3 Indicaciones de instalación para montaje de accionamientos

Transcripción

04.99
Indicaciones de instalación para montaje de accionamientos adecuado a la compatibilidad electromagnética (CEM)
3
Indicaciones de instalación para
montaje de accionamientos adecuado a
la compatibilidad electromagnética
(CEM)
3.1
Introducción
El concepto modular de los equipos SIMOVERT MASTERDRIVES
permite tal variación en las posibilidades de combinación entre los
diversos aparatos, que carece de sentido describir individualmente
cada una de las combinaciones. Mucho más efectivo es proporcionar
principios fundamentales y reglamentos de validez general, mediante
los cuales puede Vd. montar su propia combinación de aparatos de
acuerdo a la "compatibilidad electromagnética".
Los accionamientos se utilizan en medios muy variados. Entre los
componentes adicionales aplicados (controles, fuentes de alimentación
conmutables, etc.) puede haber bastantes diferencias respecto a
resistencia y emisión de interferencias. Por eso, después de examinar
cada caso por separado, se puede admitir cierta desviación de la
normativa CEM.
Según las leyes de la CEM, los SIMOVERT MASTERDRIVES no son
"aparatos" sino "componentes". Pese a eso y para mejor comprensión
de estas indicaciones de instalación, se utiliza en el texto el término
usado comúnmente de "aparato" o “equipo“.
Para convertidores de frecuencia se aplica desde el 06 de 1996 la
"normativa de productos CEM, incluyendo métodos especiales de
ensayo para accionamientos eléctricos " NE 61800-3 (VDE 0160 T100,
IEC 1800-3). Antes de ponerse en vigor esta normativa, se utilizaban
las normas NE 50081 con NE 55011 y NE 50082 con IEC 801. A través
de la normativa de productos, estas últimas han perdido su relevancia
para los convertidores de frecuencia.
Para mayor información respecto a la CEM diríjase a la delegación
Siemens de su localidad.
SIEMENS AG 6SE7087-8QX50 (Edición AD)
SIMOVERT MASTERDRIVES
Compendio Motion Control
3-1
3.2
Principios fundamentales de la CEM
3.2.1
¿Qué es la CEM?
04.99
CEM significa "compatibilidad electromagnética" y describe de acuerdo
a la definición de la ley CEM §2(7) "la capacidad de un aparato de
trabajar correctamente en un medio ambiente electromagnético, sin
causar a su vez perturbaciones electromagnéticas inadmisibles para
otros aparatos, que se encuentren en el mismo medio".
En principio esto se refiere a que los aparatos no deben perturbarse
mutuamente. ¡Una propiedad que Vd. siempre ha exigido de sus
productos!
3.2.2
Emisión de interferencias, resistencia a interferencias
La CEM depende de dos características de los aparatos participantes:
la emisión de interferencias y la inmunidad a las mismas. Los aparatos
eléctricos son considerados como fuentes de interferencias (emisor) y
como absorbentes de interferencias (receptor).
Existe compatibilidad electromagnética cuando las interferencias
emitidas no condicionan la funcionalidad del aparato que las recibe. Un
aparato puede ser a la vez emisor y receptor. Se considera por ejemplo
la parte de potencia de un convertidor de frecuencia como fuente de
interferencias y la parte de control como absorbedora de las mismas.
Las emisiones de interferencias de los convertidores de frecuencias
se rigen bajo la normativa europea NE 61800-3. Las perturbaciones
asociadas a los conductores se miden en la conexión de red (bajo
condiciones reglamentadas) como tensión de radiointerferencias. Las
perturbaciones electromagnéticas como radiación de
radiointerferencias. La normativa define valores límite para "primera
zona" (redes públicas) y "segunda zona" (redes industriales).
Si se hacen conexiones a la red pública hay que tomar en cuenta que
las repercusiones permitidas sobre la red correspondan a la
reglamentación establecida por la compañía de suministro público.
La resistencia a interferencias describe el comportamiento de un
equipo bajo la influencia de interferencias electromagnéticas. Los
requerimientos y criterios técnicos de evaluación para el
funcionamiento de los equipos son igualmente regulados por la
normativa NE 61800-3.
3-2
6SE7087-8QX50 (Edición AD) Siemens AG
Compendio Motion Control SIMOVERT MASTERDRIVES
04.99
3.2.3
Aplicaciones en zonas industriales y zonas urbanas
Los valores para emisión y resistencia de interferencias están
determinados y limitados de acuerdo al campo de aplicación de los
aparatos. Se diferencia entre zonas industriales y zonas urbanas.
En las áreas industriales la inmunidad a interferencias de los equipos
tiene que ser muy alta, por el contrario las exigencias respecto a la
emisión son menores. En las zonas urbanas − es decir; conexión a la
red pública − la emisión de interferencias está estrictamente
reglamentada, por otro lado las medidas a tomar para lograr una
inmunidad frente a las interferencias son menores.
Si el accionamiento es parte integrante de una instalación, no necesita
en principio, cumplir ningún requisito relacionado con la emisión de
interferencias y su inmunidad frente a las mismas. Sin embargo las
leyes de la CEM exigen que la instalación completa sea compatible con
el medioambiente. El usuario debe procurar, en favor de sus propios
intereses, que dentro de la instalación exista compatibilidad
electromagnética.
