realizar este exerc cio na pr tica o valor do par metro P133 dever ser ajustado para o valor zero 0 0 Hz Descri o do Processo de acordo com o esquema de liga o em anexo 1
7. E 1 O E INSTITUTO FEDERAL DE g EDUCA O CI NCIA E TECNOLOGIA SAD PAULO Componente Curricular Pr ticas de Acionamentos Eletr nicos 4 2 Pr tica Inversor de Frequ ncia Escalar da WEG CFW 07 com velocidade MULTISPEED OBJETIVO 1 Efetuar a programa o por meio de comandos de parametriza o para controlar a velocidade multispeed em um inversor de frequ ncia 2 Colocar em funcionamento operar e identificar problemas referentes ao inversor de frequ ncia WEG CFW 07 parametrizado para funcionar no controle de velocidade multispeed 3 Elaborar um programa fonte no CLP para que a velocidade de um motor seja ajustada por controle multispeed do Inversor de Frequ ncia atrav s de uma Chave Thumb Wheel via o CLP seguindo uma determinada descri o de processo 4 Aprender a utilizar o manual do Inversor de Frequ ncia para a velocidade multispeed MATERIAL e EQUIPAMENTOS UTILIZADOS DATA Nas aulas do per odo LOCAL DA PR TICA Laborat rio de Acionamentos Eletr nicos Preparar 5 Bancadas Quantidade Descri o do Material e Equipamento por Bancada 1 El trica Trif sica 127 220V Inversor de frequ ncia WEG CFW 07 em um Painel el trico did tico da De Lorenzo 1 Trif sico MI 0 0 0 0 1 Rack Chave Thumb Wheel 1 NEM Manual de instruc es do Inversor de frequencia
8. EM FUNCIONAMENTO ENERGIZA O Ap s a prepara o para energiza o o inversor pode ser energizado A 1 Verifique tens o de alimenta o a tens o de rede e verifique se est dentro da faixa permitida Tens o nominal 10 15 2 Energize a entrada 3 Verifique o sucesso da energiza o O display da IHM indica A A Y s Faca estes inversor executa algumas rotinas de auto diagnose procedimentos e se n o existe nenhum problema o display indica Isto sionilica que o inversor est pronto ndv readv para ser operado A gt 14 BBB sro recem o EDUCA O CI NCIA E TECNOLOGIA D PAULO Vamos colocar os par metros do Inversor de Frequ ncia igual aos Proce 05 dimen to T e valores Padr es de F brica sendo que para isso fac OS procedimentos logo abaixo CO sad PARAMETROS Parametros Padr o de F brica s o valores pr definidos com PADRAO DE os quais o inversor sai programado de f brica O conjunto de FABRICA valores escolhido de modo a atender o maior n mero de aplicac es reduzindo ao m ximo a necessidade de reprograma o durante a coloca o em funcionamento Caso necess rio o usu rio pode alterar individualmente cada parametro de acordo com a sua aplicac o Em qualquer momento o usu rio pode retornar todos os parametros aos valores padr es de f brica exceto P202 P285 e P296 que
9. ESA TA MOTOR PARADO PI AJUSTE 7 DESABILITE O CONVERSOR SELECIONE AJUETE PAHAMIETHU DESEJADI PRESS 3 TELA Figura 5 2 Fluxograma leitura alterac o de par metros 15 1 Para os par metros que podem ser alterados com motor notas de 4 A girando o inversor passa a utilizar imediatamente o novo valor ajustado Para os parametros que s podem ser alterados com motor parado o inversor passa a utilizar o novo valor ajustado somente ap s pressionar a tecla P Pressionando a tecla ap s o ajuste o ltimo valor ajustado automaticamente gravado ficando retido at nova alterac o Caso o ltimo valor ajustado no parametro o torne funcionalmente incompat vel com outro j ajustado ocorre a indica o de E24 Erro de programa o Exemplo de erro de programa o Programar duas entradas digitais DI com a mesma fun o Veja na p gina 68 a lista de incompatibilidades de programa o A inibi o do acesso a altera o de parametro feita ajustando 000 num valor diferente de 5 ou desenergizando energizando o inversor rodap das p ginas 7 8 9 e 10 indicam quais s o 16 is E INSTITUTO FEDERAL DE EDUCA O CI NCIA E TECNOLOGIA D PAULO DESCRI O DETALHADA DOS PAR METROS Este cap tulo descreve detalhadamente todos os parametros do inversor Para facilitar a descri
