Guía de selección de SMC-2
La línea de controladores SMC de Allen-Bradley ofrece una amplia variedad de productos para arrancar y detener motores de inducción de CA con un rango de potencia de 1/3 HP a 6000 HP. Los controladores están diseñados con características innovadoras, un diseño compacto y controladores cerrados que cumplen con los estándares globales de la industria para el control de motores. Estos controladores son adecuados para controlar un solo motor o un sistema de automatización integrado y vienen en diferentes modelos, como el controlador de par de arranque (STC) y la familia de controladores inteligentes de motores (SMC-2, SMC PLUS y SMC Dialog Plus) para satisfacer diferentes necesidades
El controlador SMC-2 es un controlador de estado sólido compacto, multifuncional y versátil diseñado para arrancar motores de inducción de jaula de ardilla trifásicos estándar. Está disponible en tres modos de operación y viene en ocho tamaños con tres rangos de voltaje. El controlador se puede utilizar en dos configuraciones: un controlador en serie y un controlador de motor con una opción de interfaz. Tiene la marca CE, la certificación CSA y la lista UL. El controlador ofrece ahorro de energía, arranque suave, arranque con límite de corriente, arranque de voltaje completo y una parada suave opcional. También tiene un módulo de protección opcional para transitorios de línea altos o anormales. La opción de interfaz se puede conectar en campo o en fábrica, lo que elimina la necesidad de un contactor adicional y reduce los requisitos de espacio del panel.
Controlador inteligente de motores SMC-2
El controlador de motor inteligente SMC-2 es un controlador de estado sólido compacto y versátil que se utiliza para arrancar motores de inducción de jaula de ardilla trifásicos estándar y controlar cargas resistivas. Está disponible en diferentes rangos de corriente de 5 a 97 Amperios, rangos de voltaje de 200 a 600V y frecuencias de 50/60 Hz. Está listado por UL, aprobado por CSA y etiquetado por CE, lo que lo hace adecuado para aplicaciones de hasta 75 caballos de fuerza.
Modos de operacion
El controlador inteligente de motores SMC-2 ofrece una variedad de modos estándar de operación dentro de un solo controlador, incluidos el arranque suave, el arranque con límite de corriente y el arranque con voltaje completo. También tiene una función de ahorro de energía que permite que el controlador conserve energía cuando el motor tiene poca carga o no se usa durante períodos prolongados. El modo de arranque suave es el método más utilizado y permite establecer el valor de par inicial entre 0 y 70 % del par de rotor bloqueado. El voltaje del motor aumenta gradualmente durante el período de rampa de aceleración ajustable, que se puede configurar de 2 a 30 segundos. El modo de inicio con límite de corriente limita la corriente de inicio máxima y se puede ajustar del 25 al 550 % de los amperios de carga total. Si el motor no alcanza la velocidad después del tiempo seleccionado, pasará a voltaje completo. El modo de arranque de voltaje completo se usa para aplicaciones que requieren un arranque directo, con un tiempo de rampa de menos de una décima de segundo.
Características
El controlador inteligente de motores SMC-2 tiene un LED rojo en la parte delantera para indicación de diagnóstico. El LED estará encendido cuando el controlador esté conectado a la alimentación trifásica. Supervisa varias condiciones de falla, como un SCR en cortocircuito (solo antes del arranque), pérdida de fase (solo en el lado de la línea y antes del arranque) y motor bloqueado (cuando el interruptor de bloqueo está encendido). En caso de un SCR en cortocircuito o pérdida de fase, el controlador no se iniciará y el LED parpadeará. El controlador se apagará y el LED parpadeará si se detecta una condición de motor atascado. Si se pierde la alimentación de entrada trifásica, el LED se apagará.
Tipos de controladores de motores inteligentes
El controlador SMC-2 de tipo abierto es una unidad independiente a la que se le puede agregar un módulo de interfaz, un relé de sobrecarga de tipo de estado sólido y un módulo de protección. El controlador SMC-2 sin combinación está alojado en un gabinete IP65 o IP54 y tiene la opción de un restablecimiento externo para sobrecargas.