Si los convertidores de frecuencia SIMOVERT MASTERDRIVES
carecen de un filtro supresor de radiointerferencias, se sobrepasa el
valor límite exigido en la "primera zona" para la emisión de
interferencias. Actualmente aun se esta deliberando sobre los valores
límite para la "segunda zona" (véase NE 61800-3 párrafo 6.3.2).
La alta resistencia a las interferencias que poseen los convertidores los
hace insensibles frente a las emisiones de aparatos vecinos.
Si todos los componentes de control de una instalación (p.ej. equipos
de automatización) disponen de una resistencia de interferencias apta
para la industria, no es necesario observar los valores límite en cada
uno de los accionamientos.
3.2.4
Redes sin puesta a tierra
En algunas ramas industriales se utilizan redes sin conexión a tierra
(redes IT), para elevar el buen funcionamiento de la instalación.
En el caso de un cortocircuito a tierra no fluye ninguna corriente de
fallo y la planta puede seguir produciendo.
En combinación con filtros supresores de interferencias fluye, sin
embargo, en el caso de cortocircuito a tierra, una corriente de fallo que
puede llevar a parar el accionamiento o incluso a la destrucción del
filtro. Para minimizar esta corriente de error es necesario dimensionar
de otro modo el filtro supresor, (aunque en esto hay que mencionar
que se alcanzan rápidamente las barreras físicas).
Además, los filtros perjudican el concepto de las redes sin conexión a
tierra y pueden ser, en dichas redes, un riesgo para la seguridad
(véase normativa de productos NE 61800-3: 1996).
En caso de necesidad, la supresión de radiointerferencias se debe
llevar a cabo en el primario (conectado a tierra) del transformador de
alimentación o con un filtro especial en el secundario. También el filtro
especial genera corrientes de fuga a tierra. Un controlador de
aislamiento (empleado usualmente en redes sin puesta a tierra) debe
ser sintonizado al filtro especial.
3-3
3.3
El convertidor de frecuencia y su compatibilidad
electromagnética
3.3.1
El convertidor de frecuencia como fuente de interferencias
Método de
funcionamiento de
los equipos
SIMOVERT
MASTERDRIVES
04.99
Los convertidores de frecuencia SIMOVERT MASTERDRIVES trabajan
con un circuito intermedio de tensión.
El ondulador conmuta la tensión del circuito intermedio (en forma de
bloques de tensión ) al devanado del motor para generar las menos
perdidas de potencia posibles.
En el motor fluye una corriente casi senoidal.
Convertidor de frecuencia
Motor
Red
Rectificador
Circuito
Ondulador
intermedio
I
U
M
3~
U
t
I
t
Figura 3-1
Esquema de principio: tensión de salida U y corriente I del motor de un
convertidor de frecuencia
El principio funcional descrito, en combinación con conmutadores
electrónicos de potencia, posibilitó el desarrollo de convertidores de
frecuencia compactos. Su uso en la técnica de accionamientos se ha
vuelto imprescindible.
Los conmutadores electrónicos aunque son rápidos y ofrecen muchas
ventajas, tienen también un inconveniente:
Con cada flanco del impulso de conmutación fluye a tierra una
corriente parásita (en forma de impulsos) a través de capacitancias
parasitarias CP. Las capacitancias parasitarias se producen entre los
conductores del motor y tierra, pero también se encuentran dentro del
motor.
3-4
04.99
M
3~
U
CP
ZN
CP
IS
ZE
U
t
IS
t
Figura 3-2
Esquema de principio: tensión de salida U y corriente parásita Is
La fuente de la corriente parásita IS es el ondulador, por eso la
corriente parásita tiene que volver a él. En el trayecto de regreso actúa
la impedancia ZN y la impedancia de tierra ZE. La impedancia ZN está
constituida por capacitancias parasitarias entre el cable de red y tierra,
a las cuales está acoplada en paralelo la impedancia del transformador
de red (entre fase y tierra). La misma corriente parásita y las caídas de
tensión en ZN y ZE producidas por ella pueden influenciar otros
aparatos.
Los convertidores de frecuencia producen las corrientes parásitas de
alta frecuencia ya descritas. Además hay que tener en cuenta
repercusiones de baja frecuencia sobre la red.
A través de la rectificación de la tensión de red se produce una
corriente de red en forma no senoidal que distorsiona la tensión de red.
Medidas para
reducir la emisión
de interferencias
Las repercusiones de baja frecuencia sobre la red se reducen
mediante bobinas de red.
Las emisiones de interferencias de alta frecuencia solo se pueden
reducir cuando la corriente parásita se conduce "por el camino
adecuado". Con cables de motor sin pantalla esta regresa de forma
indefinida al convertidor de frecuencia, p. ej. a través del fundamento
de puesta a tierra, de las cajas de cables, de los largueros del armario,
etc.
Para corrientes con una frecuencia de 50 o 60 Hz los recorridos de
corriente mencionados tienen una resistencia muy pequeña. La
corriente parásita posee sin embargo partes de alta frecuencia que
pueden causar caídas de tensión perjudiciales.
