Accionamientos de velocidad variable con motores de rendimiento de procesos

Accionamientos de velocidad variable con motores de rendimiento de procesos

Los convertidores de frecuencia ofrecen importantes ventajas cuando se utilizan junto con los motores de rendimiento de procesos de ABB. Las ventajas incluyen un mejor control del proceso y ahorro de energía mediante la regulación de la velocidad del motor y un arranque suave con una corriente de entrada reducida, lo que reduce el estrés en el equipo y la red de suministro.

Al elegir un paquete de convertidor de frecuencia de ABB, los usuarios pueden estar seguros de que la combinación de motor y convertidor está optimizada para su aplicación; es un paquete funcional con rendimiento conocido, ya que la combinación ha sido probada y verificada.

Los motores de rendimiento de proceso están diseñados para operación DOL y de velocidad variable y, ya sea como estándar o agregando algunos extras, serán adecuados para la operación de velocidad variable.

Al seleccionar motores de rendimiento de proceso para variadores de velocidad, se deben tener en cuenta los siguientes puntos. El software de selección DriveSize disponible en www.abb.com ayuda a seleccionar la combinación óptima de motor, variador y transformador de alimentación.

Velocidad de operacion

Los motores de rendimiento de proceso están diseñados para funcionar en un amplio rango de velocidades y también a velocidades significativamente más altas que las nominales. Las velocidades máximas se pueden encontrar en las placas de características del motor o en DriveSize. Además de la velocidad del motor, asegúrese de que no se exceda la velocidad máxima o crítica de toda la aplicación.

Los valores de velocidad máxima de referencia para motores de rendimiento de proceso se muestran en la Tabla 1.

Velocidad máxima, r / min

Tamaño del motor     Motores de 2 polos    Motores de 4 polos

71-80 6000 4000

90-100 6000 6000

112-200 4500 4500

225-250 3600 3600

280 3600 2000

315 3600 2200

355 SM, ML, LKA3600 2200

355 LKB 3000 2200

400 3600 2200

450 3000 2200

Tabla 1. Valores de velocidad máxima de referencia para motores de rendimiento de proceso.

Ventilación

Cuando el motor está funcionando a bajas velocidades, la capacidad de enfriamiento del ventilador disminuye, lo que nuevamente reduce la capacidad de carga del motor. Se puede utilizar un ventilador independiente de velocidad constante (códigos de variante 183, 422, 514) para aumentar la capacidad de enfriamiento a baja velocidad si es necesario para cargas con características de par constante.

Lubricación

El intervalo de lubricación de los rodamientos reengrasables depende de la velocidad de funcionamiento del motor y de la temperatura del rodamiento. Los motores con tamaño de bastidor 280 y mayores se entregan de serie con una placa de lubricación en formato tabular que indica los intervalos de relubricación a diferentes velocidades y temperaturas. Una placa similar es opcional para los tamaños 160–250 y se puede pedir usando el código de variante 795. Los motores más pequeños generalmente tienen cojinetes engrasados ​​y sellados de por vida. Consulte el manual de instalación, funcionamiento y seguridad para obtener más información sobre la lubricación.

Aislamiento de bobinado

Para garantizar que los motores funcionen de forma fiable, se deben tener en cuenta los efectos de los voltajes de salida no sinusoidales del convertidor al seleccionar el sistema de aislamiento correcto para el motor y los filtros de salida para el convertidor. El aislamiento y los filtros deben seleccionarse de acuerdo con la Tabla 2.

 

Se requieren filtros y aislamiento de bobinado

UN ≤ 500 V Aislamiento estándar

UN ≤ 600 V Aislamiento estándar + dU / dt

                             filtros O aislamiento especial

                             (código de variante 405)

UN ≤ 690 V Aislamiento especial (variante

                            código 405) Y filtros dU / dt en

                            salida del convertidor

Cable de 600 V <UN ≤ 690 V

longitud> 150 m Aislamiento especial (código de variante 405)

 

Tabla 2. Selección del aislamiento del devanado del motor y filtros de salida del convertidor

Para obtener más información sobre los filtros dU / dt, consulte los catálogos de convertidores ABB correspondientes.

