power point 80 automacao 2
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Inversores de Frequência
Maximiliano Battassini Alex Marqueller Costa
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Dedicação exclusiva Maximiliano e Alex
Apoio Técnico - Engenharia Paulo Silva Leandro
Tiago Robson Daniel
Equipe InternaEquipe Interna
Apoio Técnico - Tecnologia da Informação Mário Machado
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Motores ± Variação de VelocidadeMotores ± Variação de Velocidade
PROPORCIONAL
FrequênciaFrequência RPMRPM
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O que é um Inversor de Frequência?O que é um Inversor de Frequência?
Equipamento para variar / controlar avelocidade e / ou o torque do motor trifásico
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Blocos BásicosBlocos Básicos IHM (Interface Homem Máquina):
interação com o usuário. Display, teclas,etc.
I/Os (Input/Output): Entradas e saídasdigitais e analógicas. Chaves, sensores,atuadores, etc.
Comunicação em Rede: Diversosprotocolos
CPU (Unidade Central deProcessamento): Controla o sistema e
armazena o programa
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Estágio de PotênciaEstágio de Potência
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PWM (Pulse Width Modulation) ± Modulação por Largura de Pulso
PWM ± Como funcionaPWM ± Como funciona
+V
+V
-V
-V
Tempo
Tempo
Tensão
Tensão
Corrente(Fluxo magnético)
Corrente(Fluxo magnético)
60Hz60Hz
30Hz30HzO inversor de
frequência controlatotalmente os
pulsos de tensãoque alimentam omotor. Dessa
maneira, controla afrequência e o nível
de tensão que
motor irá receber.
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Tipos de ControleTipos de Controle
Escalar Varia a relação V/F de acordocom valores pré definidos(programados)
VetorialNão seguem uma curva V/F prédefinida. A tensão e a frequênciasão controladas independentemente,de maneira a controlar diretamente otorque no eixo do motor
V
FFn
Vn
Ir IL
Im
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Controle Escalar Controle Escalar É o método de controle mais simples. Atualmente utilizado somente
em aplicações de múltiplos motores
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i
Sinal de
Realimentação(Feedback)
VetorialMalha Aberta
(Sensorless)
Controle VetorialControle VetorialVetorialMalha
Fechada
i
Mais avançado que oescalar, proporcionamelhor precisão decontrole e programação
simples.Utilizado em aplicaçõesde menor exigência,como bombas,ventiladores, etc.
O sinal de realimentaçãoproporciona um controleultra preciso.
Utilizado em aplicaçõesde alta exigência econfiabilidade, comoelevação de cargas,automação avançada,etc.
Obs.: O controle vetorial não pode ser utilizado com múltiplos motores
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Commander SK - Uso GeralCommander SK - Uso Geral
SimplesCompactoVersátil
Linha exclusiva da Vogespara todo o Brasil
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Potência
200
110/120
200/240
380/480
500/575
600/690
Commander SK - PotênciasCommander SK - Potências
1/3 1,5 40 1/2 3 150 175 25
T e n s ã o
Entrada 110V / 1Ø
Saída 220V / 3Ø
Entrada 1Ø / Saída 3Ø
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Principais Características Simples programação Dispositivo de cópia removível - S mart S tick
400 parâmetros para máxima flexibilidade Expansível para comunicações Fieldbus, I/Os e
opção de CLP - Logic S tick
Controle V/Hz (padrão) e vetorial de malhaaberta de alta performance Larga faixa de potência ± até 200HP em 460V
Commander SK - Versátil e EconômicoCommander SK - Versátil e Econômico
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Dimensionado de duas maneiras diferentes, dependendo da aplicação:
Commander SK - Dupla EspecificaçãoCommander SK - Dupla Especificação
Sobrecarga Normal ± 110% de corrente: até 215 segundos Aplicações de torque variável e exijam baixa sobrecarga, com
bombas, ventiladores, etc.