Para que la corriente parásita vuelva al convertidor en forma definida,
es obligatorio que el cable del motor esté apantallado. La pantalla
tiene que ser ampliamente contactada a las carcasas del convertidor y
del motor. La pantalla es el recorrido más favorable para que vuelva la
corriente parásita al convertidor de frecuencia.
3-5
Filtro de red
04.99
Convertidor de frecuencia Conductor de motor apantallado
M
3~
ZN
IS
ZE
Figura 3-3
Recorrido de la corriente parásita con conductor de motor apantallado
Un cable de motor con pantalla, aplicada en ambos extremos, hace
que la corriente parásita fluya por la pantalla de regreso al convertidor
de frecuencia.
A pesar que con cable de motor apantallado en la impedancia ZE (casi)
no se origina caída de tensión, la caída de tensión en la impedancia ZN
todavía puede influenciar otros aparatos.
Por ese motivo hay que montar un filtro supresor de
radiointerferencias en el cable de red que va al convertidor de
frecuencia.
El orden de los componentes se muestra en la siguiente figura.
Filtro supresor de interferencias
L2
L2’
L3
PE
Carga
L1’
Red
Red TN
o
Red TT
L1
L3’
SIMOVERT
MASTER DRIVES
Bobina de red
1U1
1U2
1V1
1V2
1W1
1W2
Conductor de motor
con pantalla
U1
V1
W1
PE’
U2
V2
W2
PE2
M
3~
PE1
Placa de montaje
Figura 3-4
Orden de los componentes
Para corrientes parásitas de alta frecuencia, la conexión entre el filtro
supresor de radiointerferencias y el convertidor de frecuencia debe ser
de baja impedancia. En la práctica se logran los mejores resultados si
el filtro y el convertidor de frecuencia se montan en la misma placa de
montaje teniendo en cuenta que ambos deben tener una amplia
superficie de contacto con la misma.
Los equipos SIMOVERT MASTERDRIVES tienen que ser montados en
un armario eléctrico cerrado, para así también limitar la irradiación de
radiointerferencias. La radiación de radiointerferencias las determina
sobre todo la parte de control con su microprocesador. Es comparable
con la emisión de interferencias de un ordenador. Si en los alrededores
inmediatos de los SIMOVERT MASTERDRIVES no se encuentra
ninguna estación de radiodifusión, se puede prescindir de un armario
inmune a las interferencias HF (alta frecuencia).
Si se montan los aparatos en un armazón la radiación de
radiointerferencias no está limitada. En este caso hay que disponer el
recinto de instalación procurando que se de un apantallamiento
adecuado.
3-6
04.99
3.3.2
El convertidor de frecuencia como receptor de interferencias
Mecanismos de
influencia
Las interferencias pueden entrar en un equipo en forma galvánica,
inductiva o capacitiva.
El esquema siguiente muestra una fuente de interferencias que a
través de un acoplamiento capacitivo origina una corriente parásita IS
en el equipo. La magnitud de la capacitancia de acoplamiento CK está
determinada por el cableado y por el montaje mecánico.
Aparato
Fuente de
interferencias
Figura 3-5
CK
Tarjeta
IS
Cable de
señalización
Zi
Acoplamiento capacitivo con cable de señalización sin pantalla
La corriente parásita IS genera en la impedancia Zi una caída de
tensión.
Si la corriente parásita fluye a través de una tarjeta con componentes
electrónicos rápidos (p.ej. microprocesadores), ya un pico de impulso
de un margen de µs con una amplitud de pocos voltios puede producir
perturbaciones.
Medidas para elevar
la resistencia a
interferencias
La medida más efectiva para evitar acoplamientos es mantener
siempre separados los cables de potencia de los cables de
señalización.
Fuente de
interferencias
Figura 3-6
Equipo
CK
Filtro
Cable de
señalización
apantallado
IS
Tarjeta
Zi
Elevación de la resistencia a interferencias mediante el apantallamiento
del cable de señalización
Las entradas y salidas de la parte de control de los SIMOVERT
MASTERDRIVES están equipadas con filtros que protegen la
electrónica contra corrientes parásitas IS. Los filtros alisan a la vez la
señal útil.
En el caso de conductores de señalización con señales útiles de alta
frecuencia, p.ej. taco digital, este alisamiento se vuelve indeseable.
Ya que debido a la funcionalidad, en este caso, no se debe aplicar un
alisamiento, hay entonces que colocar cables de señalización con
3-7
04.99
pantalla. La corriente parásita regresa así a la fuente a través de la
pantalla y de la carcasa.
¡Hay que apantallar ambos extremos de los cables digitales de
señalización es decir, conectar la pantalla al emisor y al receptor!
En los cables anológicos de señalización se pueden producir
perturbaciones de baja frecuencia al apantallarlos en ambas terminales
(bucles de zumbidos).
En este caso hay que conectar la pantalla solamente a la parte del
SIMOVERT MASTERDRIVES. El otro extremo de la pantalla se debe
poner a tierra por medio de un condensador (p.ej. 10 nF/100 V tipo
MKT). Así (para señales de alta frecuencia) la pantalla se encuentra
puesta a tierra en ambos extremos a través del condensador.