Para otros convertidores y casos en los que no se pueden aplicar las pautas que se muestran en la Tabla 2, la selección debe basarse en los voltajes presentes en los terminales del motor.

 

01 Picos máximos de voltaje fase a fase permitidos en los terminales del motor, como función del tiempo de aumento de pulso.

Picos de voltaje de fase a tierra permitidos en el motor

terminales:

- Pico de 1,300 V: aislamiento estándar

- Pico de 1,800 V: aislamiento especial, código de variante 405

Los picos de tensión fase a fase máximos permitidos en los terminales del motor en función del tiempo de aumento del pulso se muestran en la Figura 01. La curva más alta (aislamiento especial) se aplica a motores con aislamiento especial de devanado para alimentación del convertidor de frecuencia (código de variante 405) . El aislamiento estándar se aplica a motores con diseño estándar.

Corrientes de cojinetes

Deben evitarse los voltajes y corrientes de los cojinetes en todos los motores para garantizar un funcionamiento fiable de toda la aplicación. La Tabla 3 muestra las reglas de selección según la potencia de salida del motor y el tamaño del bastidor cuando se utiliza junto con convertidores ABB; Las mismas reglas también se pueden aplicar como guía cuando se utilizan motores de rendimiento de procesos de ABB con otros convertidores.

Potencia nominal (PN y / o

Tamaño de cuadro (IEC)                                   Medidas de precaución

PN <100 kW No es necesario realizar ninguna acción

PN ≥ 100 kW O IEC 315 ≤

Tamaño de bastidor ≤ IEC 355 Cojinete de extremo no impulsor aislado

PN ≥ 350 kW O IEC 400 ≤

Tamaño de bastidor ≤ IEC 450 Cojinete del extremo opuesto al accionamiento aislado Y filtro de modo común en el convertidor

Tabla 3. Medidas de precaución para evitar corrientes en los cojinetes en variadores de velocidad.

Filtros de modo común

Los filtros de modo común se instalan en la salida del convertidor de frecuencia. Estos filtros reducen las corrientes de modo común y, por lo tanto, disminuyen el riesgo de corrientes en los cojinetes. Los filtros de modo común no afectan significativamente la fase de los voltajes principales en los terminales del motor. Para obtener más información, consulte los catálogos de convertidores de frecuencia de ABB.

Cojinetes aislados

ABB utiliza rodamientos con una pista exterior aislada o rodamientos híbridos con elementos rodantes cerámicos. Los cojinetes aislados en el extremo opuesto al accionamiento deben seleccionarse como se indica en la Tabla 3. Esta solución se puede pedir usando el código de variante 701.

Puesta a tierra y cableado

Para motores con una potencia nominal superior a 30 kW, se deben utilizar cables con una tierra de protección concéntrica simétrica en todo el sistema. También se recomienda el mismo tipo de cables para motores con una potencia de 30 kW o menos.

Soluciones para corrientes persistentes en los cojinetes

En casos muy raros, es posible que sigan existiendo corrientes en los cojinetes incluso si se han tomado las medidas especificadas anteriormente. Para tales instalaciones, existen dos métodos avanzados que proporcionarían una solución: un casquillo de puesta a tierra del eje o cojinetes aislados en ambos extremos.

El casquillo de puesta a tierra del eje está instalado dentro del motor para protegerlo del medio ambiente y garantizar una buena puesta a tierra del eje. La escobilla de puesta a tierra del eje se puede pedir con el código de variante 588.

La segunda solución avanzada es montar cojinetes aislados en ambos extremos. Estos pueden ser rodamientos con una pista aislada o rodamientos híbridos con elementos rodantes de cerámica. Los rodamientos aislados en ambos extremos se pueden pedir con el código de variante 702. Tenga en cuenta que esta variante no se puede combinar con soluciones especiales de rodamientos en el lado del accionamiento, como rodamientos de rodillos o rodamientos de bolas de contacto angular.

