罗克韦尔自动化-SMC-50固态智能电机控制器选型指南.pdf

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Bulletin 150 sMc-50智能电机控制器 产品概述 Bulletin150-5MC50智能电机控制器 目录 5MC50智能电机控制器可为标准二相鼠绝式感应电机或星角(六引线)电机 提供由微处理器控制的固态(SCR无旁路)启动。 工作馍式 特性 目录号说明 90.520A范同 产品选型 九种标准启动模式 附件 额定电压:200.690VAC 技术参数 三个扩展端口,用于安装可选模块 近似尺寸 全固态连续SCR控制 内置电子式电机过载保护 每相电流和电压检测 标准合规性 测量 UL508 DP|通信协议 EN60947-4-2 参数配置选件 认证 节能模式 CULUS认证(升放式 记录最近的100个事件(含时间截 (文件号E96956) 网络通信(可选) 获得CE标志,符合EMC揞令和 可选外部旁路 低压指令 敷形涂覆PCB 选型指南 本选型指南/目录提供了根据应用中所使用的电机额定值,正确选择SMC-50智能电机控制器所需的最基本信息。对于标准负载应用(例如,泵 压缩机和短距离输送带),请参见第15页和第21页的“标准负载产品选型”表。对于大惯量重载应月(例如,碎石机、碎木机、离心式风机和长 距离输送带).请参见第18页和第23页的“重载产品选型”表。要在各种情况下取得最佳选型结果,特别是对于频繁启停或不确定是标准负載 还是重或的情况,则强烈推荐使用免费选型工具(可从http://www.ab.com下载)。如需更多帮助,请访问www.ab.com或者通过电子邮件 raictechsupporte@ra.rockwell.com)或电话(440-646-5800,接通后按1>按1>并直拨804)联系工业控制技术支持 产品概述 SMC-50智能电机控制器是一种基于微处理器的软启动器,用 可选20-HMA6的边框 于实现最佳的电机启停效率。SMC50采用全固态设计,使月 六个SCR(每相两个),在电机启动、运行和停止期间,它们始 复位/测试 终参与(无内部旁路)改变导电周期和控訇电机岂压(矩)。启 状态LED 动器有许多启级电力监视和电机/启动器保护特性,旨在提启 整体靠性。产品有三个连接端口(端口7、8和9).叫容纳附 加1o.测络通信或参数配置模块(最多三个模块).实现了可扩 端口7 展性。通过以下三种方式,还可继续扩控制器的配置能力 (1)参数配置模块,使用D|P开关和选择开关实巩有限的配置 能力;(2)多语言20-HM-A6控制器或带液晶显示器的面板安 端口8 装式键盘,提供更多高级配置特性;(3)基于PC和网络的软件 (例如, Drive Explorer).具有最佳配置功能。SMC50的前面板 上有一个多色LED状态指示灯,能够提供诊斷和控制器状念信 息,还有一个PUSH-TO- RESET/ HOLD-TO-TEST(接下复位/按住 测试)按钮.可用士手动复位实际故障状态,以及启动整定循环 或故障测试 端口9 會A∥en- Bradley 请访问我们的网站Ww.ab.com/catalogs 出版物150-Sc010D-ZHP 3 Bulletin 150 sMcm-50智能电机控制器 工作模式 启动模式 SMC-50智能电机控訇器标配以下几种启动操作模式 启动模式 软启动 泵控制模式 线性加速 双斜坡启动 转矩控制启动 全压启动 限流启动 预置低速 可选突跳启动 集成电机绕组加热器(启动特性) 软启动 电流限制 该方法的应用范围最广泛。电机将得到一个初始转矩设置用户也 可自行调整。在斜坡加速时问(可由用户调整)内,从初始转矩水平 100 开始,输出到电机的电压无级增大(斜坡)。另外,还有用户可调的 电流限制值。它可限制软启动期间的电流值。 