Frequentieregelaar I. Claesen/R. Slechten

Transcriptie

1 ELEKTRICITEIT THEORIE Frequentieregelaar I. Claesen/R. Slechten versie:25/04/ Instellen Simovert Micromaster Beschrijving en functie Installatie Controle en werking Wachtmode (stand by) Werkconditie Stopconditie Selecteren van de instelfrequentie Digitale frequentie-instelling Analoge frequentie-instelling Vaste frequentie-instelling Frequentie-instelling met de motorpotentiometer Frequentie-instelling op afstandsbediening Optellen van de analoge spanning MOTORGEGEVENS Oef 1 : Instellen frequentieregelaar Oef 2 : Instellen frequentieregelaar Oef 3 : Instellen frequentieregelaar Oef 4 : Instellen frequentieregelaar Oef 5 : Instellen frequentieregelaar Oef 6 : Instellen frequentieregelaar... 12

2 1 Instellen Simovert Micromaster 1.1 Beschrijving en functie De MicroMaster is een omvormer met een spanningstussenkring voor wisselstroomaandrijvingen met variabele snelheid. Wisselstroommotoren van 250 W tot 2,2 kw kunnen aangedreven worden. De controle wordt uitgeoefend door een ingebouwde microprocessor. Een speciale pulsbreedtemodulatiemethode met selecteerbare pulsfrequentie laat een extreem geruisloze motorwerking toe. Volledige omvormer- en motorbeveiliging wordt bekomen door verschillende beveiligingsfuncties. De werkmode van de MicroMaster kan ingesteld worden op praktisch alle werkingsvoorwaarden, als speciale parameterwaarden worden ingegeven. Gesofisticeerde snelheidsregelingen, aanlooptijden, preciese remmingen en veel andere werkingseigenschappen kunnen, ingeschakeld worden met de hulp van de microcomputertechnologie ontwikkeld voor vermogenselektronica. Automatische belastingscompensatie wordt uitgevoerd door een stroomregelketen die automatische adaptatie toelaat voor de systeemvereisten door middel van Flux Current Control (FCC). Een programmeerbare rampgenerator last een gedefinieerde aanloop en remming van de motor met instelbare hellingscontrole. De programmeerbare of optionele automatische boosteigenschappen verzekert een betrouwbare aanloop van de motor. Snelheidsregeling met een hoge resolutie is mogelijk. Een ingebouwde gelijkstroominjectierem laat een snelle en gedefineerde remming toe. Een geïntegreerde remchopper, samen met de optionele remweerstand laat aandrijving en remming toe in beide draairichtingen (4 kwadrantenwerking) en kan ook gebruikt worden om snel te remmen. Vijf programmeerbare digitale ingangen laat uitgebreide controle toe. Een seriele interface met busmogelijkheden last eenvoudige verbinding van data-netwerken toe, alsook de interconnectie tot een maximum van 31 MicroMasters. Er zijn twee relaisuitgangen beschikbaar voor alarm en systeemberichten. Een blokdiagram van de MicroMaster met de mogelijke externe verbindingen kan gevonden worden op de volgende bladzijde. Volgende opties zijn beschikbaar: -remweerstand; -RFI onderdrukkingsfilter (Radio Frequency Interference); -PC werkingsprogramma. Frequentieregelaars 2