Compatibilidad electromagnética (EMC)

Los componentes de alta frecuencia en un variador de velocidad pueden causar interferencias electromagnéticas con otros equipos de la instalación. Para evitar esto, se deben tomar ciertas medidas. Para cumplir con los requisitos de EMC, se deben utilizar prensaestopas especiales para cables EMC con una conexión de 360 ​​° al conductor de tierra de protección concéntrico. Estos prensaestopas se pueden utilizar con el código de variante 704.

Capacidad de carga del motor con convertidor de frecuencia unidades

La diferencia en el aumento de temperatura de un motor que funciona directamente en línea en comparación con el mismo motor que funciona con un convertidor está influenciada por factores como el efecto de enfriamiento de un ventilador montado en el eje dependiendo de la velocidad del motor, aumento de pérdidas debido a armónicos generado por el convertidor y flujo reducido por encima del punto de debilitamiento del campo. Los efectos de todos estos factores se combinan en las curvas de capacidad de carga.

Las curvas de capacidad de carga que se muestran en las Figuras 02-05 son genéricas y brindan pautas indicativas para dimensionar motores estándar de baja tensión utilizados con un convertidor de frecuencia.

Las curvas muestran el par máximo de carga continua en función de la frecuencia (velocidad), lo que da como resultado el mismo aumento de temperatura que el funcionamiento con el suministro sinusoidal nominal a frecuencia nominal y carga nominal completa.

Normalmente, los motores de rendimiento de proceso operan de acuerdo con un aumento de temperatura de clase B. Para estos motores, el dimensionamiento debe estar de acuerdo con la curva B de aumento de temperatura, o el motor puede estar ligeramente sobrecargado. En otras palabras, se puede dimensionar de acuerdo con la curva F de aumento de temperatura. Sin embargo, si solo se indica un aumento de temperatura de clase F con alimentación sinusoidal para el motor en la sección de datos técnicos, el dimensionamiento debe realizarse de acuerdo con la curva de aumento de temperatura.

Si el motor se carga de acuerdo con la curva F de aumento de temperatura, será necesario verificar el aumento de temperatura en otras partes del motor y asegurarse de que los intervalos de lubricación y el tipo de grasa sigan siendo los adecuados.

Reparto de rendimiento de proceso de baja tensión motores de hierro

18  Información sobre pedidos

19 Placas de clasificación

20  Datos técnicos IE2

37  Datos técnicos IE3

50  Datos técnicos IE4

56  Códigos de variante

63  Diseño mecánico.

63 Marco del motor y orificios de drenaje

66 Rodamientos

77 Caja de terminales

86  Dibujos de dimensiones

86 motores de hierro fundido IE2

88 motores de hierro fundido IE3

90 motores de hierro fundido IE4

91  Accesorios

91 Freno incorporado

94 Refrigeración separada

96 Silenciador

97 rieles deslizantes

99  Motores de hierro fundido en breve

102  Construcción de motores

Información sobre pedidos

Explicación del código de producto

tipo de motor        Tamaño del motor     Código del producto          Código de disposición de montaje,                                 Códigos de variante

                                                                                  Código de voltaje y frecuencia,

                                                                                   Código de generación

M3BP 160MLA 3GBP 161 - ADG 410, etc.

                                                               1234 567 891011121314

Posiciones 1 a 4

3GBP Motor de jaula de ardilla totalmente cerrado enfriado por ventilador con marco de hierro fundido

Posiciones 5 y 6

Tamaño IEC Tamaño IEC

07: 71 20: 200

08: 80 22: 225

09: 90 25: 250

10: 100 28: 280

12: 112 31: 315

13: 132 35: 355

16: 160 40: 400

18: 180 45: 450

posición 7

Velocidad (pares de polos)

1: 2 polos

2: 4 polos

3: 6 polos

4: 8 polos

5: 10 polos

6: 12 polos

7:> 12 polos

8: Motores de dos velocidades para motores de impulsión de ventiladores para par constante

