Historia Fairford ElectronicsHistoria Fairford Electronics

Fundado en 1979, Fairford Electronics es un diseñador y productor especialista de Arrancadores Suave y Arrancadores suave conOptimización de energía para motores de inducción de CA. Con base en Kingsbridge, Devon, la compañía atiende mercados comerciales e industriales a través del mundo con un 80% de exportación de sus ventas anuales.

A mediados de los años 70, frank Nola de la NASA inventó un algoritmo de ahorro de energía para motores de inducción monofásicos. En 1982, Fairford electronics se transformó en la primera compañía en el mundo endiseñar y esarrollar el primer arrancador suave completamente digital con optimización de energía automática produjo el primer arrancador suave con optimización de energía para motores trifásicos de inducción.El sistema Fairford fue patentado en E.UU., Japón, Australia y Europa.

Hoy Fairford electronics es internacionalmente conocido como el pionero de los arrancadores suave digitales y hoy sigue innovando.

11

Lista de ClientesLista de Clientes

Los productos Fairford son utilizados en cada parte del mundo y en cada aplicación concevible. Nos enorgullecemos de estar asociados con organizaciones que utilizan nuestros productos y nuestra tecnología y muchas de estas relaciones se extienden desde loas años '80. Unos pocos ejemplos de clientes que utilizan tecnología Fairford en productos etiquetados se muestran abajo:

22

Rango de productosRango de productos

•Triásico – Diseño Robusto•Ajuste automático Optimiza energía-•Ahorra Costos Unidad versátil para otro tipo de aplicaciones: Estática, Resistiva y Calefacción

•Con by-pass interno•Tiempo de arranque -Hasta 30s.•Instalación simple•Reemplazo ideal para

arrancdores E-T.

•Optimización de Energía Automático•Fácil instalación: entran 2 y salen 2 conductores•Protección IP30•Libre de mantención

•Trifásico - Económico•Ajuste y Caracterización Automáticos•Optimiza Energía –Ahorra Costos y Aumenta el RSI•Pantalla LCD

33

Resistiva y Calefacción•Completamente programable con LCD

arrancdores E-T. •Libre de mantención•Sobrecarga Incorporada

•Fácil instalación: entran 3 y salen 3 cables•10 perfiles de arranque pre programados•Portección IP20•Fusible Mecánico electrónico Automático

•Protección IP55•Boton Partir/Parar e Interruptor incluidos•Protección de Sobrecarga del Motor•Arrancador modelo MFE

•Fácil instalación: entran 3 y salen 3 cables•10 perfiles de arranque pre programados•Portección IP43•Fusible Mecánico electrónico Automático

�� El rendimiento de un partidor suave El rendimiento de un partidor suave depende en forma crítica del depende en forma crítica del rendimiento del motor que controla.rendimiento del motor que controla.

El punto de PartidaEl punto de Partida

44

�� Por eso es esencial entender las Por eso es esencial entender las características del motor para entender características del motor para entender las aplicaciones del partidor suave.las aplicaciones del partidor suave.

Los hechos Los hechos

�� Un motor de inducción es un aparato Un motor de inducción es un aparato convetidor de energía, que convierte convetidor de energía, que convierte energía eléctrica en energía mecánica energía eléctrica en energía mecánica y algo de energía térmica.y algo de energía térmica.

55

�� Para un motor de inducción, el par es Para un motor de inducción, el par es proporcional al voltaje en terminales al proporcional al voltaje en terminales al cuadrado (Vcuadrado (V22). Así, por ejemplo, la ). Así, por ejemplo, la mitad del voltaje produce un cuarto del mitad del voltaje produce un cuarto del

66

mitad del voltaje produce un cuarto del mitad del voltaje produce un cuarto del par.par.

Curva velocidadCurva velocidad--par del motor.par del motor.

Locked Rotor Torque (LRT, MA)

Pull Out (Peak) Torque(MK)Torque

77

0 SSpeed

Pull Up Torque

Full Load Torque(FLT, MN)

Curva velocidadCurva velocidad--par de la cargapar de la carga

TorqueTorque

Motor

88

0 SSpeed

Full Load Torque(FLT)

0 SSpeed

Load

Juntando las dos curvas obtenemosJuntando las dos curvas obtenemos

TorqueTorque

Motor

Locked Rotor Torque

Peak Torque

99

Load

MotorTorque

Full Load Torque(FLT)

S’

The accelerating torqueat any speed S’ is

(T2 - T1)

0 SSpeed

T2

T1

�� Dado que el par de arranque de la carga es Dado que el par de arranque de la carga es

usualmente cercano a cero, un motor de usualmente cercano a cero, un motor de

inducción desarrollará demasiado par inducción desarrollará demasiado par

cuando se conecta directamente a la red de cuando se conecta directamente a la red de

alimentación. Así, alimentación. Así,

Qué significa en la práctica?Qué significa en la práctica?