注意:电机的转矩曲线不是线性函数,它取决于施加的电压和电流 例如,使用软启动模式时,如果给电机施加的软启动器斜坡电压足够 大,使电机形成的转矩足以克服负载惯量,电机便可在少于配置的斜 初始 斜坡吋间 坡时间内快速加速到全这。 启动 时间(秒) 线性加速 屯流限制 在这冲启动模式下,电机以恒定的速度加速。控制器在用户自定义的 斜坡时间内以线性方式将电机从关闭状态(零速)加速到全速状态。该 过程通过专有的电机转遼反馈算法探测电机转速来实现*。这种启动模 线性加速 线性减速 式在机械元件上施加的应力最小。配置的初始转矩值用于定义电机启 动值。还可通过电流限制值限制线性加速启动操作期间的启动电流 “注意:不需要外部转速度传感器 停止时间 斜坡时间 启动 时间(秒) 转矩控制启动 电济限制 该方法提供在定义的启动斜坡时间内从用户可调的初始电机启动转矩 增大到用户可调的晸大转矩的转矩斜坡。转矩控制模式提供比軟启动 100% 最大电机转矩 更线性的启动斜坡,使作用在机械元件上的应力更小,斜坡的控制时 间更长。还可道过电流限制值艰制转矩启动期间的启动电流。 转矩斜坡 户动 斜坡时间 田转矩 软停车 时间(秒 限流启动 600 该方汏通过维持怛定的电机电流来实现阪流控訇启动,用十需要限制 电流限制 最大启动电流的场合。启动电流和限流启动斜坡时间均可由用户调节。 狠流启动可与软启动、转矩控制和线性加速启动结合使用。 尔肛焗世昶 启功一 时间(秒) 请访问我们的网站Ww.ab.com/catalogs 4 AB Allen-Bradley 出版物150-Sc010D-ZHP Bulletin 150 sMcm-50智能电机控制器 工作模式 可选突跳启动 突跳启动特性在启动时提供升压特性,以脱开在启动时可能需要脉冲 电流/转矩的负载。旨在提供短时电流/压脉冲。软启动、阪流、泵和 突跳启动 转矩控制模式均提供突跳启动功能。 !等级 惯性停止 软停车 日跳启 初始 软停车 时间(秒 泵控制模式 该模式用于减小流体管道系统中的浪涌及由此引发的水锤现象,或者 由全压和全速启动离心泵所导致的止回词撞击声。此外,该模式还能 减少泵气穴现象,延长泵的寿合。为了实现这些优势,SMC50的微 处理器将生成一条遵循离心泵启动特性的电机启动由线,并在启动时 监视运行情况,以确俣泉叫霏启动。 泵启动 运行 泵停什 参时间 时间(秒) 停止时间 双斜坡启动 该方法对于负载.启动转矩和启动时间要求多变的应用非常实用。使 电流狠制2 用双斜坡启动,用户可道过任何一个可编程辅助输入从两条独立的启 电流限 动曲线中进行选择。每条启动曲线都可使用任何可用的启动模式 斜坡? 初始 转矩2 斜坡1 转矩 启动1 运行1 启动2 运行2 全压启动 该方法用于需要全压启动的应用。SMC50的工作方式类似于固态全压10% 接触器。可实现全浪涌电流和转子堵转转矩。可对SMC-50编程,。使 其提供全压启动,在该过程中,输出到电机的电压在五个周期内达到 會A∥en- Bradley 请访问我们的网站Ww.ab.com/catalogs 出版物150-Sc010D-ZHP Bulletin 150 sMcm-50智能电机控制器 工作模式 预置低速 该特性/功能可用于需要低速移动以定位材料的应用。预置低速的设置 范围为±1%(下限)至土15%(上限).以基本速度的1%为增量单位。正 100 向还是反向移动由设定的转速百分比符号(±决定。不需要换向触点。 为确保精确停机,该功能还集成了制动特性。 王向 低 —启动—婚一运行一 时间秒 集成电机绕组加热器(启动特性) 借助该功能,电机冷启动加热时无需再使用附加硬件叫使用少量电 机电流依次切换到电机各相来加热绕组。加热功能可以基于时间,也 可通过可配置输入激活。绕组加热水平也可配置 停止模式 SMC50智能电机控訇器标配以下几种停止操作模式 停止模式 惯性 线性减速 软停车 泵停止 惯性 将停止模式配置为滑行.即将控制器设置为执行旦机惯性停止操作 软停车 软停车模式可用于需要延长停止时问的应用。电压斜坡停机时问可由 突瑰启动 惯性停止 时间 用户在0.999秒的范围内设置。