9: Motores de varias velocidades, dos velocidades

Posiciones 8 a 10

Número de serie

posición 11

-(pizca)

Posición 12 (marcada con un punto negro en las tablas de datos)

Disposición de montaje

A: Caja de terminales montada en la parte superior con patas

R: caja de bornes con patas, vista desde el lado D del lado derecho

L: Caja de bornes LHS con patas vista desde el extremo D

B: brida grande montada en brida

C: Brida pequeña montada en brida (tamaños 71 a 112)

H: Montaje con patas y brida, caja de terminales montada en la parte superior

Posición 12 (marcada con un punto negro en las tablas de datos)

J: Brida pequeña con patas y brida con orificios roscados

S: Caja de terminales RHS montada sobre pies y brida vista desde el extremo D

T: Caja de bornes LHS montada sobre patas y brida vista desde el extremo D

V: brida especial con brida

F: Montaje con patas y bridas. Brida especial

Posición 13 (marcada con un punto negro en las tablas de datos)

Voltaje y frecuencia

Motores de una velocidad

B: 380 VΔ 50 Hz

D: 400 VΔ, 415 VΔ, 690 VY 50 Hz

E: 500 VΔ 50 Hz

F: 500 VY 50 Hz

S: 230 VΔ, 400 VY, 415 VY 50 Hz

T: 660 VΔ 50 Hz

U: 690 VΔ 50 Hz

X: Otro voltaje, conexión o frecuencia nominal, 690 V máximo

posición 14

Código de generación

A, B, C ... G ... K: El código de producto debe ir, si es necesario, seguido de códigos de variantes.

Los valores de eficiencia se dan de acuerdo con IEC 60034-2-1; 2014

Para obtener planos de dimensiones detallados, consulte nuestras páginas web 'www.abb.com/motors&generators' o póngase en contacto con ABB.

Placas de clasificación

01 Ejemplo de placa de características, tamaño de motor 100, IE2.

02 Ejemplo de placa de características, tamaño de motor 160, generación K, IE3.

03 Ejemplo de placa de características, tamaño de motor 315, generación L, IE3.

04 Ejemplo de placa de características, tamaño de motor 315, IE4.

La placa de características principal del motor muestra los valores de rendimiento del motor con varias conexiones a velocidad nominal. La placa de características también muestra el nivel de eficiencia (IE2, IE3 o IE4), el año de fabricación y la eficiencia nominal más baja al 100, 75 y 50% de carga nominal.

Las muestras de placas que se muestran en esta página presentan filas de datos típicas. El contenido real de la placa puede variar según su pedido y según la clase IE del motor.

Datos técnicos, 400 V 50 Hz

Motores de fundición IE2

IP 55 - IC 411 - Clase de aislamiento F, clase de aumento de temperatura B

Clase de eficiencia IE2 según IEC 60034-30-1; 2014

          Eficiencia
IEC 60034-30-1; 2014
  Current   Torque          
                       
Salida
kW
  tipo de motor Código del producto Velocidad
r / min
Carga completa
100%
3/4 de carga
75%
1/2 de carga
50%
El factor de potencia
Cosj
IN
A
ES EN TN
Nm
TI / TN Tb / TN Momento
de inercia
J = 1/4
Gd2 kgm2
Peso
kg
Aislamiento de Sonido
presión
Nivel LPA
dB
 
 
 