Sobrecarga Pesada ± 150% de corrente: até 60 segundos Aplicações que exigem torque constante ou alta capacidade de
sobrecarga. Como guindastes, elevadores, etc.
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Commander SK - DimensõesCommander SK - Dimensões
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Benefícios Soluções de ótima relação
custo/benefício devido aflexibilidade e escalabilidadedo inversor
Instalação fácil e rápidaprogramação
Características Diversos Opcionais
± Comunicação ± I/0s ± CLP
± IHMs Montagem em trilho DIN:
tamanhos A e B
Cabeamento fácil
10 principais parâmetros na
tampa do inversor
Commander SK - Características eBenefíciosCommander SK - Características eBenefícios
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Commander SK - MontagemCommander SK - Montagem
Montagem em trilho DIN até2CV (tamanhos A e B) Furos de encaixe no topo
Furos vazados na base
Montagem em painelTodos os tamanhosOU
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Commander SK - Filtro EMC InternoCommander SK - Filtro EMC Interno
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Identificação clarae em relevo
Commander SK - Terminais de PotênciaCommander SK - Terminais de Potência
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Commander SK - Terminais de ControleCommander SK - Terminais de Controle
Relé de
Status
Terminais
de Controle Conexãomola
Terminais mola ± Para conexão rápida
2 Entradas analógicas ± 0 a 10V, 4 a 20mA
1 Saída analógica ± 0 a 10V
4 Entradas digitais ± Enable/Reset ± Run Forward ± Run Reverse ± Local/Remote
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Identificação dasconexões de
controle
Especificação doscabos de controlee de potência
Identificação dacomunicação serial
Commander SK - Terminais de ControleCommander SK - Terminais de Controle
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Commander SK Commander SK - - Comunicação S erial Comunicação S erial Commander SK Commander SK - - Comunicação S erial Comunicação S erial
RJ45 ± Modbus RTU(RS485) para
comunicaçõessimples
Modbus RTU
Comunicação Modbus RTU (RS485), 2 vias
vem de fábrica
Permite comunicação serial com:
- Um CLP central, ou IHM, ou um sistema
supervisório
- Programas em um PC / laptop usados
para programação avançada dos
inversores
Taxa de transmissão de até 38.400 bits/seg
Conector RJ45 padrão
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Commander SKCommander SK
Conceitos Básicosde Operação
Conceitos Básicosde Operação
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Programação Fácil eRápida
Parâmetros
básicoslistados aqui
Commander SK - Conceitos BásicosCommander SK - Conceitos Básicos
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Commander SK - Teclado e DisplayCommander SK - Teclado e Display
5 teclas Mode ± permite a modificação de
parâmetros
Up e Down ± para fazer alterações
Start ± liga o motor
Stop/Reset ± pára o motor ereinicializa em caso defalha/proteção
Se necessário, o controle horário/anti-horário pode ser feito via entradadigital ou através de uma IHM remota
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Nível 1 ± L1
± Pr 01 ao Pr 10 Nível 2 ± L2
± Pr 01 ao Pr 70
Nível 3 ± L3
± Pr 01 ao Pr 95 Loc
± Código debloqueio desegurança
Acesso somente aos parâmetros
que você precisar. Restrito apessoas não autorizadas
Commander SK - Níveis de AcessoCommander SK - Níveis de Acesso
Nível 0
Nível 1
Par 0
-
Par 10
Nível 2Par 11
-
Par 70
Nível 3
Par 71
-
Par 95
Parâmetro de nível de acesso: 1, 2 ou 3
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Commander SK - Reconhecimento AutomáticoCommander SK - Reconhecimento Automático
O Commander SK tem um sistema interno de reconhecimentoautomático (auto tuning) que ajuda a obter dados mais precisos domotor
Há dois tipos de reconhecimento automático: o parado (com eixoparado) e o rodando (com o eixo rodando). O rodando deve ser feitocom o motor desacoplado e totalmente livre!
