Badanie silnika trójfazowego klatkowego zasilanego przez falownik

ZESPÓŁ SZKÓŁ ELEKTRYCZNYCH WE WŁOCŁAWKU
Pracownia Maszyn i Urządzeń Elektrycznych
Temat ćwiczenia:
Badanie silnika trójfazowego klatkowego zasilanego przez falownik
Bezpieczeństwo obsługi.
Aby praca z przemiennikiem była bezpieczna, należy pamiętać, że:
- niezależnie od prędkości obrotowej, wejście zasilające wyjście przemiennika znajdują się na
wysokim potencjale.
- fakt obecności niskiego napięcia wyjściowego / niskiej częstotliwości oznacza, że amplituda
pierwszej harmonicznej napięcia ma niską wartość. Jednakże cały czas na zaciskach
wyjściowych kluczowane jest napięcie rzędu 500 V.
- zabronione jest wykonywanie jakichkolwiek czynności pomiarowo-diagnostycznych
przez
użytkownika.
Wprowadzanie
obcych potencjałów pochodzących np: z
sondy oscyloskopu, miernika cyfrowego itp. prowadzić może do uszkodzenia przemiennika
jak również użytych przyrządów.
- zarówno przy załączonym jak i odłączonym napięciu zasilania nie wolno dotykać obwodów
wewnętrznych przemiennika. Zastosowane elementy CMOS wrażliwe są na elektryczność
statyczną.
- przemiennik i maszyna muszą być uziemione/zerowane.
Przed pierwszym załączeniem napięcia sieci zasilającej przemiennik należy upewnić
się, że :
- przewody zasilające są dołączone do zacisków listwy oznaczonych literami R, S, T. Nie jest
konieczne zachowanie odpowiedniej kolejności faz wejściowych. Przewody zasilające
maszynę dołączone są do zacisków listwy oznaczonych symbolami U, V, W.
- zacisk uziemienia dołączono do PE. (Pełni on funkcję ochronną, oraz stanowi element filtru
przeciwzakłóceniowego ).
- wirowanie maszyny nie spowoduje zagrożenia dla personelu oraz, że wybrano prawidłowy
kierunek wirowania
- dokonano stosownych nastaw trybu pracy, źródła zadającego, zakresu częstotliwości
wyjściowej oraz czasów rozruchu i hamowania.
UWAGI:
- Pierwsze włączenie napięcia zasilającego powinno odbywać się przy odłączonej maszynie.
Sprawdzić, czy przemiennik poprawnie reaguje na sekwencję rozruchową oraz sygnały
zadające.
- standardowa maszyna indukcyjna może pracować powyżej swojej częstotliwości
znamionowej, jednakże w obszarze tym występuje spadek wartości momentu obrotowego.
- podczas pracy poniżej częstotliwości znamionowej należy pamiętać o obniżonej zdolności
autonomicznego chłodzenia maszyny.
dla zastosowań wymagających częstego używania funkcji START/STOP zamiast stycznika
sieciowego należy wykorzystać funkcje START/STOP realizowane elektronicznie.
Badanie silnika trójfazowego klatkowego zasilanego przez falownik
Strona 1 z 5
ZESPÓŁ SZKÓŁ ELEKTRYCZNYCH WE WŁOCŁAWKU
Pracownia Maszyn i Urządzeń Elektrycznych
Legenda komunikatów
Komunikat
Legenda
Przyczyna, sposób postępowania
MAINS FAULT
Zanik faz/fazy zasilania
sieciowego
Opcja 1 : odłączyć i po ok. 5 s
ponownie załączyć napięcie
zasilania.
Opcja 2: skasować blokadę przy
użyciu wejścia "RST". Opcja 3:
dołączyć na stałe sygnał+15V do
wejścia "RST". Krótkotrwały zanik
fazy zasilającej nie spowoduje
wyłączenia pracy pod warunkiem,
że liczba tych stanów nie
przekroczy 3 w okresie ostatnich 5
minut. Powyżej tej wartości
konieczna jest opcja 1 lub
odłączenie i ponowne dołączenie
sygnału +15 V do wejścia "RST"
(RESET).
UNDERVOLTAGE
Zbyt niska
napięcia sieci.