1010

alimentación. Así, alimentación. Así,

�� Al momento del arranque hay una gran Al momento del arranque hay una gran

demande de energía en la red eléctrica y los demande de energía en la red eléctrica y los

componentes mecánicos del accionamiento.componentes mecánicos del accionamiento.

Los efectos mecánicosLos efectos mecánicos

�� El impacto repentino en el arranque de El impacto repentino en el arranque de la carga, seguido por la rápida la carga, seguido por la rápida aceleración a la velocidad total causan aceleración a la velocidad total causan excesivo desgaste en:excesivo desgaste en:--

1111

excesivo desgaste en:excesivo desgaste en:--

�� Correas y poleasCorreas y poleas

�� Engranajes y cadenasEngranajes y cadenas

�� Acopalmientos y rodamientos :Acopalmientos y rodamientos :--

�� Cavitación en bombas etc........Cavitación en bombas etc........

Los efectos eléctricosLos efectos eléctricos

�� Una gran sobredemanda de corriente en la Una gran sobredemanda de corriente en la

red eléctrica que puede ser suficientemente red eléctrica que puede ser suficientemente

severa para causar bajas de tensión y severa para causar bajas de tensión y

afectar la iluminación.afectar la iluminación.

�� Daño y quemado de los contactos debido a Daño y quemado de los contactos debido a

1212

�� Daño y quemado de los contactos debido a Daño y quemado de los contactos debido a

las altas corrientes que son varias veces la las altas corrientes que son varias veces la

corriente nominal del motor.corriente nominal del motor.

El usuario experimenta:El usuario experimenta:

�� Mantenimiento continuo.Mantenimiento continuo.

�� Mayor posibilidad de detenciones no Mayor posibilidad de detenciones no programadasprogramadas

�� Componentes mecánicos y eléctricos Componentes mecánicos y eléctricos sobredimensionados para soportar la sobredimensionados para soportar la

1313

sobredimensionados para soportar la sobredimensionados para soportar la sobredemanda de energía an el sobredemanda de energía an el arranque.arranque.

�� Vida útil de los componentes reducida.Vida útil de los componentes reducida.

�� Primitivo, pero familiar Primitivo, pero familiar –– Solo un simple Solo un simple contactor en el circuito entre el motor y contactor en el circuito entre el motor y le red que proporciona un control onle red que proporciona un control on--off off sin sincronización.sin sincronización.

Partidores D.O.L. directos de linea.Partidores D.O.L. directos de linea.

1414

�� No tiene control sobre las corrientes o No tiene control sobre las corrientes o torques de “inrush” en el arranque.torques de “inrush” en el arranque.

�� Aceleración muy rápida de la carga con Aceleración muy rápida de la carga con elevadas fuerzas transientes en los elevadas fuerzas transientes en los mecanismos y el sistema eléctricomecanismos y el sistema eléctrico

Arranque directo de líneaArranque directo de línea

600%

1515

CORRIENTE

TIEMPO

Arrancadores EstrellaArrancadores Estrella--TriánguloTriángulo

�� Utiliza tres contactores y un Utiliza tres contactores y un temporizador para interconectarlostemporizador para interconectarlos

�� Los costos de instalación son mayores Los costos de instalación son mayores porque se necesitan 6 conexiones porque se necesitan 6 conexiones entre el motor y el arrancador.entre el motor y el arrancador.

1616

entre el motor y el arrancador.entre el motor y el arrancador.

�� Si la transferencia ocurre a menos del Si la transferencia ocurre a menos del 80% de la velocidad normal, aparecen 80% de la velocidad normal, aparecen elevados transientes de corriente y par.elevados transientes de corriente y par.

El Trauma EstrellaEl Trauma Estrella--TriánguloTriángulo

1717

Arranque Estrella/Triángulo Arranque Estrella/Triángulo

1818

Topología de un Arrancador SuaveTopología de un Arrancador Suave

1919

Controlador de motor con SCRControlador de motor con SCR

�� Se basa en el rectificador controlado de Se basa en el rectificador controlado de

silicio o “tiristor”.silicio o “tiristor”.

