pdf 187kB - Enel Gliwice
Transkrypt
pdf 187kB - Enel Gliwice
E N E L Sp.z o.o. 44-101 Gliwice ul. Gen. J. Sowińskiego 3. tel. 37-62-68, tel/fax 37-62-69 e-mail: [email protected] www.enel-gliwice.pl Opis Przemiennika Częstotliwości typu FNTE 180-270. 1. Ogólny opis przemiennika. (wersja FAL_lcdnis2 . s32) Przemienniki FNTE 180-270 stanowią kolejne rozwinięcie produkowanych przez firmę ENEL od kilku lat przemienników tranzystorowych. W nowym wyrobie wprowadzono technologię montażu z płytami warstwowymi. Pozwoliło to zmniejszyć wymiary przemiennika, oraz poprawić niezawodność wyrobu. Wprowadzone są do produkcji przemienniki nowej generacji w następujących wielkości: Typ przemiennika Moc wyjściowa pozorna [ kVA] Prąd wyjściowy In [A] Maksymalna łączna moc silników [ kW ] FNT - 180 180 273 132 kW FNT - 220 240 334 160 kW FNT - 270 270 410 200 kW Podstawowe dane techniczne przemienników FNTE: 1. Zakres częstotliwości wyjściowej 2. Przeciążalność prądowa 3. Napięcie zasilania 4. Napięcie wyjściowe 5. Zasada przetwarzania 1 Hz do 99.9Hz 1.5 In 60 s. 3 x 380V ( + 10% - 15% ) 0 - 380V Modulacja szerokości impulsów. wektorowa lub wektorowa-stochastyczna 3 do 4 kHz ( 1 do 2 kHz lub 2-3 kHz) 6. Częstotliwość przetwarzania 7. Sygnały częstotliwości zadanej: 7.1 Wejście napięciowe 0 - 10 V 7.2 Wejście prądowe 4 - 20 mA ( 0-20 mA ) 7.3 Wejście szeregowe RS 485 (lub wg. uzgodnionego standardu). 8. Zabezpieczenia wewnętrzne: 8.1 Przed zanikiem lub obniżeniem napięcia zasilania i asymetrią. 8.2 Przed nadmiernym wzrostem napięcia zasilania. 8.3 Przed zwarciem na zaciskach wyjściowych przemiennika. 8.4 Przed zwarciem doziemnym. 8.5 Przed zanikiem lub osłabieniem systemu wentylacji przemiennika. 8.6 Przed przeciążeniem silnika. 9. Sygnalizacja stanów pracy i awarii. 9.1 Sygnalizacja zasilania przemiennika. 9.2 Sygnalizacja gotowości do pracy (styk zwierny) 9.3 Sygnalizacja poprawnej pracy przemiennika ( styk zwierny ) 9.4 Sygnalizacja wyłączenia awaryjnego ( styk zwierny + informacja o przyczynie wyłączenia ). 9.5 Wyprowadzony sygnał prądowy proporcjonalny do częstotliwości wyjściowej przemiennika zaciski 11-3 listwy X2 (0 mA = 0 Hz 20 mA=Fmax) lub ( 4 - 20 mA ). 2. Podłączenie oraz sterowanie przemiennika. Sposób podłączenia obwodów głównych i sterujących do przemiennika pokazują rysunki FNTE 180-270/1 i 2. Podłączenie zasilania i wyjścia wykonać przewodami giętkimi gdyż do takich przewodów dostosowane są zaciski wejściowe i wyjściowe. 2.1 Układ załączania przemiennika. Przemiennik FNTE można sterować dwoma sposobami. 1. W układzie połączeń jak na rysunku FNTE 180-270 / 1 załączenie odłącznika Q1 powoduje zasilenie obwodów sterowania przemiennika ( zaciski 1L1-1L2 ). Włączona zostaje do pracy przetwornica zasilacza i uruchomiony system sterowania mikroprocesorowego. Zwarty zostaje styk gotowość. Do obwodu głównego przemiennika nie jest podane napięcie. Załączenie przemiennika do pracy następuje po podaniu napięcia na przekaźnik K2 znajdujący się na płycie zasilacza i obwodów wejściowych. Załączenie przekaźnika K2 powoduje załączenie stycznika głównego SG ( rys. FNTE 180-270 /1 ) i stycznika zwieracza K10. W przypadku braku innych podłączeń ( omówionych w dalszym ciągu opisu ) załączenie przekaźnika K2 powoduje że przemiennik znajduje się w stanie zatrzymania. Załączenie przekaźnika K2 następuje gdy: - zwarty zostanie zacisk 18 i 20 na listwie X2. w tym przypadku załączenie i wyłączenie przemiennika odbywa się jednym stykiem zewnętrznym. - zastosowane zostaną dwa przyciski zwierny ZAŁ i rozwierny WYŁ zgodnie ze schematem na rysunku FNTE 180-270 / 2. Zestyk podtrzymujący włączony jest pomiędzy zaciski 19 i 20 listwy X2. UWAGA Zaciski 1 do 20 listwy X2 w znacznej części przyłączone są do potencjału 0V i 12V zasilacza wewnętrznego przemiennika, dlatego niedozwolone jest przyłączanie styków sterujących podłączonych do potencjałów zewnętrznych. 2 Załączanie poprzez zwieranie zacisków 18 i 20 zaleca się w tym przypadku gdy przemiennik powinien się załączać samoczynnie po chwilowym zaniku napięcia zasilania. 2. Przemiennik można załączać również poprzez bezpośrednie podanie napięcia zasilania na zaciski wejściowe przemiennika ( L1,L2,L3,N). W tym przypadku załączanie stycznika podającego napięcie odbywa się poza przemiennikiem i wiele z opcji wykorzystywanych przy sterowaniu zgodnie z rys. FNTE 180-270 / 1 nie może być wykorzystanych. W tym przypadku można zewrzeć zaciski 18-20 i start przemiennika następuje automatycznie po podaniu napięcia na przemiennik, lub też przekaźnikiem K2 sterować dodatkowo załączaniem i wyłączaniem przemiennika. UWAGA: Należy połączyć zaciski L1 z 1L1 i L2 z 1L2 w celu podania napięcia na układ sterowania 2.2 Blokada technologiczna Uruchomienie przemiennika wymaga zwarcia zacisków 15 i 16. Jest to wejście pozwalające na zatrzymanie przemiennika ( nie wyłączenie ) po rozwarciu tych zacisków. Zatrzymanie to nie jest traktowane jako wyłączenie awaryjne. Po ponownym zwarciu zacisków 15 i 16 następuje uruchomienie przemiennika. 