Convertoare de Frecventa Control Si Comanda Motoare Electrice Trifazate cu Rotor In Scurtcircuit

Memoriu justificativ

Tema proiectului are în vedere modalități moderne de control și comandă a motoarelor electrice trifazate cu rotor în scurtcircuit, folosind în acest scop convertoare de frecvență.

În contextul actual al diversificăarii și modularizării acționărilor electrice, utilizarea convertoarelor de frecvență este pe deplin justificată, având în vedere posibilățile largi de reglare a turației motorelor.

CAPITOLUL I

CONVERTOARE DE FRECVENȚĂ

Convertoarele de frecvență transformă curentul alternativ de o anumită frecventă în curent alternativ de o altă frecvență. Ele au o sferă largă de aplicabilitate în tehnică, deoarece există multe receptoare care necesită o sursa de energie cu frecvență diferită de frecvența rețelei ( lămpi fluorescente , cuptoare de inducție , etc ) sau cu frecvența variabilă( sistemele de acționare cu motoare electrice de curent alternativ ).

După structura circuitului energetic, convertoarele de frecvență pot fi :

Convertoare de frecvență indirecte ;

Convertoare de frecvență directe .

Convertoarele de frecvență indirecte realizează modificarea frecvenței în două trepte prin intermediul proceselor de redresare și invertire. Aceste convertoare sunt întalnite în literatură și sub denumirea de convertoare de frecvență cu circuit intermediar de curent continuu.

Spre deosebire de acestea, convertoarele de frecvență directe permit modificarea frecvenței într-o singură treaptă, fara transformarea prealabilă a curentului alternativ în curent continuu. Ambele tipuri de convertoare pot fi realizate sub forma de convectoare conduse de la retea ( neautonome ) sau independente ( autonome ).

După modul in care se realizează comutația, deosebim două tipuri de convertoare de frecvență directă :

Convertoare de frecvență directă cu comutație naturală ;

Convertoare de frecvență directă cu comutație forțată .

În literatură, convertoarele de frecvență cu comutație naturală sunt întalnite și sub numele de cicloconvertoare, având în vedere că functionarea acestora se bazeaza pe conectarea ciclica a fazelor sistemului receptor la fazele sistemului generator.

1.1. Convertoare de frecvență cu comutație naturală

Primele convertoare de frecvență cu comutație naturală au fost construite cu ventile ionice și s-au folosit la tehnica încă din deceniul al patrulea din secolul XX, la stațiile electrice destinate alimentării retelei de tramvaie, în curent alternativ monofazat cu frecvența de 162/3 Hz . Convertoarele de frecvență cu ventile ionice nu s-au extins prea mult, atât datorită dezavantajelor ventilelor ionice, cât și a stadiului nesatisfacator existent în tehnica comenzii până la apariția elementelor semiconductoare. Odata cu progresele realizate tehnica comenzii prin apariția tiristoarelor, aceste convertoare au căpătat numeroase aplicatii.

Forma tensiunii la ieșire depinde de modul în care se face comanda ventilelor. În practică, se utilizează mai ales convertoare de frecvență cu tensiune de ieșire având forma de unde apropiată de un trapez. În literatură, convertoarele de frecvență cu tensiune de ieșire „sinusoidală” se numesc convertoare de frecvență comandate, iar cele cu tensiunea de formă „trapezoidală” sunt denumite și convertoare trapez.

1.2. Convertoare de frecvență cu comutație forțată

La convertoarele de frecvență cu comutație naturală, posibilitățile de modificare a parametrilor energetici sunt limitate în mare măsură de faptul că procesul comutării curentului de la o fază la alta este condiționat de existența unei anumite tensiuni între faze. Cu alte cuvinte, la aceste convertoare comanda comutării directe a ventilelor nu poate fi facuta arbitrar, ci numai la anumite momente de-a lungul unei perioade. Posibilități de comandă mult mai largi și implicit de modificare a parametrilor energetici rezultă la convertoarele de frecvență cu comutație forțată.

Prin introducerea în structura convertoarelor a unor circuite speciale de comutație, de regulă a circuitelor de comutație cu condensator, devine posibilă comanda comutării directe a ventilelor la momente independente de valoarea tensiunii între faze. În acest caz, momentul comenzii ventilelor este condiționat de existența unei tensiuni positive minime pe ventil. Pentru tensiuni mai mari decat aceasta tensiune minimă comanda ventilelor este posibilă, în principiu, la orice moment.

Există și alte condiții care limitează comanda ventilelor la convertoarele de frecvență cu comutatie fortață, determinate de structura circuitului energetic și de regimul de funcționare a convertorului, dar în comparație cu convertoarele cu comutație naurală, intervalul de comandă admisibil, adica domeniul de modificare a unghiului de comandă (plaja de comandă) este cu mult mai mare. Prin mărirea plajei de comandă devine posibilă largirea domeniului de modificare a frecvenței, înbunatatirea factorului de putere și a altor parametric ai convertorului.

