Construcción de un banco de pruebas para variadores de velocidad trifásicos de 1hp a 40 hp que permita verificar el comportamiento y la detección y aislamiento de falla de circuito abierto en la etapa de inversión

Abstract

This project contemplates the design of a test bench for veri cation of the hardware of variable speed drives, with power between 1 and 40 HP at 440V, as well as the design of the veri cation protocol of: open circuit and short circuit fault in recti er and inverter, state of DC link, frecuency reference. Measurements were made with three drives (5, 7.5 and 10 hp) for veri cation of short circuit in the recti er and the inverter and veri cation of open circuit in the recti er. Discharge test were made with two drives (5 and 10 HP) to calculare the RC constant with two di erent methods and determine their beahaviour, the results are analyzed for di erent timeslots. The normalized DC current method, for detection and isolation of open circuit fault in the inverter, was implemented, measurements were made for a drive of 7.5 HP that has the fault and two motors of 5HP; di erent speed references were used (2.5, 5, 7.5, 10 Hz), the results are analyzed. The complete design of the bench test is presentes with the material list and the electric drawings, as well as the test protocol that explains step by step the veri cation procedure. The fault detection and isolation of the open circuit fault in the inverter had an accuracy of 94.8% and 100% respectevely, a di erent method is proposed to improve the detection. The proposed calculation method of degradation does not show accuracy, nevertheless, can give an idea of the degradation over time in the DC link.

Este proyecto contempla el diseño de un banco de pruebas para verificación del hardware de variadores de velocidad industriales trifásicos con potencias entre 1 y 40 hp a 440 V, as__ como el desarrollo del protocolo de verificación de: falla de circuito abierto y corto circuito en rectificador e inversor, estado de la junta DC y frecuencia de referencia. Se realizaron mediciones en tres variadores de velocidad (5, 7.5 y 10 hp) para verificación de corto circuito en rectificador e inversor y verificación de circuito abierto en rectificador. Se hicieron pruebas de descarga con dos variadores de velocidad (5 y 10 hp) para calcular la constante RC con dos métodos y determinar el comportamiento de estos, se analizaron los resultados para diferentes intervalos de tiempo. Finalmente se implementó del método normalizado de corriente DC para detección y aislamiento de fallo de circuito abierto en el inversor, se realizaron mediciones con un variador de 7.5 HP que presenta la falla y dos motores de 5 HP; se usaron diferentes referencias de velocidad (2.5, 5, 7.5, 10 Hz) y se analizan los resultados. Se presenta el diseño completo del banco de pruebas con lista de materiales y planos eléctricos as__ como el protocolo de pruebas que explica paso a paso el procedimiento de verificación. La detección y aislamiento del fallo del circuito abierto en el inversor tuvieron una exactitud del 94,8% y el 100% respectivamente, se propone un método diferente para mejorar la detección. El método de cálculo de degradación propuesto no muestra exactitud en el cálculo, sin embargo, puede dar una idea de la degradación de la Junta DC en el tiempo