Cursus Industriële aandrijving met FrequentieomvormerN sterschakeling 1,05A I N driehoekschakeling...

Cursus"Industriële aandrijving met Frequentieomvormer"

Bron: Lenze

SH5022-3M Version 2.0

Autor: Ralf Linnertz ; Nederlandse vertaling : H. Degroote /N Schaubroeck

Lucas-Nülle GmbH · Siemensstraße 2 · D-50170 Kerpen (Sindorf) Tel.: +49 2273 567-0

www.lucas-nuelle.de

Bij sommige animaties wordt een geinstalleerde "Flash-Speler" vooropgesteld . Indien er op uw systeem geen

Flash-Speler geinstalleerd is , kunt u ter allen tijde bij Macromedia een actuele versie downlaoden.

Copyright © 2006 LUCAS-NÜLLE GmbH. All rights reserved.

LUCAS-NÜLLE Lehr- und Messgeräte GmbH

Siemensstraße 2 D-50170 Kerpen

Industriele aandrijving met Frequentieomvormer

Uitvoering algemeen 1Materiaal: 300W Classic Line 2Veiligheid 3Basisinstellingen en ingebruiksname 5

Kennisname van de belangrijkste gegevens van de aandrijving. 7Opbouw- en bedradingsschema 9Verificatie van de basisinstellingen 11Ingebruiksname 13

Optimalisering van de motorparameters 17Bepalen van de uitgangsspanning via de frequentie 19Registratie van de koppel/toerental karakteristiek 21Aanduiding minimum spanning (Umin) 25Slipcompensatie 29

U/f sturingskarakteristiek U ~ f2 33Bepalen van de uitgangsspanning via de frequentie 35Registratie van de koppel/toerental karakteristiek 37

Vectorregeling 41Ingave van de motordata 43Starten met de motorindentificatie 45Opname van de koppel/toerental karakteristiek 47

Thermische controle van de motor 49I2t controle toepassen 51PTC motorbewaking 53

Dynamische gegevens 55Onderzoek van de stijgende en dalende helling. 57Parameterinstelling van de S-helling 59Weerstandsremmen bij lasten met groot traagheidsmoment 61

Copyright 65

Industriele aandrijving met Frequentieomvormer

Industriele aandrijving met Frequentieomvormer Uitvoering algemeen

Nagenoeg 90% van alle motoren werken met draaistroommotoren. Het grote voordeel bestaat erin, dat het vermogen onaangeroerd overgebracht wordt van het draaiveld van de stator op de rotor. Daardoor vervallen de delen die aan slijtage onderhevig zijn, zoals bijvoorbeeld bij de stroomzinomkering bij gelijkstroommotoren. De motor is daarmee slijtage- en onderhoudsarm.

Het nadeel van deze machine bestaat uit de vaste binding aan het synchrone toerental, dat uit de machineopbouw en de frequentie van de netvoeding voortvloeit.

Met behulp van de moderne frequentieregelaars is dit nu wel mogelijk. Zij maken het mogelijk om verliesvrije toerentalregeling van de machine te bekomen door die variabele voedingsfrequenties. Aldus zijn er nu hier verdere bereiken met een hogere dynamiek mogelijk.

Moderne frequentieomvormers maken het vandaag mogelijk tot verregaande parametrisering. Verderop worden de basisinstellingen getoond.

Om een gedefinieerde parametertoestand van de frequentieomvormers bij het begin van de proeven te hebben, moet de omvormer op de basis-werkinstellingen teruggezet worden.

Welkom bij de cursus " Industriële aandrijving met frequentieomvormer " !Het team van Lucas-Nülle wenst jullie veel plezier en succes bij het doorwerken van de cursusthema's en de uitvoering van de proeven. De volgende bladzijden geven jullie een overzicht van de cursusinhoud en de gebruikte materialen.

1

Industriele aandrijving met Frequentieomvormer Materiaal: 300W Classic Line

SO3636-6V servoaandrijving / servorem 0,3kW 1 St. LM8925 RS232/485 verbindingsmodule 1 St..

LM9028 PC aansluitingskabel voor RS232/485 verbindingsmodule 1 St.

SO3636-5D Frequentieomvormer 1 St. SO3636-5V Remweerstand 0,2kW 1 St. SE2663-1K Asynchrone motor met kooirotor 300W 1 St. SE2662-2A Koppelingsovernamestuk 300W 1 St. SE2667-2B Koppelingsafscherming 300W 1 Stk. SO3212-5U Stroomvoorziening elektrische machine 1 Stk.

SO5127-1Z Analoge/Digitale multimeter, vermogen- en arbeidsfactormeter 1 Stk.

SO5126-1H Set veiligheidsverbindingsnoeren 4 mm 1 Stk. SO5126-9X Set veiligheidsverbindingsstekkers 4 mm 1 Stk.

2

Industriele aandrijving met Frequentieomvormer Veiligheid

Basis Veiligheidsvoorschriften.

Bij alle proeven met netspanningen kunnen levensbedreigende spanningen optreden. Daarom dient men altijd veiligheidsverbindingssnoeren te gebruiken. Wees steeds waakzaam geen kortsluitingen te veroorzaken.

Het is ten sterkste aangeraden dat wanneer een separate aarding aanwezig is, deze ook te gebruiken. Dit geldt in het bijzonder voor de frequentieomvormer!

Controleer steeds plichtsbewust de bedrading van de gebruikte module. Daarna mag slechts de netspanning aangeschakeld worden!

