Servomotores de baja inercia VP
Los motores de baja inercia VP provienen de la serie Kinetix VP de Allen Bradley. Para elaborar, los servomotores de la serie Kinetix VP de Allen Bradley se agrupan en cuatro subseries:
- Servomotores de servicio continuo Kinetix VPC, que proporcionan par continuo, además de potencia.
- Kinetix VPL Servomotores de baja inercia, que tienen una inercia de rotor significativamente baja.
- Los servomotores de grado alimenticio Kinetix VPF están diseñados para usarse en la industria alimentaria.
- Motor higiénico Kinetix VPH para aplicaciones donde hay lavado higiénico.
En este artículo, los motores de baja inercia VP se discutirán en detalle.
Servomotores de baja inercia Kinetix VP
Los motores de baja inercia VP son motores altamente eficientes que se desarrollan de acuerdo con la clasificación del sistema de accionamiento para que su tamaño permanezca compacto. Estos motores están estructurados de manera que les permite usar un solo cable para encender el motor, frenar el motor y realimentar. Estos motores deben ofrecer un buen rendimiento dinámico. Su rendimiento dinámico se basa en la tecnología probada por los motores MP de baja inercia. En resumen, estos motores tienen baja inercia, aprovechan el uso de un solo cable, lo que brinda simplicidad y seguridad, lo que garantiza la facilidad de uso, y tienen una alta densidad de par. Las técnicas de bobinado avanzadas, el uso de imanes de tierras raras y el bajo peso son algunas características notables de estos motores que también se analizarán en detalle.
Diseño y características de los servomotores de baja inercia VP
Diseño del estator
Como se mencionó anteriormente, los motores de baja inercia VP están diseñados con tecnología probada por los motores de baja inercia MP. Implica que se emplean técnicas avanzadas de bobinado en el diseño del estator. Este bobinado asegura menos pérdidas de bobinado y reduce proporcionalmente el peso de la máquina. El aislamiento del devanado también se hace con cuidado para mantener bajas las pérdidas.
El estator de los motores de baja inercia VP está equipado con un devanado trifásico para generar el flujo del estator. Los devanados de estos motores tienen una clasificación de clase de voltaje de 200 V o 400 V. El bobinado de los motores afecta a la velocidad máxima.
Diseño de rotores
El diseño del rotor de los motores de baja inercia VP de Allen Bradley es tan único como el diseño del estator. Estos motores son sin escobillas, lo que significa que requieren poco mantenimiento y tienen una operación más segura en una amplia gama de condiciones. Además, estos motores son motores síncronos de CA. La acción sincrónica en combinación con una alta eficiencia sugiere la presencia de imanes. Allen Bradley ha utilizado imanes de tierras raras de alta energía altamente eficientes para la generación de flujo del rotor. Hay disponibles servomotores VPL con diferentes longitudes de pila de imanes. Por ahora, se utilizan 1, 2, 3, 4 y 6 pilas de imanes para los servomotores VPL. 1 pila de un imán suele tener 1 pulgada de grosor. La longitud de la pila de imanes afecta la velocidad nominal, la potencia y el par. En el extremo del eje del rotor, hay un orificio roscado.
Tecnología basada en un solo cable
Los motores de baja inercia VP de Allen Bradley vienen con facilidad de conectividad y, por lo tanto, simplicidad en términos de uso. Estos motores necesitan un solo cable para completar todas sus conexiones a la vez. El resultado final es la eliminación de componentes de hardware. La comunicación es puramente digital y de dos hilos que viene integrada en el cable de alimentación del motor.
Para construir cables continuos flexibles y no flexibles, se utiliza material TPE (elastómeros termoplásticos). Para ser más específicos, el material de PVC (cloruro de polivinilo) se utiliza para la construcción de cables no flexibles y PUR libre de halógenos para cables flexibles continuos. Este cable especial es de la serie Kinetix-2090 de Allen Bradley.
La construcción única que incorpora características especiales está diseñada específicamente para sistemas de transmisión compatibles con motores de baja inercia VP. Por lo tanto, el uso de cables de terceros o la construcción del propio cable mediante un kit de conectores ya no sigue siendo una opción como ocurría con los motores MP de baja inercia.
Conector
Los motores de baja inercia VP tienen un solo conector, ya que se debe establecer una conexión de un solo cable. Este conector es un conector DIN SpeedTec. Este conector puede girar hasta 325 grados.
Sistema de retroalimentación
Para aplicaciones precisas y altamente sensibles relacionadas con la velocidad y la posición, es esencial conocer la posición del rotor. Estos datos se retroalimentan al controlador para un mejor rendimiento del motor. Estos servomotores tienen retroalimentación de alta resolución que se realiza a través de codificadores de alto rendimiento. El codificador instalado podría funcionar a través de un solo giro o múltiples. Además, se pueden clasificar en función de la resolución. La clasificación detallada de los codificadores disponibles para servomotores VPL es la siguiente:
- Resolución de 18 bits o 262.144 conteos por revolución. Estos codificadores tienen acumulación electromecánica, lo que elimina la necesidad de una batería.