3.4
Planificación CEM
Si entre dos equipos no hay compatibilidad electromagnética se puede
reducir la emisión de interferencias del emisor o elevar la inmunidad
del receptor. Los emisores son por lo general aparatos de la
electrónica de potencia con una alta toma de corriente. Para reducir su
emisión de interferencias es necesario colocar filtros complicados y
costosos.
Los receptores son sobre todo aparatos de mando y sensores
incluyendo sus circuitos de evaluación.
Es menos complicado elevar la resistencia a interferencias en aparatos
de baja potencia. Por eso en aplicaciones industriales resulta más
económico elevar la inmunidad frente a las interferencias que reducir la
emisión de ellas.
¡Para cumplir la clase de valores límite A1, de la NE 55011, la tensión
de radiointerferencias en la conexión a red, entre 150 kHz y 500 kHz
debe ascender a máximo 79 dB (µV) y entre 500 kHz y 30 MHz debe
ser máximo 73 dB (µV). Que expresado en voltios corresponde a 9 mV
para el primer caso y 4,5 mV para el segundo!
Antes de emplear medios supresores, se debe aclarar cuales son las
exigencias concretas que Vd.o su cliente tiene que cumplir con
respecto a la CEM. De acuerdo a lo anterior le damos el siguiente
ejemplo:
3-8
04.99
Red
1
Armario
Filtro
Unidad frenado
Bobina de red
4
Control,
p.ej. Simatic
Convertidor
de
frecuencia
2
Análisis
sensorio
(p.ej. temp.,
posición,
presión)
Máquina
M
3~
Figura 3-7
3
Mecánica
Representación de principio de un sistema de accionamiento
Un convertidor de frecuencia debe accionar un motor. El convertidor y
las correspondientes partes para control y análisis sensorio se
encuentran dentro de un armario eléctrico. En la conexión de red se
debe limitar la emisión de interferencias por lo cual se han montado en
el armario un filtro supresor de radiointerferencias y una bobina de red.
Suponiendo que en el punto ¥ se haya cumplido con todos los
requisitos. ¿Se dan ahora las condiciones de compatibilidad
electromagnética?
La pregunta no se puede responder sencillamente con "sí", ya que
también dentro del armario hay que asegurar la CEM. Puesto que el
control (en las interfaces ¦ y ¨) y el análisis sensorio (en las interfaces
¦ y §) pueden acusar influencias electromagnéticas.
Un filtro supresor no es en ningún caso la única solución para CEM en
los equipos. Véanse los siguientes capítulos.
3-9
3.4.1
04.99
El concepto de zonas
La medida supresora más económica es separar en zonas los
emisores de los receptores de interferencias, teniendo en cuenta el
hacer la planificación antes de realizar el montaje de las instalaciones.
Primero hay que ver si cada uno de los aparatos que se utilizan es
potencialmente un emisor o un receptor
Fuentes de interferencias son en este contexto p.ej. convertidores de
frecuencia, unidades de frenado, contactores, etc.
Receptores de interferencias son p.ej. aparatos de automatización
(PLC), tacogeneradores y sensores.
Seguidamente se divide la máquina/instalación en zonas CEM y se
asignan los aparatos a las mismas. En cada zona predominan
determinados requisitos referentes a la emisión y resistencia ante las
interferencias. Las zonas se deben separar físicamente, lo más
favorable es hacerlo con carcasas de metal o dentro de un armario por
medio de láminas de metal conectadas a tierra. En los puntos de
intersección de las zonas hay que colocar un filtro si es necesario. El
concepto de zonas se explica con un sistema de accionamiento simple
en la siguiente figura:
3-10
04.99
Red
Armario
Zona A
Filtro
Zona B
Unidad frenado
Zona C
Control,
p.ej. Simatic
Convertidor
de
frecuencia
Zona D
Análisis
sensorio
(p.ej. temp.,
posición,
presión)
Zona E
Máquina
M
3~
Mecánica
Lámina separadora puesta a tierra (recomendación)
Figura 3-8
División de un sistema de accionamiento en zonas
♦ La zona A es la conexión a red del armario incluyendo el filtro. Aquí
se deben cumplir determinados valores límite en la emisión de
interferencias.
♦ La zona B contiene la bobina de red y los emisores de
interferencias: convertidor de frecuencia, unidad de frenado y
contactor.
♦ En la zona C se ha montado el transformador de control y los
receptores: control y análisis sensorio.
♦ La zona D forma el lugar de intersección de los conductores de
control y señalización con la periferia. Aquí se exige un nivel
determinado de resistencia frente a las interferencias.
♦ La zona E comprende el motor trifásico y el cable de conexión del
mismo.
3-11
04.99
♦ Las zonas deben estar separadas para lograr una neutralización
electromagnética.
♦ Distancia mínima 20 cm.
♦ Mejor es lograr la neutralización por medio de láminas separadoras
que estén puestas a tierra
¡En ningún caso se deben poner juntos en el mismo canal los
conductores que pertenecen a diversas zonas!
♦ En lugares de contacto entre zonas hay que montar filtros si es
necesario.
♦ Dentro de una zona se pueden utilizar cables de señalización sin
pantalla.