2.3 Układu hamowania elektrycznego. Układ hamowania elektrycznego jest w tej wersji przemiennika integralnie związany z pozostałymi podzespołami przemiennika. Wewnętrzny układ hamowania jest przystosowany do hamowania z mocą chwilową traconą na rezystorze zewnętrznym do 15 kW. Można zatem podłączyć rezystor zewnętrzny o wartości minimalnej 30 Ω. Zapewnia to poprawne hamowanie elektryczne wszystkich typowych napędów jak wentylator, dźwignica i inne. W przypadkach skrajnych ( np. napęd samotoków hutniczych ) gdzie wymagane są bardzo małe czasy hamowania i moc chwilowa oddawana do rezystora musi być większa od 15 kW konieczne jest stosowanie zewnętrznego układu hamowania elektrycznego. 2.4 Wybór kierunku obrotów. Wybór kierunku obrotów następuje poprzez zwarcie zacisków 6 i 7 dla jednego kierunku obrotów lub zacisków 7 i 8 dla drugiego kierunku obrotów. Brak zwarcia pomiędzy zaciskami 6,7 i 7,8 powoduje zatrzymanie przemiennika. Zatrzymanie pracującego przemiennika po rozwarciu zestyków LEWO lub PRAWO następuje wg. następującego cyklu: - po rozwarciu zestyku rozpoczyna się zmniejszanie częstotliwości wyjściowej, zgodnie z nastawioną szybkością zmian częstotliwości przy opadaniu, do częstotliwości nastawionej minimalnej, - po osiągnięciu minimalnej częstotliwości przemiennik zostaje zatrzymany. - jeżeli w trakcie zmniejszania częstotliwości wyjściowej nastąpi ponowne załączenie styku LEWO lub PRAWO to układ albo powróci do częstotliwości zadanej w tym samym kierunku ( gdy załączony styk jest zgodny z kierunkiem obrotów), lub wykona nawrót do częstotliwości zadanej w kierunku przeciwnym. 3 Natychmiastowe przełączenie zestyków LEWO - PRAWO lub odwrotnie, powoduje wykonanie płynnego nawrotu silnika bez zatrzymywania przemiennika. Podobnie zachowuje się układ, gdy np. przy załączonym zestyku PRAWO zostanie załączony zestyk LEWO a następnie rozłączony zestyk PRAWO. W momencie rozłączenia zestyku PRAWO silnik wykona nawrót zmniejszając częstotliwość do zera a następnie rozpocznie rozruch w kierunku przeciwnym, do częstotliwości zadanej z jednego z wejść. Uruchomienie przemiennika następuje więc wtedy gdy: 1. Zwarte są zaciski 15, 16 ( blokada technologiczna ), 2. Załączony jest przekaźnik K2 , 3. Wybrany jest kierunek obrotów silnika. Uruchomienie przemiennika oznacza rozruch silnika do zadanej częstotliwości. Zatrzymanie przemiennika następuje gdy: 1. Rozwarte zostaną zaciski 15 i 16 - jest to zatrzymanie natychmiastowe lub 2. Rozwarte zostaną zaciski wyboru kierunku - jest to zatrzymanie po uprzednim zmniejszeniu częstotliwości wyjściowej do minimalnej. Zatrzymanie przemiennika oznacza wyłączenie impulsów sterujących tranzystorami falownika i utrzymywanie napięcia wyjściowego równego zero. Stycznik zasilania (zaciski 27- 28) jest w tym stanie pracy załączony i obwód główny przemiennika znajduje się pod napięciem. Stan zatrzymania jest sygnalizowany literą "H" na wyświetlaczu W4. Wyłączenie przemiennika następuje po wyłączeniu przekaźnika K2 niezależnie od stanu zwarcia lub rozwarcia innych zacisków. Wyłączenie przemiennika oznacza wyłączenie stycznika głównego i pozbawienie obwodów głównych przemiennika napięcia, w przypadku zainstalowania stycznika głównego jak na rys. FNTE 180-270 / 1. 2.5 Wejście napięciowe. Sygnał napięciowy 0-10V podawany jest na zaciski 2, 3. Można również przyłączyć potencjometr zgodnie z rysunkiem FNTE 180-270 / 2. Rezystancja wejściowa pomiędzy zaciskami 2 i 3 wynosi Rwej = 1kΩ. Napięciu 0V odpowiada częstotliwość nastawiona minimalna Fmin, zaś napięciu 10V odpowiada częstotliwość nastawiona maksymalna Fmax.. Wartości tych częstotliwości ustawia się w trakcie ustawiania parametrów pracy przemiennika. 2.6 Wejście prądowe. Sygnał prądowy 4 - 20 mA lub 0 -20 mA wprowadzany jest na zaciski 4,5 listwy X2. Rezystancja wejściowa pomiędzy zaciskami 4 i 5 wynosi: Rwej = 200 Ω Podobnie jak dla wejścia napięciowego wartościom: 4 mA ( 0 mA ) odpowiada częstotliwość nastawiona minimalna Fmin 20 mA odpowiada częstotliwość nastawiona maksymalna Fmax. 4 2.7 Wybór wejścia zadającego częstotliwość. Do wyboru wejścia zadającego częstotliwość służą zaciski 12,13,14. Rozwarcie tych zacisków powoduje że częstotliwość jest czytana z wejścia napięciowego. Zwarcie zacisków 11 - 12 powoduje że częstotliwość jest zadawana z wejścia prądowego. Zwarcie zacisków 10 - 11 powoduje że częstotliwość jest zadawana z wejścia szeregowego. Sposób sterowania przy pomocy wejścia szeregowego jest opisany w oddzielnym rozdziale. 