Guía Técnica No.1

Selección práctica y puesta en marcha rápida deArrancadores Suaves Sirius 3RW44 de Siemens.

Protecciones integradas para el motor y el arrancador.

Los arrancadores suaves son equipos electrónicos modernos que permiten arrancar un motor progresiva-mente limitando el torque (o par) y la corriente de arranque. El arranque electrónico reemplaza a los elec-tromecánicos (Y-D, autotransformador, otros) y se realiza mediante la técnica de control de torque y fase que consiste en incrementar paulatinamente el voltaje hacia el motor, dosificándolo hasta llegar al 100% nominal con ayuda de dos tiristores por fase conecta-dos en “antiparalelo”.El par de motor y la tensión aplicada presentan una relación cuadrática proporcional, de manera que el par de arranque se reduce en relación cuadrática con la tensión aplicada en el motor. A menor voltaje aplicado, muchísimo menor será el par de arranque y por tanto se tiene un arranque mucho más suave que permitirá al sistema mecánico prolongar su vida útil (bandas, cadenas, presión en tuberías, etc.). El arrancador suave sólo arranca al motor y no varía su velocidad.

El siguiente gráfico ilustra la corriente de arranque de un motor asíncrono trifásico con un arrancador suave Sirius 3RW44. Recordemos que con un arranque direc-to en términos generales se pueden esperar valores de corriente de arranque de entre 6-9 veces la corriente nominal del motor In.

El Sirius 3RW44 de Siemens viene equipado con un relé electrónico de sobrecarga del arrancador suave y del motor, y que reemplaza al tradicional “térmico”. El uso de fusibles ultrarrápidos SITOR de Siemens incrementa el grado de protección de los tiristores frente a un cortocircuito. Gracias al sistema de By-Pass integrado, los tiristores se liberan una vez concluido el proceso de arranque.

Corriente de motor

Velocidad motorn

arranque directo

arranque suave

nom

nomn

L1

Q1

Q11

M1

F3

L2L3

PE

1

Aplicaciones

Beneficios/Ventajas: Consideraciones para el dimensionamiento:

Para aplicaciones desde 7,5 HP hasta 1200 HP en voltajes desde 200 V hasta 690 V. El sirius 3RW44 puede utilizarse entre otras aplicaciones en:

• Cintas transportadoras • Ventiladores• Compresores• Bombas• Mezcladoras• Sierras de disco/de cinta• Molinos

Gracias al uso del arrancador suave Sirius 3RW44 de Siemens usted podrá:

•Incrementar la vida útil del sistema mecánico en cintas transportadoras debido al arranque y frena-do uniforme, previniendo deslizamientos en el arranque al limitar el “par motor” con el control de par.•Evitar el conocido “golpe de ariete” (sobrepresión) en bombas centrífugas, alargando la vida de la tubería y los demás componentes mecánicos, tanto en el encendido como en el apagado de la bomba.•Reducir el desgaste de engranajes y de correas trapezoidales en ventiladores.

Por lo anterior, se disminuye la frecuencia de los mantenimientos mecánicos preventivos y correcti-vos, con los consiguientes ahorros por paradas de producción y costos de mantenimiento.

•No es necesario utilizar contactor de By-pass ya que este equipo tiene este sistema integrado.•Display retroiluminado en español para programa-ción digital y supervisión de datos/fallos/eventos.•Control de Par.•Limitación de corriente programable.•Reducción del estrés/esfuerzo eléctrico y mecáni-co de la línea.•Posibilidad de comunicación Profibus (Opcional).•Contador de eventos y hora de uso motor (mantenimiento predictivo).

Para dimensionar adecuadamente un arrancador suave, es importante conocer y tener en cuenta el factor de servicio del motor y el tiempo de arran-que (arranque normal o arranque pesado) de la aplicación. Un tiempo de arranque largo significa que los tiristores del arrancador suave estarán soportando una gran carga térmica. Los arranca-dores suaves 3RW44 están diseñados para un servicio continuo bajo condiciones de arranques normales (Class 10), una temperatura ambiente de 40°C y una frecuencia de maniobras determinada /número de arranques por hora (consultar catálo-go).

Ventajas competitivas:

Criterio básico de selecciónEl tamaño del arrancador suave SIRIUS 3RW44 debe ser seleccionado de acuerdo con la corri-ente nominal del motor (In) y su aplicación:Corriente nominal del arrancador suave ≥ corri-ente nominal del motor.

Según las siguientes condiciones y necesidades de arranque se establecerá si es necesario realizar un sobredimensionamiento del equipo con base en la clase de protección de sobrecarga:• Clase 10: Arranque normal, hasta 20 segundos con una corriente de arranque del 350% x In. Ejemplo: cintas transportadoras, ventiladores pequeños y bombas. Criterio de Selección: La potencia del arrancador puede ser igual a la potencia del motor utilizado.

• Clase 20: Arranque pesado, hasta 40 segundos con una corriente de arranque del 350% x In. Ejemplo: mezcladoras, centrifugadoras y fresado-ras. Criterio de Selección: La potencia del arrancador debe superar una categoría a la potencia del

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Derating por altura de operación.

