Arranque Suave
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Importancia de la Protección de Motor
• Los motores eléctricos se utilizan como accionamientos de máquinas y equipos, debido al proceso de conversión de la energía eléctrica en mecánica en aplicaciones industriales, comerciales, de servicios y doméstico, representando aproximadamente el 70% del consumo total de la energía eléctrica.
Importancia de la Protección de Motor
El principal objetivo es proteger
la inversión de compra del motor
• Tradicionalmente los reles de sobrecarga permiten al personal de producción ser solamente reactivos cuando ocurre una condición que lleva al paro del motor por falla.
• Esto implica motor parado => PARO DE PRODUCCIÓN!
Importancia de la Protección de Motor
• Muchas plantas de producción tienen cuantificado en términos de dinero cuanto les cuesta el paro de producción.
• A la vez están analizando los procesos de manufactura y desarrollando estrategias donde mejoras continuas pueden ser realizadas para maximizar la productividad.
Importancia de la Protección de Motor
Fundamentos
De Motor
Los motores eléctricos son los equipos encargados de convertir la energía eléctrica en energía mecánica que se transfiere a la carga en
forma de Par y Velocidad, Los motores eléctricos de mayor uso en aplicaciones industriales son lo de corriente alterna inducción (Jaula de
ardilla).
Construcción Básica
La velocidad con la que gira el campo magnético del estator (ns) se conoce como velocidad sincrónica del motor y depende de la frecuencia de la señal de alimentación y del número de polos del motor, estando definida por:
La velocidad
El rotor gira a una velocidad inferior a la del campo del estator, cuya diferencia expresada con relación a la velocidad sincrónica se define como
deslizamiento.
Par
• Actitud “Yo puedo!”– El Motor entrega los
HP según placa– La corriente no es fija, – Depende de la carga– Intentara moverla
hasta su propia destrucción
Fundamentos de Motor
• El factor de servicio es un número de designación entre 1.0 y 1.25, el cual indica al usuario que porcentaje de demanda extra se le puede pedir al motor, por un corto período de tiempo sin dañarlo.
Fundamentos de Motor
15
Tipos de arranque
Arranque directo
Arranques Suaves
Variadores de velocidad
16
Arrancadores Suaves
SMC-Flex
Arrancadores Suaves SMC-3™
SMC-3™
1.75”
(45mm)
5.38”
(137 mm)
3.95” (100 mm)
5.55” (141 mm)
1.75” (45 mm)
SMC-3 — Pequeño…más Funcionalidad
vs.
5.12” (130 mm) Depth
1…480 A
vs.
CaracterísticasCaracterísticas
•2 Modos de Arranque Seleccionable:
• Arranque Suave
• Limitación de Corriente
•Paro Suave
•7 Diagnósticos
•1 Contacto Auxiliar Configurable
•Indicación de falla por LED.
•1 Contacto de Falla
•Inversión de Fase
•Perdida de Fase
•Desbalanceo de Fases
•Sobrecarga
CaracterísticasCaracterísticas
•Arranque a Tensión plena.
•NO Paro suave
•1 Diagnostico
•Contactos Auxiliares NO configurables
•NO LED de Fallas
• 1 Contacto de Falla
•No Inversión de Fases
•Perdida de Fases
•NO desbalance de fases
•Sobrecarga
SMC-3 — Pequeño…más Funcionalidad
SMC-3 Rangos de OperaciónRangos en líne
Frame 1 (3 A, 9 A,16 A, 19 A, 25 A, 30 A, 37 A)
Frame 2 (43 A, 60 A, 85 A)Frame 3 (108 A, 135 A)Frame 4 (201 A, 251 A)Frame 5 (317 A, 361 A, 480 A) • Rangos en Delta 3 … 831 amps• Voltaje de Alimentación
– 200…480V, 200…600V• Voltaje de Control
– 24V AC/DC – 100…240V AC
SMC-3 Expansión hasta 480A en línea
Frame 1 Frame 2 Frame 3 Frame 4 Frame 5
43 A 85 A 135 A 251 A 480 A
Modo de Arranque — Arranque suave
• Tiempo ajustable de arranque: 2…15 segundos.• Torque inicial de arranque: 15…65% LRT
FuncionalidadSMC-3™
Modo de Arranque — Límite de Corriente
• Tiempo ajustable de arranque: 2…15 segundos.• Limite de corriente ajustable: 150…450% FLA
FuncionalidadSMC-3™
• Disponible tanto para arranque suave & Límite de corriente
• Tiempo ajustable de arranque: 0.5…1.5 segundos
• Limitación de corriente: 450% FLA
Marcha
%Corriente
Plena carga
Tiempo (Segundo)
Límite de corriente
%Voltaje
Tiempo (Segundo)
Par Inicial
100
Arranque Marcha
Arranque suave
Modo de Arranque — Rápido seleccionable
Funcionalidad
SMC-3™
Frenado Suave
Corrida Frenado por inercia
• Tiempo de paro ajustable: 100%, 200% or 300% del tiempo de arranque.
