Guía de selección de SMC Plus
Descripción general de SMC Plus
SMC Plus es una línea de productos de controladores de motores de estado sólido (Boletín 150) de Allen-Bradley/Rockwell Automation. Estos controladores proporcionan un control inteligente de arranque y/o parada basado en un microprocesador para motores de CA de inducción trifásicos estándar (los tipos de jaula de ardilla) clasificados desde 1/3 de potencia (HP) hasta 1000 HP. El diseño del controlador de estado sólido ofrece una confiabilidad de control excepcional en un paquete cerrado compacto, con muchos menos componentes en comparación con otros dispositivos de control de motores electromecánicos.
Características estándar
Todas las configuraciones del controlador SMC Plus están disponibles con tres modos de operación de inicio estándar y autocalibración. Los tres modos de inicio incluyen:
A) Modo de arranque suave con Kickstart seleccionable
Con el modo de funcionamiento de arranque suave habilitado, el motor de inducción controlado por el controlador SMC Plus recibe un valor de par de arranque variable por el usuario del 0 % al 90 % de LRT (par de rotor bloqueado). A partir del valor de par inicial preestablecido, la tensión de salida suministrada al motor de inducción aumenta gradualmente en el transcurso del tiempo de rampa de aceleración. Los usuarios pueden ajustar el tiempo de rampa de aceleración configurado de 0 segundos a 30 segundos.
Si, durante la operación de arranque suave, el controlador SMC Plus detecta que el motor de inducción conectado ha alcanzado la condición de máxima velocidad, cambia automáticamente el voltaje de salida que se suministra al motor de inducción a voltaje máximo. El modo de arranque suave también está disponible con una configuración ajustable por el usuario para el límite de corriente, que limita la corriente de suministro durante toda la operación de rampa de voltaje.
La función de arranque rápido seleccionable al inicio de la operación de rampa de voltaje (modo de operación de arranque suave) está diseñada para proporcionar un impulso de corriente para romper las cargas del motor que requieren un pulso de par alto para comenzar. Por lo general, proporciona un pulso de alta corriente que es el 550 % de la corriente nominal a plena carga. Los usuarios pueden ajustar el tiempo de arranque rápido de 0,0 segundos a 2,0 segundos, lo que permite que el motor que se controla desarrolle un par de arranque adicional para las cargas que pueden requerir un impulso para arrancar.
El modo de arranque suave con arranque rápido seleccionable se usa ampliamente en la mayoría de las aplicaciones de control de propósito general para motores de inducción de CA trifásicos.
B) Modo de inicio de límite de corriente
El modo de operación de arranque con límite de corriente proporciona un arranque de motor de voltaje fijo reducido al garantizar un suministro constante de corriente al motor que se está controlando. La función se activa cuando es necesario regular la corriente máxima de arranque de un motor de inducción. Los usuarios pueden ajustar el límite de la corriente de arranque del 50 % al 600 % de la corriente nominal a plena carga del motor. El tiempo de rampa del límite de corriente inicial también es ajustable por el usuario de 0 segundos a 30 segundos. Si el controlador SMC Plus detecta que el motor de inducción ha alcanzado la condición de máxima velocidad en el curso del modo de operación de arranque con límite de corriente, cambia automáticamente el voltaje de salida que se suministra al motor a voltaje máximo.
Nota: El modo de arranque con límite de corriente se puede utilizar junto con los modos de arranque con control de par, arranque suave y aceleración de velocidad lineal. Este modo también está disponible con Kickstart seleccionable.
C) Arranque a pleno voltaje
Un controlador SMC Plus configurado para el modo de arranque de voltaje completo funciona como un contactor de motor de estado sólido en toda la línea, con par de rotor bloqueado y corriente de irrupción completa. Por lo tanto, este modo de arranque se usa comúnmente en aplicaciones de control que requieren un arranque de motor directo. Puede programar un controlador SMC Plus para la operación de arranque de voltaje completo en el que el voltaje de salida que se suministra a un motor de inducción de CA alcanza el voltaje máximo en cinco ciclos, con un tiempo de rampa de menos de 0,25 segundos.
D) El ahorrador de energía
Energy Saver también es una característica estándar incorporada con los controladores SMC Plus (Boletín 150). Por lo general, se utiliza para ahorrar energía en aplicaciones en las que un motor de inducción de CA está descargado o ligeramente cargado durante períodos prolongados. Cuando la característica está habilitada, un controlador SMC Plus puede monitorear continuamente la carga del motor conectado usando su circuito de retroalimentación interno.