3 1.2 Installatie De MicroMaster is ingebouwd in een paneel waardoor universeel gebruik mogelijk wordt, zoals bvb. aansluiting op een PLC of inschakeling in een regelkring of aansluiting op een computer. Eveneens is het mogelijk het paneel als volwaardige alleenstaande aandrijving voor motoren te hanteren. Het toestel wordt via het snoer aangesloten op een eenfase net van 230 V (50 Hz). De ingebouwde voeding van 24 V (3 A) doet de meldled ML/2 oplichten (schakelaar rechts ervan in stand L) als de netspanning aanwezig is. Wordt de schakelaar (ENERGIE) ingeschakeld dan wordt de MicroMaster in werking gesteld. De led (linksboven) licht op en de omvormer voert zijn initialisatieroutine uit. Deze routine is afgelopen als de relais hoorbaar omschakelen en het parameterpaneel van de MicroMaster actief wordt. De vereiste instellingen (of parameters) kunnen ingegeven worden met de drie drukknoppen op het parameterpaneel (PRM) van de MicroMaster. De parameters worden aangeduid op een 4-cijferig ledscherm. Een gele led duidt de draairichting naar links aan. -> P schakelt om tussen parameternummer en parameterwaarde: parameternummer = POOO tot P944 parameterwaarde = 0000 tot > ˆ drukknop om de parameternummer of parameterwaarde te verhogen -> ˇ drukknop om de parameternummer of parameterwaarde te verlagen Als de parameters ingesteld worden, worden ze automatisch opgeslagen in het intern geheugen van de MicroMaster. Als de uitgangsfrequentie (PO01 = 0) is geselecteerd op het afleesscherm met parameter P000, dan wordt de overeenkomstige instelfrequentie ongeveer iedere 1,5 seconde op het afleesscherm getoond als de aandrijving zich in stilstand bevindt. De uitrusting is geprogrammeerd in het fabriek voor standaard toepassingen op Siemens 4-pool standaardmotoren. Als andere motoren gebruikt worden is het noodzakelijk de specificaties van het motorkenplaatje in de parameters P081 tot P085 op te geven (toegang tot deze parameters via PO09). Zijt er zeker van dat de aangesloten motor uitgevoerd is voor een 220 V spanning (bijvoorbeeld in driehoek schakelen in het gegeven voorbeeld). Zowel asynchrone als synchrone motoren kunnen aangesloten worden op de omvormer, individueel of in parallel. Voor het geval van synchrone motoren of motoren in parallelwerking moet de controle gebeuren via een spanningsfrequentiecurve (PO77 = 0/2) en de slipcompensatie moet uitgeschakeld worden (PO71 = 0). Frequentieregelaars 3

4 Alle andere parameters zijn reeds vooringesteld in het fabriek. Deze fabrieksinstelling kan teruggezet worden met parameter P944. Deze terugstelling kan belangrijk zijn indien het niet meer mogelijk is de motor aan te laten lopen (omwille van foutieve parameterinstellingen). Men moet wel de motorspecificaties achteraf terug in de processor voeren. 1.3 Controle en werking Wachtmode (stand by) De uitrusting wacht met de uitgang uitgeschakeld voor een AAN-commando via DIN1 (naar rechts) of DIN2 (naar links). De specificaties voor de controlecommando's voor de digitale ingangen (DIN) kunnen gevonden worden onder de parameters P051 tot P Werkconditie Als het AAN-commando gegeven wordt, wordt de uitgang op actief geschakeld. De motor loopt aan tot de ingestelde frequentie (P005) bereikt is en kan bijgeregeld worden met de OP- en AFdrukknop. Bij levering is de frequentie (P005) 0 Hz, wat betekent dat de motor niet zal draaien. Om de motor te laten draaien, moet een instelling geschieden via de OP-drukknop of via parameter P Stopconditie Uitlopen kan op verschlllende manleren bekomen worden: -de frequentie-instelling laten dalen tot 0 Hz (met de AF-drukknop kan een trage, gecontroleerde stilstand van de motor bekomen worden); -opheffen van het AAN-commando veroorzaakt de omvormer om uit te lopen met de ingestelde uitlooptijd; -OFF2-werking veroorzaakt de motor om vrij uit te lopen naar stilstand; -OFF3-werking veroorzaakt een snelle remwerking; -gelijkstroominjectieremming tot 2S0 % veroorzaakt een abrupte stop na het uitschakelen van het AAN-commando. 1.4 Selecteren van de instelfrequentie De uitgangsfrequentie van de omvormer en dus de snelheid van de motor ken ingegeven en gecontroleerd worden op de volgende 5 manieren: Digitale frequentie-instelling De keuze van de aard van de frequentie-instelling kan gemaakt worden met parameter P006. Als P006 = 0 dan wordt voor een digitale instelling van de frequentie gekozen. De uitgangsfrequentie zelf wordt ingesteld met parameter P005. De motor kan gestart worden via DIN1 (schakelaar doorverbinden met digitale ingang 1). De uitgangsfrequentie kan gewijzigd worden met de OPen AF-drukknoppen van het parameterpaneel indien de meetfunctie (P000) gekozen wordt. Als meetfunctie moet wel de uitgangsfrequentie geselecteerd zijn (PO01 = 0). Frequentieregelaars 4