Modo serie
El controlador SMC-2 está diseñado para operar en serie con un arrancador electromecánico. Este modo de operación tiene varios beneficios, como una puesta en marcha inicial simplificada, ya que no hay necesidad de cableado adicional. El modo en serie también facilita las modificaciones, ya que puede funcionar con un arrancador electromecánico existente. Cuando el controlador SMC-2 se conecta en serie con un arrancador electromecánico, el contactor del arrancador se utiliza para controlar la alimentación del motor. El controlador SMC-2 luego monitorea la corriente y el voltaje del motor y proporciona el control necesario para un arranque y parada suaves y protección contra fallas. El modo en serie es una solución rentable para actualizar un sistema de arranque electromecánico a un sistema de control de motor inteligente.
Opciones
El controlador SMC-2 puede ser operado por un dispositivo externo usando una interfaz opcional. Esta interfaz ofrece varias características, como el control directo de ENCENDIDO/APAGADO a través de un dispositivo externo, que puede eliminar la necesidad de un contactor adicional en algunas aplicaciones y ahorrar espacio en el panel. Adicionalmente, cuenta con un contacto auxiliar configurable que puede funcionar como contacto inmediato o de alta velocidad. La interfaz también incluye una función de parada suave que amplía el tiempo de parada para minimizar el desplazamiento de la carga o los derrames durante la parada. La opción de interfaz está disponible como módulo enchufable para dispositivos de 5 a 16 amperios y como parte integral del diseño lógico para dispositivos de 24 a 97 amperios. La opción de parada suave permite configurar el tiempo de inactividad de la rampa de voltaje de 5 a 110 segundos, y los tiempos de inicio y parada se pueden ajustar de forma independiente. La carga se detendrá cuando el voltaje caiga hasta un punto en el que el par de la carga sea mayor que el par del motor. Para conectar la opción de interfaz, el requisito de potencia de control es de 5VA a 120V y 15VA a 240V. La clasificación del contacto auxiliar es NEMA C300, 2,5 amperios, 20-250 V CA, 1 amperio, 12-30 V CC. Los relés de sobrecarga IEC se pueden montar directamente en los controladores SMC-2 de 5, 9 y 16 amperios para ahorrar más espacio en el panel.
Controladores combinados
Los controladores combinados, alojados en envolventes IP65 (Tipo 4) o IP54 (Tipo 12), se pueden pedir con o sin un contactor de aislamiento. Un controlador combinado con un contactor de aislamiento incluye una desconexión con fusible accionada por varilla, el controlador SMC-2 y un relé de sobrecarga térmica de 3 polos. Para controladores con un rango de corriente de 5-97 A, el rango de corriente del relé de sobrecarga de estado sólido debe seleccionarse en consecuencia. Si no se especifica, se proporcionará un relé de sobrecarga tipo aleación eutéctica (con menos elementos) en lugar del relé de sobrecarga de estado sólido. Las sobrecargas de aleación eutéctica son estándar en los controladores cerrados con un rango de corriente de 24 a 97 A. Un controlador combinado sin contactor de aislamiento incluye una desconexión con fusible accionada por varilla, el controlador SMC-2 con una opción de interfaz, un transformador de circuito de control y un Relé de sobrecarga térmica de 3 polos. Nuevamente, para los controladores con un rango de corriente de 5 a 97 A, el rango de corriente del relé de sobrecarga de estado sólido debe seleccionarse en consecuencia. Si no se especifica, se proporcionará un relé de sobrecarga tipo aleación eutéctica (con menos elementos) en lugar del relé de sobrecarga de estado sólido.
Aplicaciones
El controlador SMC-2 es un controlador de motor de estado sólido compacto y versátil diseñado para arrancar y controlar motores de inducción de jaula de ardilla trifásicos estándar y cargas resistivas. Ofrece una gama de características y opciones innovadoras que se pueden adaptar para cumplir con los requisitos específicos de diversas aplicaciones industriales. Se han descrito ejemplos de las muchas aplicaciones posibles del controlador SMC-2, junto con las razones para seleccionar un método de control en particular.
Se utilizó un transportador para transportar troncos donde la cadena de transmisión se estaba rompiendo debido a un arranque descontrolado, lo que provocó interrupciones en el programa de producción y una pérdida de productividad. La solución fue conectar el controlador SMC-2, que tiene un diseño compacto, al espacio que dejó vacante el arrancador anterior. Se seleccionó un arranque suave de 10 segundos, lo que redujo el par de arranque y el impacto en el sistema mecánico.