Indien mogelijk, gebruik hierbij degelijke meetapparaten in de schakeling.

Bij draaiende motoronderdelen dient altijd een goede koppelingsverbinding gewaarborgd te worden en het gebruik van afschermplaten.

De algemene gebruiksvoorschriften, geldend in dit lokaal bij gebruik van elektrische machines, dient steeds in acht genomen te worden!

3

Industriele aandrijving met Frequentieomvormer Veiligheid

Algemene basisinstructies bij het gebruik van het materiaal

Controleer steeds de goede aanspanning van de schroeven op de motorvoet en die van de koppelingsschijf (Power-Grip) . Motorkoppeling en motorafscherming steeds gebruiken! Bij langdurig gebruik bij hoge belasting treed er temperatuursverhoging van de machine op. Opgepast bij aanraking! Extreme situaties - machine staat stil - mag enkel kortstondig optreden! Alle machines beschikken over een thermische schakelaar (thermiek), die schakelt wanneer een maximum toegelaten temperatuur bereikt wordt. Deze contacten zijn op het klemmenbord beschikbaar en dienen dan ook steeds aangesloten te zijn met de bijhorende verbindingsdraden van de netspanning naar de stuureenheid. Alle meetwaarden zijn met de toepasselijke meetinstrumenten (overwegend Klasse 1,5) bij een standaard netspanning (230/400V +5% -10% 50Hz) en met seriemachines opgenomen. Uit ervaring weten we dat de metingen een tolerantieveld van +/- 15 % t.o.v. de exacte waarde hebben. Voor meer informatie verwijzen we u naar VDE0530!

4

Industriele aandrijving met Frequentieomvormer Basisinstellingen en ingebruiksname

Basisinstellingen en ingebruiksname

Opgaven

Bepaling van de belangrijkste gegevens van de aandrijving Opbouw van de aandrijving na schakeling Controle van de basisinstellingen Ingebruiksname

Doelstelling

de leerling kan:

De aandrijving (frequentieomvormer en asynchrone machine) bekabelen De basisinstellingen verifiëren

5


6


Bepaling van de belangrijkste gegevens van de aandrijving

Om de frequentieomvormer correct te parametriseren, dient men eerst de balangrijkste gegevens van de machine te bepalen.

Vul de nominale waarden van de asynchrone machine in.

Voor welke maximum toegelaten spanning over de motorwikkeling (fasespanning) is de motor geschikt?

Hoe groot is de maximum uitgangsspanning van de omvormer?

Nominaal vermogen 370_W

UN sterschakeling 400_V

UN driehoekschakeling 230_V

IN sterschakeling 1,05A

IN driehoekschakeling 1,8_A

cos φ 0,8_

toerental (snelheid) 1360tr/min-1

frequentie 50__Hz

Correct!

Ue= 264_V Correct!

Ua= 264_V Correct!

7


Bepaal a.d.h.v. de bovenvermelde data welke schakeling (Ster- of driehoekschakeling) geschikt is voor deze motor.

Bereken het nominaal moment van de motor volgens de formule:

Hoe groot is het nominaal moment (koppel) van de motor?

nmlkji driehoekschakelingnmlkj sterschakeling

Correct!

MN = 2,6_Nm Correct!

8


Opbouw- en bedradingsschema

Bedradingsschema

De gebruikte meetapparatuur SO5127-1Z behoort niet rechtstreeks tot de configuratie een is daarom ook niet in de lijst van benodigde bouwdelen en apparaten opgenomen. Het wordt echter als bijgevoegd controleinstrument ten zeerste aanbevolen!

Maak de schakeling overeenstemmend met het opbouw- en bedradingsschema. Vergeet niet de brug van de frequentieomvormer aan te brengen. Schakel de toevoerspanning in.

9


10


Controle van de basisinstellingen

Verifieer met behulp van de parameters op het toetsenbord de volgende lijst. Noteer de ingestelde waarde van de parameters in het rechtse vakje en vergelijk deze met de waarde aangegeven tussen haakjes. Voer de waarden van de parameters in zonder nullen na de komma, bv 50.00 = 50

C0005 Vaste configuratie ingangssignalen (0) 0___

C0007 Vaste configuratie digitale ingangen (0) 0___

C0008 Vaste configuratie relaisuitgang K1 (1) 1___

C0010 Minimale uitgangsfrequentie (0.00) 0___

C0011 Maximale uitgangsfrequentie (50.00) 50__

C0012 Opteltijd ingestelde basiswaarde (5.00) 5___

C0013 Afteltijd ingestelde basiswaarde (5.00) 5___

C0014 Uitvoeringswijze (2) 2___

C0015 U/f-nominaalfrequentie (50.00) 50__

C0016 Umin-afwijking (0-10%) 3___%

C0017 Golfbereik Qmin (0.00) 0___

C0018 Schakelfrequentie (2) 2___

C0019 Golfbereik Auto-DCB (0.10) 0,1_

C0021 Slipcompensatie (0) 0___

C0022 Imax-grens motor (150) 150_

C0023 Imax-grens generator (150) 150_

Correct!

Voor de betekenis van de parameters, raadpleeg de handleiding van de frequentieomvormer.

11


12


Ingebruiksname

Wat is de draairichting en welke maximale frequentie heeft de motor?