♦ Todas las líneas de bus (p. ej. RS 485, RS 232) y los cables de
señalización que salgan del armario tienen que ser apantallados.
3.4.2
Aplicación de filtros y elementos de acoplamiento
¡La CEM no se logra solamente montando filtros!
Es también necesario tomar otras medidas como: apantallar el cable
del motor y separación en zonas.
Filtro supresor de
radiointerferencias
Los filtros supresores de radiointerferencias reducen la tensión de
radiointerferencias de los cables en la conexión de red. Para cumplir
con los valores límite ("primera zona " o "segunda zona"), es necesario
instalar un filtro supresor. Esto es una medida independiente de la
aplicación de filtros du/dt o filtros senoidales en la salida del convertidor
de frecuencia.
Filtro du/dt
Los filtros du/dt sirven en primera línea para proteger el devanado del
motor reduciendo la máxima solicitación por tensión. En segundo lugar
estos disminuyen la velocidad de crecimiento de tensión, lo cual
provoca una reducción de la corriente parásita.
Filtro senoidal
Los filtros senoidales son filtros pasabajos y forman de los bloques de
tensión (producidos por el convertidor en los bornes de salida) una
tensión casi senoidal. Estos filtros limitan, con mayor eficacia que los
filtros du/dt, tanto la velocidad de aumento de la tensión como los picos
de tensión máximos.
Elementos de
acoplamiento
Además en el punto de intersección entre las zonas pueden ser
necesarios filtros para la línea de datos y/o componentes de
acoplamiento. Los componentes de acoplamiento con separación
galvánica (p.ej. amplificadores separadores) impiden que se extiendan
las interferencias de una zona a otra. En especial para señales
analógicas hay que poner amplificadores separadores.
3-12
04.99
3.5
Instalación de accionamientos de acuerdo a la CEM
3.5.1
Los principios fundamentales de la CEM
Las reglas de la 1 a la 13 tienen validez general. Las reglas de la 14 a
la 20 son especialmente importantes para la limitación de las
emisiones de interferencias.
Regla 1
Todas las piezas metálicas del armario eléctrico hay que unirlas
extensamente y de forma que permitan una buena conducción (¡no
poner pintura sobre pintura!).
Si es necesario utilizar arandelas de contacto o con púas.
Utilice cintas de conexión lo más cortas posible para unir las puertas al
armario.
INDICACION
La puesta a tierra de instalaciones/máquinas es en primera instancia
una medida de protección. En los accionamientos sin embargo, influye
en la emisión de interferencias y en la inmunidad frente a las mismas.
La puesta a tierra en un sistema se puede realizar en forma de estrella
o de forma plana. En los accionamientos es preferible hacer planiforme
la conexión a tierra, eso significa que todas las piezas de la instalación
que se pongan a tierra se deben unir en forma plana/amplia o en forma
de malla.
Regla 2
Los cables de señales y de potencia hay que tenderlos con una
separación mínima de 20 cm (evitar acoplamientos en el tendido).
Colocar láminas separadoras entre el cable de señalización y el de
potencia. Poner a tierra varias veces las láminas.
Regla 3
Hay que conectar los contactores, los relés, las válvulas magnéticas,
los cuentahoras de servicio electromecánicos etc.que estén en el
armario con combinaciones supresoras, por ejemplo elementos RC,
diodos, varistores. Hay que realizar la conexión directamente en cada
una de las bobinas.
Regla 4
Hay que trenzar los cables sin pantalla que pertenecen al mismo
circuito de corriente (cables de ida y vuelta), o mantener la superficie
entre los cables de ida y vuelta lo más pequeña posible para evitar que
se produzcan antenas de cuadro innecesarias.
Regla 5
Evitar longitudes de cable innecesarias, de este modo se mantienen
más pequeñas las capacitancias e inductancias de acoplamiento.
Regla 6
Poner a tierra los conductores de reserva por ambos extremos. Con
esto se logra una efectividad de pantalla adicional.
Regla 7
En general disminuyen las perturbaciones de acoplamiento si se ponen
los cables lo más cerca posible de chapas con puesta a tierra. Por eso
no hay que dejar los cables sueltos en el armario, sino tenderlos
pegados a la carcasa del armario o a la placa de montaje. Esto
también es válido para los cables de reserva.
Regla 8
Los tacos, encoders o resolvers tienen que ser conectados mediante
un cable con pantalla. La pantalla tiene que ser contactada de forma
extensa al taco, encoder o resolver y al SIMOVERT MASTERDRIVES.
La pantalla no se debe interrumpir p.ej. con bornes intermedios. Para
encoders y resolvers se deben utilizar los cables prefabricados con
pantalla múltiple (véase catálogo DA65).
3-13
Regla 9
04.99
La pantalla de los cables de señalización digitales debe ser puesta a
tierra por ambos lados (emisor y receptor) de forma extensa y con
buena conducción. Si se da una mala conexión equipotencial en la
unión de pantalla, hay que poner, paralelo a la pantalla, un conductor
de compensación adicional (mínimo 10 mm2 ) para reducir la corriente
de pantalla. En general se puede poner la pantalla a tierra varias veces
(= carcasa del armario).También fuera del armario se puede hacer una
puesta a tierra múltiple de las pantallas
Las pantallas de lámina son desfavorables. Son por lo menos 5 veces
peores en su efectividad de apantallamiento que las pantallas de hilo
trenzado.