1.3. Convertoare de frecvență pentru controlul numărului de rotații a motoarelor asincrone

Sunt fabricate în gama de puteri 0,37 – 400kW și permit obținerea unor avantaje deosebite:

Gama foarte largă de reglare a rotației;

Flexibilitate în programare pentru orice tip de aplicație practică ;

Posibilitate de comunicare cu calculatoare de proces și automate programabile;

Protecție integrală a convertorului și motorului;

Eficiență si fiabilitate deosebite;

Se folosesc atât în domeniul cuplurilor constante (benzi transportatoare, linii de îmbuteliere etc.), cît și în cel al cuplurilor variabile (pompe, ventilatoare, etc.)

Controlul și reglarea rotației/vitezei sistemelor electromecanice de acționare este și rămîne în continuare o problemă foarte importantă pentru orice întreprindere din mai multe considerente:

Necesitatea impusă de procesul de producție;

Economia de materii prime și materiale;

Economia de energie electrică;

Reducerea costurilor de întreținere;

Creșterea cantitativă și calitativă a producției;

Reducerea zgomotelor și vibrațiilor;

Automatizarea proceselor.

În prezent sistemele de acționare reglabile care acoperă cel mai bine toate aceste criterii sunt cele formate din motoare asincrone trifazate cu colivie și convertoare statice electronice de frecvență.

Avantaje substanțiale

Utilizarea convertoarelor de frecvență în sistemele de acționare conduce la numeroase și importante avantaje ce nu pot fi obținute în alte moduri:

Reglajul într-o gamă largă și extrem de precis al rotației motorului;

Creșterea siguranței în funcționare – motoarele asincrone cu colivie sunt mult mai robuste și mai fiabile decît celelalte tipuri de motoare și se pot elimina variatoarele mecanice cu o fiabilitate scăzută datorită elementelor în mișcare;

Reducerea consumului de energie electrică cu pană la 75% în timpul procesului acționat (50% în cazul pompelor centrifuge și ventilatoarelor) datorită adaptării automate a parametrilor electrici la puterea mecanică necesară, și a eliminării consumurilor inutile în perioadele de mers în gol sau subîncărcat;

Eliminarea consumului de energie reactivă – se exclude astfel necesitatea instalațiilor foarte costisitoare de compensare a factorului de putere;

Reducerea drastică a costurilor de întreținere prin eliminarea șocurilor electrice, mecanice sau de altă natură din instalație și prin protejarea acesteia în situații periculoase.

Convertorul de frecvență este un echipament static , fară elemente în mișcare , ce nu necesită întreținere periodică , cu un înalt grad de fiabilitate și cu o durată lungă de viață (15-20 ani).

Mărirea considerabilă a duratei de viață a motorului datorită protejării integrale a acestuia la:

scurtcircuit;

supracurent;

funcționare în două faze;

supratemperatură – prin înlocuirea unui releu termic în circuitul de comandă al convertorului ce ia în calcul temperatura motorului și rotația acestuia , parametru ce este foarte important mai ales cînd are valori mai mici , iar autoventilația este diminuată.

CAPITOLUL II

TIPURI DE APARATE SPECIALIZATE ÎN COMANDA-CONTROLUL APARATELOR ELECTRICE

Generalități asupra convertoarelor statice de putere

2.1 Definiții. Clasificare

Convertoarele statice de putere sunt echipamente statice complexe intercalate între sursa de energie și receptor, având rolul de a modifica parametrii energiei furnizate de sursă (valoare, formă, frecvență a tensiunii) ținând cont de cerințele impuse de receptor.

Convertoarele pot fi de asemenea montate între două surse de energie pentru a face posibilă funcționarea simultană a acestora. Convertorul static are rol de receptor din punct de vedere al sursei de energie și rol de sursă de energie din punct de vedere al sarcinii.

Partea de putere a convertorului este realizată cu dispozitive semiconductoar de putere comandabile (tiristoare, tranzistoare) și/sau necomandabile (diode). Aceste dispozitive, funcționând în regim de comutație, au rolul unor întreruptoan deci rezultă un regim permanent format dintr-o succesiune periodică de regimuri tranzitorii. Închiderea și deschiderea succesivă a acestor întreruptoare se face după o logică impusă de principiul de funcționare a convertorului. Această logică este asigurată de schema electronică de comandă. Toate convertoarele conțin deci o parte de putere (forță) și o pană de comandă.

Convertoarele asigură conversia unor cantități importante de energie. Aceasta impune ca, principalul lor criteriu de dimensionare să fie randamentul. Acest fapt determină diferențe între electronica de putere și electronica de semnal, unde scopul principal est obținerea unui semnal de ieșire fidel.

Clasificarea convertoarelor statice de putere se poate face, în principal, după două criterii:

tipul mărimii electrice la intrarea și la ieșirea convertorului;

tipul de comutație.