Vergelijk de waarde met deze in C0011 ingestelde waarde. Hoe verklaar je deze afwijking? (Meet hiervoor de maximale "in bedrijfs-spanning")

Schakel enkel in met de frequentieomvormer (brugverbinding tussen 20 en 28) Draai de knop van de potentiometer naar rechts; de motor begint te draaien

nmlkj Motor werkt in rechterdraaizin. De maximale frequentie bedraagt 100 Hz

nmlkj Motor werkt in linkerdraaizin. De maximale frequentie bedraagt 25 Hz

nmlkj Motor werkt in rechterdraaizin. De maximale frequentie bedraagt 50 Hz

nmlkji Motor werkt in rechterdraaizin. De maximale frequentie bedraagt 25 Hz

Correct!

nmlkji Bij code-instelling C0011 is een frequentie van 50.0 Hz ingegeven. Daar echter de analoge instelwaarde slechts maximaal 5 V bedraagt, kan enkel de helft van het maximumtoerental (C0011) bereikt worden.

nmlkj Bij code-instelling C0011 is toch een frequentie van 50.0 Hz ingegeven, maar deze dient men door het aantal poolparen (bij de gebruikte machine =>2) gedeeld te worden. De analoge instelwaarde van max. 5V voldoet volledig om het maximum aantal toeren te bereiken.

Correct!

13


Welke draaifrequentie wordt nu bereikt? (s-1)

Eerste combinatie: enkel E1 ingeplugd

tweede combinatie: enkel E2 ingeplugd

derde combinatie: E1 en E2 ingeplugd

Wijzig enkel de parameter C0011 naar 200.0

nmlkj 50nmlkj 400nmlkj 200nmlkji 100

Correct!

Draai de knop van de potentiometer volledig naar links en schakel afwisselend de volgende combinaties die verderop vermeld worden. Gebruik hierbij de frequentie van de omvormer en het toerental van de motor

Frequentie 20__Hz

Toerental 600_min-1Correct!

Frequentie 30__Hz

Toerental 900_min-1Correct!

Frequentie 40__Hz

Toerental 1200min-1Correct!

14


Welke uitspraken over de ingangen E1 en E2 zijn juist? (Bedieningshandleiding Hfdst/ deel. 7.4.5)

Onder welke code-instelling kunnen de JOG-frequenties ingesteld worden?

Schakel daarbijkomend aan E1 en E2 de uitgang E4. Wat bemerk je?

gfedc Door het activeren van de ingangen laten zich samen met de instelwaarde tamelijk veel JOG-Frequenties oproepen.

gfedcb Door het activeren van de ingangen worden exact 3 JOG-Frequenties opgeroepen, de opgegeven instelwaarde wordt daardoor buiten werking gesteld.

gfedc JOG-Frequenties zijn arbeidshalve vooraf ingesteld en daardoor niet veranderbaar.

gfedcb Die JOG-Frequenties zijn willekeurig met de code-instellingen vrij in te stellen.

Correct!

C00 37__

C00 38__

C00 39__

Correct!

nmlkj De motor draait sneller.nmlkji De motor verandert van draairichting.

Correct!

15


Plug daarbij ook nog E3 in. Wat bemerk je?

Voor welke toepassingen zijn de digitale ingangen in de alledaagse industrie nuttig?

gfedc Er is een kleine wijziging te bemerken.gfedcb De motor wordt snel afgeremd.gfedc De afremming is het gevolg van een draaistroom

remming (TPB:"Three-Phase-Break" )gfedcb De afremming is het gevolg van een zogenaamde

gelijkstroomremming (DCB:"DC-Break" )

Correct!

nmlkj Voor het verwerken van analoge signalen, vb. externe sensoren (temperatuursensor).

nmlkji Voor aansturing d.m.v. een SPS sturing.Correct!

16

Industriele aandrijving met Frequentieomvormer Optimalisering van de motorparameters

Optimalisering van de motorparameters

Opgaven

Vaststellen van de uitgangsfrequentie via de frequentie Registratie van de koppel-/ toerental-karakteristiek. Umin aanduiding Slipcompensatie

Doelstelling

De leerling kan:

Het verband tussen uitgangsfrequentie en uitgangsspanning begrijpen. Het verband tussen toerental en uitgangsfrequentie begrijpen.

De instellingen van de motor optimaliseren.

17


18


Registratie van de uitgangsspanning via de frequentie

Meet de volgende frequenties i.f.v. de uitgangsspanning, geef de meetwaarden aan in de grafiek.

f [Hz] 10 20 30 40 50 60 70 80 90Ua [V] 95 134 169 200 220 220 219 218 218

0 20 40 60 80 100f/Hz

0

50

100

150

200

250

300

Ua/

V

19


Welke verklaring geef je voor het spanningsverloop met als referentie het vervangende schakeldiagram van een asynchrone machine daarbij passend?

Algemeen geldt voor de magnetische flux Φ (Phi):

nmlkj Het doel is, de doorvloeiing in de motor voor alle toerentallen constant te houden. Dit betekent, dat de stroom moet constant blijven. Daar, zoals ook in het vervangende schakeldiagram te bemerken, een inductiviteit werkzaam is, moet de spanning voor kleine frequenties verhoogd worden.

nmlkji Het doel is, de doorvloeiing in de motor voor alle toerentallen constant te houden. Dit betekent, dat de stroom moet constant blijven. Daar, zoals ook in het vervangende schakeldiagram te bemerken, een inductiviteit werkzaam is, moet de spanning voor kleine frequenties afgezwakt worden.

Correct!