SMC-3™ Funcionalidad
Protección y DiagnosticosMotorMotor
– Sobrecarga– Inversión de fases.– Perdida de fase/Baja
carga– Desbalanceo de fase
SMCSMC– Sobre temperatura– SCR en corto– Suministra protección al motor y minimiza los reemplazos de
componentes del mismo.– Suministra diagnostico interno y ayuda en la identificación de
fallas.– El SMC se desconecta cuando cualquiera de estas fallas ocurre y
muestra el diagnostico via LED.El origen de la falla se detecta según
La intermitencia del LED
SMC-3™ Funcionalidad
• Protección de sobrecarga incluida y Flexible– Clases de disparo.
• Apagado, 10, 15 or 20
• Seleccionable por DIP switch.
– Reseteo por sobrecarga
• Automatico o Manual
• Seleccionable via DIP switch
• Modo de prueba
– Seteo de corriente
• Relación 1:3
• Switch rotatorio
SMC-3™ FuncionalidadSobrecar
ga
Sobrecarga• Una mucho mejor
protección al motor – Cada fase es monitoreada por un
TI.– Memoria térmica “modela” con
precisión la temperatura de operación del motor.
– Diseñado para soportar las fluctuaciones de temperatura ambientales.
• Menor riesgo de Motores Dañados !
SMC-3™ Funcionalidad
En su versión estándar, el SMC-3 proporciona un contacto auxiliar configurable normalmente abierto (N.A.) para indicación del estado de marcha del motor.
El SMC-3 tiene una serie de contactos auxiliares configurables para montaje lateral, lo cual le ofrece más flexibilidad que antes en su aplicación de controlador de motor inteligente.
Contactos auxiliares configurables
SMC-3™ Modularidad
•Con anchuras de 45 mm, 72 mm ó 200 mm, los SMC se ajustan perfectamente con los componentes compactos de la línea de productos MCS Plus.
•Permite instalar más arrancadores en un menor espacio de gabinete, proporcionando un rendimiento inigualable en un área mínima.
Diseñe un sistema de control modular
Auxiliares comunes a la líneaConexión de
potenciaContacto auxiliar
Módulo MOV
Ventilador
Reset a
distancia
SMC-3™ Modularidad
Tamaño Funcionalidad Modularidad
SMC-3 Beneficios
• Baja inversión de capital• Cuando el motor NO necesita velocidad
variable, el ARRANQUE SUAVE es la mejor solución
• Menos componentes en el sistema. (no requiere rele de sobrecarga externo)
• Cumple con los requerimientos de protección de motores.
• Menor espacio en panel. Menor cableado.
• Mantenimiento simplificado.• Compatible con guardamotores y
contactores tipo IEC.
Arrancadores Suaves de Estado Sólido
Reducción de paradas de máquina• Problema:Problema:
– Las correas, engranajes y las máquinas pueden ser dañadas por arranque directos
• La solución con SMC:La solución con SMC: – Extensión de la vida útil del sistema reduciendo el estres mecánico durante el
arranque mediante el uso de un arrancador suave– Ayuda a eliminar la necesidad de personal de mantenimiento para reparar el
proceso– No se necesita reemplazar partes dañadas– Mínima pérdida de producción
Torque máximo
180%
100%
100%0
Porcentaje del Torque Nominal
Percentage of Full Speed
El alto torque puedecausar daños al
sistema mecánico.