O VERVOŁTAGE
Zbyt wysoka wartość
napięcia w obwodzie
pośredniczącym
Zbyt intensywny zwrot energii z
maszyny podczas
hamowania. Zwiększyć czas
hamowania, następnie opcja 1 j.w
OVERCURRENT
Przekroczenie prądu
maksymalnego mostka mocy
przemiennika lub brak dołączenia
zacisku PE (brak filtracji).
a) zwarcie lub doziemienie faz
wyjściowych . Po usunięciu
przyczyny opcja l j. w.
b) jeśli podczas nawrotu, zwiększyć
czas hamowania
Występowanie tego stanu przy
odłączonej maszynie sugeruje
uszkodzenie przemiennika.
IxtFAULT
Przeciążenie maszyny.
OYERTEMPERAFURE
Przekroczenie dopuszczalnej
temperatury modułów mocy
(85±5°C)
Jeśli podczas rozruchu pojawia się
sygnalizacja przeciążenia "OVL", a
następnie blokada pracy, zwiększyć
czas rozruchu lub zmniejszyć
intensywność funkcji "BOOST"
Jeżeli "OVL" występuje w stanie
statycznym, należy zmniejszyć
obciążenie maszyny. Działanie
blokady przy I. == l ,5 In występuje
po 30 s.
Polepszyć warunki oddawania
ciepła przez radiator.
, wartość
Badanie silnika trójfazowego klatkowego zasilanego przez falownik
Jak wyżej
Strona 2 z 5
ZESPÓŁ SZKÓŁ ELEKTRYCZNYCH WE WŁOCŁAWKU
Pracownia Maszyn i Urządzeń Elektrycznych
LOAD FAULT
Zbyt wysoka asymetria obciążenia
faz wyjściowych przemiennika.
2xlnom EXCEEDED
Przekroczenie wartości prądu
wyjściowego przemiennika 2xldn
w czasie powyżej O, l s.
Przerwa w fazie zasilającej
maszynę lub uszkodzone uzwojenie
maszyny. Zadziałanie, gdy różnica
wartości skutecznych prądów w
dwu dowolnych fazach przekroczy
140% dla wykonań 0002 0003 i
0004 oraz 60% dla wykonań 0006
0007 i 0009.
Zbyt gwałtowny przyrost
obciążenia do wartości powyżej l ,5
obciążenia znam.
Legenda komunikatów na panelu przednim.
AMT-X.X kW READY- ogłoszenie gotowości do pracy oraz identyfikacja mocy znamionowej maszyny
INITIALIZING, sygnalizacja inicjacji działania elektroniki sterującej po załączeniu napięcia sieci
RUN INBIBIT, oczekiwanie na sekwencje rozruchową,
LOWSPEER zerowa wartość częstotliwości wyjściowej
ACC rozruch
DEC hamowanie.
OVL przeciążenie.
MAINS FAULT- zanik fazy zasilania sieciowego .
UNDERVQLTAGE- zbyt niska wartość napięcia sieciowego.
OVERVOLTAGE- przepięcie w obwodzie pośredniczącym
OVERCURRENT- przetężenie
Ixt FAULT- blokada przeciążeniowa
(WERTEMFERATURE-przegrzanie mostka.
LOAD FAULT przerwa w fazie zasilającej maszynę.
1. Dane znamionowe falownika
Un=
P n=
Idn=
f=
2. Uruchomienie układu
2.1 schemat układu pomiarowego
Badanie silnika trójfazowego klatkowego zasilanego przez falownik
Strona 3 z 5
ZESPÓŁ SZKÓŁ ELEKTRYCZNYCH WE WŁOCŁAWKU
Pracownia Maszyn i Urządzeń Elektrycznych
Pierwsze włączenie napięcia zasilającego powinno odbywać się przy odłączonej
maszynie. Sprawdzić, czy przemiennik poprawnie reaguje na sekwencję rozruchową oraz
sygnały zasilające. Po załączeniu napięcia zasilającego przemiennik oczekuje na
wprowadzenie sekwencji rozruchowej., polegającej na wymuszeniu stanów "STOP" i
"START1 przyciskiem na płycie czołowej. Jeśli w chwili załączenia napięcia przycisk
znajdował się w pozycji "START", na wyświetlaczu pojawi się komunikat "RUN INHIB1T' i
następuje oczekiwanie na sekwencje rozruchową . Należy wówczas wcisnąć przycisk "STOP"
i następnie "START". Gotowość przemiennika do pracy sygnalizowana jest komunikatem
"AMT-X.X„kW READY", gdzie X.X. oznacza moc znamionową maszyny do współpracy z
przemiennikiem. Po wybraniu funkcji "START" przemiennik wyświetla aktualną wartość
częstotliwości wejściowej lub "LOW SPEED" - jeśli zadano zerową jej wartość.