20


Registratie van de koppel-toerental karakteristiek

Afb. 2.2 Koppel-/ toerental-karakteristiek bij 10, 30, 50, 70 en 100 Hz

Met behulp van de rem en de Software Active Drive stel je de koppel-/ toerental-karakteristiek op voor de uitgangsfrequenties 10, 30, 50, 70 und 100 Hz in een diagram met koppel en toerental als Y-/X-assen. Voer dit uit in toerental-gestuurde mode en rem (belast) de machine van het nullasttoerental over het vollasttoerental tot de machine (motor) stilstaat. Wees opmerkzaam dat hierbij de rem niet "gesynchroniseerd" is. Controleer met de parameters.

21


Welke beschrijving geef je van het verloop van het draaimoment in deel 2.2 van het draaimoment afb. 2.2 . Verklaar in het bijzonder het dalen van het moment bij kleine en hoge frequenties.

nmlkji Bij kleine frequenties verkleint de inductieve component van de elektrische impedantie ( XH=2π f LH ). De standaard actieve component van de impedantie en de inductieve reactantie vormen een spanningsdeler, die bij kleiner wordende frequentie steeds minder actieve spanning doorlaat. Daardoor verkleint de magnetische weerstand en het draaimoment. Bij hoge frequenties vergroot de inductieve reactantie. Vanaf het nominaal werkingspunt van de machine verkleint daarmee de magnetisering en het maximale draaimoment met ongeveer n-1, de motor bevindt zicht in het "zwakveld" bereik.

nmlkj Bij kleine frequenties vergroot de inductieve component van de elektrische impedantie ( XH=2π f LH ). De standaard actieve component van de impedantie en de inductieve reactantie vormen een spanningsdeler, die bij kleiner wordende frequentie steeds minder actieve spanning doorlaat. Daardoor verkleint de magnetische weerstand en het draaimoment. Bij hoge frequenties verkleint de inductieve reactantie. Vanaf het nominaal werkingspunt van de machine verkleint daarmee de magnetisering en het maximale draaimoment met ongeveer n-1, de motor bevindt zicht in het "zwakveld" bereik.

Correct!

22


Bestaat de mogelijkheid om bij kleine frequenties het verloop van het draaimoment te verbeteren door de spanning te verhogen? Is dit ook in gelijke mate mogelijk voor grote frequenties?

nmlkj Bij kleine en grote frequenties kan door deze actie het verloop van het draaimoment verbeterd worden.

nmlkji Deze actie verbetert enkel bij lage frequenties het verloop van het draaimoment.

nmlkj Zowel bij kleine als bij grote frequenties kan deze actie het verloop van het draaimoment niet verbeterd worden.

Correct!

23


24


Umin instelling Bij verhoging van Umin wordt de spanning van de frequentieomvormer hoger. Dit betekent dat de asynchrone machine tot het nominaal toerental met maximaal koppel kan functioneren.

Wat is de slipfrequentie van de motor?

Welke waarde is voor Umin (C0016) ingesteld ?

Pas de verhoging toe die in de bedieningshandleiding (Hfdst. 7.1.2.2) beschreven wordt.

fs slipfrequentie

fN nominale frequentie

nNsyn synchroon toerental van de motor

nN nominaal toerental van de motor

p aantal poolparen

fs = 4___Hz Correct!

Stel op de frequentieomvormer de slipfrequentie in en verhoog de waarde van Umin, tot ongeveer 0.8 keer de nominaalstroom van de motor verbruikt wordt.

C0016= 6___% Correct!

25


Welke risico's zijn verbonden aan de verhoging van Umin ?

Afb. 2.3 Koppel- /vermogen-/toerental-karakteristiek bij 10, 30, 50, 70 en 100 Hz met Umin verhoging

nmlkj Geen enkele.nmlkji Bij zelfgekoelde motoren bestaat het gevaar van

oververhitting bij kleine toerentallen, dit tengevolge van het gebrek aan gekoelde lucht.

nmlkj Bij zelfgekoelde motoren is er geen gevaar voor oververhitting, zelfs bij lage toerentallen is het debiet van gekoelde lucht voldoende.

Correct!

Met gebruik van de rem en de Software ActiveDrive stel je de koppel-/toerental- en de vermogen-/toerental- karakteristiek op voor de frequenties10, 30, 50, 70 en 100 Hz . Druk alle grafieken af op 1 gemeenschappelijk diagram (assenstelsel) af. Werk in de snelheidsmode en rem de machine van nullast tot stilstand. Let erop dat bij het instellen van de uitgangsfrequentie, de rem niet "gesynchroniseerd" is.

26


Vergelijk de karakteristieken van afb. 2.2 met deze in afb. 2.3. Wat valt er op?

gfedc De verhoging van Umin resulteert in een hoger draaimoment bij hogere toerentallen.

gfedcb De verhoging van Umin resulteert niet in een verhoogd mechanisch vermogen noch in de verbetering van de werking bij lage toerentallen.

gfedc De verhoging van Umin levert een verhoogd mechanisch vermogen en een groter draaimoment.

gfedcb De motor kan tussen nul en de netfrequentie belast worden met het nominaal koppel.

Correct!

27


28


Slipcompensatie

Normalerwijze zal bij belasting van een draaistroommotor het toerental dalen en de slip vergroten. Door een compensatie via tussenkomst van de frequentieomvormer zal deze toerentaldaling beperkt worden.

Afb. 2.4 Koppel-/toerental- karakteristiek bij 30 en 50 Hz (Registratie in koppel-gestuurde werking)

Voer terug de koppel/toerental- karakteristiek uit voor de uitgangsfrequenties 30 en 50 Hz . Druk alle karakteristieken uit op hetzelfde diagram. Gebruik de koppel-gecontroleerde instelling en rem de machine af van 0 Nm tot het nominaal koppel bereikt is. (Voor berekening van Mn zie deel 1).