Reducción de costos minimizando corrientes de arranque• Problema:Problema:
– Restricciones de la Compañía Eléctrica en lascorrientes de consumo ó pago de penalidades
– Sistema eléctrico débil que no puede manejar los picos de corriente, causandocaídas de tensión que afectan a otros procesos
• La Solución con SMC:La Solución con SMC:– Los arranques por Límite de Corriente
minimizan el valor de las corrientes pico, cumpliendo con las restricciones de las Compañías Eléctricas
– Paros de procesos y caídas de tensión son minimizados reduciendo la corriente que toma el motor durante el arranque
600%
100%
100%0
Percentageof Full Load
Current
Percentage of Full Speed
Básicos de Arranque SuaveCurva típica de Arranque de Motor
100%
0Velocidad -%RPM
Torque de Arranque(Torque rotor bloqueado) Torque máximo
Torque a plena carga
Arranque Directo
Corriente de Arranque~6xFLA
Ejemplo
100%
0 Velocidad -RPM
To
rqu
e
(Nm
)
100%72%
25%
600%
500%
300%
100% Voltage
85% Voltage
50% Voltage
Plena Carga
Torque requeridopor la carga
%F
LA
(am
ps
)
Corriente
Torque
Básicos de Arranque Suave
Arrancador Suave
SMC-Flex
SMC-Flex - Clasificaciones• Clasificaciones de línea (16 rangos de corriente)– Estructura 1 y 2 – (5, 25, 43, 60, 85)– Estructura 3 – (108, 135)– Estructura 4 – (201, 251)– Estructura 5 – (317, 361, 480)– Estructura 6 – (625 A, 780 A) – Estructura 7 – (970 A, 1250 A)
• Clasificaciones triángulo– 8…1600 A
• Clasificaciones de voltaje– 200 - 480 V o 200 - 600 V a 50/60 Hz
• Clasificaciones de voltaje de control– 100-240 VCA o 24 VCA/VCC
• Temperatura de funcionamiento 0 - 50 °C
SMC Flex - Tamaño compacto• SMC - de clase de arquitectura• Alto nivel de características / funcionalidad /
comunicaciones• Rango completo con Bypass por SCR incorporado
– Minimiza la disipación de calor– Optimiza el tamaño del envolvente
Estructura 1/2 Estructura 3 Estructura 4 Estructura 5 Estructura 6 Estructura 7
85 A 135 A 251 A 480 A 780 A 1250 A
SMC Flex – Oferta 690V• Nuevos rangos
– 230…690 V AC 50/60 Hz• UL rated for 600 Volts
Frame 1/2 Frame 3 Frame 4 Frame 5 Frame 6 Frame 7
85 A 135 A 251 A 480 A 780 A 1250 A
SMC-Flex Modos de arranque/paro
• Arranque Suave– Con Kickstart
• Paro Suave• Arranque por Limite de Corriente
– Kickstart• Arranque a Tensión Plena• Bajas Velocidades
preestablecidas • Aceleración Lineal
– Kickstart• Rampa Dual
– Kickstart
Máxima Flexibilidad en un solo controladorMáxima Flexibilidad en un solo controlador
43
Tipos de Arranque• Rampa de Aceleración: 0 to 30
segundos– Torque inicial: 0 to 90%
Rotor Bloqueado– Kickstart seleccionable: 0.0 a 2.0 segundos– Kickstart ajustable: 50-600%
FLA
– Frenado Suave extiende el tiempo de frenado para minimizar daños ó derrames de material.
– Tiempo ajustable de frenado: 0 a120 segundos
– Ajuste de Corriente: 50 a 600% FLA– Tiempo de Limitación: 0 a 30
segundos– Kickstart seleccionable: 0.0 a 2.0
segundos– Nivel de Kickstart: 50-600% FLA
Aceleración Lineal incorpora una retroalimentación en lazo cerrado para mantener una aceleración constante en el motor.
– Programable de 0 a 30 segundos /Tiempo de arranque.
44
– Aplicaciones severas.– Altas corrientes y torques
son necesarios.– Aplicaciones que requieren
arranque a pleno voltaje.
– Adelante: 7 o 15% de velocidad nominal.
– Reversa: 10 o 20% de velocidad nominal.
– Suministra dos perfiles de aceleración independientes (tiempos y torque).