5 1.4.2 Analoge frequentie-instelling Als we parameter P006 instellen op 1, den kiezen we voor de analoge instelling van de frequentie. De aard van de analoge ingang wordt gekozen via een schakelaar op de processorkaart zelf en kan ingesteld worden op een spannings- of op een stroomsignaal. Via een dummyschakelaar is het paneel ingesteld op spanning. Het bereik van het signaal wordt gekozen via parameter P023: 0 voor een bereik van 0 tot 10 V. We verbinden de AIN-bussen met de potentiometer via een paar koppelstekkers. De minimale en de maximale instelwaarde van de frequentie kan ingesteld worden met behulp van de parameters P021 en P022. P021 stelt die frequentie in waarmee de minimale ingangsspanning mee moet overeenstemmen. P022 stelt die frequentie in waarmee de maximale ingangsspanning mee moet overeenstemmen. De frequentie ingesteld met P022 mag kleiner zijn dan die ingesteld met P021. Start de motor via de schakelaar aangesloten op DIN1. Wijzig de snelheid met behulp van de potentiometer Vaste frequentie-instelling Stel parameter PO06 in op 2, voor de keuze van de vaste instelling van de frequentie. Er kunnen 4 vaste frequenties f1 t/m f4 ingesteld worden via de parameters P041 t/m P044 en zijn respectievelijk reeds ingesteld op 5, 10, 20 en 40 Hz (fabrieksinstelling). Parameter P045 stelt de draaizinnen in van de 4 vaste frequenties (+ = gekozen draaizin / -= inverse draaizin): P045 f1 f2 f3 f De vaste frequenties f1 t/m f4 kunnen ingeschakeld worden via de digitale ingangen DIN5 t/m DIN2. De digitale ingangen DIN2 t/m DIN5 worden hiervoor ingesteld door de parameters PO52 t/m PO55 allen de waarde 6 op te geven. Start de motor met de schakelaar op DIN1. Stel vervolgens een vaste frequentie in met een van de andere digitale ingangen (DIN2 t/m DIN5). De vaste frequenties kunnen eveneens met elkaar gecombineerd (+ of -) worden, zodat maximaal 16 verschillende uitgangsfrequenties kunnen bekomen worden Frequentie-instelling met de motorpotentiometer Oak in dit geval wordt de parameter PO06 ingesteld op 2. Met de motorpotentiometerfunctie kan de instelling van de frequentie opgevoerd of verminderd worden via de digitale ingangen. Deze functie wordt dus ook in werking gesteld door de parameters PO52 t/m PO55. Een parameter (vb. PO53 voor DIN3) wordt ingesteld op waarde 11, met als functie de frequentie te verhogen. Een andere parameter (vb. PO55 voor DIN5) wordt ingesteld op een waarde 12, met als functie de frequentie te verlagen. Start de motor met DIN1 en voer de frequentie op of af met de geprogrammeerde DIN-ingangen (vb. DIN3 en DIN5). Frequentieregelaars 5

6 1.4.5 Frequentie-instelling op afstandsbediening De seriele interface SIN (RS48S) wordt verbonden met een controle-eenheid (vb. computer). Het is een tweedraadsverbinding waarbij het dataverkeer in beide richtingen plaatsvindt (in/uit). Parameter 910 wordt dan ingesteld op 1 (afstandsbediening). Locale bediening is nu niet meer mogelijk tenzij uitsluitend OFF2- en OFF3-bediening via de binaire ingangen (veiligheids-functies). De controle-eenheid kan meer omvormers tegelijkertijd besturen door de omvormers individueel van een eigen adres te voorzien. Het sofware programma neemt de volledige controle over de omvormer(s) over. Instelling van de communicatie geschiedt met de parameters P091 t/m P094. De datatransmissie verloopt volgens het USS-protocol Optellen van de analoge spanning Wordt parameter P024 op 1 gezet dan wordt de frequentie overeenkomstig met de analoge spanning (afkomstig van bvb. de potentiometer) samengeteld bij de vaste frequenties of de frequentie van de motorpotentiometer (parameter P006 natuurlijk instellen op 2). Op deze manier is bijvoorbeeld analoge fijnregeling van de snelheid mogelijk geworden door het analoog bereik klein genoeg te kiezen (vb. 5 Hz) MOTORGEGEVENS De frequentie-omvormer is in het bedrijf geprogrammeerd voor standaard toepassingen met een Siemens vierpolige asynchrone motor. Als andere motoren toegepast worden is het noodzakelijk de specificaties van het kentekenplaatje in te geven in de parameters P081 tot P085. Als voorbeeld illustreren we hier een kentekenplaatje van een motor (de noodzakelijke parameters): 3~ IP55 I.Kl. F 50 Hz 220/380 V 0,61/0,35 A 0,12 kw cosφ = 0, /min 60 Hz 440 V 0,3 A 0,14 kw cosφ = 0, /min Omdat de frequentie-omvormer een spanning levert van 3x 220 V wordt de gegeven motor in driehoek geconfigureerd met volgende parameters: P081: 50.0 Hz nominale motorfrequentie P082: 2745 /min nominaal motortoerental P083: 0,61 A nominale motorstroom P084: 220 V nominale motorspanning P085: 0,12 kw nominaal motorvermogen RAMPGENERATOR Aanlooptijd : De aanlooptijd kan ingesteld worden met parameter PO02 tussen 0 en 650 s. Tijdens het aanlopen wordt de frequentie op de uitgang van de omvormer van fmin tot fmax veranderd in de opgegeven tijd. Uitlooptijd : De uitlooptijd kan eveneens ingesteld worden met parameter PO03 tussen 0 en 650 s. Tijdens het uitlopen wordt de frequentie op de uitgang van de omvormer van fmax tot fmin gewijzigd in de opgegeven tijd. Afrondingstijd: wordt gebruikt voor zachte aanlopen en uitlopen te bekomen (textielindustrie). Frequentieregelaars 6