- El codificador de una sola vuelta tiene una configuración de código C y proporciona retroalimentación de posición absoluta en una sola vuelta.
- El codificador multivuelta tiene un código de configuración de código P y proporciona retroalimentación de posición absoluta del rotor en 4096 rotaciones.
- Codificadores digitales absolutos con retroalimentación de múltiples vueltas clasificados en SIL 2 con resolución de 18 o 23 bits.
- Los codificadores con resolución de 23 bits dan 8388608 conteos en una revolución. Estos codificadores de múltiples vueltas (representados con el código 'O') también proporcionan la posición absoluta. Estos codificadores también tienen un canal de seguridad secundario de 12 bits. Estos codificadores están disponibles solo para motores con tamaños de estructura VPL-B165xx, VPL-A/B130xx, VPL-A/B115xx y VPL-A/B100xx.
- Los codificadores con clasificación SIL 2 también pueden tener una resolución de 18 bits que proporcione 262 144 conteos por revolución y proporcione una posición absoluta en 4096 vueltas. Estos codificadores (código W) también tienen un canal de seguridad secundario de 9 bits. De todos modos, este codificador no viene con todos los motores VPL. En su lugar, está disponible solo para motores con tamaños de estructura de VPL-B075xx y VPL-B063xx.
Frenado de motores
Existen dos opciones de frenado para los servomotores VPL: freno de 24 V CC y sin freno. En el código de configuración, el frenado de 24 V CC se indica con el código '4' y ninguna opción de freno se representa con el código '2'.
Los frenos de CC en estos motores de baja inercia son frenos de retención, es decir, estos frenos mantendrán el rotor parado a menos que el par aplicado supere el par de retención de ese motor. Los frenos en diferentes motores tienen diferentes tiempos de liberación y activación. Este ejemplo explica estos detalles con más detalle. Para el número de catálogo del motor VPL-A/B0753, cuando el freno está accionado, la holgura máxima es de 30 minutos de arco mientras que el par de mantenimiento es de 3,0 Nm, la corriente de la bobina a 24 V CC es de 0,567 a 0,693 A, el tiempo de liberación del freno es de 66 ms, el freno accionado el tiempo es de 42 ms y la inercia del rotor del freno es de 0,0000142 kg-m².
Tamaño del marco
Los motores de baja inercia de la serie VP tienen 6 opciones diferentes para tamaños de bastidor, que también es el diámetro del círculo de pernos (BCD). Las opciones de tamaño de marco disponibles y los códigos respectivos en los números de configuración se dan a continuación:
- '063' para 63mm
- '075' para 75mm
- '100' para 100 mm
- '115' para 115 mm
- '130' para 130 mm
- '165' para 165 mm
Velocidad nominal de los servomotores VPL
Los diferentes motores de la serie de servomotores VPL tienen diferentes velocidades nominales. Esta velocidad no supera un límite de 8000 rpm (revoluciones por minuto). 9 opciones de velocidad diferentes y sus respectivos códigos en los números de configuración se dan a continuación:
- 'A' para 1500 rpm
- 'B' para 2000 rpm
- 'C' para 2500 rpm
- 'D' para 3000 rpm
- 'E' para 3500 rpm
- 'F' para 4500 rpm
- 'M' para 6000 rpm
- 'T' para 6750 rpm
- 'U' para 8000 rpm
Sello del eje y llave del eje
Los servomotores VPL tienen dos opciones de fábrica cuando se refieren al sello del eje. Un motor puede venir de serie sin un sello de eje (código 'A' como el último dígito del número de configuración) o puede estar equipado con un sello de eje (código 'S' en el número de configuración). Además, este eje puede ser un eje liso sin chaveta (código 'K') o tener chaveta (código 'J'). Los sellos del eje para estos motores VPL están fabricados con material de nitrilo. Allen Bradley notifica a sus compradores que los sellos del eje tienden a desgastarse, por lo que el propietario debe inspeccionar y mantener el sello con frecuencia. Se sugiere reemplazar el sello del eje cada 3 meses. En todo caso, este plazo no debe exceder los 12 meses. Allen Bradley ha puesto a disposición juegos de sellos para ejes para ayudar y facilitar la inspección y el mantenimiento de los sellos para ejes. Estos kits también incluyen lubricantes para reducir el desgaste de los sellos. Para diferentes motores de esta serie (diferentes números de catálogo), hay disponibles diferentes juegos de sellos de eje, por ejemplo, para motores VPL-A100xx y VPL-B100xx, MPL-SSN-A3B3 es el juego de sellos de eje adecuado.