10. Weg Mod CWF 07 Professor Luiz Donizeti Clementino Outubro de 201 1 22 E 2 FEDERAL DE O EDUCA O CI NCIA E TECNOLOGIA D PAULO 1 INTRODU O T 3 1 1 CONTROLE ESCALAR DO INVERSOR DE FREQU NCIA 3 1 2 ACIONAMENTO PELA FUN O 6 2 7 2 1 CONTROLE DE VELOCIDADE OITO VALORES POR MEIO DAS CHAVES TIPO ALAVANCA 10 2 2 QUEST O PROPOSTA dios 21 BBB sro recem o 1 INTRODU O EDUCA O CI NCIA E TECNOLOGIA D PAULO 1 1 CONTROLE ESCALAR DO INVERSOR DE FREQU NCIA O inversor de frequ ncia utilizado nesta pr tica do tipo escalar da marca WEG e o seu modelo o CFW 07 lut 1 crw 07 Figura 1 Inversor Frequ ncia WEG CFW 07 O funcionamento dos inversores de frequ ncia com controle escalar est baseado numa estrat gia de comando chamada V F constante que mant m o torque do motor constante igual ao nominal para qualquer velocidade de funcionamento do motor O estator do motor de indu o possui um bobinado trif sico Este bobinado tem dois par metros que definem suas caracter sticas Um deles a sua resist
11. ator uma corrente constante da ordem da corrente nominal do motor como mostra a equa o e a figura 4 8 CONTEM E 0 Hz 40 Hz 60 Hz BD Hz Pres Figura 45 Como se pode observar na figura 4 8 acima de 60Hz a tens o n o pode continuar subindo pois j foi atingida a tens o m xima tens o da rede assim que a partir deste ponto a corrente e conseq entemente o torque do motor diminuir o Esta regi o acima dos 60 Hz no exemplo conhecida como regi o de enfraquecimento de campo A figura 4 9 a seguir mostra o gr fico do torque em func o da freq ncia onde fica em evid ncia este comportamento TACA Tn ENFRAQUECIMENTO DE CAMPO Figura 4 9 O O E INSTITUTO FEDERAL DE EDUCA O CI NCIA TECNOLOGIA S O PAULO Para frequ ncias abaixo de 30 Hz o termo correspondente resist ncia R do estator que foi desprezado anteriormente come a a ter influ ncia no c lculo da corrente E assim que para baixas frequ ncias mantendo se a proporcionalidade entre a frequ ncia e a tens o a corrente e consequentemente o torque do motor diminuem bastante Para que isto seja evitado a tens o do estator em baixas frequ ncias deve ser aumentada atrav s de um m todo chamado de compensa o X R conforme figura 4 10 a seguir Termo de Saida Hemminal Pee P1385 9 P Bominal reum td P385 0 0 min Faixa m x
12. e le ele r ee 1 7 e se e e 9 X 10 E 24 E INSTITUTO FEDERAL DE EDUCA O CI NCIA E TECNOLOGIA N7 Hz S O PAULO Bot o DISPARA 10 0 0 0 0 10 0 0 0 2 10 0 0 0 3 10 0 0 0 5 10 0 0 0 6 10 0 0 0 7 E E Q El E 8 Q0 0 0 0 0 9000 0 0 0 1 9000 0 0 0 2 25 Esquema de Liga o Chave Thumb wheel CLP Inversor de Frequ ncia Chave Thumb Wheel Polegar Roda volante Analo Digital Output Input Output 0 1 2 3 4 5 Uo Us Uso OV 26 01234567 Digital Input A Inversor de Frequ ncia Analog Digital Output Input Output 01 2 3 4 5 Uo Us Uio