Pas slipcompensatie toe, zoals beschreven in deel 7.1.3.1. Start daarna met behulp van de machinegegevens een (grove) afregeling van de slipcompensatie.

29


Hoe groot is de slipconstante s?

s slipconstante

nNsyn synchroon motortoerental

nN nominaal motortoerental

fN nominale frequentie

p aantal poolparen

s= 8___% Correct!

Stel bij de frequentieomvormer de slipconstante in. Controleer het resultaat van de motor na optimalisering. Herneem bovenvermeldde grafiek en voeg de koppel-/toerental- karakteristiek toe voor de uitgangsfrequenties 30 en 50 Hz . Stel beide karakteristieken op in één diagram. Maak gebruik van de koppel-gestuurde mode en stel de rem in van 0 Nm tot het nominaal toerental is bereikt. (berekening zie deel1)

30


Afb. 2.5 Koppel-/toerental- karakteristiek bij 10, 30 en 50 Hz met grofafregeling van de slipcompensatie.

(Registratie in koppel-gestuurde werking)

Welke verandering stel je vast van de karakteristiek?

nmlkj Zonder slipcompensatie komt het toerental niet noemenswaardig in het bereik van het nominaal toerental.

nmlkji De slipcompensatie bewerkstelligt een steilere helling van de grafiek en daarmee verbetert dan ook de verhouding van het koppel/toerental (het toerental blijft bijna constant, onafhankelijk van het koppel)

Correct!

31


Wat zijn de gevolgen als de slipcompensatie te hoog is ingesteld?

Welke eisen worden gesteld bij algemene industriële toepassingen van slipcompensatie (dus zonder extra hulpmiddel)?

nmlkj Geen enkele.nmlkji Een te grote slipcompensatie kan de aandrijving

doen trillen (slingerbeweging).nmlkj De grafiek kan hierdoor zodanig geoptimaliseerd

worden dat geen waarneembare toerentalvermindering meer kan worden vastgesteld.

Correct!

nmlkj Dat zelfs bij langdurige overcompensatie van de slip de aandrijving niet beschadigd wordt en daar "tijd geld kost", zou men aanraden te starten met de hoogste instelling.

nmlkji De manuele slipcompensatie kan enkel met de grootste voorzichtigheid uitgevoerd worden.

nmlkj Zonder de tussenkomst van elk extra hulpmiddel (vb. registratie van de opnamekarakteristiek) is de compensatie in veel gevallen niet mogelijk door het grote aantal onbekende factoren.

Correct!

32

Industriele aandrijving met Frequentieomvormer U/f sturingskarakteristiek U ~ f2

U/f stuurkarakteristiek U ~ f2

Opgaven

Bepalen van de uitgangsspanning in functie van de frequentie. Registreren van de koppel-/toerental-karakteristiek.

Doelstelling

De leerling kan:

De frequentieomvormer in de sturingskarakteristiek U ~ f2 toepassen Het onderscheid herkennen met lineaire karakteristieken

33


34


Bepaling van de uitgangsspanning in functie van de frequentie

Vergelijk de grafiek met deze van de grafiek in afb. 2.1 in hoofdstuk 2. Welk verschil merk je op?

Stel de frequentieomvormer in op de gebruiksmode van de controlekarakteristiek U ~ f2 (C0014 Parameter 3). Meet de uitgangsspanning voor alle frequenties, in de tabel hieronder opgegeven, en noteer de waarde in dezelfde tabel. Zet deze uit in een grafiek Ua= f (f).

f [Hz] 10 20 30 40 50 60 70 80 90Ua [V] 74 103 139 181 220 220 218 218 218

0 20 40 60 80 100f/Hz

0

50

100

150

200

250

300

Ua/

V

nmlkj Het verloop van de curve is bijna identiek.nmlkji Zolang de machine werkt binnen het nominaal bereik, is

het verloop van de curve niet lineair, maar kwadratisch.nmlkj Zolang de machine werkt binnen het nominaal bereik, is

het verloop van de curve niet lineair, maar kubisch.

Correct!

35


36


registratie van de koppel-/toerental-karakteristiek.

Afb. 3.2 Koppel-/toerental- karakteristiek bij 10, 30, 50, 70 en 100 Hz, U ~ f2

Gebruik de rem en de software ActiveAsma, registreer de koppel-, vermogen- /toerental- karakteristiek voor de uitgangsfrequenties 10, 30, 50, 70 en100 Hz. Druk alle karakteristieken uit op eenzelfde grafiek. Werk in het toerental-gestuurd gebied en rem de machine startend van onbelast tot stilstand van de motor. Bij gebruik van de uitgangsfrequentie is de rem niet "gesynchroniseerd".

37


Vergelijk de grafiek van afb.3.2 met deze van afb. 2.2 en afb. 2.3 in deel 2. Welke verschillen vallen je op?

Voor welke toepassingen van productiemachines is dit gunstig?

Motiveer jouw keuze!

nmlkj Het maximumkoppel is in het gebeid van de lage toerentallen iets groter dan bij de geoptimaliseerde U ~ f karakteristiek.

nmlkj de grafieken zijn gelijk.nmlkji Het maximumkoppel is in het gebeid van de lage

toerentallen iets kleiner dan bij de geoptimaliseerde U ~ f karakteristiek.