După primul criteriu se disting:

redresoarele – sunt convertoare alternativ-continuu

Fluxul de energie este orientat de la partea de curent alternativ la partea de curent continuu.

variatoarele de tensiune alternativă – sunt convertoare alternativ-alternativ

Fluxul de energie este orientat de la partea de curent alternativ a intrării spre partea de curent alternativ a ieșirii. Frecvența tensiunii de ieșire este aceeași cu cea a tensiunii de intrare, dar valoarea sa efectivă poate fi modificată.

cicloconvertoarele – sunt convertoare altenativ-alternativ

Fluxul de energie este orientat de la partea de curent alternativ a intrării la partea de curent alternativ a ieșirii, dar frecvența tensiunii de ieșire poate fi modificată în raport cu cea a tensiunii de intrare, ca și valoarea sa efectivă.

chopperele – sunt convertoare continuu-continuu

Fluxul de energie este orientat dinspre partea de curent continuu de intrare spre partea de curent continuu de ieșire. Tensiunea de ieșire este reglabilă.

invertoarele autonome – sunt convertoare continuu-alternativ

Fluxul de energie se transmite de la partea de curent continuu la partea de curent alternativ. La ieșire găsim una sau mai multe tensiuni alternative reglabile ca valoarea efectivă și ca frecvență.

Fig. 2.1 arată aceste conversii ale energiei. Săgețile indică fluxul de energie,în plus, conversia continuu-continuu și conversia alternativ-alternativ sunt posibile ajutorul convertoarelor cu o structură mai complexă, numite "cu fază intermediară deconversie".

În acest caz:

convertorul continuu-continuu conține un convertor autonom, un circuit intermediar de tensiune alternativă și un redresor;

convertorul altemativ-alternativ conține un redresor, un circuit intermediar de tensiune sau de curent continuu și un convertor autonom.

După al doilea criteriu distingem:

convertoare cu comutație naturală;

convertoare cu comutație comandată.

Fig 2.1. Posibilități de conversie a energiei electrice prin

intermediul convertoarelor statice de putere

Prin comutație se înțelege trecerea succesivă a curentului de la o cale de curent la altă cale de curent a părții de putere. Prin definiție, o cale de curent conține un singur întreruptor (un singrtoarelor cu o structură mai complexă, numite "cu fază intermediară deconversie".

În acest caz:

convertorul continuu-continuu conține un convertor autonom, un circuit intermediar de tensiune alternativă și un redresor;

convertorul altemativ-alternativ conține un redresor, un circuit intermediar de tensiune sau de curent continuu și un convertor autonom.

După al doilea criteriu distingem:

convertoare cu comutație naturală;

convertoare cu comutație comandată.

Fig 2.1. Posibilități de conversie a energiei electrice prin

intermediul convertoarelor statice de putere

Prin comutație se înțelege trecerea succesivă a curentului de la o cale de curent la altă cale de curent a părții de putere. Prin definiție, o cale de curent conține un singur întreruptor (un singur, dispozitiv conductor de putere). Pentru comutarea între starea închis și deschis, un întreruptor trebuie să aibă aplicată la bornele sale o tensiune convenabilă. Această tensiune este numită "tensiune de comutație". Dacă această tensiune este disponibilă în cadrul părții de putere se spune că avem un convertor cu comutație "naturală"; dacă nu, ea treabuie creată și aplicată la momente determinate de timp. în acest caz avem o comutație "comandată".

Pentru tiristoarele normale, comutația comandată; se numește "forțată" deoarece blocarea unui asemenea dispozitiv se face prin intermediul unui circuit auxiliar de blocaj, el este pus în funcțiune într-un moment convenabil de către circuitul de comandă.

Redresoarele, variatoarele de tensiune alternativă și cicloconvertoarele sunt convertoare cu comutație "naturală", deoarece tensiunea de comutație se găsește în partea de forță creată de rețeaua alternativă. Blocajul tiristoarelor sau diodelor, în convertoarele cu comutație naturală se face la trecerea naturală prin zero a curentului care le străbate.

Chopperele și invertoarele autonome sunt convertoare cu comutație "comandată".

Aplicațiile convertoarelor statice de putere aparțin preponderent mediului industrial deoarece ele permit receptoarelor să primească energie sub forma cea mai convenabilă, deci să funcționeze cu randament optim, in stadiul actual, mai mult de 60% din energia produsă este vehiculată de convertoarele statice și procentul va crește sensibil către anii 2010.

Cercetările asupra dezvoltării convertoarelor se fac practic în două direcții:

creșterea puterii pe unitate de volum;

micșorarea gabaritelor și a costurilor.

Progresele tehnicii bazate pe convertoare statice de putere sunt legate de progresele industriei dispozitivelor semiconductoare de putere, care a reușit în ultimii ani să producă dispozitive având caracteristici nominale și fiabilitate dince în ce mai ridicate.

2.2. Convertoare de frecvență cu comutație naturală

Convertoarele de frecvență cu comutație naturală sunt convertoare alternativ-alternativ care au drept scop obținerea de tensiuni la ieșire, de frecvență diferită (constant sau variabilă) în raport cu tensiunile alternative de la intrare. Ele se mai numesc și convertoare de frecvență directe.