�� Enviándole un pulso al tiristor, conmuta de Enviándole un pulso al tiristor, conmuta de

“off” a “on” hasta que la corriente deja de fluir “off” a “on” hasta que la corriente deja de fluir

a través de el, lo que ocurre cada medio ciclo a través de el, lo que ocurre cada medio ciclo

2020

a través de el, lo que ocurre cada medio ciclo a través de el, lo que ocurre cada medio ciclo

en una red CA.en una red CA.

�� Controlando electrónicamente el punto de Controlando electrónicamente el punto de

encendido del tiristor, es posible regular la encendido del tiristor, es posible regular la

energía que pasa através de él.energía que pasa através de él.

Control del TiristorControl del Tiristor

ONE MAINS CYCLE

VO

LT

AG

E O

R E

NE

RG

Y

2121

TIME OR DEGREES

VO

LT

AG

E O

R E

NE

RG

Y

�� Arrancando con un ángulo de retraso Arrancando con un ángulo de retraso grande y reduciéndolo gradualmente, la grande y reduciéndolo gradualmente, la tensión en los terminales del motor se tensión en los terminales del motor se eleva desde un valor bajo hasta el eleva desde un valor bajo hasta el voltaje nominal, proporcionando un voltaje nominal, proporcionando un

Controlador de motor con SCRControlador de motor con SCR

2222

voltaje nominal, proporcionando un voltaje nominal, proporcionando un arranque suave y sin saltos.arranque suave y sin saltos.

Comparación de un Arrancador suaveComparación de un Arrancador suave

6-700%

DIRECT-ON-LINE

ESTRELLA-TRIÁNGULO

2323

CORRIENTEPARTIDOR SUAVE

100%

TIEMPO

El resultado es :El resultado es :

�� Con un tipo de equipo simple, Con un tipo de equipo simple, confiable y económico, todos los confiable y económico, todos los problemas del arranque problemas del arranque

2424

problemas del arranque problemas del arranque electromecánico quedan en el electromecánico quedan en el pasado.pasado.

Motores de inducción en funcionamientoMotores de inducción en funcionamiento

100%

2525

CARGA0 1/2 1/1

EFICIENCIA

La Optimización de EnergíaLa Optimización de Energía

�� Funcionamiento con Carga ParcialFuncionamiento con Carga Parcial�� Funcionamiento con Carga ParcialFuncionamiento con Carga Parcial�� Funcionamiento con Carga ParcialFuncionamiento con Carga Parcial

2626

Este diagrama muestra un motor de 20kW que funciona a un 20% de su Este diagrama muestra un motor de 20kW que funciona a un 20% de su

capacidad nominal. Se calcula que la aplicación pierde 0,6kW por hora a capacidad nominal. Se calcula que la aplicación pierde 0,6kW por hora a

través del calor generado en los bobinados del motor, más 2,6kW través del calor generado en los bobinados del motor, más 2,6kW

adicionales por hora en pérdidas en el hierro del motor. La eficiencia total adicionales por hora en pérdidas en el hierro del motor. La eficiencia total

de la aplicación, como se muestra, es un 54%.de la aplicación, como se muestra, es un 54%.

La Optimización de EnergíaLa Optimización de Energía

�� Funcionamiento con Carga ParcialFuncionamiento con Carga Parcial�� Funcionamiento con Carga ParcialFuncionamiento con Carga Parcial�� Funcionamiento con Carga Parcial con Funcionamiento con Carga Parcial con un Partidor Suave FE con Optimizaciónun Partidor Suave FE con Optimización

2727

Este ejemplo muestra cómo el sistema de optimización de energía Este ejemplo muestra cómo el sistema de optimización de energía

Fairford reduce la energía consumida. Una vez que ocurre el proceso de Fairford reduce la energía consumida. Una vez que ocurre el proceso de

optimización, el calor generado se reduce a 0,4kW por hora y las pérdidas optimización, el calor generado se reduce a 0,4kW por hora y las pérdidas

en el hierro se reducen a 1kW por hora. La eficiencia total de la aplicación en el hierro se reducen a 1kW por hora. La eficiencia total de la aplicación

se muestra como un 71%. En este ejemplo, el sistema de optimización de se muestra como un 71%. En este ejemplo, el sistema de optimización de

Fairford produce un ahorro de 1,8kW por hora.Fairford produce un ahorro de 1,8kW por hora.