Otro ejemplo es una línea de llenado de botellas con derrame de producto al arrancar y parar. El controlador SMC-2 se conectó y se configuró para un arranque suave de 10 segundos y una parada suave de 20 segundos. Esto controló el par de arranque y evitó el inicio repentino que haría que las botellas se derramaran. El acabado suave extendió el tiempo de parada, eliminando el cambio de carga durante la parada. El contacto auxiliar se configuró para cambiar de estado cuando el motor alcanzaba la velocidad.
Un transportador de cable de remolque al final de una línea de producción sufría daños frecuentes en la caja de engranajes debido al arranque del motor a través de la línea. Para evitar esto, se adjuntó el controlador SMC-2 con la opción de interfaz, con tiempos de inicio y finalización seleccionados de 15 segundos. Este arranque de par reducido evitó que la caja de cambios sufriera golpes y evitó que la carga se desplazara en el arranque, mientras que la parada suave evitó que la carga se desplazara durante la parada.
Un paseo a motor en un aeropuerto requería un arranque suave para evitar daños a la caja de cambios de la cadena de transmisión en el arranque. El controlador SMC-2 con la opción de interfaz se diseñó en el sistema. Se seleccionó un arranque suave de 10 segundos con el Ahorro de energía activado. También se estableció una parada suave de 10 segundos. Esto permitió que la caminata eléctrica tuviera un inicio y una parada controlados. Durante los períodos en los que la caminata estuvo descargada, el controlador de ahorro de energía SMC-2 redujo el voltaje al motor, minimizando las pérdidas magnéticas del motor.
Una volteadora utilizada en un proceso de acabado de clavos rompió la cadena de transmisión debido a una aceleración descontrolada desde un inicio en toda la línea. El controlador SMC-2 se conectó después del contactor de inversión para controlar el par de arranque del motor, lo que evita que la cadena de transmisión se rompa al arrancar y, por lo tanto, aumenta la vida útil de la cadena y reduce el tiempo de inactividad.
Hay varios otros ejemplos de diferentes tipos de aplicaciones y cómo se puede utilizar el controlador SMC-2 para mejorar el rendimiento y la productividad del sistema.
Filosofía de diseño
La filosofía de diseño de los controladores SMC de Allen-Bradley es proporcionar un funcionamiento uniforme y fiable en entornos industriales. Están fabricados para soportar condiciones de voltaje de línea, como transitorios de voltaje, perturbaciones, armónicos y ruido en cualquier suministro industrial. Los controladores están diseñados para operar en un amplio rango de voltaje, a 50/60 Hz, dentro de una clasificación de controlador determinada y pueden soportar sobretensiones de 3000 V a una velocidad de 100 ráfagas por segundo durante 10 segundos. Además, pueden soportar la prueba de arco de ducha de 350-1500 V para una mayor resistencia al mal funcionamiento en un entorno ruidoso. También está disponible un módulo MOV opcional para proteger los SCR de transitorios de voltaje.
Además, los controladores tienen una clasificación térmica y de corriente de estado sólido para garantizar la confiabilidad en la amplia gama de niveles de corriente y tiempos de inicio necesarios en diversas aplicaciones. También cumplen con las mismas especificaciones mecánicas de choque y vibración que los arrancadores electromecánicos. Pueden soportar un choque de 30G durante 11 ms en cualquier plano y una hora de vibración de 2,5G sin mal funcionamiento.
Arranque de voltaje reducido
El arranque con voltaje reducido es un método que se usa para limitar las perturbaciones en la línea y reducir el par excesivo en el equipo accionado al arrancar un motor. La forma más común de arranque con voltaje reducido es usar un autotransformador, seguido del método Wye-Delta. Cuando se aplica un voltaje reducido a un motor en reposo, la corriente consumida por el motor se reduce y el par producido por el motor también se reduce. La magnitud del par de arranque depende del diseño del motor, y NEMA publica estándares para pares y corrientes que deben seguir los fabricantes de motores. En muchas aplicaciones, el alto par de arranque puede causar daños mecánicos excesivos, como la rotura de la correa, la cadena o el acoplamiento. La línea de limitación es una de las principales razones para usar el arranque de voltaje reducido, y el control de torque también es un factor crítico en la selección de un arrancador de voltaje reducido.