De asemenea, există și o categorie de convertoare de frecvență cu circuit intermediar și cu comutație comandată, deci nu naturală.

Convertoarele de frecvență directe pot multiplica sau demultiplica frecvent, tensiunii de la intrare. Cele demultiplicatoare de frecvență sunt numite cicloconvertoare. El au scheme identice cu cele ale convertoarelor care funcționează în cele patru cadrane al planului {Jd,Ud), dar modul lor de comandă este diferit. Convertoarele multiplicatoare de frecvență au nevoie de un număr crescut de sursi de intrare, dependent de ordinul de multiplicare

2.2.1 Cicloconvertoare monofazate

Se va studia principiul de funcționare al cicloconvertorului monofazat pe schema cea mai simplă, formată din două convertoare reversibile în tensiune, trifazate, montate în antiparalel (fig. 2.2).

Cele două grupe de comutație lucrează fiecare la rândul său. In loc să se obțină un curent și o tensiune de valori medii și de un sinpr semn, curentul și tensiunea de ieșire au valori medii nule, deci prezintă și o componentă alternativă importantă.

Analiza convertoarelor în patru cadrane cu curenți de circulație a arătat că:

Udl+Udl = 0=*UdX = -Udl=> Ud0 cos a, = – UdQ cos a2 cos a, = – cos a2 => α1+α2=∏

Dat fiind faptul că valoarea maximă admisă pentru unghiul de comandă a unui convertor în două cadrane este a2roax = 150°, rezultă că: α1min=30

Această condiție impusă unghiului de comandă micșorează valoarea maximă a nsiunii de ieșire si mărește cantitatea de putere reactivă consumată; iată deci, două izavantaje ale cicloconvertoarelor cu curenți de circulație.

Fig 2.2 Cicloconvertorul monofazat cu p=3

Daca se dorește obținerea unei tensiuni de ieșire usa = Usasinωst U,

→ Ud1=- Ud2= Usasinωst

Deci, valorile unghiurilor de comandă vor varia după o lege sinus, dată între 30° și 0° , în care sunt prezentate și formele de undă ideale, ale tensiunii și curentului, pentru o sarcină rezistiv-inductivă, caz cel mai des întâlnit în practică.

Studiind semnul tensiunii și al curentului, deducem modul de funcționare al fiecărui p, în regim de redresor sau de convertor.

Fig. 2.3 Variația unghiurilor de comandă și .

a)>0 Și grupul I funcționează ca redresor;

-întreruptoarele grupului II sunt blocate

b)<0 și grupul I funcționează ca convertor;

-intreruptoarele grupului II sunt blocate.

c)< 0 și it < 0 grupul II funcționează ca redresor;

-întreruptoarele grupului I sunt blocate.

d) > 0 și it < 0 grupul II funcționează în convertor;

– întreruptoarele grupului I sunt blocate.

Când sarcina este rezistivă curentul și tensiunea sunt în fază.

Regimurile de funcționare corespund cazurilor a) și c). Comutația de la un grup la altul se face fără pauză de curent, așa cum se arată în fig 2.4.

In exemplul dat în fig. 2.4, frecvența tensiunii la ieșire fs este o cicime din frecvența tensiunii la intrare, Mai mult, valoarea tensiunii de ieșire este cea mai mare posibilă, deoarece unghiul de comandă al tiristoarelor este nul: = 0. Deci valoarea tensiunii de ieșire poate fi modificată continuu, cu ajutorul unghiului de comandă.

Fig. 2.5 prezintă un exemplu de funcționare cu sarcină rezistivă la unghi de comandă constant, dar diferit de zero.

Fig.2.4 Formele de undă la ieșirea din cicloconvertor, pentru o sarcina rezistivă și

Fig. 2.5 Formele de unda la ieșirea din cicloconvertor, pentru o sarcină rezistivă și

Când sarcina nu este pur rezistivă, există un defazaj între tensiune și curentul la ieșire.

În timpul funcționarii se regăsesc toate cazurile precedente: a), b), c) și d), așa cum, se prezintă în fig. 2.6, care dă formele de undă la ieșirea cicloconvertorului pentru o sarcină inductivă, la un unghi de comandă nul.

Pentru valori constante ale unghiului de comandă, tensiunea la ieșire este de formă trapezoidală cu o ondulație suprapusă de frecvență pft (p = indice de pulsație).

Acesta este cazul cicioconvertoarelor cu fs = pentru fstensiunea la ieșire devine mai curând rectangulară. Această formă de undă are un conținut de armonici ridicat, ceea ce, pentru unele utilizări, este dezagreabil.

Variind cele două unghiuri de comandă, se poate obține o tensiune la ieșire care este o mai bună aproximare a sinusoidei, ea fiind formată totuși dintr-o succesiune de porțiuni de sinusoidă.