Regla 10
Si la pantalla de los cables de señalización analógicos tiene una
buena conexión equipotencial hay que poner sus dos extremos a tierra.
Se da una buena conexión equipotencial cuando se observa la regla 1.
Si se producen perturbaciones de baja frecuencia en los conductores
analógicos, por ejemplo fluctuaciones en la velocidad o en los valores
de medición como consecuencia de las corrientes de compensación
(bucles de zumbido), se debe realizar el empalme de la pantalla
solamente en la parte del SIMOVERT MASTERDRIVES. El otro
extremo de la pantalla se tiene que poner a tierra por medio de un
condensador (p.ej. 10 nF/100 V tipo MKT).
Así (para señales de alta frecuencia) la pantalla se encuentra puesta a
tierra en ambos extremos a través del condensador.
Regla 11
Los cables de señalización se deben introducir al armario, de ser
posible, todos por el mismo sitio.
Regla 12
Si los SIMOVERT MASTERDRIVES operan con una fuente de
alimentación externa de 24 V, no se debe alimentar con la misma
varios aparatos que se encuentran separados en diferentes armarios (¡
bucles de zumbido!). La solución óptima es que cada SIMOVERT
MASTERDRIVES disponga de una fuente de alimentación propia.
Regla 13
Evitar los acoplamientos de perturbaciones a través de la conexión de
red.
Los SIMOVERT MASTERDRIVES y los equipos de
automatización/electrónica de control deben ser conectados a redes
diferentes. Si solo se dispone de una red común, hay que desacoplar
los equipos de automatización/electrónica de control de la red por
medio de un transformador aislador.
Regla 14
Para cumplir con la clase de valor límite "A1" o "B1" (NE 55011) es
obligatorio aplicar un filtro supresor de radiointerferencias, aunque se
hayan montado ya filtros senoidales o filtros du/dt entre el motor y los
equipos SIMOVERT MASTERDRIVES.
El que se tenga que instalar un filtro adicional para otros aparatos,
depende del tipo de control empleado y del cableado del resto del
armario eléctrico.
3-14
04.99
Regla 15
Emplace siempre el filtro supresor de radiointerferencias cerca de la
fuente de las mismas. Se debe unir el filtro en forma extensa a la
carcasa del armario, a la placa de montaje etc. Lo mejor es una
plancha metálica desnuda (p. ej. de acero inoxidable o galvanizado), ya
que de este modo se produce un contacto eléctrico en toda su
superficie. Si la placa de montaje está pintada, hay que suprimir la
pintura de las terminales donde se atornillan el convertidor de
frecuencia y el filtro supresor de interferencias, para que se produzca el
contacto eléctrico.
Hay que dejar un espacio de separación entre los conductores de
entrada y los de salida del filtro supresor de radiointerferencias.
Regla 16
Para limitar las emisiones de interferencias hay que conectar los
motores de velocidad variable con cables apantallados, siendo
imprescindible unir las pantallas en ambos extremos (de forma
extensa, es decir con baja inductividad ), a las carcasas
correspondientes. En el interior del armario, los cables del motor deben
ser igualmente apantallados o por lo menos crear para ellos un blindaje
por medio de una lámina separadora puesta a tierra.
Cables apropiados para el motor, son por ejemplo los fabricados por
Siemens, tipo PROTOFLEX-EMV-CY (4 x 1,5 mm2 ... 4 x 120 mm2)
con pantalla de cobre.
Son inapropiados los cables con pantalla de acero.
Como soporte de pantalla en el motor se puede utilizar una
atornilladura "PG" con contacto de pantalla. Hay que tener en cuenta
que la conexión entre la caja de bornes y la carcasa del motor sea de
baja impedancia. En caso necesario poner a tierra con un cordón
flexible adicional. ¡La caja de bornes del motor no debe ser de
material sintético!
Regla 17
Hay que instalar una bobina de red entre el filtro supresor de
radiointerferencias y los equipos SIMOVERT MASTERDRIVES.
Regla 18
Hay que establecer un espacio de separación entre el cable de red y
los conductores del motor, p.ej. una chapa separadora puesta a tierra.
Regla 19
La pantalla entre el motor y los equipos SIMOVERT MASTERDRIVES
no se debe interrumpir al instalar componentes tales como: bobinas de
salida, filtros senoidales, filtros du/dt, fusibles, contactores etc. Los
componentes hay que montarlos en una placa de montaje que sirva a
su vez como soporte de pantalla para los cables del motor. En caso
dado es necesario poner planchas de separación puestas a tierra para
el apantallamiento de los componentes.
Regla 20
Para limitar las radiaciones de radiointerferencias (especial para
limitaciones, clase "B1"), se tienen que apantallar, además del cable de
red, todos aquellos que viniendo del exterior están conectados al
armario.