Los arrancadores electromecánicos de voltaje reducido deben pasar de un voltaje reducido a un voltaje total en algún punto del ciclo de arranque. Hay dos métodos de transición: transición de circuito abierto y transición de circuito cerrado. La transición de circuito abierto significa que el motor está desconectado de la línea durante un breve período, lo que puede resultar en un aumento de corriente más alto. La transición de circuito cerrado, por otro lado, mantiene el motor conectado a la línea durante la transición, lo que resulta en un aumento reciente más bajo. La velocidad del motor también juega un papel en la determinación de la cantidad de pico de corriente que se produce en la transición. Se recomienda que la transferencia de voltaje reducido a voltaje completo se produzca lo más cerca posible de la velocidad máxima para minimizar el aumento de corriente.
Además de los métodos electromecánicos de arranque de voltaje reducido, los métodos electrónicos de creación de voltaje reducido incluyen arrancadores de voltaje reducido de estado sólido y variadores de frecuencia (VFD). Los arrancadores de voltaje reducido de estado sólido usan SCR para controlar el voltaje aplicado al motor, mientras que los VFD varían la frecuencia de la potencia aplicada al motor. Ambos métodos ofrecen un control preciso sobre el voltaje.
Los controladores de estado sólido están diseñados para proporcionar un arranque suave o una reducción gradual del voltaje al arrancar motores de CA. Este método se conoce como arranque de voltaje reducido y se usa para limitar las perturbaciones en la línea y reducir el par excesivo en el equipo accionado. Los controladores de estado sólido ofrecen una gama de modos de arranque, que incluyen arranque suave, arranque con límite de corriente, arranque de doble rampa o arranque de voltaje completo, que se pueden ajustar para adaptarse a la aplicación específica. El modo de inicio silencioso es el más utilizado y proporciona un inicio suave para la mayoría de las aplicaciones.
Los controladores de estado sólido eliminan la necesidad de un punto de transición de corriente y permiten el ajuste de tiempo para alcanzar el voltaje total, lo que no genera un aumento significativo reciente. Además, los controladores de estado sólido pueden proporcionar una función de ahorro de energía al reducir el voltaje al motor cuando funciona con poca carga o está inactivo durante períodos prolongados. Otras características incluyen protección adicional y diagnósticos para ayudar en la configuración y solución de problemas.
Arrancadores de estado sólido que utilizan SCR
En los arrancadores de estado sólido, los rectificadores controlados por silicio (SCR) se utilizan para regular la salida de voltaje al motor. Estos dispositivos permiten que la corriente fluya en una dirección y el nivel de conducción es controlado por los pulsos enviados a la puerta del SCR. Cuando se conectan dos SCR espalda con espalda, la alimentación de CA a una carga se puede ajustar cambiando el ángulo de disparo del voltaje de línea durante cada medio ciclo. Esto permite un aumento o disminución gradual y continuo de voltaje y corriente al motor. El controlador SMC Dialog Plus utiliza un microprocesador para gestionar la activación de los SCR, y se utilizan seis SCR en la sección de potencia para proporcionar un control de ciclo completo de tensión y corriente. Esto permite un arranque suave y gradual del motor.
Ventajas de SMC-2
SMC2 Advantage ofrece una variedad de beneficios para los clientes que buscan soluciones de TI rentables y eficientes. Una de las principales ventajas es el ahorro de costes, que se puede lograr utilizando un proveedor externo con un gran equipo in situ. Esto puede resultar en un ahorro de costos de al menos un 35 % en comparación con mantener un equipo interno. Además, SMC2 tiene acceso a un gran grupo de talentos de TI y puede atraer mejores talentos con una baja tasa de deserción líder en la industria.
La empresa también ofrece un proceso de configuración fácil, con un enfoque comprobado que puede guiar a los clientes de manera eficiente a través de los procesos de incorporación, independientemente del tamaño de la organización. Este enfoque garantiza una transición fluida al nuevo sistema de TI.
Otra ventaja es formar asociaciones con otros proveedores de TI y nuevas empresas dentro de la red de SMC2. Esto permite a los clientes aprovechar una gama más amplia de servicios y tecnologías. Por último, el experimentado equipo de liderazgo de SMC2 aporta una gran experiencia, brindando a los clientes información valiosa y consejos para determinar la mejor opción para su organización. Con su experiencia de "ponerse en sus zapatos", los clientes pueden sentirse seguros de que sus soluciones de TI se adaptan a sus necesidades específicas.
