Siemens 6SL3130-6AE15-0AB módulo de línea inteligente (estilo libro)

Siemens 6SL3130-6AE15-0AB0: módulo de línea inteligente (SLM) SINAMICS S120 para un rendimiento equilibrado y amp; Costo

Visión general

El Siemens 6SL3130-6AE15-0AB0 representa un equilibrio estratégico entre rendimiento y costo en la cartera de accionamientos SINAMICS S120. Como módulo de línea inteligente (SLM) en formato compacto, esta unidad de alimentación de 5 kW ofrece una capacidad crítica que a menudo falta en los sistemas básicos: frenado regenerativo. El SLM convierte eficientemente la potencia de CA trifásica entrante en una tensión de bus CC que alimenta los módulos de motor aguas abajo, pero su verdadero valor emerge cuando los motores desaceleran, lo que le permite recuperar la energía de frenado y devolverla a la red. Situado entre los módulos de línea básica no regenerativos (BLM) y los módulos de línea activa de alto rendimiento (ALM), el SLM es la opción óptima para aplicaciones que exigen ahorro de energía y frenado controlado sin la necesidad de una tensión de enlace CC absolutamente constante.

1. Núcleo del producto: Perfil técnico e inteligencia operativa

El 6SL3130-6AE15-0AB0 está diseñado para una integración sin problemas en un sistema S120 multieje. Su designación "inteligente" proviene de su tecnología IGBT integrada y capacidades de comunicación, que proporcionan control sobre su funcionamiento y diagnósticos detallados.

1.1 Datos técnicos clave

Parámetro

Especificación

Número de artículo 6SL3130-6AE15-0AB0

Tipo de producto SINAMICS S120 Módulo de línea inteligente (SLM)

Diseño Tamaño del libro

Voltaje de entrada 3 CA 380 – 480 V, 50/60 Hz

Potencia de salida 5 kW

Salida corriente continua 9 A

Voltaje de enlace CC No regulado (proporcional a la tensión de entrada)

Capacidad regenerativa Sí

Método de enfriamiento Enfriamiento por aire interno

Comunicación integrada DRIVE-CLiQ

1.2 Definición de características y tecnología

Front End IGBT regenerativo: A diferencia de un módulo de línea básica (BLM) que utiliza un puente de diodo simple, el SLM emplea IGBTs. Esto permite un flujo de potencia bidireccional: durante el motor, rectifica CA a CC; Durante el frenado, invierte la energía CC generada por los motores de nuevo en CA y la alimenta a la red de suministro, evitando el desperdicio de energía como calor.

Enlace de CC no regulado: Un diferenciador clave del módulo de línea activa (ALM) más avanzado es que la tensión del enlace de CC del SLM no se mantiene constante. Por lo general fluctua alrededor de 1,35 veces la tensión de CA de entrada. Si bien es suficiente para muchas aplicaciones, esto significa que el voltaje disponible para los motores puede variar con las condiciones de suministro de red.

Integración del sistema a través de DRIVE-CLiQ: El módulo es un miembro totalmente integrado de la familia S120. La interfaz DRIVE-CLiQ permite la configuración automática por la CU (Unidad de Control) de control, el monitoreo en tiempo real de los parámetros (por ejemplo, corriente, temperatura) y el informe detallado de fallos, simplificando la puesta en marcha y el mantenimiento.

2. Ventajas de rendimiento y valor específico de la aplicación

El 6SL3130-6AE15-0AB0 ofrece beneficios tangibles en una ventana de rendimiento específica, ofreciendo un retorno de la inversión convincente.

Ahorro energético significativo: En aplicaciones con ciclos de arranque-parada frecuentes o cargas inerciales elevadas (por ejemplo, centrífugas, transportadores con cargas descendentes), la característica regenerativa reduce directamente el consumo de energía. Esto reduce los costos de electricidad y reduce la huella de carbono, con un período de recuperación rápido.

Eliminación de resistencias de frenado: Para los sistemas que de lo contrario usarían un BLM con una resistencia de frenado, el SLM proporciona una solución más limpia y eficiente. Elimina la necesidad de la resistencia, su espacio de instalación y el calor residual que genera, reduciendo la carga en el sistema de refrigeración del gabinete de control.

Rendimiento y diagnóstico robustos: El SLM ofrece un factor de potencia alto (>0,96), minimizando la demanda de energía reactiva y mejorando la calidad de la red de suministro. Sus diagnósticos integrados permiten el mantenimiento predictivo, alertando a los operadores de posibles problemas antes de causar tiempos de inactividad no planificados.

Perspectiva ampliada: navegar por la elección de módulos de potencia

Comprender el lugar de SLM en el ecosistema más amplio de componentes de potencia es crucial para el diseño óptimo del sistema. Su valor se define no solo por lo que hace, sino por lo que permite en comparación con sus alternativas.

1. El espectro del módulo de potencia: la posición estratégica de SLM

La elección entre Basic (BLM), Smart (SLM) y Active Line Modules (ALM) es una decisión fundamental de diseño del sistema. El SLM ocupa un terreno medio crítico, equilibrando la funcionalidad y el costo.

Módulo de Línea Básica (BLM): La opción más económica. No regenerativo: toda la energía de frenado se disipa como calor a través de una resistencia de frenado externa. Adecuado para aplicaciones con frenado poco frecuente o donde el ahorro de energía no es una prioridad (por ejemplo, bombas simples, ventiladores).