Ejemplos de aplicación de las reglas fundamentales:
3-15
Armario eléctrico 1
Red
Red
Regla
13
Regla
17
~
=
*)
04.99
*) Mantener alejado el filtro
supresor de radiointerferencias
del canal de salida de aire de
P.ej.instalándolo en otra
sección
Regla
14
~
=
*)
Regla12
Control
Figura 3.5.3
Regla
9, 10
Regla
4, 5, 7
Figura 3.5.6
Regla
19
Figura 3.5.4
Z
Regla 2
Barra de puesta
a tierra
Figura 3.5.2
Regla 16
Z
Regla 8
Figura 3-9
Soporte de pantalla
Ejemplo de aplicación de las reglas fundamentales de la CEM
¡Conectar ampliamente ambos
lados a la carcasa del armario
de forma que permita una buen
conducción!
Barra de pantalla
Conducto para cables
Figura 3-10
3-16
Conexión de la pantalla del cable del motor a la entrada del armario
eléctrico
04.99
Atornilladura PG
Caja de bornes del motor
Figura 3-11
Conexión de pantalla en el motor
La pantalla se puede poner mediante una atornilladura PG (bronce
niquelado) con abrazadera de sujeción para descarga de tracción. Con
esto se logra alcanzar el grado de protección IP 20.
Para tipos de protección más elevados (hasta IP 68) existen
atornilladuras PG especiales con soporte de pantalla, p.ej.:
♦ SKINDICHT SHVE, Fa. Lapp, Stuttgart
♦ UNI IRIS Dicht o UNI EMV Dicht, Fa. Pflitsch, Hückeswagen
¡La caja de bornes del motor no debe ser de material sintético!
Abrazadera
de pantalla
Sujetacables
Figura 3-12
Sujeción de pantalla de los cables de señalización de SIMOVERT
MASTERDRIVES
3-17
04.99
♦ En los equipos en chasis
♦ Con cada SIMOVERT
(formas constructivas ≥ E) se
MASTERDRIVES se
pueden sujetar las pantallas
suministran abrazaderas de
además, con sujetacables
pantalla para la conexión de la
sobre regletas en forma de
pantalla de los cables de
peine.
señales.
Regleta en forma
de peine
Las regletas hay que
unirlas a la carcasa
del armario de forma
amplia y haciendo
buen contacto
Figura 3-13
Sujetacables
Bornes intermedios
Conexión de pantalla de los cables de señales en el armario eléctrico
¡Siempre que sea posible se debe prescindir de los bornes intermedios
ya que empeoran el efecto de pantalla!
3-18
04.99
3.5.2
Ejemplos
Accionamiento con
forma constructiva
Kompakt PLUS
Cable de red
(sin pantalla)
UA
OND
SIEMENS
SIEMENS
OND
SIEMENS
Run
Failure
Chopper
active
P
P
A
S1
A
Placa de montaje
p.ej. chapa de
acero galvanizada
S1
Cable
de red
Red
X101
Filtro
supresor de
radiointerferencias
B
X101
B
Carga
X103
C
X103
C
Filtro
supresor
de radiointerferencias
Vent.
Bobina
de red
Bobina de red
Adaptador
de conexión
Cable de motor con pantalla
Figura 3-14
Adaptador de
conexión
Cable de motor
con pantalla
Ejemplo de realización: Kompakt PLUS con filtro supresor de
radiointerferencias y bobina de red
Realizar el cableado lo más corto posible. El cable de red para el filtro
de supresión de radiointerferencias se tiene que tender separado de
los otros cables (¡concepto de zonas!)
¡El motor se tiene que conectar imprescindiblemente a través de un
cable apantallado!. La pantalla se tiene que conectar al motor y al
convertidor en forma amplia.
3-19
04.99
Adaptador
de
conexión
Abrazadera de
pantalla
Figura 3-15
Montaje de la conexión del motor del adaptador de conexión
Para la conexión del cable del motor y la sujeción de la pantalla es
conveniente el siguiente procedimiento:
♦ Primero conectar el cable del motor en el conector del motor X2
(este tiene que estar desenchufado).
♦ Conectar ampliamente la pantalla del cable del motor al adaptador
de conexión, p. ej. con abrazaderas de pantalla.
♦ Introducir las lengüetas de sujeción del adaptador de conexión por
las ranuras (parte inferior de la carcasa) y atornillarlas.
♦ Enchufar el conector del motor X2 al aparato y atornillarlo.
Los cables de control se pueden poner en la parte delantera del
adaptador de conexión y sujetarlos con abrazaderas de pantalla.
3-20
04.99
Accionamiento con
forma constructiva
Kompakt
Opciones
p.ej. unidad
de frenado
Bobina de red
Bobina de red
Placa de montaje
p.ej. de acero
galvanizado
Filtro
supresor de
radiointerferencias
Carga
Filtro supresor de
radiointerferencias
Red
Adaptador
de conexión
Cable de
red (sin
pantalla)
Adaptador
de conexión
Cable de motor
con pantalla
Cable
de red
Figura 3-16
Cable de
motor con
pantalla
Ejemplo de realización: Equipo compacto con filtro supresor de
radiointerferencias y bobina de red
Realizar el cableado lo más corto posible. El cable de red para el filtro
de supresión de radiointerferencias se tiene que tender separado de
los otros cables (¡concepto de zonas!)