Fig.2.6 Formele de undă la ieșirea din cicloconvertor pentru o sarcină inductivă și

Determinarea unghiurilor de comandă și

Se introduce coeficientul de reglaj al tensiunii:

Unghiurile de comandă se determină prin intersecția unei unde de referință cu undele modulatoare um. Avem nevoie de o undă modulatoare pentru fiecare tiristor și în plus pentru fiecare amorsare a fiecărui tiristor din cele două grupuri de comutație. Aceste unde modulatoare sunt jumătăți de sinusoidă cu originea timpului în punctul corespunzător unghiului de comandă nul al fiecărui tiristor, cu amplitudine egală cu și cu frecvență .

Pentru grupul I care permite trecerea semialternantelor pozitive aie curentului, undele modulatoare sunt definite pentru deci, ele taie abscisa când descresc. Pentru grupul II care permite trecerea semialternanțelor negative ale curentului undele modulatoare sunt definite pentru și taie abscisa când cresc. Unda de referință poate fi teoretic de orice formă periodică de frecvență . Se utilizează de obicei o sinusoidă egală sau proporțională cu unda ideală pe care dorim să o obținem (fig. 2.7). Ceea ce obținem în realitate este o undă care are ca fundamentală sinusoida dorită. Tensiunea la ieșire este periodică numai atunci când raportul este un număr natural. Pentru a obține un factor de putere mai bun se utilizează o referință trapezoidală (fig 2.9) .

Undă de referință sinusoidală

Fig.2.7 prezintă toate cazurile posibile: intersecția undei de referință pozitivă (fig.2.7,a), sau negativă (fig.2.7,b) cu unde modulatoare pentru tinstoarele grupului I(-trasat cu linie continuă) sau II( -trasat cu linie întreruptă).

Pe fiecare figură există două origini de timp: pentru tiristorul grupului I și pentru tiristorul grupului II. Unghiurile de comandă se măsoară în raport cu referința spunzătoare. De exemplu, în fig. 2.7,a avem: măsurat în raport cu și măsurat în raport cu. Pentru determinarea prin calcul a acestor unghiuri de comandă, trebuie să se precizeze poziția originii undei de referință O în raport cu originile si .

Fig. 2.7 Determinarea unghiurilor de comandă

Pentru valori pozitive ale undei de referință, unghiurile și rezultă din expresiile

si

Pentru valori negative ale undei de referință, unghiurile si rezultă din expresiile:

si

Daca se introduce variabila :

S= +1 daca

-1 daca

Expresiile ungiurilor si devin:

si

În fig. 2.8 se observă unda de tensiune la ieșire determinată în modul prezentat anterior, pentru cicloconvertorul cu p = 3 din fig. 2.1.

Analiza armonică făcută în literatură asupra tensiunii de ieșire arată că, în afara termenului sinusoidal dorit, de frecvență fs există încă două familii de armonici de frecvențe:

si

Unde :

Tensiunea la ieșirea cicioconvertoarelor cu p=6 nu conține decât armonicile de frecvențe: iar a celor cu p=12 are încă și mai puține, adică numai armonicile de frecvențe:

Amplitudinea armonicilor este din ce în ce mai mică cu cât k sau k' este din ce în ce mai mare. Deci, conținutul de armonici al tensiunii la ieșire depinde de indicele de pulsație p (forma de undă este mai bună când p este mai ridicat), de raportul de coeficientul de reglaj în tensiune r și de factorul de putere al sarcinii.

Limita impusă pentru raportul este determinată de efectul armonicilor de foarte joasă frecvență din tensiunea de ieșire. Aceste armonici produc curenți armonici în sarcină, limitați doar de rezistența acesteia. Deci, ei pot deveni importanți și diminua randamentul.

Se poate face un compromis: să se obțină o valoare mai ridicată a frecvenței în schimbul unui indice de pulsație mai mic.

După calculele prezentate în literatura de specialitate, pentru p=3, dacă se impune armonicii de frecvență condiția: , vom avea, la limită și amplitudinea armonicii considerate este redusă la 3%,. In fig. 2.8 se poate observa ușor cum curenții în fiecare tiristor au valori medii diferite.

Cu cât raportul este mai mare, cu atât ei sunt mai diferiți, și aceasta cu cât p este mai scăzut. Dacă aceleași tiristoare sunt mereu suprasolicitate, dar nu putem ști dinainte care anume. Deci, trebuie alese toate tiristoarele. pentru a face față acestei sarcini maxime. Unele tiristoare sunt astfel supradimensionate. Dacă sarcina va afecta pe rând fiecare tiristor.

In orice caz, utilizarea tiristoarelor nu este optimă. Cea mai bună valoare a raportului trebuie determinată pentru fiecare aplicație, ținând cont de caracteristicile sale.