Para aplicações onde o motor é ligado, e este já está em movimento(busca de velocidade), é muito importante que o reconhecimentorodando seja feito
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Acessórios OpcionaisAcessórios OpcionaisOs opcionais são comuns a
outros modelos deinversores da Emerson
± Módulos de I/O e decomunicação são do tipo
encaixe rápido ³Plug-in´
± Programas paracomputador e cabos decomunicação
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Os inversores de tamanho A nãoforam projetados para utilizar osmódulos opcionais
Módulos OpcionaisMódulos OpcionaisMódulos OpcionaisMódulos Opcionais
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I/Os eComunicações
Encaixe Rápido ³Plug-in´Encaixe Rápido ³Plug-in´
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Montagem dos Módulos OpcionaisMontagem dos Módulos Opcionais
O conector do móduloopcional é protegido por
uma tampa plástica, a
qual deve ser quebrada
para encaixar o módulo
Proteção de ContatosQuebre a proteção
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Montagem dos Módulos OpcionaisMontagem dos Módulos Opcionais
Vista mostrando osterminais de um módulo
opcional de I/Os
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Módulos Opcionais de ComunicaçãoMódulos Opcionais de Comunicação
± SM-LON ± SM-Profibus DP ± SM-Interbus ± SM-DeviceNet ± SM-CANopen
± SM-Ethernet ± SM-EtherCat
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Módulo Opcional SM-I/O LiteMódulo Opcional SM-I/O Lite1. Comum 0V2. Entrada analógica bipolar s10V ou 4-
20ma, 20-4mA, 0-20mA, 20-0mA, c/sdetecção de falha
3. Saída analógica 0 a +10V ou mA4. Saída +24V / 100mA c/tolerância a curto
circuito5. Entrada digital 16. Entrada digital 2
7. Encoder B entrada digital 38. Encoder B\9. Encoder A10. Encoder A\11. Comum 0V12. Saida para Encoder +5V / 250mA21. Relé
22. nc 2A 240VAC23. Relé
Obs.: Opção de encoder apenas paraleitura de velocidade. Não podeser utilizado para realimentação
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Módulo Opcional SM-I/O Timer Módulo Opcional SM-I/O Timer
É o mesmo que o SM-I/O Lite:
1 Entrada analógica
1 Saída analógica
1 Saída de relé
3 Entradas digitais
Encoder para melhorar o controle develocidade
+
Relógio de tempo real(Ano, Mês, Data, Dia da Semana,Hora, Minuto, Segundo)
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Sistema de filtragem de piscina
SM-I/O Timer ± Exemplo de AplicaçãoSM-I/O Timer ± Exemplo de Aplicação
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Módulo SM-I/O 120V6 entradas digitais programáveis
120VAC
2 saídas programáveis de relé
10
11
12
120VAC / 2A
Módulo SM-PELVI/Os isoladas em conformidade com
IEC 61800-5-1 e NAMUR NE373 entradas/saídas digitais 24VDC1 entrada digital2 saídas programáveis de relé1 entrada analógica +/-10V
1 saída analógica bipolar programável V oumA1 saída analógica de tensão proporcional a
carga do motor
14
15
16
17
Módulos Opcionais SM-I/O 120V &SM-PELVMódulos Opcionais SM-I/O 120V &SM-PELV
Obs.: Pode-se utilizar também em 220VAC.
Porém apenas 3 entradasdigitais estarão disponíveis
120VAC / 2A
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SmartStick - Função CópiaSmartStick - Função Cópia
Lembre dessa dica:
O SmartStick é preto!
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SmartStick - Características e BenefíciosSmartStick - Características e Benefícios
Benefícios Diminui o tempo de montagem de
máquinas
Fácil de salvar a programação deaplicações
Fácil de restaurar a programação
original Torna o ajuste e resolução de
problemas mais rápida ecompreensível
Características Pode ser usado para
salvar a programação ou³cloná-la´ em outrosinversores iguais
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LogicStick - Função CLP OpcionalLogicStick - Função CLP Opcional
CLP substituído pelo LogicStick
Programação utilizando o programaSyPTLite - IEC61131-3 (Padrão desimbologia de programação Ladder)
Economia deEconomia de
Custo e EspaçoCusto e Espaço
Lembre dessa dica:
Para o SyPTLite é o branco!