13. em alto desempenho Ele apresenta tamb m um custo relativo menor quando comparado com outros tipos de inversores mais sofisticados como por exemplo o inversor com controle vetorial 1 2 ACIONAMENTO PELA FUN O MULTISPEED A fun o multispeed utilizada quando se deseja at oito valores de velocidades fixas pr programadas preset frequency Permite o controle da velocidade de sa da relacionando os valores das velocidades pr definidos por par metros conforme a combina o l gica das entradas digitais programadas para a fun o multispeed og E INSTITUTO FEDERAL DE mE P EE E TECNOLOGIA PAULO 2 PROCEDIMENTOS Proce aimen 01 Posicione sobre a banca o Inversor de freq ncia WEG CFW 07 1o em um Painel El trico Did tico da De Lorenzo conforme a Figura 2 e desligue a alimenta o geral antes de conectar qualquer componente el trico eletr nico Figura 2 Inversor de frequ ncia WEG CFW 07 em um Painel el trico did tico da De Lorenzo 8 O BE pg Je seu prim rio pela rede de alimenta o do laborat rio e em seguida conecte os bornes R S e T do MIT aos respectivos bornes U V e W do Painel El trico Did tico da De Lorenzo conforme a Figura 3 nesta p gina e a Figura 4 na pr xima p gina Figura 3 Conex es dos terminais do Motor de Indu o Trif sico MIT em ligacao estrela e os bornes R S e T do MIT aos respectivos bornes U V
14. imeiro grupo ajustado o inversor apresentar a mensagem de erro E24 Ignore essa mensagem e ajuste o pr ximo grupo sendo que o erro n o se consumar pois aqui estamos diante de um erro do projeto de fabrica o do inversor apresentados ou seja Par metros PEAN NCIA Hz ll P125 20Hz ll P126 35Hz P127 40 Hz P128 45 Hz P129 50Hz P130 55Hz P131 60Hz 12 Deixe as tr s entradas digitais ED 2 ED 3 e ED 4 condi o aberta ou to seja deixe as tr s chaves do tipo alavanca na posi o aberta id os valores dos par metros abaixo para os respectivos valores to O nllo dde a M dal A ED2 ED3 88 ED4 abeta aberta GND p125 abeta GND aberta Pl26 avena ri 181008 El 19 O O E INSTITUTO FEDERAL DE g g EDUCA O CI NCIA E TECNOLOGIA SAD PAULO Fa a Volte a habilitar ligar o motor pela tecla IHM 1 3 dimen to Pela IHM selecione o par metro de leitura P002 deixe o display mostrando o seu valor Com este par metro podemos verificar o registro no display da frequ ncia do par metro P124 Anote o valor velocidade observada Confere com o ajustado ou seja 10 Hz Deixe as tr s entradas digitais ED 2 ED 3 e ED 4 na condi o em que o Proce 14 i Ital ICA dimen eixo do motor gire com velocidade aj
15. juste o par metro P401 para 6 5 ou 13 conforme o modelo do inversor 6 5 3AC380 480 ou 13 3AC380 480 respectivamente Padr o m n Faixa A m x Fabrica menor passo P401 Corrente nominal do motor 0 1 30x 1 0 9 0 Inom Inom b Ajustar P401 no valor da corrente nominal do motor Este parametro utilizado pelas fun es compensa o de escorregamento e autom tico P dimen Manter o par metro P202 no valor Zero ou seja para 60Hz to Valores Possiveis 0 U F 60Hz Padr o f brica P202 de controle 1 50Hz Define a frequ ncia nominal do motor Proce 09 dimen Ajuste o par metro P133 para o valor Zero 0 0 Hz pois assim o 2 eixo do motor n o come a girando ao se pressionar a tecla I O E 18 B O O E INSTITUTO FEDERAL DE pg EDUCA O CI NCIA E TECNOLOGIA D PAULO Para que as entradas ED 2 ED 3 e ED 4 funcionem como entradas digitais faca as parametriza es seguintes N o se esque a de liberar a senha em P000 previamente Proce 10 Ajuste os valores dos par metros abaixo para os respectivos valores dimen to apresentados ou seja P221 6 Obs Primeiro ajuste o grupo de P222 6 par metros P221 P222 264 7 ltimo o grupo par meiros P265 7e P264 P265 e P266 ou ao P266 7 contr rio tanto faz um ou outro grupo primeiro O fato que ao validar a altera o do pr