7 1.5 Oef 1 : Instellen frequentieregelaar a) Stel de parameters van de frequentieregelaar in aan de hand van de onderstaande gegevens. Gegevens: - Motorgegevens: /λ 220/380V /λ 1,47/0.85A 0.3 KW cos φ = 0.84 n=2800 1/min 50Hz IP 54 I Kl. F - DIN1 rechtsdraaiend, DIN2 linksdraaiend - De normale werkfrequentie = 50Hz. - We gaan de regelaar digitaal aansturen. - Aanlooptijd = 5 seconden - Uitlooptijd = 10 seconden Instellingen: - Voeding stopcontact. - Schakelaar in L stand plaatsen (ingebouwde voeding). Zie led. - Schakelaar Energie aanschakelen. Zie led. - Stel de parameters in aan de hand van vooorgaande eisen Parameter Waarde P944 P009 P081 P082 P083 P084 P085 P051 P052 P053 P054 P055 P002 P003 P005 P006 Uitvoering: b) Met welke knoppen kan je de motor aanschakelen. c) Wijzig de nodige parameter zodat je de motor analoog kan aansturen. : Extra instellingen analoge minimum- en maximumfrequentie: - P021 : 1 Hz - P022 : 10 Hz - Zie display frequentie d) Wijzig de nodige parameter zodat je de motorstroom kan aflezen op de display van de regelaar. - : Frequentieregelaars 7

8 1.6 Oef 2 : Instellen frequentieregelaar a) Stel de parameters van de frequentieregelaar in aan de hand van de onderstaande gegevens. Gegevens: - Motorgegevens: /λ 220/380V /λ 1,47/0.85A 0.3 KW cos φ = 0.84 n=2800 1/min 50Hz IP 54 I Kl. F - DIN1 rechtsdraaiend, - DIN2 = 1 Hz rechtsdraaiend, - DIN3 = 10 Hz rechtsdraaiend, - DIN4 = 30 Hz rechtsdraaiend, - DIN5 = 5 Hz linksdraaiend, - We gaan de regelaar digitaal aansturen met verschillende frequenties (DIN 2,3,4,5). Instellingen: Parameter Waarde P944 P009 P081 P082 P083 P084 P085 P051 P052 P053 P054 P055 P006 P041 P042 P043 P044 P045 b) Welke parameter moet je instellen zodat je de motorstroom kan aflezen op de display van de regelaar. Parameter Waarde c) Wijzig de instellingen van DIN 3/DIN 5 in 11/12 en test dit uit (zie applicaties 5). Parameter Waarde d) Wijzig de instellingen van DIN 3 naar OFF2 en naar OFF3 werking en test dit uit Parameter Waarde Frequentieregelaars 8

9 1.7 Oef 3 : Instellen frequentieregelaar Frequentieregelaars 9

10 1.8 Oef 4 : Instellen frequentieregelaar Frequentieregelaars 10

11 1.9 Oef 5 : Instellen frequentieregelaar Frequentieregelaars 11

12 1.10 Oef 6 : Instellen frequentieregelaar De streefwaarde bron gebeurt dmv. 2 vaste waarden en de analoge ingang. DIN 3 en 4 als vaste streefwaarde met respectievelijk 10 en 20 Hz DIN 1 als start/stop DIN 2 als omkering van de draaizin DIN 5 als reset Autoamtisch aanlopen na netuitval PTC functie geactiveerd. Uitbreiding: Op 25Hz treedt er resonantie op, hoe dit verhelpen? Frequentieregelaars 12

13 Meet opstelling Frequentieregelaars 13