2.8 Dyskretne zadawanie częstotliwości. Częstotliwość wyjściową przemiennika można również zadawać w inny sposób 1k0 X2 1 1k0 2 Z+ 3 12 13 14 Z- Rysunek powyżej pokazuje podłączenie listwy X2 dla sterowania dyskretnego. Należy w tym przypadku połączyć: - Zaciski 12 i 13 i 14. - pomiędzy zaciski 1-2 oraz 2-3 wprowadzić rezystory o wartości 1 kΩ, co powoduje, że na zacisku 2 pojawia się potencjał około 5V. - pomiędzy zaciski 1-2 oraz 2-3 wprowadzić styki sterujące częstotliwością pracy przemiennika. Po załączeniu przemiennika do pracy ( zwarte zaciski wyboru kierunku i blokady technologicznej i załączony przekaźnik K2 ) przemiennik rozpocznie pracę z częstotliwością minimalną ustawioną w procedurze nastawy parametrów ( punkt 3 opisu ). Naciśnięcie przycisku Z+ spowoduje wzrost częstotliwości ze stromością ustawioną w procedurze nastawy parametrów. Zwolnienie przycisku Z+ kończy proces narastania częstotliwości. Przemiennik pracuje z częstotliwością ustaloną. Naciśnięcie przycisku Z- spowoduje zmniejszanie częstotliwości wyjściowej ze stromością zgodną z szybkością ustawioną w procedurze nastawy parametrów. Zwolnienie tego przycisku kończy proces zmniejszania częstotliwości. Po wyłączenie przemiennika ( normalnym lub awaryjnym ) ostatnia częstotliwość pracy zostaje zapamiętana i po ponownym załączeniu przemiennik startuje do częstotliwości zapamiętanej uprzednio, lub też przemiennik ponownie uruchamia się do częstotliwości minimalnej Fmin. Sposób pracy po załączeniu jest ustawiany parametrem ( A-7). 5 3. Ustawianie parametrów pracy przemiennika. Do ustawiania parametrów pracy przemiennika, sygnalizacji i odczytu wielkości wewnętrznych służy płyta sterująca. W omawianym typie przemiennika możliwe jest wykorzystanie dwóch rodzajów płyty sterującej. Płyty z wyświetlaczem graficznym LCD oraz płyty z wyświetlaczami LED. Rozmieszczenie podstawowych elementów na płytce z wyświetlaczami LED przedstawia rys. FNTE 180-270 / 4, zaś na płycie z wyświetlaczem LCD rysunek FNTE 180-270 / 41. Na płycie z wyświetlaczami LED znajdują się następujące elementy: 1. Trzycyfrowy wyświetlacz (W1-W3) informujący o wartości wyświetlanej wielkości. ( cyfry pomarańczowe ). 2. Wyświetlacz W4 informujący o rodzaju wielkości wyświetlanej (cyfra zielona ). 3. 8 diod LED informujących o stanie pracy układu. 4. 8 klawiszy służących do nastawiania parametrów pracy, ustawiania wielkości wyświetlanej itp. Zmiana ustawionych parametrów pracy przemiennika możliwa jest wtedy gdy do przemiennika podane jest zasilanie, ale przemiennik nie jest załączony ( rozwarte zaciski 18-20 na X2). W tym stanie pracy system mikroprocesorowy przemiennika jest zasilany, a o poprawności pracy systemu świadczy zapalona cyfra " 0 " ( zielona ) na wyświetlaczu W4. Po naciśnięciu a następnie puszczeniu klawisza NASTAWA układ przechodzi do stanu nastawy parametrów co jest sygnalizowane wyświetleniem znaku grupy parametrów ( A, b, c, d ) na wyświetlaczu W4, zaś wyświetlacze W1-W3 są wygaszone. Klawiszami „WYBÓR + ” i „WYBÓR- ” zmienia się grupę parametrów. Zagłębianie się w daną grupę parametrów następuje po naciśnięciu klawisza „NASTAWA” zaś wyjście na wyższy poziom nastawiania parametrów następuje po naciśnięciu klawisza „WPIS”. Zmiana numeru parametru następuje klawiszami „WYBÓR+” i „WYBÓR-”. Klawiszami (+) i (-) zmniejsza się lub zwiększa wartość parametru na wyświetlaczu W1-W3. Rysunek T_1 ilustruje sposób nastawiana parametrów przemiennika. Po wejściu do procedury nastawy parametrów, jeżeli procesor nie stwierdza żadnych operacji na klawiszach tzn. przez okres około 40s nie następują żadne zmiany rodzaju lub wartości wielkości nastawianej, cyfra na wyświetlaczu W4 zaczyna pulsować, sygnalizując stan oczekiwania na dalszy ciąg procesu nastawiania parametrów lub na wyjście z tej procedury. Układ samodzielnie nie wychodzi z procedury nastawy parametrów. Nastawione wartości są wpisywane do pamięci EEPROM systemu mikroprocesorowego po naciśnięciu klawisza WPIS przy wyjściu z procedury „Zmiana wartości parametru” ( rys. T_1). UWAGA: W celu prawidłowego zapisania parametrów do pamięci należy klawisz WPIS nacisnąć przez czas około 2s. 6 Tabela poniżej opisuje wszystkie ustawiane parametry przemiennika. Znak na wyświetlaczu Wielkość nastawiana. Nazwa parametru Grupa _ A Parametry związane z zadawaniem częstotliwości A_0 - częstotliwość minimalna pracy przemiennika Fmin ( zakres 1..50 Hz ) Jest to częstotliwość minimalna osiągana przy normalnej pracy przemiennika podczas sterowania z jednego z wejść sterujących. Podczas uruchamiania przemiennika silnik startuje od częstotliwości 1Hz do częstotliwości nastawionej niezależnie od nastawionej częstotliwości minimalnej. nmin A_1 nmax A_2 dn/dt_g A_3 dn/dt_d A_4 - częstotliwość maksymalna pracy przemiennika Fmax ( zakres 31.0..99.9 Hz ) Jest to częstotliwość maksymalna jaką osiągnie napięcie wyjściowe przemiennika dla maksymalnych wartości parametrów sterujących tzn. 10V dla wejścia napięciowego i 20 mA dla wejścia prądowego. W przypadku sterowania łączem szeregowym żądanie osiągnięcia większej częstotliwości od Fmax będzie traktowane jako błąd transmisji. - szybkość narastania częstotliwości wyjściowej przemiennika ( zakres 1..255s ) Ustawiany jest czas zmiany częstotliwości wyjściowej o 50 Hz w (s). - szybkość zmniejszania częstotliwości wyjściowej ( zakres 1..255s ) Ustawiany jest czas zmiany częstotliwości wyjściowej o 50 Hz w (s). - górna granica częstotliwości zabronionej ( zakres 0 .. 99.9 Hz ) nzabr_g A_5 nzabr_d - dolna granica strefy częstotliwości zabronionej ( zakres 0 .. 