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Protección de motor con valor añadido

EATON presenta una completa gama de soluciones para la protección y control de accionamientos que permite una evaluación completa del estado del motor

Protección de motor con valor añadido

Los motores son el núcleo de muchas aplicaciones. La protección de motor es por lo tanto crucial para asegurar que una máquina, el sistema y sus procesos de producción asociados se ejecuten de forma fiable y sin problemas. Sin embargo, hoy en día, los componentes de protección de motores son capaces de mucho más. Contribuyen de forma importante a la mejora de la disponibilidad del sistema, puesto que proporcionan información detallada sobre el estado de un motor.

La seguridad y la vida útil de un motor dependen en gran parte de cómo está protegido. Hoy en día es obvia la necesidad de dispositivos de protección para asegurar que los motores, las máquinas asociadas y los sistemas estén protegidos contra daños. También mantienen a salvo a los operarios de lesiones relacionadas con arranques obstruidos, sobrecargas o cortocircuitos.

Además de la protección, los usuarios desean cada vez una mayor funcionalidad. Conocer el estado de carga actual, por ejemplo, sirve de ayuda y permite que los usuarios tomen medidas preventivas cuando la carga del motor aumenta rápidamente, antes de que el disyuntor actúe y el sistema se paralice. Tener información de diagnóstico detallada sobre el disparo del interruptor automático del motor también puede ayudar en el proceso de resolución de problemas. Ser capaz de controlar el consumo energético de los motores individuales y documentar cualquier cambio es, por lo tanto, extremadamente práctico en esta era de la eficiencia energética.

La implementación de todo esto requiere que los sistemas de protección de motor inteligente sean capaces de registrar y transmitir todos los datos pertinentes. En los sistemas de protección de motor actuales, generalmente vemos dos tecnologías principales: el interruptor de circuito electromecánico clásico con corriente nominal ajustable que se dispara en caso de un cortocircuito; y los sistemas de vigilancia electrónica del motor, que utilizan sistemas de bus de campo Profibus o Modbus para transmitir los datos registrados en los controles de nivel superior.

Los complejos sistemas de gestión de motor son mucho más caros que un interruptor electromecánico de protección de motor. Requieren más espacio en la instalación y en general proporcionan funciones innecesarias. Los sistemas de bus de campo siguen siendo relativamente inusuales a niveles de dispositivo, a pesar de que existe un gran interés en el potencial de los mejorados sistemas de protección de motores.

Un vistazo a la corriente de motor y la sobrecarga

Una solución alternativa es el interruptor protector de motor PKE de Eaton, que cuenta con una amplia gama de protección contra las sobrecargas. El sistema cumple con muchas de las funciones que se exigen a un dispositivo moderno de protección de motor. Además de su función de protección básica, el sistema registra la información pertinente para proporcionar una evaluación completa del estado del motor.

El diseño es similar al de un interruptor electromecánico de protección de motor tradicional, por lo que es fácil de instalar evitando cualquier influencia negativa en el desarrollo del proyecto. Gracias a su unidad de relé electrónico integrado, el PKE es capaz de grabar la información pertinente, incluida la corriente de motor, la sobrecarga y otros datos de diagnóstico, antes de dársela a la aplicación final para su posterior procesamiento.

En motores con exigencias de corriente estable, cualquier fluctuación en la corriente es fácil de registrar. El aumento de lecturas podría indicar un desgaste y la reducción de corriente a una bomba podría indicar que estaba funcionando en seco. Todos estos datos pueden utilizarse para tareas de mantenimiento predictivo.

La posibilidad de grabar sobrecargas en forma de cantidades analógicas es esencial para la seguridad operativa. Las cifras ayudan a los operadores a evaluar y analizar la carga de un motor y en el caso de un apagado inminente, puede permitir al personal tomar las medidas adecuadas para prevenir que el interruptor de circuito falle al evitar una avería en la unidad. Bajo diferentes condiciones climáticas, el seguimiento del estado de la carga en una unidad de alimentación de una cinta transportadora también se podría mejorar para evitar una activación involuntaria del sistema de protección de motor. En tal caso, la PKE juega un papel importante puesto que garantiza un funcionamiento seguro y una mayor disponibilidad.

Mayor sencillez en la resolución de problemas y compatible con IE3

En caso de dispararse, el interruptor protector de motor PKE facilita información detallada acerca de la causa de la avería y proporciona protección. En este caso, los interruptores tradicionales de protección de motor se limitan a proporcionar información sobre si el disparo se debió a una sobrecarga o un cortocircuito y dan un mensaje de error al PLC a través del respectivo cableado de control.

En comparación, un interruptor de protección electrónica de motor también suministra información acerca del posible fallo de fase que ha provocado el bloqueo. Los valores transmitidos también incluyen la regulación de la sobrecarga y los ajustes de la clase (5-20), proporcionados por el PKE. Las cifras facilitan el control de la parametrización del dispositivo y permiten a los operadores detectar las selecciones incorrectas o cambios no fiables durante las operaciones. Por lo tanto es posible prevenir cualquier disparo anticipado o sobrecarga del motor conectado.