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SyptLite - Faça Programas DedicadosSyptLite - Faça Programas Dedicados
SyPTLite: Um editor gráfico ladder
que permite o desenvolvimento deprogramas dedicas para a aplicação(30-50 linhas)
Ambiente conforme IEC 61131-3 ±mesmo que os principais softwaresde programação de CLPs
Bibliotecas com os blocos de função
padrão
Auto documentado (help)
Compatível com o Commander SK eoutros modelos da Emerson
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Exemplo de Aplicação com LogicStickExemplo de Aplicação com LogicStickExemplo de Aplicação com LogicStickExemplo de Aplicação com LogicStick
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Exemplo de Aplicação com LogicStickExemplo de Aplicação com LogicStick
Sensor 1 detecta oSensor 1 detecta oprodutoproduto
Sensor 2 detecta oSensor 2 detecta oprodutoproduto
Esteira páraEsteira párana posiçãona posição
precisaprecisa
Esteira TransportadoraEsteira TransportadoraEsteira TransportadoraEsteira Transportadora
V e l o c i d a d e
V e l o c i d a d e
TempoTempo
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IHM Opcional SM-Keypad RemoteIHM Opcional SM-Keypad Remote Utilizada em montagem de painel
remoto
IP65 ± NEMA12/13
Conectado a porta RJ45 Modbus RTUdo Commander SK
Tecla e função selecionável
O teclado e o display do inversor continua funcional quando o keypad
remoto é utilizado
O cabo de conexão pode chegar a 30m
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IHM Opcional SM-Keypad PlusIHM Opcional SM-Keypad Plus
Mesma IHM LCD usada no Unidrive SP -permite acesso total aos parâmetros,inclusive mostrando os nomes
Utilizado em montagem de painel remoto Conectado a porta RJ45 Modbus RTU do
Commander SK
O teclado e o display do inversor continuafuncional quando o keypad remoto éutilizado
Utilizando um software de edição próprio, otexto pode ser personalizado
A função de filtro permite customizar oacesso aos parâmetros de programação
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CT Soft ± Software de ConfiguraçãoCT Soft ± Software de Configuração
CT Soft suporta o Commander SK e outros inversores da Emerson
Projeto orientado
Biblioteca da Parâmetros Funcionalidades do ³Windows´
Habilidade de abrir múltiplos painéis
Diagramas Lista de parâmetros Monitoração Medição
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CT Soft ± Guia Passo a Passo (Wizard)CT Soft ± Guia Passo a Passo (Wizard)
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CT Soft ± Diagrama GeralCT Soft ± Diagrama Geral
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Commander SK - Ex. de AplicaçãoCommander SK - Ex. de Aplicação
Bombas
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Commander SK - Ex. de AplicaçãoCommander SK - Ex. de Aplicação
Ventiladores Industriais
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Commander SK - Ex. de AplicaçãoCommander SK - Ex. de Aplicação
Esteiras Transportadoras
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Commander SK - Ex. de AplicaçãoCommander SK - Ex. de Aplicação
Misturadores
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Compressores
Commander SK - Ex. de AplicaçãoCommander SK - Ex. de Aplicação
C d SK E d A li ãC d SK E d A li ã
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Commander SK - Ex. de AplicaçãoCommander SK - Ex. de Aplicação
SerrasMáquinas de Lavar Industriais
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Unidrive SP - Solução CompletaUnidrive SP - Solução Completa
PotênciaDesempenhoConfiabilidade
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Grande faixa de potência
0,75kW a 1,9MW (1CV a 2.500CV)
Unidrive SP - CaracterísticasUnidrive SP - Características
Diversos métodos de controle Vetorial Malha Fechada ± Precisão. Torque nominal mesmo com rotação zero!