99.9 Hz ) Parametry A_4 i A_5 wyznaczają strefę częstotliwości w której przemiennik nie pracuje w stanie ustalonym. 7 A_6 fzad_w% A_7 styk_zapis A_8 we_fzad A_9 wy_fzad Grupa _ b (B) b_0 typ_ch-ki b_1 dn_dt_rozr b_2 f_start b_3 czas_ut - zmiana wyświetlanej wielkości ( zakres 000 lub 001 ) 000 - częstotliwość wyświetlana w Hz, 001 - częstotliwość wyświetlana w % w stosunku do 50 Hz. - start przy sterowaniu dyskretnym ( zakres 000 lub 001 ) 000 - start do częstotliwości Fmin 001 - start do częstotliwości ustawionej w chwili wyłączenia - format wejścia prądowego ( zakres 000 lub 001 ) 000 - wejście prądowe 4..20 mA 001 - wejście prądowe 0..20 mA 4 mA = Fmin 20 mA = Fmax 0 mA = Fmin 20 mA = Fmax - format wyjścia prądowego ( zakres 000 lub 001 ) 000 - wyjście prądowe 4..20 mA 4 mA = 0 Hz 20 mA = Fmax 001 - wyjście prądowe 0..20 mA 0 mA = 0 Hz 20 mA = Fmax Parametry związane z charakterystyką sterowania Uzad=f{Fzad} - typ charakterystyki U = f {F} ( zakres 000 lub 001 ) 000 - charakterystyka ustawiana U = f {F} 001- charakterystyka paraboliczna ( określona przez b_2 i b_6 oraz b_5 ) - szybkość narastania napięcia dla częstotliwości startowej od wartości minimalnej do napięcia ustawianego parametrem b_6 ( zakres 0..255 co odpowiada 750..3 V/s ) - częstotliwość startowa przemiennika ( zakres 1.0..10.0 Hz ) dla Fmin > 2.6 Hz f_start = 2,6 Hz , dla Fmin< 2,6 parametr ten równy jest częstotliwości Fmin. Parametr f_start > 2,6 Hz ustawia się dla napędów z momentem aktywnym ( dźwignice ). - czas oczekiwania na częstotliwości startowej w czasie rozruchu ( zakres 1.0..10.0 s ) Jest to czas w którym powinny się ustalić parametry elektromagnetyczne silnika zasilanego z przemiennika, przed właściwym rozruchem. 8 b_4 - częstotliwość załamania charakterystyki U= f{F} ( zakres 5.0..30.0 Hz ) f_srod b_5 -częstotliwość znamionowa silnika ( zwykle 50 Hz ) ( zakres 40..99.9 Hz ) f_konc b_6 - wartość napięcia dla częstotliwości startowej ( zakres 16..182V ) u_pocz b_7 u_srod b_8 start_lot b_9 u_start_wen b _ 10 czas_spz b _ 11 ilosc_spz b _ 12 stab_u - wartość napięcia dla punktu załamania charakterystyki ( zakres 30..304V ) Jest to wartość napięcia dla częstotliwości załamania charakterystyki ( b_4) - start z wirującym wirnikiem silnika ( „ start lotny ” ) ( zakres 000 lub 001 ) 000 - start od częstotliwości startowej 001 - start lotny przemiennika ( ustawiać tylko dla przemiennika z hamulcem ) - wartość napięcia dla maksymalnej częstotliwości przeszukiwania w trakcie startu lotnego ( zakres 30..60V ) parametr ważny tylko dla b_8 = 001. - czas pomiędzy kolejnymi SPZ ( zakres 2..120 s ) Jest to czas pomiędzy wyłączeniem awaryjnym a kolejnym załączeniem po ustaniu przyczyny wyłączenia. - ilość wykonywanych SPZ po wyłączeniu awaryjnym ( zakres 0..3 ) Po wykonaniu ustawionej ilości samoczynnych załączeń przemiennik wyłączy się z sygnalizacją wyłączenia awaryjnego - stabilizacja napięcia wyjściowego przemiennika ( zakres 000 lub 001 ) 000 - napięcie wyjściowe przemiennika jest stabilizowane Uwyj = Uzad 001 - wartość napięcia wyjściowego jest zależna od napięcia zasilania przemiennika 9 b _ 13 upocz_h b _ 14 uśrod_h b _ 15 ukonc_h Grupa _ c (C) c_0 imax1 c_1 imax2 c_2 - obniżenie początku charakterystyki U = f{F} dla częstotliwości startowej przy hamowaniu. ( zakres 0-60V ) Jest to parametr określający wartość o jaką obniży się napięcie wyjściowe silnika przy hamowaniu. Dla większości napędów parametr ten można ustawić jako = 0. W przypadku konieczności bardzo szybkiego hamowania obiektów o dużym momencie bezwładności należy obniżyć napięcie na zaciskach silnika przy hamowaniu w celu obniżenia chwilowej wartości strumienia głównego silnika i obniżenia prądu silnika przy hamowaniu. - obniżenie charakterystyki U = f {F} dla punktu załamania charakterystyki ( częstotliwość f środ) przy hamowaniu ( zakres 0 – 91V ) ( jak b_13 ) - obniżenie charakterystyki U = f{F} dla częstotliwości końcowej charakterystyki ( częstotliwość f_konc ) przy hamowaniu ( zakres 0 – 121 V ) Parametry związane z ograniczeniem prądowym - wartość długotrwałego ograniczenia prądowego ( zakres 20..220 A lub 5..55 A lub 40..440 A ) Jest to maksymalny długotrwały prąd wyjściowy przemiennika dobierany ze względu na długotrwałą obciążalność silnika zasilanego z przemiennika - wartość prądu chwilowego przeciążenia silnika ( zakres 30..240 A lub 6..60 A lub 60..480 A ) Jest to prąd chwilowego ( 1 minuta ) przeciążenia przemiennika w stanach przejściowych - częstotliwość załamania charakterystyki ograniczenia prądowego ( zakres 0..50 Hz ) f_imax1 c_3 imax1min - wartość prądu ograniczenia prądowego częstotliwości minimalnej ( zakres 20..220 A lub 5..55 A lub 40..440 A ) Jest to prąd ograniczenia prądowego dla częstotliwości ustawionej parametrem A_0 c_3 =0 ustawia stałą wartość ograniczenia prądowego 10 c_4 male_fal Grupa _ d (D) d_0 nr_obiektu d_1 szybk_trans d_2 częst_przeł d_3 mod_stoch d_4 fal_500V d_5 blok_wpis - wielkość przemiennika ( zakres 000 lub 001 lub 002 ) 000 - przemienniki o prądzie < 220 A 001 - przemienniki o prądzie < 50 A 002 - przemienniki o prądzie > 220 A Parametry systemowe - numer przemiennika jako obiektu sterowania nadrzędnego ( zakres 0..99 ) 0 - sterowanie z regulatora RP-05 1..99 numer przemiennika dla sterowania z komputera nadrzędnego - szybkość transmisji łącza szeregowego ( zakres 1200 do 19200 ) 1.2 - 1200 bodów 19.2 - 19200 bodów - średnia częstotliwość przełączeń przemiennika ( zakres 000 lub 001 lub 002 ) 000 - częstotliwość niska 1 do 2 kHz 001 - częstotliwość średnia 2.0 do 3.0 kHz 002 - częstotliwość wysoka 3.0 do 4.0 kHz - rodzaj modulacji PWM ( zakres 000 lub 001 ) 000 - modulacja „zwykła” ( stała częstotliwość przełączeń ) 001 - modulacja stochastyczna ( o zmiennym okresie przełączeń ) - wartość napięcia zasilania przemiennika ( zakres 000 lub 001 ) 000 - napięcie zasilania 380 V 001 - napięcie zasilania 500 V - blokada zmian wartości wybranych parametrów ( zakres 000 lub 001 ) 000 - blokada zmian parametrów (d_0,d_1,d_2,c_1,c_2 ) 001 - możliwość zmian wszystkich parametrów Identycznie przebiega proces nastawy parametrów z wykorzystaniem wyświetlacza LCD. Na wyświetlaczu zamiast znaków, jak dla wyświetlacza LED, pojawiają się napisy informujące o nastawianej wielkości zgodnie z nazwami podanymi w tabeli jako nazwa parametru. 11 3.1 Przeglądanie nastawionych parametrów. Po załączeniu przemiennika do pracy możliwe jest sprawdzenie wartości nastawionych parametrów poprzez równoczesne naciśnięcie klawiszy "NASTAWA " i "+" . Zmiana wyświetlanego parametru następuje w identyczny sposób jak dla ustawiania parametrów ( patrz rys. T.1 ). Jeżeli przez dłuższy czas nie będą naciskane żadne klawisze to następuje samoczynne wyjście z procedury przeglądania parametrów do wyświetlania ekranu podstawowego. W tym stanie pracy nie ma możliwości zmiany parametrów 3.2 Sygnalizacja stanów pracy przemiennika oraz pomiary. Na płycie sterującej z wyświetlaczami LED (FNTE- /4) znajduje się 8 diod LED informujących o stanie pracy przemiennika: 1. Dioda Fmax - zapala się gdy osiągnięta zostanie częstotliwość zadana maksymalna, nastawiona w procesie nastawy. 2. Dioda Fmin - zapala się gdy osiągnięta zostania częstotliwość minimalna ustawiona w procesie nastawy. 3. Dioda Fst.ust - zapala się gdy częstotliwość zadana z jednego z wejść z częstotliwością wyjściową. Dioda ta sygnalizuje stan ustalony pracy przemiennika, i gaśnie gdy następuje zmiana częstotliwości w przypadku zmiany na wyjściu zadającym lub w przypadku działania ogranicznika prądu. 4. Dioda I max - zapala się gdy działa ograniczenie prądowe, tzn. prąd wyjściowy przemiennika jest większy od wartości ograniczenia prądowego w danym punkcie pracy. 5. Diody kier. LEWO, kier PRAWO - właściwa dioda zapala się gdy zostanie wybrany kierunek zadanej prędkości obrotowej. Kierunek LEWO zwarte zaciski 7-8 na listwie X2, kierunek PRAWO zwarte zaciski 8-9 na X2. 6. Dioda WE 3 - zapala się gdy wybrane jest sterowanie częstotliwością z łącza prądowego. 7. Dioda WE 2 - zapala się gdy przemiennik jest sterowany z łącza szeregowego Po załączeniu przemiennika na wyświetlaczu W1-W3 pojawia się wartość częstotliwości zadanej czytanej z odpowiedniego wejścia. Naciśnięcie odpowiedniego klawisza powoduje że można uzyskać następujące dodatkowe informacje dotyczące pracy przemiennika: Stan przem. Praca Naciśnięte Klawisze Żaden F zadane Znak wyśw. W4 Wielkość pokazana na wyświetlaczach W3 - W1 brak wyśw. Wartość częstotliwości zadanej czytanej z wybranego uprzednio wejścia w [Hz]. "F" Wartość częstotliwości chwilowej napięcia wyjściowego z przemiennika w [Hz]. 12 U zadane "U" Wartość obliczonego chwilowego napięcia wyjściowego w [V]. WPIS Prąd wyjściowy "A" Prąd wyjściowy przemiennika. Jest to skuteczna wartość prądu wyjściowego w [A] NASTAWA Napięcie zasilania "u" Napięcie w obwodzie pośredniczącym prądu stałego Napięcie to zmienia się w zależności od wartości napięcia na zasilaniu przemiennika oraz w zależności od stanu obciążenia przemiennika. '-' KOD WYŁ. kolejno 1,2,3 itd Informacje o przyczynie 20 ostatnich wyłączeń przemiennika. Informacja podawana jest w postaci kodu wyłączenia na wyświetlaczu W1,W2, zaś na wyświetlaczu W4 podawany jest numer wyłączenia zakładając że kod ostatniego wyłączenia jest podawany pod numerem 1. NASTAWA i '+' Wartości nastawione w trakcie procedury nastawy. ( Jak dla procedury nastawy parametrów ) W przypadku wyposażenia przemiennika w wyświetlacz ciekłokrystaliczny LCD na wyświetlaczu pojawiają się ró¶wnoważne komunikaty 3.2 Sygnalizacja przyczyny wyłączenia Przyczyna każdego wyłączenia przemiennika jest sygnalizowana na wyświetlaczach W1,W2 odpowiednim kodem. Po wyłączeniu przemiennika, na wyświetlaczu W1 wyświetla się kod wyłączenia, aż do chwili ponownego załączenia w wyniku działania SPZ. Jeżeli przyczyną wyłączenia było zakłócenie w pracy przemiennika ( na skutek przyczyn wewnętrznych lub zewnętrznych) a przemiennik był załączony ( pzekaźnik K2 załączony ), to po wykonaniu nastawionej ilości ponownych startów ( zależnych od ustawionej ilości SPZ ,parametr ustawiany " b_11") nastąpi wyłączenie awaryjne sygnalizowane zwarciem zestyków sygnalizacji awarii, zapaleniem diody LED AWARIA, i zapaleniem na wyświetlaczu pulsującej wartości kodu przyczyny wyłączenia. W przypadku szybkiego zaniku napięcia zasilania, system nie ma możliwości dostatecznie szybkiego zapisu przyczyny wyłączenia. W tym przypadku ponowne załączenie przemiennika jest sygnalizowane zapisem wartości 10 w EEPROMIE. Każde podanie napięcia na przemiennik jest również sygnalizowane zapisem wartości 10. 