Guía de selección de PowerFlex 4
La serie de variadores de CA PowerFlex 4 de Allen-Bradley es el producto más compacto y asequible de la serie de variadores PowerFlex. Este variador ofrece a los consumidores un fuerte control de la velocidad del motor en un diseño pequeño que ahorra espacio. Como ajuste de control de motor estándar, estos variadores están equipados con un ajuste de voltios por hercio.
Los variadores de CA PowerFlex 4 con arquitectura versátil brindan una amplia gama de funciones y configuraciones personalizadas para aplicaciones particulares, y están diseñados para satisfacer las demandas de los OEM y los usuarios finales de todo el mundo. Proporciona soluciones para controlar la velocidad de los motores al mismo tiempo que hace que el sistema sea conveniente y económico. Estos accionamientos también minimizan la tensión mecánica en un sistema que implica control de motores, como ventiladores, bombas, transportadores y sistemas de herramientas para máquinas de manipulación manual.
Los consumidores de variadores PowerFlex 4 pueden beneficiarse de su interfaz fácil de usar, herramientas con un potenciómetro local y teclado incorporado. Además, la plataforma de control Logix también se utiliza en esta serie de variadores para facilitar la programación de parámetros y etiquetas.
Potencias nominales de PowerFlex 4
Los variadores de CA PowerFlex 4 vienen con diferentes clasificaciones de consumo de energía que van desde 0,25 a 5,0 Hp (0,2 a 3,7 kW), con las siguientes clasificaciones de voltaje de entrada:
- 100 a 200 V CA: 0,25 a 1,5 Hp o 0,2 a 1,1 kW con una corriente nominal de 1,5 a 6 A
- 200 a 240 V CA: 0,25 a 5 Hp o 0,2 a 3,7 kW con una corriente nominal de 1,4 a 17,5 A
- 380 a 480 V CA: 0,5 a 5 Hp o 0,4 a 3,7 kW con una corriente nominal de 1,4 a 8,7 A
Especificaciones
- Potencia de salida: desde 0,2 kW hasta 3,7 kW
- Voltaje de entrada: 100 a 120 V CA (monofásico), 200 a 240 V CA (monofásico), 200 a 240 V CA (trifásico), 380 a 480 V CA (trifásico)
- Frecuencia de entrada: 48 a 63 Hz
- La frecuencia de salida oscila entre 0 y 240 Hz y es programable
- 4 libras
- Tamaño del cuadro: A y B
- La eficiencia típica es del 97,5%
- El teclado inherente tiene 10 indicadores LED adicionales, además de la pantalla de 4 dígitos.
- Posee comunicación integral RS-485, lo que le brinda a su usuario una ventaja en la programación de un variador desde una Computadora Personal y la configuración de una red multipunto.
Características clave de los variadores PowerFlex 4
Tipo de control de motores
Los variadores PowerFlex 4 están configurados para operar en el modo V/Hz (voltios por hercio) de forma predeterminada. Cuando se utiliza este modo de control para el motor, la tensión de alimentación (V) y la frecuencia (Hz) se mantienen en una relación constante (V/Hz). Como resultado, cambiar la frecuencia de la tensión de alimentación tiene un impacto en la velocidad del motor, así como en su fuerza magnetomotriz (MMF). Cuando se reduce la regularidad de la tensión de alimentación para velocidades más lentas del rotor del motor, por ejemplo, el campo magnético aumenta, lo que da como resultado una mayor generación de calor.
Sin embargo, a medida que salta la velocidad del motor, se produce una reducción en la intensidad del campo magnético debido al aumento de la frecuencia del voltaje. Un solo variador PowerFlex 4 puede controlar varios motores en el modo de voltios/hercios.
Es importante destacar que estas unidades tienen un modo de conducción automática que ofrece compensación automática de impulso y deslizamiento (compensación IR). Esta función habilita la regulación mejorada de la velocidad incluso cuando la carga está subiendo. Además, proporciona suficiente torque y excelente regulación de velocidad en todo el rango de velocidad total del variador PowerFlex. Tiene cuatro velocidades preestablecidas, un requisito de voltaje de control de disipador/fuente de 24 V y solo ofrece regulación de velocidad de bucle abierto.