当设定的停止时间过后,或考电压斜 软停车 坡下降到负载转矩大于电机转矩时,该负载将停止 启动 斜坡时间 启动 线性减速 将电机停止模式配置为线性减速模式,即可命令巳机在用户设定的停 止时闩内接照线性斜坡从全速璨至零速。还可通过电流限制值限制线 电流限制 性减速操作期间的停止电流。 线性加速 线性减速 停止时间 谷坡时问 一启动 —运行 时间(秒 请访问我们的网站www.ab.com/catalogs AB Allen-Bradley 出版物150-Sc010D-ZHP Bulletin 150 sMc-50智能电机控制器 工作模式 泵停止 如同在全压下启动离心泵会导致水锤现象和止回阀撞击声一样,全速 运行时停止离心泵也会出现相冋的现象。SMC50的泵停止模式将生成 条遵循离心泵停止特性的电机停止曲线,从而逐步降低电机转速 泵启动 泵停止 斜坡时间 停上时间 时间(秒) 制动控制模式★ SMC-50智能电机控訇器标配以下几种制动控制操作模式 制动控制模式 sMB一智能电机制动 精确停机 带制动的低速 外部制动控制 SMB一智能电机制动★ 该模式为要求电机以更快速度(相对于惯性停山)停止的应用提供电机 100% 制动。带自动零速关断的制动控制已完全集成到SMC50的设计中 智能电机制动 这种设计使得安装过程清晰直观,且无需安装附加硬件(例如,制动接 触器、电阻、定时器和这度传感器)。基于微处理器的制动系统对标准 贯性停止 鼠笼式感应式电机施加制动电流。制动巳流的强度可在0..400%6满负 载电流的范围内设置 停止时间 制动 时间秒) 自动零速度关闭 带制动的低速★ 带制动的低速用于需要低速(正向或反向)来定位或对准以及需要制动 控制停止的应用。低速可在额定转速的±1%(下限)15%(上限)之 制动 调节。制动电沇可在0..350%的范围内调整。 惯性停止 低i 时间秒 精确停机★丰 这种控制模式用于需要控制停止位置的应用。停止期间,将在电机上 施加制动转短,直到电机到达配置的预置低速值(±1….±15%),然后将 电机保持在该转速,直到给出停止命令。然后施加制动转矩,直到电 机达到零速。制动电流可在0.350%满负载电流范围内设置。 制动 低速 惯性 低迟制动 停止 4—低速—←启动→4行+4制动 會A∥en- Bradley 请访问我们的网站www.ab.com/catalogs 出版物150-Sc010D-ZHP Bulletin 150 sMcm-50智能电机控制器 工作模式 外部制动控制★ 外部制动设备可用于从外部制动由SMC50控制的电机。要启月外部 制动设备,可将SMC50的一个辅助继电器配置为“ Ext Brake"(外部制 动).并将停止模式参数设为“ Ext Brake"(外部制动)。当给出“停止 命令后,继申器通旦并保持通电,直到 Stop Time"(停止时问)参数 中置的时间倒计时到零 ★不适合用作急停,请参见急停要求的适用标, 丰与5 MC-Flex不同,精确停机并未作为一项参数/功能提供。仁是可诵讨停选项和带制动 的低速功能实现精确停机功能 运行模式 SMC50智能电机控訇器标配以下几种运行操作模式 运行模式 scR控制一标准运行操作 外部旁路一可选运行操作 sCR控制一节能运行操作 紧急运行 scR控制一标准运行操作 SMC50使用其电源部分SCR来启动、运行和停止(狳惯性停止之外)鼠 笼式感应式丰机。SCR的茸本操作是在SMC50的控制下,在一定百分 比的5060Hz交流正弦波周期内开启(导通)以控制施加在电机上的 电压。SMC-50使用特殊的控制算法和电机反馈来管哩供电电压,从而 提供前文所述的电机启动、停止和制动控制模式。在标准运行操作期 问,SMC50电源部分SCR在100%5060Hz交流正弦波周期内导通 为电机提供指定的满载电流( FLAZFLO)电压和相应的转矩 scR控制一节能运行操作 节能运行操作功能通常用于长时间经载或无负载运行的电机应用 后用节能运行操作功能时,SMC50使用内部反馈持续监视电机负载 从而控制SCR,降低施加在电机上的肀压。