Nota: Energy Saver es una característica integral (incorporada) de los controladores SMC Plus de Allen-Bradley. Como tal, no requiere cableado externo ni espacio adicional en el panel. Además, su procedimiento de configuración no es complicado.
Características opcionales
Los controladores SMC Plus de Allen-Bradley también están disponibles con varias características opcionales innovadoras de control de arranque y parada que proporcionan un mejor rendimiento del sistema. Estas opciones incluyen:
A) Opción de control de bomba
Esta opción de control se utiliza para minimizar las sobretensiones en un sistema de tuberías de fluidos y el golpe de ariete resultante de la válvula de retención o el fenómeno del golpe de ariete causado por el arranque de una bomba centrífuga accionada por motor a velocidad y voltaje máximos. Si la opción de control de bomba está habilitada al momento de detener o arrancar una bomba centrífuga, reduce los aumentos repentinos de fluido al desacelerar o acelerar gradualmente el motor impulsor.
El microprocesador del controlador SMC Plus con la opción de control de bombas analiza las variables de funcionamiento del motor de CA que se controla y genera comandos de control que reducen la probabilidad de que se produzcan sobrecargas de líquido en el sistema de tuberías. Con esta opción de control, el tiempo de arranque de la bomba es variable por el usuario de 0 segundos a 30 segundos, mientras que el tiempo de parada se puede modificar de 0 segundos a 120 segundos.
B) Opción de control de parada suave
El modo de control de parada suave proporciona un tiempo de rampa descendente de voltaje de 0…60 segundos para aplicaciones de control de motores de inducción que requieren un tiempo libre prolongado hasta el reposo. En tales aplicaciones, la carga se detiene cuando el voltaje de salida del motor se reduce hasta un punto en el que el par de la carga conectada es mayor que el par generado por el motor. Esta opción de control está diseñada para cargas de fricción, que tienden a detenerse inmediatamente si se elimina el voltaje de alimentación del motor impulsor. Tenga en cuenta que el tiempo de desaceleración de parada suave se programa independientemente del tiempo de rampa de aceleración de arranque suave.
C) Opción de control de velocidad lenta preestablecida
Esta opción de control ofrece una velocidad lenta predeterminada para aplicaciones de alineación y posicionamiento de propósito general. En la dirección de avance del motor, las velocidades predeterminadas se pueden seleccionar al 7 % de la velocidad nominal del motor (Baja) o al 15 % de la velocidad nominal del motor (Alta). En la dirección inversa del motor, la opción de control de velocidad lenta preestablecida también proporciona configuraciones de dos velocidades, ya sea el 20 % de la velocidad nominal del motor (alta) o el 10 % de la velocidad nominal del motor (baja). La dirección del motor de inducción (hacia atrás o hacia adelante) se selecciona mediante un interruptor DIP. Además, los usuarios pueden ajustar la configuración de corriente de baja velocidad del 50 % al 450 % de la corriente nominal a plena carga.
D) Opción de frenado de motor inteligente SMB
Esta opción de control proporciona una técnica de frenado de motor basada en microcomputadora que aplica una corriente de frenado trifásica a un motor de inducción de CA estándar (tipo jaula de ardilla) sin necesidad de ningún equipo de frenado adicional. La intensidad de la corriente de frenado trifásica aplicada es variable por el usuario entre el 150 % y el 400 % de la corriente nominal a plena carga. La opción es ideal para aplicaciones de control que requieren tiempos de parada del motor reducidos.
E) Opción de control Accu-Stop
La función de control Accu-Stop incorpora los beneficios de las opciones de control de frenado de motor inteligente SMB y velocidad lenta preestablecida para proporcionar un control de parada preciso para aplicaciones de posicionamiento de uso general o para reducir el trote excesivo para detenerse.
Cuando el modo de control Accu-Stop está habilitado, se suministra una corriente de frenado trifásica ajustable por el usuario (ajustable del 150 % al 400 % de la corriente de carga completa nominal) al motor de inducción conectado hasta que alcanza una velocidad lenta predeterminada ( del 15 % (alta) o del 7 % (baja) de la velocidad nominal del motor). Luego, el motor se mantiene a la velocidad lenta preestablecida alcanzada hasta que el controlador SMC Plus emite un comando de parada. Una vez que se emite este comando, se aplica un par de frenado al motor de inducción hasta que frena para detenerse. El valor de corriente de baja velocidad es variable por el usuario del 50 % al 450 % de la corriente nominal a plena carga del motor.