La disponibilidad o no disponibilidad del sello del eje también afecta los estándares ambientales que la maquinaria debe cumplir (consulte el párrafo correspondiente para obtener más detalles).
Pares máximos y continuos de bloqueo
Los motores de la serie VP de baja inercia están diseñados con tecnologías avanzadas. Esto los hace ligeros. Su diseño es también compacto (menor tamaño). Además, viene el factor de baja inercia como indica el nombre de la serie. Todas estas características hacen referencia a que estos motores tienen una alta densidad de par. Diferentes motores de esta serie pueden proporcionar un par de parada continuo en el rango de 0,46 Nm a 33 Nm. Mientras que el par máximo de bloqueo oscila entre 1,33 Nm y 79 Nm. Las cifras muestran que el par máximo es de 2 a 3 veces el par continuo. No existen todas las opciones de torque para todos los tamaños de estructura o ambas clases de voltaje (200 V y 400 V). Por ejemplo, el VPL-A0631E de la clase de 200 V tiene un par de bloqueo continuo de 0,46 Nm y un par de bloqueo máximo de 1,33 Nm. Del mismo modo, de la clase de 400 V, el VPL-B1654B tiene un par de bloqueo continuo de 32,97 Nm y un par de bloqueo máximo de 79,3 Nm.
Salida nominal del motor/salida de potencia nominal
VP Los motores de baja inercia de los variadores Kinetix tienen una alta densidad de potencia al igual que su alta densidad de par. La potencia nominal de estos motores oscila entre 0,19 kW y 5,55 kW. La potencia de salida de un motor es directamente proporcional a su velocidad y par. Por ejemplo, VPL-B0631T y VPL-B0751M (ambos de la clase 400) tienen una velocidad nominal de 8000 rpm. Sin embargo, el par de parada continua del primero es de 0,46 Nm y el del segundo es de 1,01 Nm. En consecuencia, la potencia nominal del primero es de 0,31kW y la del segundo de 0,54kW.
Servoaccionamientos compatibles
Para que el sistema sea eficiente, económico y compacto, la compatibilidad de los diferentes componentes del sistema entre sí es crucial. Allen Bradley ha diseñado estos servomotores VPL para que funcionen bien con Kinetix 5700 y Kinetix 5500. En otras palabras, los devanados están diseñados para coincidir con las especificaciones eléctricas de las series de variadores mencionadas. De todos modos, no significa que Kinetix 5500 o Kinetix 5700 no sean adecuados para otros motores. En cambio, Kinetix 5700 funciona bien con Kinetix MPL, Kinetix MPM, Kinetix MPF, Kinetix MPS, Kinetix VPL, Kinetix VPC, Kinetix VPF, Kinetix VPH, Kinetix VPS, Kinetix HPK, Kinetix MMA y Kinetix RDB. De manera similar, Kinetix 5500 se puede acomodar con varias familias de motores.
Especificaciones ambientales
Los servomotores VPL se utilizan en una variedad de condiciones ambientales. Para prolongar la vida de estos componentes eléctricos y garantizar la seguridad contra descargas eléctricas y otros peligros, su construcción debe incluir medidas de seguridad. Por lo tanto, para mantener los motores de baja inercia VP protegidos del polvo o el agua, Allen Bradley los ha hecho cumplir con estándares ambientales reconocidos. La presencia o ausencia de un sello de eje determina qué estándares se cumplirán.
Los motores que tienen sellos de eje opcionales están estandarizados con IP66. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que estos motores pueden soportar fuertes lavados pero no pueden sumergirse completamente en el agua. Además, los usuarios están restringidos a usar tales conectores de cable para estos motores que están sellados ambientalmente. Por otro lado, los motores estándar o motores sin sellos de eje cumplen como mínimo con IP50.
Aplicaciones de los servomotores VPL
Debido a que los servomotores VP tienen baja inercia, alta densidad de par y tamaños pequeños, se utilizan para aplicaciones en las que estas características agregan valor y facilitan el funcionamiento. Estos motores también pueden operar con cargas máximas independientemente del factor si es carga de eje radial o carga de eje axial (límites mencionados para todos los motores de esta serie para ambos tipos de cargas). Por ejemplo, estos motores se utilizan en la industria del embalaje, donde la precisión y la pulcritud se han convertido en la norma, por lo que los motores de baja inercia VP funcionan bien. Del mismo modo, estos motores se utilizan para el montaje electrónico. La compacidad de estos motores con baja inercia asegura que la operación se realizará con precisión. En niveles más grandes, estos motores se utilizan en aplicaciones de manejo de materiales, conversión y automoción.
Certificaciones
Para ganar credibilidad y más confianza en los motores de baja inercia VP, Allen Bradley obtuvo una certificación UL para los servomotores VPL. Estos motores Kinetix VP cumplen con los estándares CSA y UL aplicables o relevantes para las máquinas rotativas.