Fig. 2.8 Tensiunea la ieșire peniru cicloconvertorul cu p=3 și sarcină inductivă

Undă de referință trapezoidală

La cicloconvertoarele cu undă de referință sinusoidală tiristoarele au în permanent un unghi de comandă ; deci, se consumă o cantitate de putere reactivă destul de mare. Pentru a diminua acest inconvenient și pentru ameliorarea coeficientului de utilizare al tiristoarelor, se renunță la unda de referință sinusoidală, dacă acest lucru nu este prea periculos pentru receptor.

O undă de referință trapezoidală cu un palier egal cu determină periodic funcționarea tiristoarelor cu , deci cu un consum mai scăzut de putere reactiva. Unghiurile de comandă ale tinstoarelor sunt determinate intr-un mod asemănător.Undele modulatoare pot rămâne cosinusoide, sau pot fi înlocuite cu alte funcții având același domeniu și codomeniu de variație.

Pentru un calcul mai ușor și o intersecție mai clară la nivelul de valoare, o unda modulatoare liniară este foarte potrivită.

Fig. 2.9 Undă de referință trapezoidală pentru p=6 și sarcină inductivă.

Cu undă de referință trapezoidală amplitudinea fundamentalei tensiunii la ieșire crește de la la aproape care este limita maximă, corespunzătoare unei unde de referință rectangulare. Simultan, amplitudinea tensiunii la ieșire rămâne constantă, ea neputând fi modificată. De aceea, în situațiile în care nu este necesară variația amplitudinii tensiunii la ieșire sau aceasta se poate face prin variația tensiunii de intrare, se utilizează cicloconvertoare cu undă de referință trapezoidală.

De exemplu, dacă se utilizează cicloconvertorul alimentat printr-un altenator, tensiunea la ieșire este modificată prin acționarea asupra excitației altenatorului.

Un al doilea caz, propice pentru unda de referință trapezoidală, se întâlnește dacă dorim creșterea puterii debitate de cicloconvertor. Crescând referința sinusoidală, ea depășește Ud0 și o înlocuim cu o referință trapezoidală care prezintă un palier constant de valoare , din ce în ce mai larg.

Deși tensiunea la ieșire are un număr mare de armonici, scopul propus, acela de a micșora cantitatea de putere reactivă consumată, este atins. Pentru diferite pante ale segmentelor de urcare și coborâre ale undei trapezoidale, se poate crește cu 15% până la 25% puterea aparentă nominală a cicloconvertorului.

2.2.2. Cicloconvertoare trifazate

Un cicloconvertor trifazat este format din trei cicloconvertoare monofazate, deci din trei convertoare în patru cadrane (fig.2.10). Cele trei cicloconvertoare trebuie să fie comandate astfel încât să se obțină la ieșire trei tensiuni de aceeași amplitudine și frecvența, defazate cu 120°.

Costul, materialului necesar este destul de important: un mare număr de tiristoare (de cele mai multe ori 36), un transformator având o constnicție complexă, o parte de control și una de reglaj complicată. De aceea aceste cicloconvertoare se utilizează la puteri mari, pentru a alimenta motoare sincrone funcționând Ia frecvențe joase .

În acest mod, construcția mașinii poate fi mai simplă, cu un număr redus de perechi de poli.

Fig.2.10 Schema de principiu a

unui cicloconvertor trifazat Fig.2.11 Diferite montaje pentru cicloconvertoarele trifazate

Dacă receptorul permite funcționarea cu fazele izolate, se pot alimenta cele trei cicloconvertoare cu un transformator cu un singur secundar, sau dacă tensiunea rețelei este potrivită, se poate chiar suprima transformatorul (fig. 2.11).

De obicei, cele trei faze ale receptorului sunt legate în stea sau în triunghi. Daca receptorul este mai puțin pretențios și permite alimentarea cu o tensiune cu 3 pulsuri, se suprimă conductorul neutru. Sursa este fie un transformator cu un singur secundar, fie rețeaua (fig. 2.11).

Dacă receptorul este în stea, tensiunile pe fiecare fază sunt:

unde , , sunt tensiunile obținute cu punctele neutre (ale sursei și receptorului) legate și , , sunt tensiunile obținute cu punctele neutre (ale sursei și receptorului) izolate.

Dacă receptorul este în triunghi, tensiunile la ieșire sunt :

Pentru montajele cu 6 pulsuri transformatorul este obligatoriu deoarece cele 3 grupuri de câte două punți trebuie izolate. Este mai simplu să avem un transformator cu 3 secundare în loc de trei transformatoare identice (fig.2.11). O variantă cu un transformator mai simplu este cea din fig.2.10. Dacă N și N' sunt legate, tensiunile la ieșire sunt , , .

În acest ultim montaj, inductanțele destinate pentru limitarea curentului de circulație (dacă acesta există) sunt de 3-4 ori mai mici.

Tensiunile la ieșire obținute cu toate aceste montaje nu conțin armonici de frecventa nulă sau multiplu de .

