ABINEE TEC 2005 · • Transformador integrado com 36 conexões em 12 enrolamentos secundários...

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ABINEE TEC 2005ABINEE TEC 2005

Automação

Acionamentos de Motores de Média Tensão, com Transistores de Alta

Tensão - Uma Nova Tecnologia

Norton Petry Gerente de Desenvolvimento

WEG Automação Ltda.

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ABINEE TEC 2005

Quem somosQuem somos……

Genuinamente Genuinamente BBRRAASSIILLEEIIRRAA fundada em 1961

Presença nosPresença nos 5 5 continentes continentes ((exportaexportadesdedesde 1970)1970)

Líder na América Latina Líder na América Latina emem soluçõessoluçõesindustriaisindustriais

Referência mundialReferência mundial

Empresa capitalizadaEmpresa capitalizada, , constituída sobreconstituída sobresólidos alicercessólidos alicerces

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ABINEE TEC 2005

SoluçõesSoluções em em SSistemas istemas IIndustriaisndustriais

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ABINEE TEC 2005

LinhaLinha de de MotoresMotores MT WEGMT WEG

Até 22.000kW220 a 13.800V

Linha Master Linha H

Até 3.150kW

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ABINEE TEC 2005

MercadoMercado de de Motores Motores MT WEGMT WEG

Tensão de rede 3000...3450 V

13%Tensão de rede 4000...4160 V

69%

Tensão de rede 2000...2400 V

18%

% para cada tensão

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ABINEE TEC 2005

Soluções atuais de Soluções atuais de inversores para 4160Vinversores para 4160V

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ABINEE TEC 2005

Corrente Imposta PWMCorrente Imposta PWM(PWM = modulação por largura de pulso)(PWM = modulação por largura de pulso)

•12 SGCTs 6,5kV no inversor•18 SCRs no retificador•Dimensões 2250cv: 3100x1000x2318mm (156%volume)

} 30 (100%)

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ABINEE TEC 2005

Tensão imposta 3 níveis com Tensão imposta 3 níveis com IGCTsIGCTs

• 12 IGCTs 6,0kV e 6 diodos no inversor• 2 IGCTs de proteção• 12 diodos no retificador

} 32(107%)

• Dimensões 2250cv: 3000x900x2005mm (118% volume)

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ABINEE TEC 2005

Tensão imposta 3 níveis Tensão imposta 3 níveis IGBTsIGBTs

• 36 IGBTs 3,3kV no inversor• 12 diodos no retificador• Dimensões 2250cv: 2418x1259x2300mm (152% volume)

} 48 (160%)

+

0

-

M3 ~

Retificador de entrada

Link cc Inversor 3 níveis

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ABINEE TEC 2005

Tensão imposta com 3 células HTensão imposta com 3 células H

• 24 IGBTs 3,3kV e 12 diodos no inversor• 72 diodos no retificador } 108 (360%)

• Transformador integrado com 36 conexões em 12 enrolamentos secundários isolados

• Dimensões 2250cv: 4166x1257x2288mm (260% volume)

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ABINEE TEC 2005

Solução WEG: Solução WEG: inversores MVWinversores MVW--0101

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ABINEE TEC 2005

Tensão imposta 3 níveis com Tensão imposta 3 níveis com IGBTsIGBTs 6,5kV6,5kV

Retificador De entrada

Link cc Inversor 3 níveis Filtro

(opcional)

• 12 IGBTs 6,5kV e 6 diodos no inversor• 12 diodos no retificador }30 (100%)

• Dimensões 2250cv: 2400x960x2000mm (100% volume)

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ABINEE TEC 2005

Comparativo semicondutores Comparativo semicondutores de potenciade potencia

Componente DescriçãoOperaçãoDiodo

Circuito de disparo integrado com tiristor de comutação tipoGTO. Controla o fluxo de corrente positiva e conduz corrente negativa.Bloqueia tensão positiva.