Correct!

gfedcb pompengfedcb bewikkelingsmachinegfedc hefwerktuiggfedcb ventilator

Correct!

nmlkji De gekozene arbeidsmachines komen overeen met de betreffende grafiek, vb. bij kleine toerentallen is een klein machinekoppel vereist

nmlkj De gekozene arbeidsmachines komen overeen met de betreffende grafiek, vb het maximum koppel is enkel vereist bij nominale snelheid.

Correct!

38


Wat bewerkstelligt een kleine daling van de motorspanning bij lage toerentallen?

nmlkj Een kleine daling van de motorspanning bij lage toerentallen verlaagt het geleverd mechanisch vermogen. Om dit te compenseren, zal de stroom dienen verhoogd te worden, wat de efficiëntie van de machine vermindert.

nmlkji Door een kleine daling van de motorspanning bij lage toerentallen vergroot de efficiëntie van de machine.

Correct!

39


40

Industriele aandrijving met Frequentieomvormer Vectorregeling

Vectorregeling

Opgaven

Ingave van de motorgegevens Starten van de motorindentificatie Registratie koppel-/ toerental- karakteristiek

Doelstelling

De leerling kan:

De parameters van de frequentieomvormer instellen voor vectorregeling. De voordelen van het gebruik van vectorregeling herkennen.

41


42


Ingave van de motordata

Om de frequentieomvormer in de vectorregeling te gebruiken, dienen alle motorparameters gekend te zijn (of gespecifieerd). Vertrekkende van deze parameters berekent de frequentieomvormer een mathematisch model, die een optimale sturing van de asynchrone machine mogelijk maakt.

Geef zoals beschreven in Hfdst. 7.5 van de bedieningshandleiding, de motorparameters C0087- C0091 in via het klavier.

C0087 nominale motorsnelheid 1360min-1

C0088 nominale motorstroom 1,8_A

C0089 nominale motorfrequentie 50__Hz

C0090 nominale motorspanning 230_V

C0091 cos φ nominaal van de motor 0,8_

Correct!

43


44


Starten met de motoridentificatie

Lees de waarden af bepaald door de frequentieomvormer en vul de waarden in zoals hieronder beschreven.

Alle motordata zijn nu geïdentificeerd. De frequentieomvormer is nu in staat in de vectorregelingsstand te werken.

Voer zoals beschreven in Hfdst. 7.5 van de bedieninsgshandleiding van de frequentieomvormer de indentificatie van de overige parameters in.

C0084 motor-stator weerstand 14,66Ω

C0092 motor-stator inductiviteit 471_mHCorrect!

Stel de vectorregeling operatiemode in op de frequentieomvormer: C0014 parameter 4 .

45


46


Registratie van koppel-/toerental- karakteristiek

Afb. 4.1 Koppel-/toerental-karakteristiek bij 10, 30, 50 en 70 Hz (Vectorregeling).

Registreer met behulp van de rem en de ActiveASMA software, de koppel-/toerental karakteristiek voor de uitgangsfrequenties 10, 30, 50 en 70 Hz . Druk alle karakteristieken uit op één grafiek. Gebruik de toerental-gestuurde werking en rem de machine van zijn nullasttoerental tot stilstand van de machine. Bij gebruik van de uitgangsfrequentie is de rem niet "gesynchroniseerd".

47


Vergelijk de koppel-/toerental-karakteristiek met de vectorregeling in gebruik met deze waarbij U/f in gebruik is. Welk onderscheid stel je vast?

Welke eigenschappen vallen je op bij de vectorregeling?

nmlkj Geen enkele.nmlkj De vectorregeling verwezenlijkt enkel een groot koppel

bij hoge toerentallen. Daardoor reageert de machine dynamischer.

nmlkji De vectorregeling verwezenlijkt ook een groot koppel bij lage toerentallen. Daardoor reageert de machine dynamischer.

Correct!

gfedc Het instellen van de parameters is ingewikkeld en tijdrovend.

gfedcb Kwalitatief beschouwd, geeft het de beste karakteristiek voor de meeste toepassingen, in het bijzonder bij kleine toerentallen.

gfedc Algemeen is de efficiëntie minder goed als de werking bij de U/f instelling.

gfedcb Het instellen van de parameters van de aandrijving is eenvoudig.

Correct!

48

Industriele aandrijving met Frequentieomvormer Thermische controle van de motor

Motor thermisch controleren

Opgaven

I2t controle toepassen

PTC motor controle toepassen

Doelstelling

De leerling kan:

De thermische motorcontrole kunnen toepassen, om o.a. in extreme belastingsgevallen de motor te beschermen. Verschillende methodes van bescherming kunnen toepassen.

49


50


I2t Überwachung anwenden

Met de I2t controle kunnen luchtgekoelde draaistroommotoren zonder tussenkomst van sensors thermisch beschermd worden; een temperatuursensor is dus niet noodzakelijk. Alhoewel wordt bij deze functie toch geen volledige bescherming geboden.

Breng volgende waarden in.

Bereken de waarde voor de I2t controle (C0120) en breng deze waarde in. De motor mag niet overbelast worden. (gebruik hierbij de beschrijving van hoofdstuk 7.9.1 van de bedieningshandleiding van de frequentieomvormer)

maximum stroom van de frequentieomvormer(toepassingsfrequentie 16 kHz) 2,6_A

maximum stroom van de frequentieomvormer (bij 150% overlast) 3,9_A

Imax-grens motor toepassing (150) 150_%

Imax-grens generator toepassing (150) 150_%

Correct!

