Siemens 6SL3130-1TE22-0AA0 módulo de línea básica 20kW 600VDC fuente de alimentación

Siemens SINAMICS S120 Módulo de línea básica 6SL3130-1TE22-0AA0: La fuente de alimentación económica y robusta para aplicaciones de accionamiento estándar

El Siemens 6SL3130-1TE22-0AA0 es un módulo de línea básica (BLM) dentro de la familia de accionamientos SINAMICS S120, que incorpora una filosofía de diseño centrada en la rentabilidad y la fiabilidad para aplicaciones industriales estándar. Este módulo de fuente de alimentación de 20 kW, formato de libro, sirve como un componente fundamental en los sistemas de bus de CC, realizando la tarea esencial de convertir la energía de CA trifásica entrante en una tensión de CC que alimenta los módulos de motor aguas abajo.

Su funcionamiento directo y no regenerativo lo convierte en una opción ideal para aplicaciones con frenado poco frecuente o donde la dinámica del proceso no justifica la inversión en módulos regenerativos más avanzados. Diseñado para la integración en armarios de control, este módulo de ingeniería alemana proporciona una base de energía sólida y fiable para una amplia gama de tareas de automatización, desde simples accionamientos de bombas y ventiladores hasta sistemas transportadores.

Núcleo del producto: Especificaciones técnicas y diseño funcional

El 6SL3130-1TE22-0AA0 opera sobre un principio de rectificación simple, utilizando diodos o tiristores para lograr su conversión de potencia. Esta elección de diseño es la clave para su robustez y asequibilidad.

Datos técnicos clave:

Especificación del parámetro

Análisis funcional en profundidad:

Rectificación no regenerativa: Como BLM, este módulo funciona como una calle de sentido único para la energía eléctrica. Solo puede convertir la energía de CA de la red en energía de CC para el sistema de accionamiento. Cuando el motor actúa como un generador (por ejemplo, durante la desaceleración), el BLM no puede invertir esta energía de vuelta a la red. Esta energía de frenado debe disiparse externamente, típicamente a través de una resistencia de frenado y la unidad de frenado asociada.

Enlace DC no regulado: La tensión DC de salida no se estabiliza por componentes activos. Fluctua en proporción a la tensión de CA de entrada, típicamente alrededor de 1,35 veces su valor. Para una fuente de 400V, esto da como resultado una tensión de bus de CC de aproximadamente 540V. Si bien esto es suficiente para muchas aplicaciones, significa que el sistema es más susceptible a las variaciones de rendimiento causadas por las caídas de la tensión de la red.

Circuito de precarga integrado: Al igual que otros módulos de línea S120, el BLM incorpora un circuito de precarga para energizar de forma segura los condensadores de enlace CC al arrancar, evitando una corriente de entrada excesiva. Para este BLM de 20 kW, este circuito incluye una resistencia de precarga y un contactor de bypass interno.

Integración completa del sistema a través de DRIVE-CLiQ: A pesar de su funcionalidad básica de potencia, el módulo está totalmente integrado en la arquitectura de control S120. La interfaz DRIVE-CLiQ permite a la Unidad de Control central (por ejemplo, CU320-2) identificar automáticamente el módulo, controlar su estado (como la temperatura y los fallos) y gestionar sin problemas la estructura de potencia general.

Escenarios de aplicación y valor operacional

Aplicaciones estándar impulsadas por costes: Es perfectamente adecuado para accionar bombas, ventiladores, compresores y transportadores donde no se requiere frenado controlado y recuperación de energía. En estas aplicaciones de trabajo continuo, el ahorro inicial de costes sobre un SLM o ALM puede ser significativo sin comprometer el rendimiento operativo.

Sistemas con bajas cargas regenerativas: En máquinas donde los eventos de frenado son infrecuentes y de baja energía, el costo de agregar una resistencia de frenado es a menudo menor que la diferencia de precio entre un BLM y un módulo regenerativo. Esto hace que el BLM sea una opción económicamente sólida.

Arquitectura de sistema simplificada: para los fabricantes originales que construyen máquinas estándar, el BLM ofrece una solución de alimentación sencilla y fiable. Su integración en el ecosistema S120 a través de DRIVE-CLiQ garantiza una puesta en marcha y diagnóstico fáciles, mientras que su simplicidad eléctrica reduce la complejidad del diseño.

Perspectiva ampliada: el papel estratégico de los módulos de línea básica en una cartera diversa

Comprender la posición de BLM en el contexto más amplio de las tecnologías de conversión de potencia es crucial para hacer una selección técnica y económicamente óptima.

La jerarquía del módulo de potencia: BLM vs. SLM vs. ALM

Módulo de Línea Básica (BLM - Este Modelo): La opción más económica de nivel de entrada. Es no regenerativo, tiene un enlace de CC no regulado y requiere una resistencia de frenado externa para la desaceleración. Es la opción predeterminada para aplicaciones sensibles a los costos sin frenado frecuente.