SCR(tiristor)

Corrente de gatilho dispara a condução de corrente positiva. Desliga quando a corrente zera.

IGCT(tiristor com gatilho

integrado)

Conduz corrente positiva

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ABINEE TEC 2005

Comparativo semicondutores Comparativo semicondutores de potenciade potencia

Componente DescriçãoOperação

Tensão no gatilho comandao fluxo de corrente positiva.Conduz corrente negativa.Bloqueia tensão positiva.

Equivalente ao IGCT, porémnão conduz corrente negativae bloqueia tensão positiva enegativa.

SGCT(tiristor simétrico com

gatilho integrado)

IGBT(transistor com gatilho isolado)

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ABINEE TEC 2005

Comparação do disparo e Comparação do disparo e chaveamentochaveamento

IGCT, SGCT

Curta duração mas alta intensidade

(1000A)

Corrente

Corrente disparo

Tensão

Tensão

Corrente

mais rápido

intensidade (3A)

Corrente disparo

IGBT

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ABINEE TEC 2005

Fotos do IGBT e IGCTFotos do IGBT e IGCT

• IGCT 6,0kV com disparo integrado• IGBT 6,5kV com placa de disparo

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ABINEE TEC 2005

Vantagens do IGBT de alta Vantagens do IGBT de alta tensãotensão

• Módulo com base isolada, facilitando a construção mecânica • Robustez contra curto-circuito e sobre corrente• Circuito de disparo simplificado• Coeficiente de temperatura positivo da tensão de saturação,• facilitando o paralelismo• Base isolada com a liga AlSiC permitindo longa vida útil com ciclagem

térmica• O IGBT em tensões menores (600,1200 e 1700V) tornou-se atualmente

o padrão para inversores de baixa tensão (220,440 e 690Vca).Esta tendência está também sendo observada para os inversores demédia tensão.

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ABINEE TEC 2005

Inversor MVWInversor MVW--0101

• Tensões:3300, 4160Vca• Potências: de 500 a 2250cv• Em desenvolvimento : - 2300Vca

- até 4000cv

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ABINEE TEC 2005

Inversor MVWInversor MVW--0101

Proteção de Entrada

Transformador Defasador

Inversor de Freqüência MT

Motor Elétrico

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ABINEE TEC 2005

Inversor MVWInversor MVW--0101

Proteção de Entrada

• Proteção segura para o conjunto

• Disjuntor motorizado (fecham. e abertura)

• Proteções (máx. e mín.)

• Totalmente intertravado com o Inversor

• Fornecimento WEG ou existente

• Instalado em qualquer local

• Inversor mais compacto

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ABINEE TEC 2005

Inversor MVWInversor MVW--0101

•• Baixa Distorção Harmônica

•• Alto Fator de Potência

Transformador Defasador

• Tensão de rede diferente do motor

• Trafo a óleo ou a seco

• Fornecimento WEG ou existente

• Instalado em qualquer local

• Inversor mais compacto

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ABINEE TEC 2005

Inversor MVWInversor MVW--0101

Inv. Freqüência MVW01

• Tecnologia de última geração (HV IGBT 6,5kV)

• Mais compacto do mercado

• Número reduzido de componentes

• Maior confiabilidade

• Rendimento alto (>98%)

• Capacitores de filme plástico - longa vida útil

• Fácil e rápida manutenção

• Refrigeração a ar

• Programação simples (mesma CFW09)

• IHM igual CFW09 (matricial opcional)

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ABINEE TEC 2005

Inversor MVWInversor MVW--0101

• Fornecimento WEG ou existente

• Compatível com motor existente

• Longas distâncias de cabos

• Sem pulsação de torque (tecnologia PPO)