Cableado de energía
Con el cableado de alimentación inferior, la corriente de línea y el motor se concluyen en la base del variador de CA en los variadores PowerFlex 4.
Salidas, entradas
Los siguientes detalles muestran la configuración de entrada y salida para los variadores PowerFlex 4:
- Entradas digitales estándar
- Entrada de fuente y disipador de 5 a 24 V, tres pines de entrada fijos de inicio, parada e inversión, y dos puertos de entrada totalmente programables
- Pines de entrada analógica
- Una entrada unipolar con entrada de tensión (0 a 10 V) o entrada de corriente (4 a 20 mA)
- Pines de salida digital
- Una salida de relé tipo C de forma
- Pines de salida analógica
- Ninguno La velocidad de exploración para los variadores PowerFlex 4 en el caso de una entrada digital es de 2 milisegundos, mientras que para una entrada analógica, el tiempo de exploración es de 12 milisegundos y 10 bits. Recuerde, el tiempo de escaneo de entrada mencionado no es el tiempo de rendimiento. Además, con los variadores de la serie PowerFlex 4, ni la resolución de salida analógica ni el tiempo de exploración de salida analógica están disponibles.
Tamaños de marco
Hay dos tamaños de bastidor diferentes para la serie de variadores de CA PowerFlex 4 de Allen-Bradley: A y B. Los dos bastidores están disponibles con las siguientes medidas:
- Para PowerFlex 4 A-Frame: 152 mm x 80 mm x 136 mm (alto x ancho x profundidad)
- Para PowerFlex 4 B-Frame: 180 mm x 100 mm x 136 mm (alto x ancho x profundidad)
Montaje e instalación instantáneos
El variador se puede montar en posición vertical sobre una superficie plana, vertical o nivelada de las siguientes maneras:
Montaje en riel DIN
Tanto los variadores de estructura A como B están construidos con convenientes características de montaje en riel DIN que hacen que la instalación sea prácticamente posible en segundos. La compatibilidad con riel DIN lleva mucho menos tiempo que el montaje tradicional con tornillos.
Montaje de brida y placa
Además, la serie de dos convertidores también ofrece montaje en panel, lo que añade aún más posibilidades de instalación. Los variadores con montaje en brida y montaje en placa también están disponibles en la serie PowerFlex 4.
valla de escombros
La unidad está diseñada con una tapa superior de plástico. El usuario debe instalar el panel para evitar que caigan desechos en las rejillas de ventilación de la carcasa del variador mientras se instala.
Apilamiento cero
La serie PowerFlex 4 está diseñada para apilamiento cero, lo que permite colocar muchos variadores uno al lado del otro sin espacio entre ellos. Incluso en la disposición de apilamiento cero, la cubierta de la unidad se abre por completo, lo que permite un fácil acceso a los cables durante la instalación. La temperatura ambiente máxima permitida para todos los tamaños de estructura es de 40 °C (104 °F).
Filtrado Integral
Todos los variadores monofásicos de 230 V proporcionan filtrado integral, lo que ofrece una manera práctica de cumplir con los protocolos EMC EN 55011, grupo A y B. Para todos los miembros de la familia PowerFlex 4, los filtros externos están diseñados y construidos para cumplir con los protocolos de compatibilidad electromagnética (EMC) Clase A y B.
Especificaciones ambientales
Con poco espacio entre los variadores, el rango de temperatura de funcionamiento para la serie PowerFlex 4 con certificación IP20 oscila entre -10 °C y 50 °C. La temperatura ambiente operativa debe estar entre -10 °C y 40 °C para variadores de CA con clasificación NEMA 1. Además, cualquier unidad PowerFlex que no esté en uso debe guardarse en un área con una temperatura de almacenamiento que oscile entre -40 °C y 85 °C. Allen Bradley recomienda a sus usuarios que no almacenen el dispositivo en un ambiente corrosivo.
Preparativos de instalación
- Los usuarios deben verificar que todas las entradas sean seguras y estén conectadas a los terminales apropiados.
- Los usuarios también deben confirmar que la alimentación de la línea de CA del dispositivo de desconexión esté dentro del valor nominal del variador.