2.2.3. Multiplicatoare de frecvență

Pentru a obține o tensiune la ieșire de frecvență superioară celei de intrare () trebuie să avem mai multe tensiuni de alimentare, astfel încât acestea să formeze k perioade ale tensiunii de ieșire, pentru o perioadă a tensiunilor de intrare, așa cum se arata in fig. 2.12. Fiecare perioadă a tensiunii la ieșire se obține cu un grup de două tiristoare montate în antiparalel, plecând de la două tensiuni de intrare defazate ca în fig. 2.11.

Trebuie evitată conducția simultană a celor două tiristoare, adică scurtcircuitul celor două surse de tensiune de intrare.

De aceea, unghiul de comanda al fiecarui tiristor, masurat de la inceputul semiperioadei in timpul careia el va conduce, este limitat la .

Fig. 2.12,a prezintă cazul sarcinii rezistive.

Tiristorul se blochează la trecerea prin zero a tensiunii, care corespunde trecerii prin zero a curentului. In fig. 2.12,b curentul și tensiunea la ieșire sunt defazate.

Din cauza sarcinii rezistiv-inductive, curentul nu are variații bruște la amorsarea tiristorului și acesta rămâne în stare de conducție și după trecerea prin zero a tensiunii, un timp necesar ca energia acumulată în câmpul magnetic al sarcinii să fie disipată.

Unghiul minim de amorsare depinde de factorul de calitate al sarcinii Q, si variaza intre si , pentru

Fig. 2.12 Principiul multiplicatoarelor de frecvență

Multiplicatoare de frecventă printr-un număr impar (k=2g+l)

Fig. 2.13 prezintă montajul pentru k=3 și tensiunile de intrare și ieșire pentru o sarcină rezistiva. S-au înscris aceleași valori caracteristice ca în fig. 2.12, dar pentru cazul în care k=3.

Se observă că, pentru a obține o tensiune monofazată la ieșire, de frecventă de k ori mai mare și de valoare efectivă variabilă în domeniul sunt necesare k tensiuni defazate cu și k perechi de tiristoare.

Fig. 2.13 Multiplicator de frecvență printr-un număr impar

Pentru o ieșire n-fazată, trebuie de n ori mai multe tiristoare și tensiuni la intrare fazate cu .

Multiplicatoare de frecvență printr-un număr par (k=2q)

Fig. 2.14 prezintă montajul pentru k=2, tensiunile, la intrare și la ieșire pentru o sarcina rezistivă.

S-au înscris aceleași valori caracteristice, ca în fig. 2.12, dar pentru k=2.

Fig. 2.14 Multiplicator de frecvență printr-un număr par

Se observă ca pentru o tensiune la ieșire monofazată avem nevoie în pemanența de k tensiuni defazate cu , de k perechi de tiristoare, dar și de k tensiuni in opoziție de fază cu primele.

In final, avem 2k tensiuni de intrare defazate cu .

Pentru o ieșire n- fazată, trebuie de n ori mai multe tiristoare și de tensiuni de intrare defazate cu .

Multiplicatoare de frecvență printr-un număr fracționar

Fig.2.15 prezintă montajul pentru k=3/2, tensiunile la intrare și ieșire pentru o sarcină rezistivă.

Fig. 2.15 Multiplicatorul de frecvență printr-un număr fracționar: N=3; D=2

S-au înscris aceleași valori caracteristice cu cele din fig. 2.12, dar pentru k=3/2. Se observă că dacă k = N / D, avem nevoie de N tensiuni defazate cu si de N perechi de tiristbare pentru o tensiune la ieșire monofazată, dar și de N tensiuni în opoziție de fază cu primele.

În final, avem 2N tensiuni de intrare defazate cu . Tinstoarele sunt amorsate la intervale regulate de.

Deci, cu același montaj și aceleași tensiuni se poate obține un factor de multiplicare diferit, modificându-se frecvența și momentul de comandă al tiristoarelor.

Întreruptoarele automate termomagnetice seria ТМ2 – Ехх sunt utilizate pentru comanda și protecția motoarelor electrice asincrone la suprasarcină, supraîncalzire sau la scurtcircuit. Protecția motorului la suprasarcină este realizată cu elemente termice amplasate în întreruptor, iar protecția la scurtcircuit se face cu elemente magnetice. Prin elementele magnetice se poate regla un punct din segment, care este egal de 13 ori curentul maxim de protecție termică. Elementele de protecție la suprasarcină includ și compensare automată a temperaturii mediului. Întreruptoarele automate termomagnetice pot suporta tensiune de impuls 6000V, curent nominal de la 0.16 pana la 93А la tensiune de lucru pana la 690V. Sunt cu anduranta electrica 1 000 000 cicluri, și anduranță mecanică 10 000 000 cicluri. Se pot regla curentul de actionare și indicatorul care dă informație despre poziția protecției. Se poate realiza o combinatie cu un declansator de tensiune pentru a garanta protectia motorului electric in caz de pierdere sau de cadere a tensiunii de alimentare din faza de la 0.55 pana la  0.7 Un. Se poate monta o cutie ignifuga si contacte auxiliare, cu scopul largirea domeniului de utilizare a intreruptorului termomagnetic.