F) Velocidad lenta con opción de frenado
Esta opción de control proporciona velocidades de configuración de procesos lentos y control de frenado hasta detenerse. Es ideal para aplicaciones de control de motores que requieren una velocidad de avance lento para alineación o posicionamiento y aquellas que requieren un control de frenado hasta detenerse.
Selección del controlador SMC Plus adecuado
Los motores de inducción de CA tienen una dinámica de rendimiento muy compleja; por lo tanto, es necesario contar con un controlador SMC Plus que pueda proporcionar un control robusto del motor según estas dinámicas. Al elegir un controlador SMC Plus, la elección debe basarse en las capacidades técnicas del controlador y las condiciones de aplicación respectivas.
En esta sección se analizan los parámetros clave que debe tener en cuenta para asegurarse de seleccionar el controlador SMC Plus correcto para su aplicación de control de arranque y parada.
1. Tipo de Carga
Los modelos de controlador SMC Plus de Allen-Bradley están disponibles para motores de inducción de CA tipo jaula de ardilla trifásicos con las siguientes clasificaciones: 1…1000 A (amperios), clasificación de corriente; 200…600 VCA o 200…480 VCA, tensión nominal de entrada trifásica; 50 Hz (Hertz) o 60 Hz, índice de frecuencia de entrada. Además de controlar motores de inducción de CA, los controladores SMC Plus también se pueden usar para controlar cargas resistivas.
Los valores nominales de corriente del controlador SMC Plus disponibles varían de 24 a 1000 amperios, según el número de catálogo seleccionado. Siempre es mejor seleccionar un controlador SMC Plus con una clasificación de potencia más alta que la clasificación del motor de inducción que se va a controlar porque el uso de un controlador de motor con una clasificación de potencia más baja a menudo puede provocar daños en el controlador y tampoco obtendrá la máximo rango de rendimiento mecánico de su motor.
2. Funciones de control estándar y opcionales
Una vez que haya elegido un motor de inducción de CA que cumpla con los requisitos eléctricos de su aplicación, es hora de revisar las características del controlador de motor que necesita. Las funciones estándar (arranque suave, ahorro de energía, etc.) que se analizan en la sección anterior están disponibles con cada modelo de controlador SMC Plus. Sin embargo, si su aplicación requiere una opción de control específica, asegúrese de seleccionar un controlador SMC Plus que pueda proporcionar esa característica opcional en particular. Por ejemplo, un controlador SMC Plus con la opción de control de bombas sería ideal para aplicaciones de control de bombas centrífugas.
Nota: Las funciones de control opcionales Control de bomba, Accu-Stop, Parada suave, Frenado de motor inteligente SMB, Velocidad lenta predeterminada y Velocidad lenta con frenado se excluyen mutuamente y deben especificarse al crear una orden de compra para un modelo de controlador SMC Plus determinado. Además, es posible actualizar un controlador SMC Plus existente a una opción de control diferente cambiando su módulo de control. Solo se puede agregar una opción de control a una unidad de control SMC Plus estándar.
3. Especificaciones ambientales
Las especificaciones ambientales recomendadas para todos los modelos de controlador SMC Plus son las siguientes:
- Temperatura de funcionamiento: 0°C … +50°C
- Temperatura de almacenamiento : –40°C … +85°C
- Humedad relativa: 5 % a 95 % (sin condensación)
- Altitud: 2000 metros sin derrateo
- Inmunidad al ruido y a la RF (radiofrecuencia): pico transitorio de sobretensión de 3 kV (kilovoltios), arco de lluvia de 1500 voltios
- Límite de choque permitido: Aceleración máxima de choque de 30 G durante 11 milisegundos
- Nivel aceptable de vibración: vibración de 2,5 G durante 60 minutos
- Gabinetes: Gabinetes ventilados NEMA Tipo 1 para controladores SMC Plus de estilo abierto. Para gabinetes no ventilados o NEMA tipo 12, se debe usar un contactor de derivación junto con el controlador SMC Plus.
4. Cumplimiento de estándares
Al seleccionar un modelo de controlador SMC Plus de tipo abierto, asegúrese de que el controlador de motor seleccionado incluya las aprobaciones de cumplimiento de las siguientes normas.
- Listado en UL (tipo abierto) (Número de archivo E96956)
- Marcado CE por bajo voltaje (tipo abierto). Directiva Europea 73/23/CEE, 93/68/CEE.
- Certificación CSA (tipo abierto) (Número de archivo LR1234)
5. Módulos de protección
Seleccione un módulo de protección adecuado para su controlador SMC Plus. Los módulos de protección que contienen condensadores de corrección del factor de potencia y varistores de óxido de metal (MOV) se instalan en el lado de la carga o de la línea de los controladores SMC Plus para proteger los componentes de potencia de voltajes transitorios y/o ruido eléctrico. Para aplicaciones de control que requieren protección del lado de la línea y de la carga, se deben pedir dos módulos de protección SMC Plus.