¡El motor se tiene que conectar imprescindiblemente a través de un
cable apantallado!. La pantalla se tiene que conectar al motor y al
convertidor en forma amplia.
Para la aplicación de la pantalla en SIMOVERT MASTERDRIVES se
debe emplear el adaptador de conexión (opcional).
3-21
04.99
B
A
Figura 3-17
Montaje del adaptador de conexión
♦ Atornillar la parte inferior A a SIMOVERT MASTERDRIVES.
♦ Montar SIMOVERT MASTERDRIVES en la placa de montaje.
♦ Conectar el cable apantallado del motor y poner la pantalla en
forma extensa en la parte inferior A, p.ej. fijar con sujetacables.
♦ Meter la parte superior B y atornillarla. En la parte superior se
pueden poner las pantallas de los cables de señalización.
3-22
04.99
Accionamiento con
forma constructiva
equipo en chasis
-G1
-Q4
-X1
-T1
1) Barra de pantalla
U1 V1 W1 C D
L1 L2 L3 L+ L-
2) Carcasa de pantalla
para opciones
3) Separación (pantalla)
entre circuitos de
entrada y salida,
unida ampliamente
al aparato base
-K10
-U9
-K1
-F71-73
-A1
-K1
-L1
-L3
-U1
-A1
-U9
3)
Filtro supresor
Contactor principal
Bobina de red
Bobina de salida
SIMOVERT
MASTERDRIVES
Unidad de frenado
-X2
-Q1
-F11 -F12 -F13
-U1
U2
T1
V2 W2
T2 T3
2)
-Q2
3)
-A101 -X62 -X70
-X5 -X60
-X1
1)
-X2
U1/L1 V1/L2 W1/L3
U2/T1 V2/T2 W2/T3
-L3
PE1
PE2
-L1
- L1
Zona apantallada (protegida)
Figura 3-18
Ejemplo de realización: Equipo en chasis en armario eléctrico con filtro
supresor y bobina de red
3-23
04.99
Ejemplo para una
correcta instalación
de cables
Canal de cables solo para cables de red
Canal de cables
solo para cables
de señalización
Cables de motor apantallados
Figura 3-19
Instalación de canales de cables con espacios de separación
Instalación con canales de cables solo para cables de red. Los cables
de red no están apantallados.
Los cables de motor y de señalización se tienden con espacios de
separación entre ellos.
Los cables del motor y de señalización hay que apantallarlos en forma
extensa al soporte de pantalla.
3-24
04.99
Ejemplo de una
incorrecta
instalación de
cables
Canal de cables
Figura 3-20
Instalación con canales de cables
Instalación con canales de cables montados en una placa de montaje
pintada. Todos los cables están sin apantallar.
Opticamente se ve bien.
Pero por desgracia esta Instalación desde el punto de vista de la
CEM es absolutamente inservible.
Los cables de motor y señalización se han instalado paralelos en el
canal inferior. Lo mismo se ha hecho con los cables de red y la fuente
de alimentación externa en el canal superior. Finalmente se han puesto
todos los cables juntos en el canal vertical.
¡Con este cableado están dadas todas las condiciones para la
propagación y acoplamiento de perturbaciones!
3-25
3.6
04.99
Filtros supresores de radiointerferencias y bobinas de
red correspondientes al SIMOVERT MASTERDRIVES
La correspondencia entre los SIMOVERT MASTERDRIVES, el filtro
supresor de radiointerferencias y la bobina de red se detalla en los
catálogos DA 65.1 y DA65.11 y en las instrucciones de servicio para
los filtros supresores de radiointerferencias 6SE70.
Los filtros supresores de radiointerferencias 6SE70 han sido
examinados para comprobar si cumplían los valores límite
especificados. Para ello se utilizaron combinaciones de equipos
SIMOVERT MASTERDRIVES con sus correspondientes bobinas de
red. Los componentes fueron instalados en armarios eléctricos (tipo
8MC) atendiendo a las reglas anteriormente citadas. Se utilizó un cable
de motor con una longitud de 30 m.
3.7
Normas citadas
NE 55011:
3-26
1991
Valores límite y sistemas de medidas de
radiointerferencias en equipos de alta frecuencia
(equipos ISM) para aplicaciones en campos
industriales, científicos o medicinales.
NE 50081-1: 1992
Normas fundamentales específicas para emisión
de interferencias.
Parte 1: zonas urbanas, comerciales,
industriales y pequeñas empresas.
NE 50081-2: 1993
Normas fundamentales específicas para emisión
de interferencias.
Parte 2: zonas industriales.
NE 50082-1: 1992
Normas fundamentales específicas para
resistencia a interferencias.
Parte 1: zonas urbanas, comerciales,
industriales y pequeñas empresas.
NE 50082-2: 1995
Normas fundamentales específicas para
resistencia a interferencias.
Parte 2: zonas industriales.
NE 61800-3: 1996
Normas de producto CEM, incluyendo métodos
de prueba especiales para accionamientos
eléctricos de velocidad variable.

3 Indicaciones de instalación para montaje de accionamientos

Transcripción

Documentos relacionados

Público y Auditor Sr. Patricio Guevara Rojas, socio de KPMG

2.93 Sabiendo que la tensión en los cables AB y AC es de 425 lb y