C0120= 69__% Correct!

51


Wat stel je vast?

Wat zijn de nadelen van deze methode als thermische controle?

Overbelast de motor kortstondig en kijk na of de frequentieomvormer uitschakelt. Het temperatuurcontact dient met de rem verbonden te zijn, om beschadiging van de motor te voorkomen.

nmlkj De motor wordt na korte tijd uitgeschakeld en de frequentieomvormer geeft de foutmelding OC5 tengevolge van de I2t-controle.

nmlkji De motor wordt na korte tijd uitgeschakeld en de frequentieomvormer geeft de foutmelding OC6 tengevolge van de I2t-controle.

Correct!

gfedcb Doordat de temperatuur van de motor bij het inschakelen niet gecontroleeerd wordt, kan oververhitting toch optreden bij deze I2t-controle, met gevaar van overbelasting van de motor en tengevolge daarvan eventuele schade.

gfedc De I2t-controle is een eenvoudige en kostengunstige manier om de motor te beschermen zonder toevoegen van extra sensoren.

gfedcb De I2t-controle verzekert geen volledige bescherming.

Correct!

52


PTC Motorcontrole

Welke waarde moet voor C0119 ingebracht worden?

Overbrug de PTC ingang en start de motor. Welke foutmelding verschijnt er wanneer de brug wordt verwijderd en wat gebeurt er met de motor?

Hoe kan de motor terug gestart worden (reset van de TRIP)?

Desactiveer de I2t-controle door de waarde van C0120 op "0" te plaatsen. Activeer de PTC-ingang zoals beschreven in Hfdst. 7.9.1.2 van het bedieningshandboek. Kies hiervoor de volgende instellingen:

"Zet PTC ingang actief" " Zet TRIP " en "Zet aardingsfoutdetectie niet actief"

C0119= 4___ Correct!

nmlkj De motor draait plots langzamer terwijl de frequentieomvormer de foutmelding OH3 geeft.

nmlkj De motor stopt (komt tot stilstand).nmlkji De motor stopt (komt tot stilstand) en de

frequentieomvormer geeft foutmelding OH3.

Correct!

nmlkj Uiterst voorzichtig en enkel bij uit- en terug inschakelen van de frequentieomvormer.

nmlkji De fout kan worden verwijderd door inactivatie van de verbindingslijn en heractivatie ervan.

Correct!

53


Welke waarde moet ingevoerd worden voor C0119 ?

Overbrug de ingang en start de motor. Welke foutmelding verschijnt er wanneer de brug onderbroken wordt en wat gebeurt er met de motor? Voor welke toepassing kan deze waarschuwing gebruikt worden?

gebruik nu de volgende instellingen: "PTC Ingang actief" "Opgelet ingesteld" en "Aardingsfoutdetectie niet actief"

C0119= 5___ Correct!

gfedc De verschijnende foutmelding kan niet verder gebruikt worden in de praktijk, het dient enkel als een verwittiging.

gfedcb De motor draait gewoon verder en de frequentieomvormer vermeldt fout OH51.

gfedc De motor staat stil en de frequentieomvormer vermeldt fout OH3.

gfedcb De foutmelding OH51 kan aan een volgend supplementair controlesysteem doorgegeven worden en via verdere gegevensverwerking wordt de aandrijving in een beter gepositioneerde stand gestuurd (vb voor hijstoestellen).

Correct!

Desaktiveer de PTC controle door de waarde C0119 op "0" in te stellen.

54

Industriele aandrijving met Frequentieomvormer Dynamische gegevens

Dynamisch gedrag

Opgaven

Onderzoek de stijging (aanloop of "ramp-up") en daling (uitloop of "ramp-down") van de helling (slope) Instellen van de parameters van de S-helling Weerstandsremmen bij lasten met een groot traagheidsmoment (grote inertie).

Doelstelling

de leerling kan:

Het dynamisch resultaat bestuderen van de aandrijving en nodige overeenstemmende parameters instellen.

55


56


Analyse van de aanloop- en uitloopcurve

Afb. 6.1 Koppel-/toerental-karakteristiek voor aanloop- en uitlooptijden.

Verander de draairichting door gebruik te maken van de rem en de software DynAMA. Voer de meting uit voor de frequenties 50 en 25 Hz engeef beide meetgegevens terug in één grafiek (assenstelsel). Pas als last de bewikkelingsmachine toe (kalendreren) Stel de tijd in op 10 s voor "Online-meting". Neem de volgende instellingen voor de trigger::

Triggervariabele: toerental (0 tr/min) hoek: negative hoek Pre-Trigger: 50%

57


Vergelijk beide metingen en leid hieruit de invloed van codes C0012 und C0013 af. Gebruik hierbij ook de instructies van de handleiding (Hfdst. 7.3), om het resultaat te verklaren.

nmlkji Het huidig toerental heeft geen invloed op de helling van de aanloop- en uitloopcurve. De helling van de curve wordt ingesteld door de codes C0012 und C0013 (tijden voor aanloop en uitloop) en de codeinstelling C0011 van het maximale toerental. De gelijke helling van de diverse toerentallen garandeert dat het dynamisch resultaat uniform is voor alle toerentallen.

nmlkj Het huidig toerental beinvloedt de helling van de aanloop- en uitloopcurve. De helling van de curve wordt ingesteld door de codes C0012 und C0013 (tijden voor aanloop en uitloop). De gelijke helling van de diverse toerentallen garandeert dat het dynamisch resultaat uniform is voor alle toerentallen.