Módulo de Línea Inteligente (SLM): El compromiso de ahorro energético. Proporciona regeneración para eliminar las resistencias de frenado y capturar energía. Su enlace CC no regulado es aceptable para la mayoría de las aplicaciones, pero no para sistemas que necesitan el par máximo a bajas velocidades durante las caídas de tensión de la línea. Ideal para máquinas de envasado, robots de manipulación de materiales y transportadores.

Módulo de Línea Activa (ALM): La solución de alto rendimiento. Combina la regeneración con una tensión de enlace CC regulada para un rendimiento consistente (por ejemplo, máquinas herramientas de alta precisión). Ofrece un factor de potencia casi perfecto (cos φ ≈ 1), pero tiene un costo inicial más alto, utilizado cuando la estabilidad del proceso y la calidad de la energía son primordiales.

Marco de Decisión:

Elija un BLM para aplicaciones sensibles a los costos con frenado mínimo.

Elija un SLM (como el 6SL3130-6AE15-0AB0) cuando necesite ahorrar energía de la regeneración y puede aceptar fluctuaciones menores de voltaje de enlace CC.

Elija un ALM cuando necesite una estabilidad absoluta del proceso con un enlace de CC constante y una calidad de energía superior.

2. Integración de sistemas y consideraciones de diseño

La implementación exitosa de un SLM requiere atención a sus necesidades específicas dentro de la arquitectura S120.

El papel del filtro de línea: Un SLM requiere un filtro de línea (o reactor de línea) coincidente en su lado de entrada. Este componente es obligatorio para limitar la tasa de aumento de corriente durante la conmutación, reducir las corrientes armónicas y garantizar el cumplimiento de la EMC. Es diferente de un ALM, que requiere un módulo de interfaz activa (AIM) más complejo.

Enfriamiento en un diseño compacto: como módulo de tamaño de libro, se basa en el flujo de aire controlado dentro de la pila de tamaño de libro S120. Asegurar que el sistema de refrigeración del gabinete tenga el tamaño correcto y que los módulos estén montados según las directrices de Siemens es esencial para mantener el rendimiento y la fiabilidad, especialmente con múltiples módulos apilados.

Configuración y Control: El SLM es parametrizado y controlado por la Unidad de Control de nivel superior (por ejemplo, CU320-2) a través de DRIVE-CLiQ. Utilizando el software SINAMICS Startdrive de Siemens dentro de TIA Portal, los ingenieros pueden configurar fácilmente la estructura de potencia, monitorear el estado del SLM e integrarlo en la solución de automatización global.

Preguntas frecuentes (FAQ)

1. ¿Cuál es la principal diferencia funcional entre un SLM y un ALM?

La diferencia clave es la regulación del voltaje del enlace CC. Un ALM mantiene una tensión de enlace CC perfectamente constante (por ejemplo, 600V), aislando los accionamientos de las fluctuaciones de la red. La tensión de enlace de CC de un SLM es proporcional a la tensión de entrada de CA. Ambos regeneran energía, pero el bus regulado de ALM ofrece un rendimiento superior para aplicaciones de precisión, mientras que el SLM proporciona una solución de recuperación de energía rentable donde la variación de voltaje es aceptable.

2. ¿El enlace de CC "no regulado" del SLM afecta el rendimiento del motor?

Puede hacerlo bajo condiciones específicas. Si la tensión de la red disminuye significativamente, la tensión del enlace CC, y por lo tanto la velocidad y el par máximos disponibles de los motores, disminuirán ligeramente. Para la mayoría de las aplicaciones (por ejemplo, transportadores, bombas, ventiladores), esto no tiene ningún efecto notable. Sin embargo, para husillos de alta precisión o aplicaciones que necesitan par completo a bajas velocidades durante apagones, es necesario una tensión estable de un ALM.

3. ¿Puedo usar este SLM de 5kW para suministrar más de un módulo de motor?

Por supuesto. Esto aprovecha la arquitectura común de bus de CC del S120: el SLM de 5 kW establece un bus de CC que puede alimentar múltiples módulos de motor (por ejemplo, un módulo de 3 kW y un módulo de 2 kW). La potencia continua total extraída por todos los módulos del motor del bus de CC no debe exceder la potencia nominal de 5 kW del SLM, teniendo en cuenta tanto el funcionamiento de motor como el de regeneración.

4. ¿Por qué es obligatorio un filtro de línea externo con un SLM?

Los IGBTs de SLM cambian rápidamente para controlar la corriente, generando armónicos de alta frecuencia y ruido. El filtro de línea es esencial para suavizar la forma de onda actual, suprimir los armónicos para cumplir con los estándares EMC y proteger otros equipos en la misma fuente de interferencia eléctrica. Es fundamental para un funcionamiento estable y conforme.

5. ¿Es el SLM un componente "plug-and-play" en un sistema S120?

Desde una perspectiva de configuración, es sencillo: una vez cableado correctamente (con el Filtro de Línea), la conexión DRIVE-CLiQ permite que la CU de control reconozca automáticamente el SLM. Sin embargo, no es eléctrico "plug-and-play", el sistema todavía requiere el tamaño adecuado de los fusibles / interruptores, la selección correcta del cable y la adhesión a las directrices de instalación de seguridad / EMC por documentación.