Instalación y parametrización

Por razones térmicas (a mayor altura de operación, la presión atmosférica disminuye ocasionando una menor capacidad de refrigeración del equipo) la potencia real del arrancador será menor al que indica su placa, ocasionándose el derating (desclasificación). Esta consideración debe tenerse en los arrancadores suaves 3RW44 una vez supera-dos los 1.000 m.s.n.m. (metros sobrel el nivel del mar), según la siguiente tabla:

Criterio de Selección: La potencia del arrancador debe superar dos categorías a la potencia del motor, es decir seleccionar el arrancador dos esca-lones de potencia superiores respecto a la potencia del motor.

El equipo cuenta con un menú de inicio rápido muy amigable en español para poder poner en marcha el equipo con tan solo unos datos básicos tal como se muestra a continuación:

105

100

95

90

85

80

75

700 1000 2000 3000

Nivel sobre altura de mar (en m)4000 5000

Corri

ente

asig

nada

de

empl

eo e

n %

le¡Advertencia!Nunca conectar capacitores entre el arrancador suave y el motor ya que estos pueden dañar al arrancador suave.

Subir

Bajar

Enter Escape

Ej: Un arrancador 3RW44 cuya placa indica 100HP nominal podrá alimentar en Quito (2.800 m.s.n.m.) a un motor cuya potencia máxima será 85HP.

Los siguientes parámetros pueden ser digitalmente calibrados en el Sirius 3RW44 de Siemens: la corriente nominal del motor, la clase de protección de sobrecarga, los límites de corriente y torque de arranque, ¡en español!

motor, es decir seleccionar el arrancador para una potencia inmediata superior a la potencia del motor.

• Clase 30: Arranque extra pesado, hasta 60 segundos con una corriente de arranque del 350% x In. Por ejemplo: ventiladores grandes, molinos y trituradores.

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Luego de realizar esta parametrización con el menú de inicio rápido el operador puede realizar un ajuste más exacto en la programación del equipo ajustan-do algunos de los siguientes parámetros (Según la aplicación).

Parámetros de Arranque

A continuación adjuntamos valores sugeridos para parámetros de arranque de las aplicaciones más comunes que se pueden encontrar en una industria.

• Rampa de tensión e intensidad (corriente) límite de arranque.- Tensión de arranque- Tiempo de arranque- Valor de limitación de intensidad (corriente de arranque).

• Rampa de Par- Par de arranque- Par final- Tiempo de Arranque• Impulso de ruptura (impulso momentáneo de voltaje que permite vencer altas inercias, por ejemplo: molinos, trituradoras).• Tipo de parada (suave, libre, para bomba)

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Consideraciones de arranque de las fresadoras

Ejemplo de aplicaciónSolución ideal con el arrancador suave SIRIUS 3RW44 de SiemensFresadora frenada por corriente

contínua

Bajo las consideraciones anteriores, usted podrá hacer su pedido con la lista de precios oficial de Siemens en Ecuador asesorado de cualquiera de nuestros distribuidores autorizados, o tomando contacto con el autor del presente artículo.

Para mayor información en español incluyen-do el manual del usuario, favor acceda a la siguiente dirección de internet :

Si requiere algún tipo de asistencia personalizada para su aplicación, no dude en contactarse con nuestra Línea de asistencia técnica gratuita:

1800-101555al e-mail hotline.andina.col@siemens.com

Contacto:Ing. Adrián Aranda.

Jefe de Productoadrian.aranda@siemens.com

NotaEstas tablas proporcionan ejemplos sugeridos de parametrización. Los valores finales dependerán de la aplicación e instalación concreta y deben ajustarse durante la puesta en marcha.

En la fabricación de bloques de un motor vehicular, los orificios necesarios en el bloque de aluminio del motor se realizan mediante un cabezal de fresado. Debido a la gran inercia del cabezal de fresado, al desconectar el motor de 20HP, éste tarda mucho hasta que se detiene por completo, lo que provoca prolongados tiempos improductivos al cambiar de herramienta y en durante la fase de preparación.

• Para que las correas de accionamiento no pati-nen ni se desgasten severamente, las fresadoras presuponen un comportamiento de arranque óptimo con regulación del par motor.• Se debe reducir la corriente de arranque del motor a fin de mantener lo más baja posible la carga de la red.• El motor se debe frenar con corriente continua para reducir los largos tiempos de parada de la máquina.

• Para satisfacer óptimamente los arranques difíciles, el SIRIUS 3RW44 se programa con regulación de par y función de frenado dinámico por inyección de DC.• Para que no patinen las correas se usa regu-lación del par con función de limitación del par ajustada. En consecuencia, el cabezal de fresado alcanza rápidamente la velocidad nomi-nal, evitando que patinen las correas de trans-misión.• Una función de limitación de corriente impide que la corriente de arranque del motor a supere el máximo valor ajustado.• El ajuste óptimo de la función de frenado por corriente continua dinámica detiene en poco tiempo el cabezal de fresado.• La característica High Feature del arrancador suave SIRIUS 3RW44 asume brillántemente la protección del motor y previene las sobrecargas del aparato.

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http://www.automation.siemens.com/cd/is_starten/html_78/sanftstarter_3rw44.htm