16. la da Verdade Ref de Frequ ncia Par metros Padr o de F brica Hz t Chave aberia aberta have aberta aberta Chave aberta aberta Piza vem om mo sem pese mm mo 1 GND Chave tipo alavanca Fechada Assim a entrada digital alimentada com o GND ou seja O volis 12 20 OU E INSTITUTO FEDERAL DE pg T E TECNOLOGIA PAULO Vale lembrar que a IHM funciona da seguinte forma Qo Figura 7 Habilita Desabilita O inversor rampa Reseta o inversor ap s ocorr ncia de erros Seleciona comuta o display entre n mero do par metro e o seu valor posi o conte do Incrementa frequ ncia ou n mero bem como o valor do par metro Decrementa frequ ncia ou n mero bem como o valor do par metro Neste momento da COMENT RIOS experi ncia as instru es desta p gina s o somente para leitura ou seja N O se deve fazer nenhuma opera o no inversor apenas cita identificar as teclas e desejado suas fun es pois mais adiante ser o utilizadas Pressione tecla Valor num rico associado ao parametro Ajuste o novo valor desejado 1 Veja as observa es 2 p gina 15 deste roteiro mais adiante Figura 8 Operando a IHM 13 E INSTITUTO FEDERAL DE O EDUCA O CI NCIA E TECNOLOGIA 0 PAULO ENERGIZACAO COLOCACAO
17. ncia hmica R Ohm e o outro e a sua indut ncia L Henry A resist ncia depende do tipo de material cobre e do comprimento do fio com qual realizado o bobinado J a indut ncia depende fundamentalmente da geometria forma do bobinado e da intera o com o rotor Fazendo uma an lise muito simplificada podemos dizer que a corrente que circular pelo estator do motor ser proporcional ao valor da resist ncia R e ao valor da reat ncia Indutiva XL que dependente da indut ncia L e da frequ ncia f Assim V R X 2 E INSTITUTO FEDERAL DE g Urn CI NCIA E TECNOLOGIA 0 PAULO Para valores de freq ncia acima de 30 Hz o valor da resist ncia muito pequeno quando comparado com o valor da reat ncia indutiva desta maneira podemos nesta aproximac o e para um m todo de controle simples como o escalar desprez lo Assim teremos que o valor da corrente ser proporcional tens o de alimenta o V indut ncia L e frequ ncia f O valor de indut ncia L uma constante do motor mas a tens o e a frequ ncia s o dois par metros que podem ser controlados pelo inversor de frequ ncia Assim se para variar a velocidade do motor de indu o temos que variar a frequ ncia da tens o de alimenta o a estrat gia de controle V F constante varia a tens o proporcionalmente com a varia o da frequ ncia de alimenta o e da reat ncia indutiva do motor para obter no est
18. ustada par metro 125 20 Hz o e oUSSRREREREENEREREEEHSERRRERRRSRRNTP ED4 Ref de Freq ios 88 GND aberta aberta PI28 END aberta TONO ma LGND GND aberta PI3O lenn GND GNDJ pisa Proce 1 5 dimen to Pela IHM mantenha o par metro de leitura P002 e deixe o display mostrando o seu valor Com este par metro podemos verificar o registro no display da frequ ncia do par metro P125 Anote o valor da velocidade observada Confere com o ajustado ou seja 20 Hz Proce 16 Repita esses procedimentos para os demais par metros ou seja dimen to P127 40 Hz P128 45 Hz Proce 17 Na IHM pressionar outra vez a tecla liga desliga 1 0 O eixo do motor dimen gt to dever parar de girar 20 O O E INSTITUTO FEDERAL DE g O EDUCA O CI NCIA E TECNOLOGIA S O PAULO ag 18 Ajuste os valores dos par metros abaixo para os respectivos valores apresentados ou seja to Freq ncia Parametros Hz Pi24 15Hz_ P125 25Hz Pi26 35Hz Pi3i 120Hz_ dimen Proce dimen 20 to Proce Na pressione a tecla liga desliga 1 0 Deixe as tr s entradas digitais ED 2 ED 3 e ED 4 na condic o em que o eixo do motor gire com cada uma das velocidades ajustadas uma de cada vez nos par metros de Refer ncia de Frequ ncia ou seja a a partir de P124 15 Hz e sucessivamente at o P
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