Zmianę kierunku wirowania silnika uzyskuje się przy pomocy przycisku "FOR/REY"
("FOR."- w prawo, "REV"- w lewo).
W trakcie rozruchu na wyświetlaczu pojawia się dodatkowy komunikat "ACC", w trakcie
hamowania "DEC". Natomiast przekroczenie prądu znamionowego maszyny sygnalizowane
jest komunikatem "OVL".
W trakcie pracy przemiennika wyświetlacz wskazuje aktualną wartość częstotliwości
wyjściowej.
Przy występowaniu stanu awaryjnego następuje blokada pracy przemiennika^ a na
wyświetlaczu pojawia się komunikat identyfikujący ten stan.
Po zadziałaniu blokady przeciążeniowej Ixt należy odczekać do momentu obniżenia się
temperatury maszyny, gdyż podczas wyłączenia przemiennika kasowany jest stan
elektroniczny przekaźnika termicznego. Nie spełnienie tego warunku spowoduje spadek
skuteczności ochrony termicznej i może doprowadzić do uszkodzenia maszyny.
Uszkodzenie bezpiecznika sugeruje nieprawidłowość w funkcjonowaniu przemiennika.
O awarii bezpiecznika należy niezwłocznie zgłosić nauczycielowi prowadzącemu.
3. Rozruch silnika za pomocą falownika.
Załączyć falownik. Dokonać regulacji prędkości obrotów wirnika od 0 do wartości
maksymalnej i odwrotnie. Dokonać zmiany kierunku wirowania i powtórzyć regulację
prędkości . Ustalić określoną prędkość oraz zmienić kierunek obrotu dla tej prędkości.
Rozruchu dokonujemy bez obciążenia. Odczytać wskazania przyrządów przy różnych
wartościach prędkości obrotowej, a następnie wpisać do tabeli.
3.1 Tabelka pomiarowa
f
U
n
Pi
P2
P
IR
Is
IT
Hz
W
W
W
A
A
A
V
obr/min
zakres częstotliwości od 30Hz ( 10 pomiarów)
Badanie silnika trójfazowego klatkowego zasilanego przez falownik
Strona 4 z 5
ZESPÓŁ SZKÓŁ ELEKTRYCZNYCH WE WŁOCŁAWKU
Pracownia Maszyn i Urządzeń Elektrycznych
Na podstawie pomiarów wykreślić charakterystykę rozruchową przedstawiającą zależność
prędkości obrotowej od częstotliwości.
n = f (f ), M = 0
4. Zdjęcie charakterystyk mechanicznych przy różnych częstotliwościach.
Załączyć układ. Ustawić określoną częstotliwość dla której dokonać siedmiu pomiarów dla
siedmiu różnych wartości obciążenia. Obciążenia dokonać hamulcem indukcyjnym. Pomiary
wykonujemy dla trzech różnych częstotliwości. Wyniki wpisać do tabeli.
4.1 Tabelka pomiarowa
f
U
n
PI
PII
P1
IR
Is
IT
I
F
L
M
P2
η
Hz
W
W
A
A
A
A
kG
m
kGm W
-
V
obr/mi W
n
Pomiaru dokonujemy przy trzech wartościach częstotliwości. Dla każdej z częstotliwości
dokonujemy siedmiu pomiarów dla siedmiu różnych wartości obciążenia ustalonych na
hamulcu indukcyjnym.
Na podstawie pomiarów wykreślić charakterystykę obciążenia (przedstawiającą
zależność prędkości obrotowej od obciążenia). Charakterystykę wyznacza się przy
stałym napięciu oraz częstotliwości. Zmienia się tylko obciążenie.
n = f(M),U = const, f = const, M - var
5. Wzory i objaśnienia.
P1=PI+PII
M=F x L
η= P2/P1
P2=l,027 x n x M
IR, Is, IT - wartości prądów poszczególnych faz [A]
I
- wartość średnia prądu pobieranego z sieci [A]
P1
- moc pobrana z sieci przez silnik [W]
P2
- moc na wale silnika [W]
n
- prędkość obrotowa silnika [obr/min]
f
- częstotliwość [Hz]
L
- długość ramienia hamulca [m]
F
- siła [Kg]
η
- sprawność
Badanie silnika trójfazowego klatkowego zasilanego przez falownik
Strona 5 z 5