– Rampa de Aceleración: 0 a 30 segundos
– Torque Inicial: 5 a 90% LRT– Kickstart seleccionable: 0.0
a 2.0 segundos– Niveles del Kickstart: 50-
600% FLA
Tipos de Arranque
45
SMC-Flex Accu-Stop™
– La opción de Accu-Stop™ provee un frenado rápido a velocidades bajas y despues un frenado total.
– Facilitando una solución de bajo costo para aplicaciones de control y posicionamiento.
SMC-Flex Bajas Velocidades
Preseleccionadas• Esta opción permite el joggeo en dos velocidades
que facilita el alineamiento y posicionamiento en
algunos procesos.• Aplicaciones incluyen:
– Mesas de Trabajo– Transportadores– Mezcladoras– Molino de Bolas– Lavadoras
• No se debe de usar en cargas con alto torque !
SMC-Flex Aceleración Lineal
• Aceleración Lineal incorpora una retroalimentación en lazo cerrado para mantener una aceleración constante en el motor.– Programable de 0 a 30 segundos /Tiempo de
arranque.
SMC-Flex Rampa Dual
– Suministra dos perfiles de aceleración independientes (tiempos y torque).
– Rampa de Aceleración: 0 a 30 segundos– Torque Inicial: 5 a 90% LRT– Kickstart: 0.0 a 2.0 segundos– Niveles del Kickstart: 50-600% FLA
SMC-Flex Modos Opcionales de Arranque /Paro
• Control de Bomba• Control de Frenado
– SMB™ Smart Motor Braking (Frenado Dinamico)
– Accu-Stop™ (Paro preciso)
– Bajas velocidades con frenado dinámico
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SMC-Flex Control de Bomba
• El SMC Flex suministra un control único diseñado para eliminar sobresaltos en el flujo en sistemas de bombeo.
– Tiempo de Arranque 0 a 30 segundos– Tiempo de Paro: 0 a 120 segundo– Kickstart: 0.0 a 2.0 segundos– Nivel de Kickstart: 50-600% FLA
SMC-Flex Control de Bomba
- Diseñado específicamente para bombas centrifugas.– Reduce disturbios ocasionados
por una aceleración y desaceleración sin control en bombas centrifugas.
– Puede eliminar la necesidad de utilizar costosas válvulas de control de flujo.
– Suministra un control en lazo cerrado para aceleración y desaceleración sin la necesidad de utilizar sensores.
– Competidores no tienen esta posibilidad.
• Algunos beneficios para su aplicación.
Torque
Velocidad
Curva Bomba
Velocidad Nominal
Arranque directo
Plena Carga
SMC-Flex – Control de Bombas
Torque
Velocidad
Curva bomba
Velocidad Nominal
Arranque Suave
SMC-Flex – Control de Bombas
Arranque directo
Plena Carga
Torque
Velocidad
Curva bomba
Velocidad Nominal
Arranque Directo
PlenaCarga
Arranque de Bomba
SMC-Flex – Control de Bombas
Flujo
Tiempo
Control de bomba
SuaveDirecto
100%
SMC-Flex – Control de Bombas
Flujo
Tiempo
Controlde Bombas
SuaveDirecto
100%
SMC-Flex – Control de Bombas
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SMC-Flex SMB™ Frenado Dinamico
• El SMB™ Frenado Dinámico esta diseñado para frenar al motor rápidamente.
– No se requiere equipo adicional– A velocidad-cero el controlador se apaga automáticamente.
SMC-Flex Bajas Velocidades con Frenado
• Bajas velocidades con frenado combina los beneficios de las opciones SMB™ Frenado dinamico y Bajas velocidades, para aplicaciones que requieren bajas velocidades y despues un frenado total.
SMC-Flex Protección y Diagnósticos• Protección de Sobrecarga Electrónica.• Detección Rotor Bloqueado• Detección de Atascamiento • Protección de Falla a Tierra• Entrada tipo Termistor (PTC)• Diagnósticos y Alarmas • Monitoreo• Contactos Auxiliares configurables
Protección Electrónica de Sobrecarga
• Flexibilidad• Clases de Disparo Seleccionable
– Clase 10, 15, 20, 30 ó Apagado (OFF)– Parámetro de fabrica puesto a OFF– Elimina la necesidad de utilizar elementos térmicos– Puede ser utilizado en una gran variedad de aplicaciones.