Cuando se trata de seleccionar los elementos de protección de motor de acuerdo con las directrices de los productos relacionados con la energía (ErP, por sus siglas en inglés), los interruptores PKE son adecuados para la protección de motores hasta la clase de eficiencia energética IE3. Es necesario comprobar los equipos de conmutación para asegurar que son adecuados para motores IE3, ya que estos están sujetos a corrientes de alimentación mucho mayores. Afortunadamente, Eaton ofrece dicha compatibilidad con sus dispositivos de protección de motor PKE y PKZ y los ha optimizado para cumplir con los requisitos modificados (encuentre más información en www.eaton.eu/IE3). Se ha demostrado, que ambos protegen de forma fiable y segura los motores IE2 e IE3. Junto con el actualizado contactor DILM, los usuarios tienen ya acceso a las combinaciones de arranque de motor preparadas para IE3 hasta los 375 kW.

Integrado, con inteligencia y flexibilidad

El interruptor protector de motor PKE puede convertirse en un dispositivo de conmutación con capacidad de comunicación en un instante gracias a la tecnología de comunicación y cableado inteligente SmartWire-DT de Eaton. Permite que la planificación, el proyecto, el cableado, las pruebas y la puesta en marcha de los sistemas sean más rápidas que las realizadas con sistemas de cableado convencionales. Además, el cableado inteligente facilita el cambio entre las conexiones de control y señalización, interruptores auxiliares, luces de señalización, interruptores de protección de motor, arrancadores suaves, convertidores de frecuencia y circuitos, y puede convertirlos al mismo tiempo en componentes de automatización con capacidad de comunicación.

Los datos registrados por el dispositivo de conmutación también pueden ser transmitidos a los buses de campo industriales convencionales usando gateways. Ahora las gateways están disponibles para Profibus, CANopen, Profinet, Modbus-TCP, Ethernet IP, Powerlink y Ethercat. La arquitectura de la gateway implica que el usuario simplemente tenga que cambiarla cuando se necesite conexión a otro bus de campo. No se requieren modificaciones adicionales, aparte de esta, en el aparellaje eléctrico.

El interruptor de protección de motor PKE en combinación con SmartWire-DT ofrece una potente y eficiente protección de motor para aumentar la seguridad operativa y mejorar la disponibilidad de la máquina o sistema. También ayuda a optimizar los programas de mantenimiento y, en caso de avería, puede reducir los tiempos de reparación gracias al suministro de datos de diagnóstico. Como ventaja añadida, el diseño y el funcionamiento son los mismos que los de un interruptor de circuito electromecánico PKZ, lo cual hace que sea aún más fácil de usar. Gracias a la protección de motor inteligente PKE, los fabricantes de máquinas y sistemas ya pueden crear soluciones más simples, rentables y compactas, permitiendo que los sistemas sean aún más fiables.

DESTACADO: Comunicaciones avanzadas

El sistema de comunicación y cableado inteligente SmartWire-DT enchufable convierte el multifuncional arrancador de motor electrónico (EMS, por sus siglas en inglés) en un dispositivo de conmutación con comunicaciones capaz de capturar datos como la corriente de motor, la sobrecarga y los datos de diagnóstico. Esta información se puede proporcionar a una aplicación para su posterior procesamiento. Se puede transferir a todos los buses de campo industriales comunes a través de gateways.

Esta inteligencia distribuida ofrece varias ventajas para el usuario: en primer lugar, se indican los estados críticos de carga de motor en una etapa temprana. En el caso de un apagado inminente, los operadores pueden adelantarse para impedir la función de protección de motor de disparo y el fallo del sistema asociado. Además, la transparencia de datos facilita el diagnóstico y el mantenimiento porque el EMS proporciona información sobre la causa del fallo - por ejemplo, fallo de fase - en caso de disparo.

Como dispositivo multifunción compacto, el EMS combina cuatro características únicas: arranque directo de motor, arranque inverso de motor, protección de motor y desconexión segura conforme a los requisitos de Categoría 3 (EN 13849-1). Los costes de cableado, en comparación con los dispositivos de conmutación convencionales, pueden reducirse hasta en un 60 por ciento y la proporción de componentes de hardware necesarios hasta en un 70 por ciento, puesto que disminuye el recuento total de los componentes y no se necesitan herramientas gracias a la tecnología push-in.

Gracias a la función de protección de sobrecarga en toda la gama del dispositivo EMS, sólo se necesitan dos modelos actuales de rango - 0,18 a 6,5 A (AC-53a) y 9 A (AC-51) - lo que simplifica la selección del producto y el almacenamiento de piezas de repuesto. Además, el circuito híbrido integrado opera prácticamente sin desgaste (30 millones de ciclos de funcionamiento), puesto que aumenta la vida útil prevista en comparación con los dispositivos de conmutación convencionales, proporcionando a los fabricantes de maquinaria más cabida a la fiabilidad.

Con una anchura de 30 mm, también se ahorra un valioso espacio en el armario eléctrico en comparación con los modelos convencionales de 45 mm. Los principales campos de aplicación para el EMS, que logra salidas de entre 0,06 y 3 kW, incluyen sistemas de transporte para el manejo de maquinaria, logística y equipos de embalaje.

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