arranque suave

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.


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!


• 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.


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.

• 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


• 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 !


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

50

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


Arranque directo

Plena Carga

Torque

Velocidad

Curva bomba

Velocidad Nominal

Arranque Directo

PlenaCarga

Arranque de Bomba


Flujo

Tiempo

Control de bomba

SuaveDirecto

100%


Flujo

Tiempo

Controlde Bombas

SuaveDirecto

100%


57

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 !!

arranque suave

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