Correct!

58


Instellen van de S-curve

Afb. 6.2 Koppel-/ toerental- grafiek voor aanloop- en uitlooptijden van de S-curves

Stel C0182 (integratietijd S-curve) in op de waarde 2 s. Verander de draairichting met behulp van de rem en de software DynAMA. Voer de metingen uit voor de frequenties 50 en 25 Hz en druk beide resultaten van de metingen af op hetzelfde diagram (assenstelsel). Stel als last de bewikkelingsmachine in (kalandreren). De tijdsinstelling wordt geplaatst op 10 s "online-meting". gebruik de volgende instelling voor de trigger:

Triggervariabele: toerental (0 tr/min) Hellingshoek: negatieve hoek Pre-Trigger: 50%

59


Vergelijk het verloop van helling in dit hoofdstuk met deze van Afb. 6.1 en verklaar de verschillen. Welke zijn de voordelen van de S-curve?

nmlkj In tegenstelling met lineaire curves zijn S-curves afgerond. S-curven maken daardoor een gunstiger afremming en een snellere aanzet mogelijk.

nmlkj Geen enkele.nmlkji In tegenstelling met lineaire curves zijn S-curves

afgerond. S-curven maken daardoor een geleidelijke remming en aanzet mogelijk.

Correct!

60


Weerstandsremmen bij lasten met grote traagheidsmomenten (inertie)

Bij lasten met grote traagheidsmomenten (inertie) zou bij het remmen elektrische energie aan het net dienen teruggeleverd worden ofwel met tussenkomst van een remweerstand omgezet worden in warmte-energie. Bij aandrijvingen met klein vermogen is het gebruik van een remweerstand het meest economische alternatief. De invloed van de remweerstand kan het best aangetoond worden met een vliegwiel (met een ingestelde massa) als last.

Keer de draaizin van de aandrijving om met behulp van de weerstand en de software DynAMA. Voer de meting uit voor een fre quentie van 50 Hz. Stel het verloop van de aflooptijd (vertraging) in op 5 s met parametercode (C0013). Stel het vliegwel (inertie) in als last. Verhoog het traagheidsmoment (inertie) met 5%. Meet de overeenkomstige spanning en remweerstand (remweerstand gezien als belastingskoppel). Stel de tijd in op 10 s "online-meting". Voer volgende instellingen in voor de Trigger:

Triggervariabele: Toerental (0 tr/min) Hellingshoek: negative hellingshoek Pre-Trigger: 50%

61


Afb. 6.3 Toerental en draaimoment voor aanloop- en uitloop-tijd van 5 s; traagheidsmassa (vliegwiel)

Afb. 6.4 Toerental en draaimoment voor aanloop- en uitloop-tijdvan 20s; traagheidsmassa (vliegwiel)

Herhaal de meting voor een vertragingstijd van 20 s

62


Welke invloed heeft de vertragingstijd (ramp time) op de spanning en de remweerstand ?

nmlkji Hoe groter de vertragingstijd, hoe kleiner de spanning is bij de remweerstand. Daar het vermogen evenredig is met het kwadraat van de spanning, zal het remvermogen en de vermogenspiek groter dienen te zijn naargelang de vertragingstijd (ramp time) kleiner is.

nmlkj Hoe groter de vertragingstijd, hoe kleiner de spanning is bij de remweerstand. Daar het vermogen evenredig is met het kwadraat van de spanning, zal het remvermogen en de vermogenspiek groter dienen te zijn naargelang de vertragingstijd (ramptime) groter is.

Correct!

63


64

Industriele aandrijving met Frequentieomvormer Copyright

Copyright © 2007-2008 LUCAS-NÜLLE GmbH.

Deze cursus "Industriële aandrijving met frequentieomvormer" is beschermd tegen copiëren. Alle rechten daartoe zijn voorbehouden. Elke reproductie, in schriftelijke vorm, van dit document of een deel ervan mag onder geen beding zonder schriftelijke toestemming van LUCAS-NÜLLE GmbH gebruikt worden. Dit in welke vorm van fotokopie, microfilm of welke andere methodes ook van omzetting in machinetaal, in het bijzonder dataverwerkingssystemen, blijft de reproductie strikt verboden zonder enige schriftelijke toestemming van Lücas-Nuelle.

De beschreven software wordt geleverd op basis van een algemene licentie of in de vorm van één enkele licentie. Het gebruik of reproductie van de software is enkel toegestaan in strikte overeenkomst volgens de contractuele termen hierbij vermeld.

Indien wijzigingen worden uitgevoerd op een manier niet overeenkomstig de toestemming van LUCAS-NÜLLE GmbH , zal elke productgebonden of producentgebonden klacht niet meer in aanmerking komen betreffende de garantie.

Hartelijk gefeliciteerd ! Je komt nu aan de laatste bladzijde van de cursus. Je hebt de cursus "Industriële aandrijving met frequentieomvormer" beëindigd.

65

16

Lucas-Nülle Lehr- und Meßgeräte GmbHSiemensstraße 2 · D-50170 Kerpen-Sindorf

Telefon +49 2273567-0 · Fax +49 2273567-30

www.lucas-nuelle.de

Cursus Industriële aandrijving met FrequentieomvormerN sterschakeling 1,05A I N driehoekschakeling...

Documents

Transcript of Cursus Industriële aandrijving met FrequentieomvormerN sterschakeling 1,05A I N driehoekschakeling...