Guía de selección de variadores de velocidad 160 SSC
Las unidades de velocidad variable (VSD), también conocidas como unidades de velocidad ajustable (ASD), son dispositivos electrónicos que se utilizan principalmente para controlar la velocidad y el par del motor. Logran esto ajustando las características de la fuente de alimentación del motor, haciendo coincidir así el par y la velocidad del motor con los requisitos de la máquina/proceso.
Un variador de velocidad funciona convirtiendo la entrada de suministro eléctrico de frecuencia fija en una salida de frecuencia variable. Esta variación de frecuencia permite que el VSD controle el funcionamiento del motor conectado: una salida de frecuencia más alta para una velocidad del motor más rápida y una salida de frecuencia más baja para una velocidad del motor más lenta. La salida también se puede ajustar para que el motor genere más o menos par de salida según lo requiera el proceso. Por lo tanto, la combinación de un motor eléctrico y un VSD se puede utilizar para hacer girar cargas grandes a velocidades relativamente bajas, o cargas más ligeras a velocidades altas, lo que maximiza la eficiencia de la máquina/proceso.
La mayoría de los sistemas de accionamiento de velocidad variable constan de tres elementos principales: (i) controlador de accionamiento, (ii) motor de CA e (iii) interfaz de operador. La interfaz del operador proporciona un medio para que los usuarios arranquen y detengan el motor de CA y ajusten la velocidad del motor en consecuencia.
Descripción general de los variadores de velocidad 160 SSC
Los controladores de velocidad inteligentes 160 (SSC), Boletín 160 “Serie C”, son variadores de velocidad variable compactos de Rockwell Automation, fabricados bajo la marca Allen-Bradley. Estos variadores de velocidad están controlados por microprocesador y pueden programarse para diversas aplicaciones. Se utilizan principalmente para controlar motores de inducción de CA trifásicos.
Además, los variadores de velocidad Boletín 160 “Serie C” están mejorados con el rendimiento del vector sin sensor. El control vectorial sin sensores (SVC) ofrece numerosas ventajas, entre ellas, un rendimiento de aceleración excepcional, un rendimiento de par mejorado, una regulación de velocidad mejorada mediante la compensación de deslizamiento, así como un control estricto de la velocidad del motor y el consumo de corriente, incluso con una carga variable. Además, este método de control se puede implementar como control vectorial de flujo.
El diseño innovador de la “Serie C”, una amplia gama de clasificaciones de potencia (de 0,37 kW (0,5 HP) a 4 kW (5 HP)), un diseño de hardware mejorado y una mayor funcionalidad colocan a los variadores Boletín 160 SSC en la parte superior de la lista. gama para aplicaciones de microaccionamientos. Básicamente, los variadores de velocidad Allen‑Bradley 160 SSC son adecuados para aplicaciones controladas por señales de entrada analógicas. Ejemplos de tales aplicaciones son:
- Control de ventiladores y bombas utilizados en aplicaciones de HVAC, refrigeración, sala limpia (PI), cabinas de pintura, campanas de ventilación, inyección, lodos, escape y medición.
- Control de máquinas herramienta utilizadas en fresadoras, tornos, prensas de taladro, sierras, carpintería y amoladoras.
Además, los variadores Allen‑Bradley 160 SSC también pueden ser una excelente solución en aplicaciones que requieren varias velocidades predeterminadas específicas, tales aplicaciones incluyen:
- Manufactura y manejo de materiales : alimentadores, mezcladores, transportadores, paletizadores, bobinadoras, carros y monorraíles.
- Aplicaciones comerciales : lavados automáticos de automóviles, lavadoras, niveladores de muelle y puertas automáticas.
Así como en muchas otras aplicaciones que utilizan entradas de control digital.
Características del Boletín 160 "Serie C"
Antes de analizar los factores a considerar al seleccionar un variador de velocidad variable 160 SSC específico para una aplicación determinada, analicemos primero las características generales del Boletín 160 “Serie C”. Es importante tener en cuenta algunas de estas características al seleccionar un variador Boletín 160 SSC de otros microvariadores de Allen‑Bradley. Las características incluyen:
A) Características de la unidad de hardware
- Cableado de alimentación directa : los variadores Allen‑Bradley 160 SSC incluyen terminales de alimentación directa de 6 polos que simplifican las prácticas de cableado de alimentación y conexión a tierra, lo que convierte a estos variadores en una solución ideal para reconversiones de velocidad constante.
- Protectores de terminales con bisagras: Permiten un fácil acceso a los terminales de carga/alimentación de línea porque los tornillos de los terminales se pueden quitar fácilmente para las conexiones de orejetas de anillo.