La Acción del Modo de OptimizaciónLa Acción del Modo de Optimización

�� La Optimización monitorea La Optimización monitorea constantemente el motor para mejorar constantemente el motor para mejorar la eficiencia de carga parcial la eficiencia de carga parcial reduciendo el grado de sobre flujo del reduciendo el grado de sobre flujo del

2828

reduciendo el grado de sobre flujo del reduciendo el grado de sobre flujo del estator.estator.

�� Se mejora el F.P. del motor con carga Se mejora el F.P. del motor con carga parcial.parcial.

La Acción del Modo de Optimización La Acción del Modo de Optimización -- 22

�� Produce una reducción significativa en Produce una reducción significativa en los kVAr y los kVA, así como también los kVAr y los kVA, así como también una beneficiosa reducción en los kW.una beneficiosa reducción en los kW.

�� Las pérdidas eléctricas en el estator y Las pérdidas eléctricas en el estator y

2929

�� Las pérdidas eléctricas en el estator y Las pérdidas eléctricas en el estator y los cables alimentadores se reducen.los cables alimentadores se reducen.

�� El rendimiento del motor no se ve El rendimiento del motor no se ve perjudicado.perjudicado.

AplicacionesAplicaciones

�� Virtualmente no hay aplicación de Virtualmente no hay aplicación de velocidad fija de un motor de inducción velocidad fija de un motor de inducción que no se pueda beneficiar al instalar que no se pueda beneficiar al instalar un arrancador suave QFE ó XFE.un arrancador suave QFE ó XFE.

En particular, bombas y sistemas de En particular, bombas y sistemas de

3030

�� En particular, bombas y sistemas de En particular, bombas y sistemas de bombeo puden beneficiarse de la bombeo puden beneficiarse de la característica de parada suave y la característica de parada suave y la reducción en los efectos de cavitación.reducción en los efectos de cavitación.

�� Ventiladores, particularmente los de gran Ventiladores, particularmente los de gran inercia, disfrutan de una aceleración suave y inercia, disfrutan de una aceleración suave y sin saltos a niveles de corriente controlados sin saltos a niveles de corriente controlados sin los efectos dañinos de la transferencia sin los efectos dañinos de la transferencia estrella a delta.estrella a delta.

�� La vida de los accionamientos que son La vida de los accionamientos que son

AplicacionesAplicaciones

3131

�� La vida de los accionamientos que son La vida de los accionamientos que son arrancados frecuentemente y de los arrancados frecuentemente y de los accionamientos con inversión de giro se accionamientos con inversión de giro se extiende considerablemente por la acción de extiende considerablemente por la acción de los arrancadores suave.los arrancadores suave.

�� Compresores, Compresores,

�� Chillers, Escalas Mecánicas Chillers, Escalas Mecánicas

�� Transportadores, Transportadores,

AplicacionesAplicaciones

3232

�� Transportadores, Transportadores,

�� Mezcladores,Mezcladores,

�� Cilindros,Cilindros,

�� Alimentadores de tornillos.Alimentadores de tornillos.

�� Molinos de bola, Chancadores,Molinos de bola, Chancadores,

�� Sopladores, PelletizadoresSopladores, Pelletizadores

�� Moledores, Prensas, Moledores, Prensas,

�� Sierras, Lavadoras, Sierras, Lavadoras,

AplicacionesAplicaciones

3333

�� Sierras, Lavadoras, Sierras, Lavadoras,

�� Moldeadoras, Moldeadoras,

�� Arneros, Centrífugas, etc..,etc...,Arneros, Centrífugas, etc..,etc...,

�� Todas estas y muchas otras Todas estas y muchas otras aplicaciones han sido exitosamente aplicaciones han sido exitosamente arrancadas por lo arrancadores suave arrancadas por lo arrancadores suave Fairford Electronics.Fairford Electronics.

AplicacionesAplicaciones

3434

Fairford Electronics.Fairford Electronics.

ConfiabilidadConfiabilidad

�� IEC 60947IEC 60947--44--2, EN 609472, EN 60947--44--22

AC SemiAC Semi--Conductor Motor Controllers Conductor Motor Controllers

and Starters’ defines the soft starter in and Starters’ defines the soft starter in

every important aspect. Purchasing a every important aspect. Purchasing a

controller conforming to this standard controller conforming to this standard

3535

controller conforming to this standard controller conforming to this standard

will safeguard the user from poor will safeguard the user from poor

equipment.equipment.

�� UL listed for Canada and the UL listed for Canada and the

United StatesUnited States

FINFIN

3636

ATAR CHILE FONO: +56-2-4331310JOSE EDUARDO MUÑOZJEMZ@ATAR.CL WWW.ATAR.CLCELULAR 78094373