3000 r / min = 2 polos     400V 50Hz     Diseño CENELEC          
0.37   M3BP 71MA 2 3GBP071321- •• B 2768 74.8 75.4 72.4 0.78 0.89 4.5 1.27 2.2 2.3 0.00039 11 58
0.55   M3BP 71 MB 2 3GBP071322- •• B 2813 77.8 78.3 76 0.79 1.29 4.3 1.86 2.4 2.5 0.00051 11 56
0.75   M3BP 80 MB 2 3GBP081322- •• B 2895 80.6 79.6 75.6 0.74 1.8 7.7 2.4 4.2 4.2 0.001 16 57
1.1   M3BP 80MC 2 3GBP081323- •• B 2870 81.8 81.7 78.9 0.8 2.44 7.5 3.63 3.7 4.6 0.0012 18 60
1.5   M3BP 90SLB 2 3GBP091322- •• B 2900 82.2 82.9 81.3 0.87 3.26 7.5 4.9 2.5 2.6 0.00254 24 69
2.2   M3BP 90SLC 2 3GBP091323- •• B 2885 83.2 85.5 84.3 0.88 4.2 6.8 7.2 1.9 2.5 0.0028 25 64
3   M3BP 100LB 2 3GBP101322- •• B 2925 85.2 84.9 82.7 0.87 5.75 9.1 9.7 3.1 3.5 0.00528 36 68
4   M3BP 112 MB 2 3GBP111322- •• B 2895 86.1 87 86.6 0.89 7.52 8.1 13.1 2.9 3.2 0.00575 37 70
5.5   M3BP 132SMB 2 3GBP131322- •• B 2865 87.7 88.4 87.7 0.86 10 7 18.3 2.6 2.7 0.0128 68 70
7.5   M3BP 132SMC 2 3GBP131324- •• B 2890 88.2 88.8 87.6 0.89 13.7 7.3 24.9 2.6 3.6 0.0136 70 70
11   M3BP 160MLA 2 3GBP161410- •• G 2938 90.6 91.5 91.1 0.9 19.2 7.5 35.7 2.4 3.1 0.044 127 69
15   M3BP 160MLB 2 3GBP161420- •• G 2934 91.5 92.4 92.2 0.9 26 7.5 48.8 2.5 3.3 0.053 141 69
18.5   M3BP 160MLC 2 3GBP161430- •• G 2932 92 93.1 93.1 0.92 31.5 7.5 60.2 2.9 3.4 0.063 170 69
22   M3BP 180MLA 2 3GBP181410- •• G 2952 92.2 92.7 92.2 0.87 39.6 7.7 71.1 2.8 3.3 0.076 190 69
30   M3BP 200MLA 2 3GBP201410- •• G 2956 93.1 93.5 92.8 0.9 51.6 7.7 96.9 2.7 3.1 0.178 283 72
37   M3BP 200MLB 2 3GBP201420- •• G 2959 93.4 93.7 92.9 0.9 63.5 8.2 119 3 3.3 0.196 298 72
45   M3BP 225SMA 2 3GBP221210- •• G 2961 93.6 93.9 93.1 0.88 78.8 6.7 145 2.5 2.5 0.244 347 74
55   M3BP 250SMA 2 3GBP251210- •• G 2967 94.1 94.4 93.8 0.88 95.8 6.8 177 2.2 2.7 0.507 405 75
75   M3BP 280SMA 2 3GBP281210- •• N 2972 93.8 94 93.4 0.89 128 7.8 241 2.5 3 0.61 540 77
90   M3BP 280SMB 2 3GBP281220- •• N 2970 94.1 94.3 93.8 0.91 149 7.5 289 2.7 3.1 0.73 590 77
110   M3BP 315SA 2 3GBP311110- •• N 2978 94.3 94.2 93.3 0.9 187 7.6 353 2.4 3.1 0.95 770 78
132   M3BP 315SMA 2 3GBP311210- •• N 2976 94.6 94.6 93.8 0.9 223 7.3 423 2.5 3 1.1 865 78
160   M3BP 315SMB 2 3GBP311220- •• N 2975 94.8 94.9 94.4 0.9 268 7.3 513 2.4 3 1.25 925 78
200 1) M3BP 315MLA 2 3GBP311410- •• G 2980 95.7 95.7 94.9 0.9 335 7.7 640 2.6 3 2.1 1190 78
250 1) M3BP 355SMA 2 3GBP351210- •• G 2984 95.7 95.5 94.5 0.89 423 7.7 800 2.1 3.3 3 1600 83
315 1) M3BP 355SMB 2 3GBP351220- •• G 2980 95.7 95.6 94.9 0.89 531 7 1009 2.1 3 3.4 1680 83
355 1) M3BP 355SMC 2 3GBP351230- •• G 2984 95.7 95.7 94.9 0.88 603 7.2 1136 2.2 3 3.6 1750 83
400 1) M3BP 355MLA 2 3GBP351410- •• G 2982 96.5 96.3 95.6 0.88 677 7.1 1280 2.3 2.9 4.1 2000 83
450 1) M3BP 355MLB 2 3GBP351420- •• G 2983 96.5 96.5 95.7 0.9 743 7.9 1440 2.2 2.9 4.3 2080 83
500 1) M3BP 355LKA 2 3GBP351810- •• G 2982 96.5 96.5 96 0.9 827 7.5 1601 2 3.9 4.8 2320 83
560 1) M3BP 400LA 2 3GBP401510- •• G 2988 96.5 96.5 95.7 0.89 934 7.8 1789 2.5 3.7 7.9 2950 82
560 2) M3BP 400LKA 2 3GBP401810- •• G 2988 96.5 96.5 95.7 0.89 934 7.8 1789 2.5 3.7 7.9 2950 82
560 1) M3BP 355LKB 2 3GBP351820- •• G 2983 97 97 96.5 0.9 925 8 1792 2.2 4.1 5.2 2460 83
630 2) M3BP 400LB 2 3GBP401520- •• G 2987 96.5 96.2 95.6 0.89 1049 7.6 2014 2.6 3.7 8.2 3050 82
630 2) M3BP 400LKB 2 3GBP401820- •• G 2987 96.5 96.2 95.6 0.89 1049 7.6 2014 2.6 3.7 8.2 3050 82
710 2) M3BP 400LC 2 3GBP401530- •• G 2987 96.5 96.3 95.7 0.89 1178 7.2 2270 2.6 3.4 9.3 3300 82
710 2) M3BP 400LKC 2 3GBP401830- •• G 2987 96.5 96.3 95.7 0.89 1178 7.2 2270 2.6 3.4 9.3 3300 82
800 2) 3) M3BP 450LA 2 3GBP451510- •• G 2990 96.5 96.2 95.4 0.87 1362 7.8 2555 1.3 3.4 12.2 4000  
900 2) 3) M3BP 450LB 2 3GBP451520- •• G 2990 96.5 96.2 95.5 0.87 1534 7.6 2874 1.5 3.1 13.5 4200