- Asegúrese de que cualquier alimentación de control digital tenga un voltaje de 24 voltios.
- Asegúrese de que el esquema de cableado de control coincida con la configuración del interruptor DIP de configuración de fuente/drenaje.
- Si falta la entrada Detener, la unidad no se encenderá.
- Aplique alimentación de CA y regule los voltajes del variador.
- Antes de ajustar cualquiera de los parámetros del grupo de programas, familiarícese con las funciones del teclado integrado.
- El control directo de arranque, parada, cambio de dirección y velocidad es posible desde el teclado sin necesidad de programación.
Puesta en marcha y configuración de la unidad
Es bastante fácil y conveniente usar los variadores PowerFlex 4 en configuraciones de red multipunto e intercambio de información, gracias a las conexiones RS-485 inherentes.
La serie PowerFlex 4 tiene un teclado LCD (pantalla de cristal líquido) integrado de gran alcance NEMA/UL tipo 4X y un teclado LCD portátil NEMA/UL tipo 1. La pantalla LCD integrada local o el teclado remoto se pueden emplear para programar y configurar cualquiera de los modelos de variador.
Además, los usuarios pueden usar herramientas de programación basadas en PC para programar, monitorear y operar variadores PowerFlex 4. Además de eso, hay un módulo llamado Serial Converter Module, que ofrece comunicación a los controladores que tienen un puerto DF1, lo que simplifica sustancialmente la programación del variador. Una pantalla de 4 dígitos con 10 indicaciones LED adicionales brinda una manera conveniente de ver la información y el estado de la energía.
Rendimiento optimizado
Un variador PowerFlex 4 se puede instalar en sistemas de distribución subterráneos porque su MOV extraíble a tierra garantiza un funcionamiento sin problemas. Una precarga de relé minimiza la corriente de entrada.
Además del modelo sin frenos, los transistores de freno integrales están disponibles en todos los niveles y ofrecen una capacidad de frenado dinámico utilizando resistencias de freno básicas y económicas. El interruptor DIP es programable con un control de fuente o sumidero de CC de 24 voltios, y está diseñado para un cableado de control flexible.
Se ofrece una fuerte protección contra sobrecarga del 150 por ciento durante 60 segundos o una sobrecarga del 200 por ciento durante 3 segundos. El variador logra un funcionamiento silencioso con su frecuencia PWM ajustable de hasta 16 kHz.
Rendimiento vectorial sin sensor
- El impulso automático y el deslizamiento (compensación IR) son proporcionados por la unidad automáticamente.
- Ofrece altos grados de regulación de velocidad para todo el rango de velocidad de la transmisión y un control de velocidad eficiente incluso con mayor carga.
Comunicaciones y programación versátil
Los variadores de CA PowerFlex 4 están disponibles con un puerto serie RS-485 integral como característica estándar. Este puerto permite comunicaciones RS-485 integradas. Modbus RTU es la forma típica que se utiliza para habilitar las comunicaciones en serie RS-485 en la serie de dos unidades. En consecuencia, las clasificaciones de todos los productos PowerFlex 4 se hacen compatibles con cualquier dispositivo que funcione como RTU Master, al mismo tiempo que admiten los comandos RTU estándar 6 y 3.
De manera similar, se incluye un módulo de conversión en serie (RS-485 a RS-232) con el número de catálogo 22-SCM-232 con los variadores de CA PowerFlex 4. Este SCM brinda contacto serial DF1 a cualquier controlador capaz de abrir mensajes DF1, como comunicaciones RS-232 o DF1 a RS-485 o DSI. Es importante tener en cuenta que siempre que el organizador en uso sirva como RTU Master, este módulo convertidor en serie también se puede quitar o separar.
El módulo también se puede implementar con software basado en PC. Las siguientes son propiedades de un convertidor serial autoalimentado eficiente (RS-232):
- Un convertidor serializado DSI a RS-232
- Un cable 22-RJ45CBL-C20
- Un cable 1203-SCF
Las unidades de ahorro de energía se pueden utilizar en configuraciones de red multipunto con conexiones RS-485/DSI integrales.