Módulo de Línea Inteligente (SLM): La solución de terreno medio. Es regenerativo, lo que significa que puede devolver energía de frenado a la red, ahorrando energía y eliminando la resistencia de frenado. Sin embargo, comparte la característica del BLM de un enlace de CC no regulado. Es ideal para aplicaciones con frenado frecuente donde una tensión continua estable no es crítica.

Módulo de Línea Activa (ALM): La opción de alto rendimiento. Es regenerativo y proporciona una tensión de enlace CC perfectamente regulada (por ejemplo, un 600V estable), garantizando un rendimiento constante del motor independientemente de las fluctuaciones de la red. También ofrece un factor de potencia casi perfecto. Esto tiene un costo inicial más alto y está reservado para aplicaciones de alta dinámica y precisión.

Marco de Decisión:

Elija un BLM cuando la aplicación tiene frenado poco frecuente, bajo potencial de recuperación de energía y el conductor principal es el costo inicial más bajo.

Elija un SLM cuando se desee ahorrar energía de la regeneración y la tensión del enlace CC puede variar.

Elija un ALM cuando el proceso requiera una tensión de enlace de CC absolutamente estable para un rendimiento máximo y una calidad de energía superior.

Notas de diseño e implementación de sistemas críticos

La unidad de frenado obligatoria: una unidad de frenado (por ejemplo, de la serie 6SL3000-0BE) y una resistencia de frenado de tamaño adecuado no son accesorios opcionales para un BLM; Son componentes esenciales del sistema. Esta unidad conmuta la resistencia en el circuito cada vez que la tensión del bus de CC supera un umbral, disipando la energía de frenado como calor. La resistencia debe instalarse fuera del gabinete de control con ventilación adecuada.

Precarga y componentes externos: Si bien el BLM tiene un circuito interno de precarga, todavía se requiere un contactor de línea externo para la entrada de potencia principal. La secuencia de control debe primero cerrar este contactor de línea para iniciar la precarga, y una vez completado, el contactor de derivación interno del BLM se cierra.

Enfriamiento e instalación física: Como módulo de tamaño de libro, se basa en el flujo de aire controlado dentro de una pila de tamaño de libro. La adhesión a las directrices de instalación de Siemens con respecto a los espacios libres, las especificaciones de par para las conexiones de alimentación (por ejemplo, tornillos M6 con par de 6 Nm) y la capacidad de enfriamiento general del gabinete es vital para la fiabilidad a largo plazo.

Preguntas frecuentes (FAQ)

¿Cuál es la limitación operativa más significativa de un BLM en comparación con un SLM?

La limitación más significativa es su incapacidad para regenerar la energía de frenado. Un SLM puede devolver esta energía a la red, reduciendo el consumo total de energía. Por el contrario, un BLM debe desperdiciar esta energía como calor en una resistencia de frenado. Esto no solo aumenta los costos de electricidad, sino que también genera calor no deseado dentro de la instalación, lo que puede requerir refrigeración adicional.

¿Cómo afecta la tensión de enlace CC "no regulada" al rendimiento de mi motor?

Un enlace de CC no regulado significa que la tensión disponible para los módulos del motor está directamente unida a la tensión de la red. Si la tensión de la línea cae en un 10%, el bus de CC y la tensión y el par disponibles del motor también caerán. Para aplicaciones robustas como bombas y ventiladores, esto es generalmente aceptable. Para husillos de alta precisión o aplicaciones que deben mantener el par completo durante apagones, es necesario el voltaje estable de un ALM.

¿Se utiliza la interfaz DRIVE-CLiQ en este BLM para el control?

No, no para el control activo de la conversión de potencia. La interfaz DRIVE-CLiQ en el BLM se utiliza principalmente para la identificación, el monitoreo y la seguridad. Permite a la Unidad de Control del sistema detectar automáticamente el módulo, leer su placa de tipo, monitorear su estado (temperatura, fallas) e implementar funciones de seguridad como Safe Torque Off (STO). El proceso de rectificación real es una función pasiva, no controlada.

¿Puede este BLM de 20 kW suministrar múltiples módulos de motor en un bus DC común?

Sí, absolutamente. Este es un concepto central del sistema S120. Este BLM de 20 kW establece un bus DC común que puede suministrar cualquier combinación de módulos de motor S120 (por ejemplo, un módulo de 10 kW y dos módulos de 5 kW). La potencia continua total extraída por todos los módulos del motor del bus de CC no debe exceder la potencia nominal de 20 kW del BLM.

¿Cuáles son los puntos clave de mantenimiento para un BLM?

El mantenimiento es en gran parte preventivo. El enfoque principal debe estar en garantizar que las vías de enfriamiento estén limpias y sin obstáculos. Compruebe periódicamente la estanqueidad de las conexiones de alta potencia durante el tiempo de inactividad programado. El elemento de mantenimiento más crítico es a menudo la resistencia de frenado externa; Asegúrese de que esté limpio y tenga flujo de aire sin restricciones para evitar el sobrecalentamiento. El monitoreo de la temperatura y el historial de fallas del módulo a través del controlador proporciona datos valiosos para el mantenimiento predictivo.