 

1) Reducción del nivel de presión sonora de -3dB (A) con construcción de ventilador unidireccional. El sentido de giro debe indicarse al realizar el pedido, véanse los códigos de variante 044 y

2) Construcción de ventilador unidireccional de serie. El sentido de giro debe indicarse al realizar el pedido, véanse los códigos de variante 044 y 045.

3) Clase de aumento de temperatura F

4) Clase de eficiencia IE1

Placas de clasificación

01 Ejemplo de placa de características, tamaño de motor 100, IE2.

02 Ejemplo de placa de características, tamaño de motor 160, generación K, IE3.

03 Ejemplo de placa de características, tamaño de motor 315, generación L, IE3.

04 Ejemplo de placa de características, tamaño de motor 315, IE4.

La placa de características principal del motor muestra los valores de rendimiento del motor con varias conexiones a velocidad nominal. La placa de características también muestra el nivel de eficiencia (IE2, IE3 o IE4), el año de fabricación y la eficiencia nominal más baja al 100, 75 y 50% de carga nominal.

Las muestras de placas que se muestran en esta página presentan filas de datos típicas. El contenido real de la placa puede variar según su pedido y según la clase IE del motor.

Datos técnicos, 400 V 50 Hz

01 Ejemplo de placa de características, tamaño de motor 100, IE2.

02 Ejemplo de placa de características, tamaño de motor 160, generación K, IE3.

IP 55 - IC 411 - Clase de aislamiento F, clase de aumento de temperatura B

 

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