Para mejorar el rendimiento de la máquina, se pueden instalar tarjetas de comunicación esenciales opcionales en el variador. Estas tarjetas no se pueden utilizar excepto con un kit de montaje exterior DC-BASE y un kit DSI exterior para comunicaciones para 22 adaptadores de comunicación. Estas unidades pueden funcionar con algunas tarjetas de comunicación:
- Ethernet/IP
- DeviceNet
- Red de control
- Y más
Además, con un convertidor USB, las unidades PowerFlex 4 pueden manejar contactos USB. Para usar con software basado en PC, este convertidor ejecuta conexiones USB directas y separadas. En particular, el convertidor USB debe venir con un cable USB (que tenga una longitud de 2 metros), un cable 22-HIM-H10 y un cable 20-HIM-H10.
Fusibles y Disyuntores
La serie de productos PowerFlex 4 no ofrece protección contra cortocircuitos derivados. Se deben usar fusibles de entrada o un disyuntor de entrada para instalar estos dispositivos. Los criterios adicionales para estos sistemas pueden estar determinados por las normas de seguridad industrial y/o los códigos eléctricos locales y nacionales.
fusibles
Los variadores PowerFlex 4 han superado las pruebas de UL para su uso con fusibles de entrada. Las clasificaciones enumeradas a continuación son los valores mínimos que se deben usar con cada clasificación de unidad. El equipo especificado se ofrece solo como referencia general.
- UL – RK1, o T, UL Clase J
- IEC – Tipo BS 88 (Estándares Británicos); 600V (o 550V) o igual
Disyuntores UL489/Boletín 140M (Controlador combinado con autoprotección)
Allen Bradley recomendó a los usuarios de variadores PowerFlex 4 que se apegaran a algunas instrucciones para cumplir con los estándares NEC relacionados con la protección de circuitos derivados mientras emplean disyuntores certificados Boletín 140M o UL489.
Tanto las aplicaciones de motores individuales como las de grupos pueden emplear el Boletín 140M. No requiere fusibles cuando se utiliza aguas arriba del variador.
- Utilice únicamente fusibles de entrada UL Clase T, J, CC o Tipo BS88, 600 V, o equivalente para la protección del circuito de división.
- Conecte un fusible en serie, tipo PV, de acción rápida de 1000 V o equivalente, con la resistencia de freno dinámico.
Instrucciones de compatibilidad electromagnética
Para reducir la transferencia de ruido electromagnético entre un variador PowerFlex y la fuente de alimentación principal, se requieren filtros de compatibilidad electromagnética (EMC). Esto garantiza que el equipo operado por el variador no se vea afectado por interferencias electromagnéticas.
Algunos variadores PowerFlex 4 alimentados con una señal monofásica de potencias nominales de 230 V están disponibles con filtros EMC internos. Este filtrado EMC inherente sirve como una forma práctica de cumplir con las normas de compatibilidad electromagnética (EMC) EN55011, clase A y clase B. Para todos los grados de variador PowerFlex 4, los filtros EMC externos también están diseñados y disponibles, y garantizan la compatibilidad con las normas EMC Clase A y Clase B.
Precauciones
Para el rendimiento deseado y la seguridad del equipo, se recomienda:
- Evite que el ventilador de refrigeración de la unidad se ensucie y quede expuesto a partículas metálicas.
- No lo exponga a un ambiente corrosivo.
- Evite que las unidades se mojen.
- Mantenga las unidades alejadas de la luz solar intensa.
- Utilice únicamente cables de cobre.
- Utilice cable con una fuerza de aislamiento de 600 V o superior.
- Los cables de control y señal deben estar a una distancia mínima de 0,3 metros de los cables de alimentación (1 pie).
- Use solo los fusibles de línea/disyuntores sugeridos para evitar daños a la instalación. Además, se deben seguir las pautas para los tipos de cables, tamaños de conductores, protección de circuitos derivados y dispositivos de desconexión. Si no lo hace, corre el riesgo de dañar su equipo y/o sufrir lesiones corporales o propiedad.
- Los cables no utilizados en el conducto deben estar conectados a tierra en ambos extremos para minimizar un posible riesgo de descarga eléctrica causado por voltajes inducidos.
- El variador solo debe ser controlado por los bloques de terminales de entrada digital y no debe usarse con ningún otro dispositivo DSI o de red.