- Módulo de teclado de programa: este módulo proporciona control local y también permite el acceso a todos los parámetros de pantalla y programa. Puede ser una opción instalada de fábrica o comprarse por separado e instalarse en campo.
- Pestillo de riel DIN o panel conectable: El pestillo permite un montaje rápido y económico de los variadores Boletín 160 SSC en un riel DIN estándar de 35 mm. Sin embargo, esta función no está disponible con unidades de accionamiento monofásicas de 1,5 kW o 4,0 kW.
- Contacto normalmente abierto (NO)/normalmente cerrado (NC): se conecta a los indicadores/controles del variador para monitorear condiciones específicas de carga/variador, lo que permite una salida programable.
- Bloque de terminales programable: Brinda la flexibilidad de cumplir con los requisitos de control de varias aplicaciones, sin necesidad de una lógica de control externa adicional.
- Módulo de freno dinámico: esta es una función de unidad opcional que permite a los usuarios conectar resistencias de freno dinámico. No está disponible en clasificaciones de variadores de velocidad Boletín 160 SSC de 0,55 kW (0,75 HP) y 0,37 kW (0,5 HP).
- Módulo de capacitor: este módulo de variador es opcional y permite a los usuarios conectar un variador de velocidad Boletín 160 SSC a un capacitor externo, para mejorar el rendimiento de frenado inherente y la capacidad de autonomía extendida durante una pérdida de energía.
- Puntos de prueba de bus de CC: brindan un acceso rápido a las sondas de prueba del multímetro digital o del analizador de accionamiento del motor cuando se mide el voltaje del bus de CC.
- Interfaz de CC de 24 V: este módulo permite a los usuarios controlar un variador SSC Boletín 160 con lógica de CC de 24 V (entradas negativas). Es un módulo opcional.
- Ventilador de refrigeración: evita el sobrecalentamiento proporcionando un flujo de aire a través de las aletas del disipador de calor de la unidad. No es necesario en clasificaciones de variador SSC Boletín 160 de 0,55 kW (0,75 HP) y 0,37 kW (0,5 HP).
B) Modelos de control disponibles
Los variadores de velocidad variable Boletín 160 SSC están disponibles con dos modelos de control, a saber:
- Seguidor de señal analógica: este modelo de control acepta una entrada de referencia de velocidad de un potenciómetro remoto, una fuente de 0-10 VCC, una fuente de +/- 10 VCC o una fuente de 4-20 mA. Por lo tanto, los variadores Boletín 160 SSC se pueden configurar para aceptar diferentes señales de entrada de referencia de velocidad y usar varios métodos de control de parada/arranque/dirección.
- Modelo de control de velocidad preestablecido: Este es un método de control de marcha adelante/marcha atrás de 2 cables. En los variadores Boletín 160 SSC, el modelo de control de velocidad preestablecida es capaz de ocho (8) velocidades preestablecidas independientes y dos (2) tiempos de rampa de aceleración/desaceleración dependientes de la velocidad. Mientras que la referencia de velocidad para este modelo se selecciona con tres entradas de control digital.
C) Módulos de comunicación compatibles
El control y el monitoreo de los parámetros del variador SSC Boletín 160 se pueden realizar a través de los siguientes módulos de comunicación opcionales:
- Módulo DeviceNet (n.º de catálogo 160-DN2)
- Módulo serial RS-232 (Catálogo No. 160-RS1)
- Módulo Profibus (Catálogo No. 160-PD1)
- Módulo Interbus (Nº de catálogo 160-IB1)
D) Opciones de la interfaz del operador
Hay cuatro dispositivos de interfaz de operador Boletín 160 SSC diferentes. Cada variador de velocidad variable Boletín 160 SSC está disponible con uno de los cuatro. Las cuatro opciones de la interfaz del operador son:
- Panel indicador de falla/listo (n.º de catálogo 160-B1): este panel de control indica si el variador Boletín 160 SSC está "LISTO" para la operación de control o si hay una condición de variador "DEFECTUOSA". Se proporciona como un módulo de control estándar cuando no hay otra opción de interfaz de operador instalada de fábrica. Es una solución de control de bajo costo ideal para aplicaciones que no requieren monitoreo de parámetros y donde los ajustes de parámetros no son necesarios.