这样将有劻于降低功耗 同时还提供一个参数,以百分比形式显示叫能节省的能狼。 外部旁路一可选运行操作 外部旁硌接触器可用于承载电机运行电流。在这种运行模式下,SCR道 常只在启动讨用到,并且根据所选的停止模式,也可能在停止时用到 SMC-50佼用其中一个辅助继电器输出来控制外部旁路。当SMC50用 于外部旁路模式,且外部旁路接触器的触点闭合时,用户可选择使用 SMC-50的内部或外部电流检测功能。如果使用外部电流检测功能,以 便在运行操作期闫将测量、报警/故障等状念报告给控制器,则要使 用外詺 Bulletin825-MCMκκκ变流器模块与150-SM2选件模块相连。在 这种配置下,可使用SMC-50的电流相关申机保护功能(例妇.无需外 部过载)。 注意:如果未使用这科配置,则需要采用一种外部电叽保护措施。 紧急运行 将SMC-50的一个输入配置为紧急运行并启用该输入时,所有系统故障 都将被禁用、这可防止系统因故障关机 请访问我们的网站Ww.ab.com/catalogs 8 AB Allen-Bradley 出版物150-Sc010D-ZHP Bulletin 150 sMc-50智能电机控制器 特性 电机和启动器保护特性 SMC-50提供电机和启动器报警和故障功能。报警状杰旨在提醒潜在的系统问题或未决故障,以争取封问采取 措施。故障旨在通过关闭没备和或断电源来保护设各。防止损坏。SMC-50能够通过按位选择(开/ 分别启用或禁用电机和启动器报警和故障。报警和故障脱扣点通常可由用户桭据应用需要来配置。此外,许多 报警和故障都提供单独的、可由用户配置的报警和故障时间延迟参数,用以限制无用脱扣和关机 SMC-50拥有独立的故障缓冲区和报警缓冲区,用以保存故障/报警历史。除了故璋/报警代码和措述之外,还可 通过SMC50实时时钟(Rπ提供时间和日期戳。故障缓冲区俣留最近的五个赦障及时间和日期:报警缓冲区 保留最近的100个报警事件,湜是供时间、日期、参数更改、启动、停止、惯性、低速搡作、报警、故障、故障 复位等详细信息 在标准配置下,SMC50可通过LED状念指示灯旁边的 PUSH-TO-RESET/ HOLD-TO-TESI(按下复位/按住测试)按钮 于动复位故障。故障指示和复位也可通过可选的控制器边框和/或面板安装式HM或PC软件(例如 Drive Explorer)来执行 电机保护特性 电子式电机过载保护 SMC-50标配电子式电机过载保护功能。该保护通过12t算法以电子方式实现 过载伓护旨在保护申机、电机控制器和电涼接线.防止因过电流太大而导致过热。SMC50满足作为电机过载 国■■口回 宋护设备的适用要求。但是,它并不能针对短路状况提供保护 SMC-50的过载保护支持编程,为用户提供了最大的灵活性。过载脱扣等级可为OFF,或配置为5至30。过载 通过输入电机满负载电流额定值、利用率以及选择脱扣等级来设定 其中还包括热记忆功能,可精确建立电机运行温度模型。电子式过载保护设计对环境温度不敏感。还可设置 个用户可配置定时器,以在电机启动期间禁用过载功能:另一个定时器可监视距离过载脱扣的剩余时间。可 配置过载采用手动或是自动复位。 失速保护和堵转保护 发生失速或堵转时,車杋中可能出现转子堵转电流,并形成很高的转矩、这壁状况可导致绕组绝缘被击穿或连接负机械损坏。为此,SMC50提 供失速保护和培转伓护以增强对电机和系统的伓护。堵转等级(电机满负载电流的臼分比)刂针对报警和电杋关机(故障)诖行氈置。此外.失速 和堵转条件均可设置启动报警(仅堵转)或电机关机(故障)前的廷迟时间。 欠载保护 利用SMC-50的欠载保护,检测到电流下絳时,叫发出声音报警。或暂停电机操作(故瘴)。 SMC-50提供可调的欠载脱扣设置,设置范围为所设定电机满负载电流额定值的0..99%,而脱扣延迟时间可在0.1…990秒的范围内进行调节。 