13 Kody sygnalizujące przyczynę wyłączenia przemiennika przedstawia poniższa tabela. Kod na wyśw. Opis przyczyny wyłączenia W2-W1 " 10 " kod ten sygnalizuje, że system mikroprocesorowy startuje po wykonaniu wewnętrznej komendy RESET. Następuje to w przypadku zaniku napięcia zasilania i po ponownym jego włączeniu. "1" wyłączenie poprzez wyłączenie przekaźnika K2. To wyłączenie jest traktowane jako normalne wyłączenie ruchowe i po takim wyłączeniu przemiennik zawsze jest gotowy do ponownego załączenia. "2" I> wyłączenie po zadziałaniu wewnętrznych zabezpieczeń nadprądowych. Przyczyny tego wyłączenia mogą być następujące: zwarcie wewnętrzne silnika, zwarcie w kablu pomiędzy przemiennikiem a silnikiem, doziemienie w obwodzie silnik kabel, uszkodzenie wewnętrzne przemiennika np. tranzystora mocy itp. Zabezpieczenie to działa również wtedy gdy z innych przyczyn prąd silnika jest zbyt duży np. podczas załączenia przemiennika na wirującą maszynę ( bez włączenia systemu " startu w przelocie"), podczas gwałtownych zmian napięcia zasilania itp. "3" wyłączenie po zadziałaniu wewnętrznego systemu zabezpieczeń przemiennika lub uszkodzenie tranzystorów IGBT. "4" "5" U < wyłączenia po zadziałaniu wewnętrznego zabezpieczenia podnapięciowego. Przyczyną tego wyłączenia jest zbyt niski poziom napięcia zasilania ( mniejszy od 85% napięcia znamionowego) lub jego brak. Napięcie to jest sprawdzane na zaciskach kondensatorów filtra wewnątrz przemiennika. U > wyłączenie po zadziałaniu wewnętrznego zabezpieczenia nadnapięciowego. Przyczyną tego wyłączenia jest nadmierny wzrost napięcia na zaciskach kondensatora. Stan taki może wystąpić gdy nadmiernie wzrośnie napięcie zasilania, nastąpi nagły wzrost napięcia na kondensatorze filtra np. po nagłym hamowaniu przy braku układu odbioru energii. 14 "6" wyłączenie po przeciążeniu silnika. Przyczyną tego wyłączenia jest stwierdzenie przez układ mikroprocesorowy dużego prądu wyjściowego, większego od wartości nastawionej przez czas dłuższy od 1 minuty. Zabezpieczenie to działa np. w przypadku utknięcia silnika. "7" wyłączenie po zadziałaniu wewnętrznego zabezpieczenia termicznego. Przyczyną tego wyłączenia jest nadmierny wzrost temperatury radiatorów przemiennika np. po awarii wentylatora lub przy zbyt wysokiej temperaturze otoczenia. Wyłączenie to nie powoduje samoczynnego powtórnego załączenia. "8" Zatrzymanie po zadziałaniu blokady technologicznej. Nie jest to wyłączenie awaryjne! W tym stanie na wyświetlaczu W1 zapalona jest cyfra 8. Bezpośrednio po rozwarciu zacisków 11 - 13 listwy X2 następuje zatrzymanie przemiennika i dopóki nie nastąpi ponowne zwarcie zacisków 11 - 13 na wyświetlaczu wyświetlana jest cyfra 8. "9" Wyłączenie po stwierdzeniu przeciążenia lub awarii układu hamowania elektrycznego Sygnalizacja awarii bez samoczynnego powtórnego załączenia. "0" Wyłączenie po stwierdzeniu asymetrii zasilania. " 11 " Wyłączenie po stwierdzeniu zadziałania zabezpieczeń wewnętrznych tranzystorów IGBT. Może oznaczać doziemienie obwodu wyjściowego przemiennika lub uszkodzenie modułów IGBT. Na wyświetlaczu LCD pojawiają się komunikaty tekstowe. 4. Ustawianie charakterystyki napięcie-częstotliwość U =f {F}. Prawidłowe ustawienie charakterystyki napięcie-częstotliwość jest istotne zwłaszcza dla małych częstotliwości wyjściowych przy dużych momentach rozruchowych. Prawidłowe ustawienie charakterystyki pozwala również na zmniejszenie strat w silniku. W najprostszym przypadku zależność częstotliwość - napięcie jest prostoliniowa. W większości przypadków konieczne jest jednak powiększenie napięcia dla małych częstotliwości celem zwiększenia momentu rozruchowego. W opisywanej wersji przemiennika możliwe jest kształtowanie charakterystyk U/f zgodnych z potrzebami napędu do którego zasilania został użyty przemiennik częstotliwości. Przykładowe charakterystyki U /F przedstawiają wykresy poniżej. 