Los varistores de óxido de metal en los módulos de protección SMC Plus recortan los transitorios eléctricos desarrollados en las líneas eléctricas del sistema y evitan que dichas sobretensiones dañen los rectificadores controlados por silicio (SCR) en los controladores SMC Plus. Al mismo tiempo, los condensadores se utilizan para desviar la energía del ruido eléctrico de la electrónica del controlador SMC Plus.
Rockwell Automation proporciona los siguientes módulos de protección para usar con la línea de productos del controlador SMC Plus.
- Módulo de protección instalado en campo de 480 V, con clasificación de corriente nominal de 24…54 A. N.º de catálogo 150-N84
- Módulo de protección instalado en campo de 600 V, con clasificación de corriente nominal de 24…54 A. N.° de catálogo 150-N86
- Módulo de protección instalado en campo de 480 V, con clasificación de corriente nominal de 97…360 A. N.º de catálogo 150-N84L
- Módulo de protección instalado en campo de 600 V, con clasificación de corriente nominal de 97…360 A. N.º de catálogo 150-N86L
Nota: Los módulos de protección se incorporan como características estándar en los controladores SMC Plus con capacidad nominal de 500…1000 amperios.
En general, la ocurrencia de las siguientes dos situaciones requeriría el uso de módulos de protección en los circuitos del controlador SMC Plus.
- La aparición de picos transitorios en las líneas que alimentan el controlador SMC Plus o en las líneas que alimentan la carga del motor conectado desde el controlador SMC Plus. Dichos picos de voltaje pueden ser creados en las líneas eléctricas por rayos o cuando los dispositivos con inductancias portadoras de corriente están en circuito abierto. Cuando los contactos del interruptor abren los circuitos que contienen estos dispositivos, se libera energía magnética, lo que provoca picos transitorios. Los ejemplos de tales dispositivos incluyen transformadores, motores con carga ligera, frenos electromecánicos y solenoides.
- La presencia de frentes de onda de rápido crecimiento (no necesariamente voltajes pico altos) en el sistema en el que está instalado el controlador SMC Plus. Este tipo de respuesta puede ser causada por rayos. Además, si el controlador SMC Plus está instalado en el mismo bus de alimentación que otros dispositivos basados en SCR, como equipos de soldadura, impulsores de motores de CC/CA o calentadores de inducción, la activación de los SCR en dichos dispositivos puede provocar descargas de alta frecuencia. ruido. Este tipo de ruido eléctrico puede introducirse en el controlador SMC Plus como capacitancia parásita.
Nota: Primero debe desconectar el controlador SMC Plus de la fuente de alimentación al instalar o inspeccionar los módulos de protección. Además, inspeccione periódicamente el módulo protector en busca de decoloración o daño, y reemplácelo si es necesario.
6. Cubiertas de terminales IEC
Estos son accesorios esenciales para los controladores de motor. Las cubiertas de terminales IEC de Allen-Bradley disponibles para usar con los controladores SMC Plus incluyen lo siguiente:
- N.° de catálogo 150-NT1: Estas son cubiertas de terminación del lado de línea y de carga IEC para controladores SMC Plus de 97–135 amperios.
- N.° de catálogo 150-NT2: Estas son cubiertas de terminación del lado de la carga y de la línea IEC para controladores SMC Plus de 180–360 amperios.
7. Juegos de orejetas de terminales
Las lengüetas de terminales están diseñadas para permitir la conexión de dispositivos y cables eléctricos a un bloque de terminales. Están disponibles en una amplia variedad de tamaños y formas y, a menudo, se pueden montar fácilmente en cualquier chasis o montante. Los terminales que se enumeran a continuación se incluyen con varios controladores SMC Plus.
- N.° de catálogo 199-LF1: Incluido con los controladores SMC Plus con clasificación 97…360A.
- N.° de catálogo 199-LG1: Incluido con los controladores SMC Plus con clasificación de 500…720 A.
- N.° de catálogo 199-LJ1: Incluido con los controladores SMC Plus con capacidad nominal de 850…1000 A.
Nota: Su orden de compra del controlador SMC Plus debe incluir: (i) el número de catálogo. del controlador SMC Plus que haya seleccionado, (ii) las modificaciones necesarias y (iii) los números de catálogo de cualquier opción de control o accesorio, si es necesario.