• Topologia 3/5 níveis

• Alta performance Velocidade/Torque

• Totalmente protegido pelo Inversor MVW01

• Baixo nível de ruído

Motor Elétrico

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ABINEE TEC 2005

Inversor MVWInversor MVW--0101

•• Intertravamento eletromecânico com disjuntor principal

•• Travamento mecânico das colunas de potência

• Segurança

Travamento mecânico

•• Impossível abrir colunas de potência energizadas

•• Aterramento automático dos capacitores do link DC

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ABINEE TEC 2005

Inversor MVWInversor MVW--0101Interface fibra óptica

• Fibra óptica entre potência e controle

• Drives / feed-backs / monitorações

•• Segurança

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ABINEE TEC 2005

Inversor MVWInversor MVW--0101

• Braços de potência extraíveis

Braços IGBT extraíveis

•• Drives / feed-backs / monitorações (fibra óptica)

• Conexões de controle simples

• Segurança

• Conexões de potência através de garras (dupla)

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ABINEE TEC 2005

Inversor MVWInversor MVW--0101

• Inserção / Extração rápida dos braços de potência

Carro para extração

•• Movimentação fácil e segura

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ABINEE TEC 2005

Técnicas de modulação: Técnicas de modulação: SVM ou PPOSVM ou PPO

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ABINEE TEC 2005

Harmônicas em SVMHarmônicas em SVM

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ABINEE TEC 2005

Harmônicas em PPOHarmônicas em PPO

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ABINEE TEC 2005

Modulador PPOModulador PPO

SELETOR DE PULSOS

MODULADOR

P(m,N)

Ud

= ~

M3 ~

ωs ss

)arg(ur

urur

Tabelas PPO

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ABINEE TEC 2005

Controle de trajetória do fluxoControle de trajetória do fluxo

PULSOSOTIMIZADOS

SELETOR DE PULSOS

MODULADOR

P(m,N)

Ud

= ~

M3~

ωs ss

us

P'(m,N)

)arg(ur

urur

CONTROLE DE TRAJETÓRIA

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ABINEE TEC 2005

Controle de trajetória do fluxoControle de trajetória do fluxo

Ref 1 – Sobre CompensaçãoRef 2 – Sem ControleRef 3 – Ajuste Ótimo

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ABINEE TEC 2005

Controle V/FControle V/F

= ~

M3 ~

us

is

V/FωR

CONTROLE DE ESCORREGAMENTO

I x R COMPENSADOR

Ud

MODULADOR

ωu

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ABINEE TEC 2005

Controle Vetorial com Controle Vetorial com EncoderEncoder

ωR=

~

M3 ~

-

MODULADOR

us

CONTROLE DE VELOCIDADE

MODELO DA

MÁQUINA

ω

CONTROLE COMPLEXO

ψR ψS

Ud

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ABINEE TEC 2005

Dinamômetro 3000cvDinamômetro 3000cv

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ABINEE TEC 2005

Motor 2000cvMotor 2000cv

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ABINEE TEC 2005

LogLog de Errosde Erros

• Erros divididos em Falhas e Alarmes

• Log dos 100 últimos Erros com registro de data e hora e máquina de estados no momento do erro

• Função mini-trace: armazenamento automático dos parâmetros de leitura relevantes em caso de Erro

Último Erro:

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ABINEE TEC 2005

FunFunçãção o TraceTraceDescrição:

• A função trace é usada para registrar parâmetros (ex. corrente, tensão, velocidade) do MVW-01 quando ocorre um determinado evento no sistema (ex. alarme/falha, corrente alta, etc.).

Características:

• Todos os parâmetros podem ser registrados (exceto P000);

• Todos os parâmetros podem ser usados como trigger;

• Possui oito (08) canais sincronizados simultaneamente;• Memória para armazenamento variável (de 30,4 kword até 242,8

kword);• Sampling time programável (múltiplo inteiro de 500 µs);

• Pré-trigger programável (0 a 100%);

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ABINEE TEC 2005

FunFunçãção o TraceTraceAcesso aos Dados (PC):

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ABINEE TEC 2005

FunFunçãção o TraceTraceAcesso aos Dados (AO´s):