• Fácil de Programar– Corriente a Plena carga– Factor de Servicio– Elimina la necesidad de ajustes adicionales.
• Incrementa la precisión
Diagnóstico de Fallas– Sobre temperatura– Detección de
Atascamiento– SCR en corto– Sobrecarga – Baja-carga– Excesivos arranques
por hora– Termistor (PTC)– Desbalance de
corrientes
– Falla de Línea– Perdida de Fase– Desbalance de voltaje– Inversión de Fase– Bajo-voltaje– Sobrevoltaje– Detección de rotor
bloqueado– Falla de comunicación– Falla a tierra
Alarmas• Las alarmas pueden ser programadas a:
– Sobrecarga– Falla a tierra– Rotor Bloqueado– Baja carga– Termistor (PTC)– Sobre-voltaje
• Bajo-voltaje• Calibración de alarmas puede ser
utilizadas para dar avisos previos de fallas.
Permite acciones preventivas para minimizar tiempos muertos !!Permite acciones preventivas para minimizar tiempos muertos !!
Monitoreo
• Elimina el misterio de funcionamiento del motor, utilizando las capacidades del SMC Flex para monitorear algunas variables eléctricas– Corriente en las tres fases– Voltaje en las tres fases– Potencia / KW– Capacidad de utilización / KWH– Capacidad térmica del motor– Factor de potencia del motor trabajando– Tiempo de operación del motor
Contactos Auxiliares Configurables• El equipo cuenta con 4 entradas y 2 salidas
• Las salidas pueden ser programadas para usarse en red o como estatus del dispositivo (Normal, A-Velocidad, Falla, Alarma ó By-pass externo)
• Los contactos pueden ser configurados Normalmente Abiertos o Normalmente Cerrados
• Las entradas pueden ser programadas para usarse en red o para arranque/paro
• Beneficios– Puede construirse un arrancador inteligente– Permite monitorear dispositivos externos – Selectores,
Desconectadores, Flotadores– Comunicar dispositivos entre si
SMC-Flex Construcción• Modulo de Control fácilmente
removible
SMC-Flex Construcción• Ventilador Fácilmente
removible
SMC-Flex Construcción
• Es fácil reemplazar los polos de fuerza
SMC-Flex Bypass interno
Contactor de bypass
Termistor
Tiristores
Transformador de
Corriente
Entrada
Salidas
Disipa solo 290W
cuando circulan
480 Ampers
Diferencias en disipación
SMC-Flex Conexión al Motor 1/L1 3/L2 5/L3
M
2/T1 4/T2 6/T3
10/T512/T6 8/T4
SMC-Flex Conexión en Delta1/L1 3/L2 5/L3
M3~
2/T1 4/T2 6/T312/T6 8/T4 10/T5
Quien ofrece esto?
SMC-Flex Comunicaciones
• Pantalla de Cristal Liquido• Fácil de Utilizar y entender
– Datos claros– Menú que resaltan condiciones de alerta
• Opciones de Pantalla• Varios Idiomas
– Habla en tu Idioma !!
Main Menu:
Diagnostics
Parameter
Device Select
0.00
F-> Stopped Ready A
Hz.
F Stopped Auto
- Fault - F05Overvoltage
Time Since Fault1:10:07
Aviso de Falla
SMC-Flex – Modulos de Comunicación• Interfaces a diferentes protocolos
– Remote I/O– RS 485-DF1 – DeviceNet™– ControlNet– EtherNet– ProfiBUS– Modbus
ControlNet
DeviceNet
Remote I/O
SMC-Flex – Modulos de Comunicación
• No se requiere espacio adicional !!
Instalación del ModuloInstalación Completa
SMC-Flex Beneficios• Diagnósticos avanzados
– Incrementa el desempaño del sistema
• Compacto– Ahorro de espacio, gracias al
Bypass• Funcionalidad Mejorada
– Incrementa la flexibilidad del sistema
• Disminuye Tiempos Muertos – Protección avanzada para el
motor.• Precisión incrementada del Sistema
– Mejora de Tecnología• Fácil de Instalar, Programar y
Mantener !!