15 W procesie ustawiania parametrów pracy przemiennika zadaje się następujące parametry: - napięcie początkowe dla częstotliwości 2,6 Hz lub mniejszej jeśli Fmin < 2,6 Hz. parametr b_6 ( u_pocz ) - częstotliwość dla maksymalnego napięcia wyjściowego , dla silników o częstotliwości znamionowej napięcia zasilania 50 Hz, jest to częstotliwość 50 Hz. parametr b_5 ( f_konc ) - częstotliwość pośrednia załamania charakterystyki U=f{F} - Fśr parametr b_4 ( f_srod ) - napięcie dla częstotliwości pośredniej załamania charakterystyki parametr U b_7 ( u_srod ) Wykres 1 U 400 400 350 350 300 300 250 250 200 200 150 150 100 100 Fsr 50 50 0 0 0 5 Wykres 2 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Fsr 0 F 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 F Dla typowych silników o częstotliwości znamionowej 50 Hz i napięciu znamionowym 380V zaleca się ustawianie następujących parametrów charakterystyki U/f w zależności od rodzaju obciążenia. " b_6 " U(2,6Hz) " b_4 " F sr " b_7 " U (Fśr) " b_5 " F (Umax ) Pompa 25 V 15 Hz 76 V 50 Hz Pompa głębinowa 35 V 15 Hz 100 V 50 Hz Wentylator 20 V 15 Hz 60 V 50 Hz Dmuchawa 25 V 10 Hz 80 V 50 Hz Dla pomp i wentylatorów możliwe jest również ustawienie charakterystyki wentylatorowej. W tym przypadku ustawia się tylko parametr b_0 = 001 oraz parametry : b_2 = f_start = 2.6 Hz b_6 = u_pocz = 20 .. 30 V 16 b_5 = f_konc = 50 Hz Pozostałe parametry charakterystyki U=f{F} ustali samoczynnie sterownik przemiennika. 5. Rozruch silnika z przemiennikiem FNT. Rozruch silnika następuje po załączeniu przemiennika do pracy przy wybranym kierunku obrotów. Podanie napięcia na silnik odbywa się w następującej kolejności. 1. Na wyjściu przemiennika pojawia się minimalne napięcie pracy przemiennika przy częstotliwości 2,6 Hz lub mniejszej jeżeli częstotliwość minimalna ( parametr "A_0" w procedurze nastawy) jest mniejsza od 2,6 Hz. 2. Napięcie wyjściowe przemiennika zwiększa się z szybkością ustawioną parametrem "b_1" do napięcia nastawionego dla częstotliwości minimalnej ( parametr "b_6" ). 3. Po osiągnięciu częstotliwości minimalnej ( 2,6Hz lub mniejszej ) następuje chwilowe utrzymanie osiągniętych parametrów przez czas ustawiony parametrem "b_3". W tym czasie powinny się ustabilizować procesy elektromagnetyczne w silniku przed wykonaniem właściwego rozruchu. 4. Częstotliwość wyjściowa przemiennika zwiększa się do częstotliwości zadanej z szybkością nastawioną parametrem "A_2”. U [V] 70 60 50 U (2,6Hz ) 40 30 "b_1" " b_3 " 20 10 0 0 1 2 3 4 t [s] 5 Na wykresie powyżej pokazano przykładowy przebieg napięcia wyjściowego przemiennika w trakcie rozruchu. Powyższa procedura rozruchowa ma za zadanie wstępne wypracowanie momentu rozruchowego, przy równoczesnym maksymalnym ograniczeniu prądu wyjściowego przemiennika. 5.1 Start z wirującym wirnikiem. W układach napędowych z dużym momentem bezwładności (zwłaszcza wentylatorów) konieczne jest w niektórych przypadkach dokonanie rozruchu w sytuacji gdy wirnik silnika obraca się ze znaczną prędkością. Normalna procedura rozruchu przemiennika spowoduje zadziałanie zabezpieczeń wewnętrznych przemiennika. Konieczne jest w tym przypadku zastosowanie procedury umożliwiającej rozpoznanie wartości prędkości obrotowej przemiennika i właściwe rozpoczęcie procesu rozruchu. 17 Zastosowanie procedury "startu z wirującym wirnikiem ", możliwe jest tylko w przypadku zastosowania układu hamowania elektrycznego. W celu zaprogramowania tej procedury należy ustawić parametry : b_8 = 001 b_9 = 30 .. 60 V. Prawidłowe ustawienie wartości napięcia początkowego dla startu lotnego jest warunkiem powodzenia procedury startu z wirującym wirnikiem. W większości przypadków należy ustawić parametr b_9 = 60V. W przypadku silników z dużym momentem bezwładności może zaistnieć konieczność obniżenia tego napięcia do wartości około 45V. 6. Ograniczenie prądu wyjściowego przemiennika. Prąd wyjściowy przemiennika ograniczony jest do wartości ustawianej parametrami „c_0” i „c_1” w procedurze nastawy. W przypadku obciążenia silnika stałym momentem konieczne jest jednak zmniejszenie dopuszczalnego prądu wyjściowego dla małych prędkości obrotowych. Do ustawiania obniżonej wartości ograniczenia prądowego służą dwa parametru ustawiane „ c_2 ” i „ c_3 ” z których pierwszy ustawia punkt załamania charakterystyki ograniczenia prądowego zaś drugi ustawia wartość prądu ograniczenia dla częstotliwości minimalnej F min ustawionej parametrem " A_0 ". I [%] 160 I max 1 min (c_1) 140 120 I ogr (c_0) 100 80 Fmin c_3 40 20 F min I dla 60 0 0 10 20 c_2 30 40 F [Hz] 50 7. Sterowanie przemiennika z łącza szeregowego. Przemiennik FNT dostosowany jest do współpracy z komputerem nadrzędnym poprzez łącze szeregowe. Istnieje możliwość ustalenia standardu transmisji np. RS 485 (standart) lub RS232 (opcja). Typ łącza szeregowego należy sprecyzować w zamówieniu. Przełączenie na sterowanie łączem szeregowym jest możliwe w każdym stanie pracy przemiennika. Współpraca z komputerem nadrzędnym następuje gdy: 1. zwarte są zaciski 10-11 na listwie X2. 2. w parametrze nastawy "d_0" w trakcie nastawiania parametrów należy ustawić numer pod 18 jakim przemiennik jest widziany przez komputer nadrzędny. Numer można ustawiać w zakresie od 1 - do 99. 