- Teclado de programa (n.° de catálogo 160-P1): esta interfaz permite al operador monitorear y/o modificar los parámetros del variador Boletín 160 SSC. También proporciona un control de teclado local con funciones de inicio, marcha atrás y parada. Se puede instalar de fábrica o comprar por separado. El módulo también informa el estado del variador, el estado de la entrada y los códigos de falla específicos; esta información es útil cuando se realizan diagnósticos y solución de problemas de la unidad.
- Teclado remoto (n.º de catálogo 160-P2): esta es una interfaz de operador montada de forma remota que se usa en lugar de entradas de control de variador separadas y conectadas al panel para minimizar el cableado de control requerido y reducir el tiempo de instalación. Está diseñado para cumplir con las especificaciones ambientales NEMA Tipo 4 (IP65).
- Teclado CopyCat (n.º de catálogo 160-P3): esta es una interfaz de operador de programación portátil que brinda la capacidad de programar y monitorear parámetros individuales del variador Boletín 160 SSC. Además, con esta interfaz se pueden descargar y cargar todos los parámetros del variador SSC Boletín 160, lo que ahorra tiempo de instalación y garantiza una configuración precisa y repetible del variador.
Nota: Tanto los módulos de teclado remoto como los de teclado CopyCat requieren un adaptador de programación remota (Nº de catálogo 160-RPA) y un cable adecuado. El adaptador 160-RPA proporciona una interfaz simple para los dos módulos de interfaz del operador.
E) Certificaciones de Cumplimiento
Los variadores de velocidad variable Boletín 160 SSC disponibles cumplen con los siguientes estándares:
- cUL: UL 508C (Canadá y EE. UU.)
- CE EMC: EN61800-3 (Europa)
- Bajo voltaje CE: EN60204-1 (Europa)
- Marca C: AS/NZS2064.1 (Australia)
Directrices de selección
Los variadores de velocidad producen armónicos que pueden afectar negativamente el rendimiento del motor de CA que se controla y la eficiencia de la tensión de alimentación. Por lo tanto, es necesario seleccionar un VSD que mejor se adapte a los requisitos de su aplicación. A continuación se describen algunos de los factores clave que debe tener en cuenta para asegurarse de especificar el variador de velocidad variable SSC Boletín 160 adecuado para su aplicación específica.
1. Potencia requerida
Si bien es importante determinar el tamaño de su variador de velocidad variable en relación con el motor eléctrico que debe controlar, calcular la potencia de la carga que se impulsa también es vital al elegir el VSD Boletín 160 SSC adecuado para su aplicación. A partir de ahí, puede considerar otros factores para ayudar a reducir aún más sus opciones.
2. Clase de voltaje
Según el rango de voltaje de su aplicación, puede seleccionar un variador de velocidad de clase de bajo voltaje o de alto voltaje. Los variadores de velocidad ajustable Boletín 160 SSC están diseñados para aplicaciones de control de motores de bajo voltaje, que van desde 200…460 V. Estos variadores están disponibles en tres clases de voltaje de entrada, y cada clase de voltaje tiene diferentes clasificaciones de potencia y corriente (amperios).
Nota: Si el suministro eléctrico al variador de velocidad ajustable es monofásico, asegúrese de seleccionar un variador Allen‑Bradley 160 SSC con clasificaciones monofásicas, y de manera similar si es trifásico.
3. Tipo de Carga
Los variadores de velocidad se usan comúnmente con dos tipos de cargas: par constante (CT) y par variable (VT). Hay distintas clasificaciones de accionamiento para cada tipo de carga. Por lo tanto, debe determinar si su aplicación de variador SSC Boletín 160 requiere un par variable o un par constante porque los parámetros operativos del variador están sistematizados en consecuencia.
Por ejemplo, cuando la máquina que se impulsa es una bomba o un ventilador centrífugo, entonces un variador Boletín 160 SSC de torque variable será una mejor opción porque ofrece ahorros apreciables de energía requeridos en tales aplicaciones. Para cintas transportadoras y control de máquinas de uso general, utilice variadores de par constante Boletín 160 SSC. Si no está seguro de si usar clasificaciones CT o VT, se recomienda que seleccione una unidad de par constante.
4. Amperaje a plena carga
El amperaje a plena carga (FLA) se define como la cantidad máxima de corriente que un motor eléctrico puede consumir cuando proporciona la salida nominal: es simplemente la corriente nominal del motor conectado para una potencia particular (carga nominal y condiciones de voltaje). FLA es uno de los factores más críticos que debe considerar al elegir un variador de velocidad, para asegurarse de que el variador que seleccione pueda manejar las tensiones actuales del motor de CA que se está controlando.