Modo RFC (Rotor Flux Control) ± Desempenho dinâmico superior eestabilidade, sem dispositivo de realimentação
Vetorial Malha Aberta ± Bom desempenho com um mínimo de configuração
Controle V/F ± Controle simples, ideal para aplicação multi-motores
Regenerativo ± Redução de harmônicas e regeneração de energia Servo ± Precisão e controle dinâmico
Diversas tensões:
200-240V 380-480V 500-575V 600-690V
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Unidrive SP - ModelosUnidrive SP - Modelos
O Unidrive SP é dividido em três modelos diferentes,
em função da aplicação e potência desejada
Panel Mounted Free Standing Modular
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Unidrive SP - Panel MountedUnidrive SP - Panel Mounted
Fáceis de instalar, podem ser utilizados em um grande
número de aplicações
Potências: 0.75kW a 132kW (1CV a 180CV) IP20 Regeneração de energia com controle de F.P.
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Unidrive SP - Free StandingUnidrive SP - Free Standing
³Engenheirados´, vem prontos para rodar e fornecidos
dentro de um gabinete
90kW to 675kW (122CV a 915CV) IP21 Compactos - Ótima relação tamanho/potência
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Divididos em módulos que podem ser
combinados. Oferecem o máximo de potência eflexibilidade. 45kW a 1.9MW (60CV a 2500CV) IP20
Os módulos podem ser interligados de diversasmaneiras:
Barramento DC comum
Regeneração de energia
Paralelismo de inversores para altas potências
Compactos e de fácil manuseio
Unidrive SP - Modular Unidrive SP - Modular
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Uma grande variedade de opcionais pode ser utilizada
de acordo com a aplicação
Displays SmartCards I/Os adicionais Realimentação Comunicação Filtros Servo E muito mais...
Unidrive SP - OpcionaisUnidrive SP - Opcionais
U id i SPU id i SP E d A liU id i SPU id i SP E d A li
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Unidrive SPUnidrive SP -- Ex. de AplicaçãoUnidrive SPUnidrive SP -- Ex. de Aplicação
Extrusoras
U id i SPU id i SP E d A li ãU id i SPU id i SP E d A li ã
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Bobinadeiras
Unidrive SPUnidrive SP -- Ex. de AplicaçãoUnidrive SPUnidrive SP -- Ex. de Aplicação
U id i SPU id i SP E d A li ãU id i SPU id i SP E d A li ã
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Elevação de Carga
Unidrive SPUnidrive SP -- Ex. de AplicaçãoUnidrive SPUnidrive SP -- Ex. de Aplicação
U id i SPU id i SP E d A li ãU id i SPU id i SP E d A li ã
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Corte de Metal
Unidrive SPUnidrive SP -- Ex. de AplicaçãoUnidrive SPUnidrive SP -- Ex. de Aplicação
C Di i U IC Di i U I
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Como Dimensionar Um Inversor Como Dimensionar Um Inversor Os inversores de frequência são dimensionados em função:
Da tensão (inversor não é bivolt!) Corrente (corrente nominal do motor) Ciclo de trabalho (sobrecarga normal ou pesada) Aplicação
Basicamente a exigência da aplicação é que determina o modelo doinversor: Commander SK ou Unidrive SP
C Di i E lC Di i E l
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Como Dimensionar - ExemploComo Dimensionar - Exemplo Aplicação: Bomba d¶água Aplicação: Bomba d¶água
Motor: 3Motor: 3Ø /Ø / 3CV / 2P / 220V3CV / 2P / 220V
Corrente de placaCorrente de placado motor: 8,4Ado motor: 8,4A
O regime é contínuoO regime é contínuoBaixa sobrecargaBaixa sobrecarga
COMMANDERCOMMANDERSKSK
Bomba d¶água éBomba d¶água éaplicação simplesaplicação simples
SKCD200220SKCD200220
C Di i E lC Di i E l
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No caso de aplicações mais complexas como:
Elevação de carga Controle preciso de velocidade (motor c/encoder) Controle de torque Sincronismo Automação complexa
Potência maior que 200CV
Deve-se utilizar o Unidrive SP, para isso consulte nossa engenhariapara fazer o dimensionamento adequado
Como Dimensionar - ExemploComo Dimensionar - Exemplo
M t 3Ø U IM t 3Ø U I
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Motores 3Ø para Uso com Inversor Motores 3Ø para Uso com Inversor
M t U IM t U I
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Motores para Uso com Inversor Motores para Uso com Inversor
Controle de velocidade/torque do motor Partidas e/ou paradas controladas
Grande número de operações por hora
Operação acima da velocidade nominal do motor
Operações com reversão constantes
Partidas de cargas com alta inércia; etc...