3. załączyć przemiennik załączając przekaźnik K2. W tym stanie pracy przemiennik jest w stanie zatrzymania sygnalizując ten stan zapaleniem litery "H" na wyświetlaczy W4. Uruchomienie przemiennika następuje po przesłaniu do przemiennika informacji zgodnej z następującymi parametrami. Format danych: transm. szeregowa 1200 bajtów, parzystość EVEN, znaki ASCII 7 bitów, 1 bit STOP. Transmisja przyjmowana jest w 16 bitowych blokach w formacie ENEL (ANSI A4). Format transmisji 16 bajtowej: 1 bajt - 04H - EOT 2 bajt - 1 cyfra numeru obiektu (parametr F ) w kodzie ASCII 3 bajt - 1 cyfra numeru obiektu jw. ( powtórzenie) 4 bajt - 2 cyfra numeru obiektu (parametr F ) w kodzie ASCII 5 bajt - 2 cyfra numeru obiektu jw. ( powtórzenie) 6 bajt - 02H - STX 7 bajt - 53H - kod litery "S" 8 bajt - 50H - kod litery "P" 9 bajt - znak kierunku (ASCII) 2BH (+) - kierunek PRAWO 2DH (-) - kierunek LEWO 10 bajt - kod ASCII odpowiadający ilości setek zadanej częstotliwości, 11 bajt - kod ASCII odpowiadający ilości dziesiątek zadanej częstotliwości, 12 bajt - kod ASCII odpowiadający ilości jedności zadanej częstotliwości, 13 bajt - kod ASCII kropki dziesiętnej "." (2EH) 14 bajt - kod ASCII odpowiadający ilości dziesiątych części zadanej częstotliwości. 15 bajt - 03H - ETX 16 bajt - suma kontrolna BCC ( bez parzystości) od 7 do 15 bajtu włącznie. Uruchomienie przemiennika następuje po przesłaniu informacji że częstotliwość pracy przemiennika ma być większa od częstotliwości minimalnej ustawionej parametrem "0" w trakcie nastawy parametrów. Zatrzymanie przemiennika następuje gdy zadana częstotliwość pracy jest mniejsza od częstotliwości minimalnej lub jest równa zeru. Jeżeli parametry transmisji są poprawne przemiennik wysyła kod 06H (ACK). Jeżeli transmisja jest błędna wysyła kod 15H. Przemiennik przyjmuje informacje tylko wtedy gdy numer ustawiony parametrem "F" jest zgodny z numerem obiektu w bloku transmisji danych. Przykład: Przemiennik powinien zasilać silnik z częstotliwością 43,6 Hz w kierunku PRAWO. 19 Przemiennik jest obiektem o numerze 15. Postać transmisji w tym przypadku jest następująca: 04H 31H 31H 35H 35H 02H 53H 50H 2BH 30H 34H 33H 2EH 36H 03H CCH W aktualnej wersji oprogramowania przemiennika przewiduje się możliwość zmiany częstotliwości pracy, zmiany kierunku, startu i zatrzymania. Możliwe jest również wysyłanie informacji zwrotnych do komputera lub płytki zdalnego sterowania.. Układ transmisji szeregowej wykorzystuje się również w przypadku sterowania z pulpitu zdalnego sterowania. W przypadku sterowania przemiennika z komputera zaleca się bezpośredni kontakt z firmą ENEL w celu uzgodnienia szczegółów transmisji. 8. Wyposażenie dodatkowe przemienników. Obwód zasilania przemiennika może być połączony jak na rysunku FNTE 180-270 / 1 ( jest to schemat zalecany przez producenta). Bezpieczniki wejściowe i stycznik należy dobrać zgodnie z ogólnymi zasadami.. Dławik wejściowy L1 dostarcza firma ENEL wraz z przemiennikiem. Przemienniki typu FNTE są standardowo wyposażane w dodatkowe podzespoły takie jak: - separowane wejścia napięciowe i prądowe. - elementy łącza szeregowego RS-485, Dodatkowo przemienniki mogą być wyposażone w: - płytkę zadajnika zdalnego 4 - 20 mA. - mikroprocesorowy regulator wielkości fizycznych RP - 05, używany w przypadkach regulowania ciśnienia wody, poziomu cieczy, zawartości tlenu w ściekach. - zespół zdalnego sterowania i inne. Przemienniki FNTE 180-270 montowane są w obudowach IP20. Mogą być one montowane w szafach metalowych o wymiarach 180 x 600 x 400 i stopniu ochrony IP 43 lub większej. W tej samej szafie mogą być montowane regulator ciśnienia, styczniki sterujące i rozdzielające itp. Dla ułatwienia montażu elektrycznego przemiennika zabudowanego w szafie wyposaża się go w listwę dodatkową oznaczaną X10 do której przyłącza się układy sterowania zewnętrznego zgodnie z potrzebami indywidualnymi użytkowników. Do opisu dołączono rysunki: FNTE 180-270 / 1 - schemat połączeń wewnętrznych przemiennika w układzie podstawowym, FNTE 180-270 / 2 - ogólny schemat podłączenia przemiennika , obwody główne i sterowanie. FNTE / 3 - wymiary przemiennika i sposób mocowania. FNTE / 4 - rozmieszczenie klawiszy i elementów sygnalizacji na płycie sterującej. 9. Zakłócenia radioelektryczne. Generowanie zakłóceń radioelektrycznych jest cechą wszystkich przemienników częstotliwości. Zakłócenia te wpływają na pracę innych urządzeń, zwłaszcza pomiarowych, układów transmisji danych itp. Zakłócenia są spowodowane dużą stromością napięcia wyjściowego przemiennika. 20 Poziom tych zakłóceń zmniejsza się stosując następujące środki: 1. Stosowanie ekranowanych kabli łączących przemiennik z silnikiem. Można stosować również kable w oplocie stalowym. 2. Ułożenie kabli zasilających, oraz kabli łączących przemiennik z silnikiem w stalowej ocynkowanej rurze Peszla lub korytku pełniącym rolę ekranu. Kable mogą być w tym przypadku nieekranowane 3. Stosowanie filtrów na wyjściu przemiennika jak pokazano na rysunku poniżej. Zadaniem filtra wyjściowego jest ograniczenie stromości napięć wyjściowych i ograniczenie szybkości komutacji prądu wyjściowego Stosowanie filtra wyjściowego jest konieczne zwłaszcza wtedy, gdy długości kabli wyjściowych znacznie przekraczają 50m, lub do przemiennika dołączonych jest kilka kabli wyjściowych. W chwili obecnej proponujemy stosowanie filtrów wyjściowych firmy SCHAFFNER, SIEMENS Matsushita, lub własnych L1 L2 U Przemiennik W L3 N PE Filtr wyjsciowy V FNTE... PE 21