Para usar correctamente esta métrica para la selección del variador SSC Boletín 160, verifique la clasificación de corriente de carga completa del motor que se va a controlar, luego busque un variador de velocidad variable SSC Boletín 160 cuyas clasificaciones de amperaje puedan manejar esa cantidad de corriente. Se recomienda que seleccione una unidad de velocidad variable con una clasificación de amperaje a plena carga más alta que la del motor conectado a pesar del costo inicial porque, a la larga, eventualmente se verá recompensado en términos de rendimiento y confiabilidad.
5. Capacidad de sobrecarga
Asegúrese de seleccionar un variador SSC Boletín 160 que pueda soportar cualquier condición de sobrecarga que pueda ocurrir durante el arranque del motor o debido a una carga adicional errática. Muchas aplicaciones de VSD experimentan condiciones de sobrecarga de transición debido a los requisitos de potencia para arrancar motores de servicio pesado o como resultado de una carga excesiva y, en tales casos, es posible que deba aumentar el tamaño de su variador SSC Boletín 160.
La mayoría de los variadores de velocidad están diseñados para activar la protección contra sobrecarga en una condición de sobrecarga del 150 % durante solo 60 segundos. Sin embargo, si su aplicación requiere una capacidad de sobrecarga superior al 150 % o durante más de 60 segundos, debe sobredimensionar el variador Boletín 160 SSC que está considerando.
6. Ciclo de trabajo
La selección del variador SSC Boletín 160 correcto para su aplicación también depende de si la carga que se impulsa es variable, constante, incluye pares pulsantes o si sigue un ciclo de variación de carga repetitivo. El ciclo de trabajo, también conocido como factor de trabajo, se puede definir como un patrón repetitivo constante de la carga conectada durante un período de tiempo específico; se expresa como la relación entre el tiempo que la carga está ENCENDIDA (a tiempo) y el tiempo que la carga está APAGADA (período de ciclo). Esta métrica debe tenerse especialmente en cuenta si la aplicación requiere que el variador de velocidad esté en ralentí o opere con una carga menor que la nominal durante más del 25 % del tiempo.
Los variadores de velocidad variable SSC Boletín 160 cuentan con un ciclo de trabajo programable para satisfacer una gran variedad de aplicaciones de frenado. Además, con estos variadores, puede incluir un módulo opcional de freno dinámico, que permite el frenado dinámico externo para aplicaciones de control de motores que tienen un ciclo de trabajo de menos del 5 %. Para aplicaciones cuyo ciclo de trabajo supere el 5 %, debe dimensionar correctamente el paquete de resistencias de su variador Boletín 160 SSC para evitar el sobrecalentamiento.
7. Especificaciones ambientales
Deben tenerse en cuenta las condiciones ambientales, como la humedad relativa, la temperatura ambiente, la temperatura de almacenamiento, la altitud, el suministro de aire de refrigeración, los niveles aceptables de vibración y choque mecánico, así como la presencia de humedad, polvo, gas y otros contaminantes. al seleccionar un variador de velocidad variable Boletín 160 SSC, sus características de protección y gabinetes.
Los variadores de velocidad variable Boletín 160 SSC están disponibles con diferentes clasificaciones ambientales, que incluyen:
- Variadores con clasificación IP20: estos variadores Boletín 160 SSC se caracterizan por un diseño de estilo abierto con un riel DIN acoplable, un panel de control acoplable, cableado de alimentación de paso y un tamaño de paquete compacto.
- Variadores con clasificación IP20: estos son variadores SSC Boletín 160 montados en chasis con un diseño de disipador térmico conectado externamente. Este diseño reduce la disipación de potencia general del variador de velocidad en aproximadamente un 75 % en comparación con el diseño de estilo abierto. Además, el ensamblaje del disipador de calor está equipado con una junta para cumplir con las clasificaciones ambientales IP66 (NEMA Tipo 4X o 4/12) y debe instalarse en una caja protectora de clasificaciones similares.
- Unidades configuradas con IP66: también pueden ser unidades NEMA tipo 4X y 4/12 configuradas Boletín 160 SSC. Incluyen varios componentes con clasificación IP66 (NEMA tipo 4X y 4/12), como interruptores selectores, luces piloto, desconexiones con fusibles y módulos de comunicación DeviceNet.
8. Rango de velocidad y tiempo de aceleración
Las velocidades máxima y mínima del motor para su aplicación determinarán la velocidad base del variador Allen‑Bradley 160 SSC que debe seleccionar.
También debe considerar el tiempo de aceleración requerido para su aplicación. Esto se debe a que el tiempo de aceleración es inversamente proporcional al par disponible y directamente proporcional a la inercia total.