Onde é usado:
Motores para Uso com In ersorMotores para Uso com In ersor
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Características gerais
Isolação reforçada Motor com três cabos de ligação Ventilação independente Sobre dimensionamento da carcaça Mancal isolado
Encoder
Motores para Uso com Inversor Motores para Uso com Inversor
Motores para Uso com InversorMotores para Uso com Inversor
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Motores para Uso com Inversor Motores para Uso com Inversor Isolação Reforçada
I SOLAÇÃO NOR M ALI SOLAÇÃO REFORÇADA
Impede a degradação precoce da isolação. Os equipamentos acionados por inversores sofrem ação de pulsos de tensão em freqüência elevada (dV/dt)
Motores para Uso com InversorMotores para Uso com Inversor
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Cabos de Ligação
Motores para Uso com Inversor Motores para Uso com Inversor
Os motores poderão ser fornecidos em uma só tensão 220, 380 ou 440 Vuma vez que os inversores possuem apenas um nível de tensão deoperação
Motores para Uso com InversorMotores para Uso com Inversor
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Ventilação Independente
Motores para Uso com Inversor Motores para Uso com Inversor
Destinada aos motores que irão operar em baixas rotações. Tem significadoespecial nas condições de torque nominal em velocidade zero.
Motores para Uso com InversorMotores para Uso com Inversor
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Sobre dimensionamento da Carcaça
Motores para Uso com Inversor Motores para Uso com Inversor
Esse recurso pode ser utilizado de modo a impedir a elevação de temperatura,dispensando a ventilação independente. Somente com análise de engenhariapara avaliar com segurança.
Motores para Uso com InversorMotores para Uso com Inversor
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Mancal Isolado
Motores para Uso com Inversor Motores para Uso com Inversor
Empregado de modo a impedir que correntes parasitas circulem entre rotor eestator. Estas correntes desgastam os rolamentos por eletro erosão.Geralmente aplicado em motores de carcaça igual ou superior a 280.
Motores para Uso com InversorMotores para Uso com Inversor
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Destinado ao controle de rotações do motor. Trata-se de um
dispositivo digital acoplado ao eixo do motor, ou da máquina.Utilizado em sistemas de malha fechada, onde se deseja
precisão de operação do conjunto.
Para que o inversor seja utilizado com encoder, deve ser utilizado
um módulo opcional para a leitura dos sinais do encoder.
Motores para Uso com Inversor Motores para Uso com Inversor
Documentação TécnicaDocumentação Técnica
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Documentação TécnicaDocumentação Técnica Além do manual e do CD fornecidos com osinversores, outras informações podem ser acessadas:
Guias avançados Vídeos Notas de aplicação Softwares
Muitas outras...
www.controltechniques.com
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SuporteSuporte A Voges está identificando empresas em todas as regiões do Brasil
para serem nossos integradores / parceiros no negócio.
Inicialmente todo o suporte será dado pela equipe interna daVoges Automação
Maximiliano [email protected] Alex [email protected]
Fone: 54 3026.3540
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Obrigado!