每小时启动次数过多 SMC-50允许用户编程设置一小时滑动窗口内所允许的启动次数(最多99次)。这有助于消除短时重复启动导致的电机应力。报警或故障可使用单 配置值来启用。 用户可配置的报警和故障 狳上述电机报警和故障之外,还可配置以下内容 祝在功率 电流不平衡 ·电力质量★ 开路负载★ ·电力质量THD电 过功率 欠功率 功率因数过高 功率因数过低 有功 有功 超前 无功消耗功率 元功消耗功率 滞后 -滞后 无功生成功率 无功生成功率 ★不包含可配置的参数。 SMC-50也具有以由用户配置的电机报警和故障.用十指示需要或计划的维护。 计划的维护小时数 ·计划的维护启动数 會A∥en- Bradley 请访问我们的网站Ww.ab.com/catalogs 出版物150-Sc010D-ZHP Bulletin 150 sMcm-50智能电机控制器 特性 启动器保护特性 欠压保护 如果检测到进线电压下降,SMC50的欠压保护功能会发出报警声或使电机停止工作(发生故障)。 欠氐脱扣等级可按所设定线电压的百分比在0.…100%范围内调节。要消除无用脱扣.可设定欠压脱扣延迟时间(0.1.90秒)。在设定的延迟时间 内,线电压必独保持低士欠压脱扣等级。 过压保护 检测到选线电压上升时,SMc50的过压保护可发出报警声或使电机停止操作(发生故障) 过压脱扣等级可按所设定线电压的百分比在100.….19%范围內调节。要消除无用脱扣,可设定过压脱扣延迟时间(0.1…990秒)。在设定的延迟时 叵内,线电压必须保持高于过压脱扣等级。 电压不平衡保护 电三 衝通过监视三相电源电氐幅值并结合三相的旋转关系来检测。当得出的电压不平衡到用户设定的脱扣等级时,SMC-50将暂停电机操作。 电氐不平衡脱扣等级可在0.25%不平衡的范围内设定。 除了上述故障和报警之外,还有以下内容 反相(CBA连接 参数配置更改 频率上限和下限 SCR门极开路 ·带相标识的相云失 电源电压品质不佳一THDV 测量系统 电源和操作监视参数包括 电流每柜的电流有效值以及所有三相釣平均电流。 电压电机运行和停止时的线电压和相电压有效值。还提供所有三相的平均值。 线路频率SMC50测量并向用户提供线频率(Hz) 功率计算每相的有功、无功和视在功率值以及所有三相的总和。此外,还提供当前功率需求和最大功率需求。 功率因数每相功率因数值以及所有三相的总和。 峰值启动电流SMC-50保存最后5次启动循环消耗的电机峰偵电流平均有效值。 总谐波失真(THD)SMC50计算并向用户提供3个线电三和3个电机电流的THD以及每一项的平均值 电压不平衡电压不平衡信号的计算值。 电流不平衡电流不平衡信号的计算值 节能SMC50湜供电机在节能模式下运行的节能百分比。 电机转矩根据电机电流和电压反馈得出的电机杋械转矩。 电机转速SMC-50提供当电机在线性加速启动或减谏停止模式下运行的转速估算值(全速百分比 经过时间和经过时间2提供经过时间指示器,用于统计电机运行的总累计小时数。该指示器可由用户复位。经过时间2无法由用户复位,达到 50,000小时后便保持该值 运行时间运行时间指示器累计从给出电机启动命令到发出电机停止命令止的时间(时数)。给出新的启动命令后.指示器将复位为零并重新开始 累计时问。 实际启动时间该单元保存完成启动循环实际所花费的时间(从发出电机起动命令直到电机达到额定转速)。最后五次启动时间保存为可供用户访问 的参数,同时作为事件俣存在报警缓冲区中。 总启动次数每次成功启动(未发生启动前故障)后,总启动次数计数器将增加1.且无法复位。最大值为65635。 请访问我们的网站Ww.ab.com/catalogs 10 AB Allen-Bradley 出版物150-Sc010D-ZHP

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2019-09-24
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