Startere seria LT 5 Dxx sunt o combinație între contactor serie LT1 Dxx și protecție termică LT2 Exx și servesc la comanda de la distanță, la comanda directă sau la protectia motoarelor electice asincrone sau la alte consumatori. Starterele, disponibile pe piata, sunt montate in cutie metalice sau in cutie din plastic, avand gradul respectiv de protectie ignifuga si de praf. Pentru a asigura protectia aparatului/motorului la scurtcircuit, se pot monta  intreruptoare sau separatoare. La comanda clientului se poate inlocui protectia termica din fabrica in starterului pneumatic. Tensiunea nominala de comanda este 230/400 V, iar diapazoanele de curenti nominali pot varia de la 7 pana la 93А. Se poate regla curentul de actionare a protectiei.

Startere seria LT 3 Dxx sunt o combinație între trei contactoare, un releu de timp, butoane „start” și „stop” cu conectica respectivă. Servesc la controlul de la distanta, comanda directa si protectia motoarelor electrice asincrone cu schema de pornire “stea-triunghi”. Asigură o pornire usoară a motorului și permite reglarea timpului de pornire in “stea”, ca si fixarea timpului de comutare intre “stea” si “triunghi” la 0.5 secunde. Starterele sunt disponibile in doua variante: “deschis” si “inchis”, fara protectie temica la motor. Protectia motorului la scurtcircuit poate fi asigurata prin montaj de intreruptoare sau de separatoare. Tensiunea nominala de comanda este de 230/400V, iar diapazoanele de curenti nominali pot varia de la 25 pana la 95А.

Startere seria LT 4 В Dxx de tip “inchis” este o combinatie  intre doua contactoare seria LT 1 Dхх, in combinatie cu butoane “start” si un  “stop” cu conectica respectiva. Asigura pornirea motorului intr-un sens, iar dupa o apasare pe buton “stop” si printr-o apasare pe celalalt buton “start”, se va schimba directia de turatie a motorului. Cele doua contactoare sunt blocate mecanic intre ele si astfel nu este posibila o pornirea simultana in cele doua sensuri de turatie. Sunt utilizate la comanda motoarelor asincrone care functioneaza dupa schema  „revers”. Sunt livrate in cutie metalica cu grad de protectie de praf si umezeala IP54. La montaj protectia motorului la scurtcircuit se paote realiza folosind intreruptoare sau separatoare. Tensiunea nominala de comanda este 230/400V, iar diapazoanele de curenti nominali pot varia de la 25 pana la 95А. Sunt variante de reglare a curentului pentru actionarea protectiei.

Invertoare de frecventa seria EL-ZVF9-G – acest aparat asigura o pornire usoara a motorului electric trifazat, aplicand reglarile diferite, cu posibilitati de programare a parametrilor si introducere a functiilor. Aparatul permite comanda de la panoul convertorului, de la dispozitivul de comanda la distanta, comanda de curent si de tensiune, comanda multitrepte, numeroase semnale de intrare pentru reglarea PID, semnale la iesire emise spre aparatele indicatoare de control. Convertorul functioneaza la tensiune nominala la intrare 230/400V АС 50Hz, iar la bornele de iesire se obtine tensiune de 400V cu frecventa de la 0 pana la 400 Hz. Convertorul permite o suprasarcina permanenta pana la 110% si o suprsarcina temporala pana la 180%. Reglarea exacta a frecventei la iesire este de 0.01%. la bornele de intrare si de iesire ale convertorului se pot cupla eventual si filtre protectoare la armonici (intrare); filter de protectie de interferente electromagnetice pentru restul aparatelor; module de oprire, etc.

Indicator pentru succesiunea fazelor EK-RSTB – aparat pentru monitorizarea si afisarea prezenta, succesiunea si calitatea fazelor. Aparatul afiseaza urmatoarele avarii: lipsa de una sau de cateva faze; schimbarea succesiunea fazelor; scaderea tensiunii de alimentare: sub 10%; cresterea tensiunii de alimentare: peste 10%; asimetria intre tensiunile de alimentare a fazelor: ± 10%

Cand avem una dintre situatiile de mai sus, actioneaza un releu, care intrerupe circuitul de comanda. Intervalul de timp intre momentul de indicatie a avariei si momentul de actionarea releului, se poate regla pentru a scapa de opriri neasteptate in caz de intreruperi foarte scurte. Cand tensiunea revine in limitele obisnuite, se produce energizarea aparatului (se aprinde indicatie), in functie de valorile de histerezis. Cand este disturbata succesiunea fazelor, aparatul produce efect imediat.

Eliminarea pornirilor motorului prin cuplare directă la rețea, fenomen ce are ca urmări:

îmbătrînirea rapidă a izolației acestuia (în special la procesele care necesită porniri și opriri frecvente);

perturbații în rețeaua de alimentare, în special subtensiuni sau căderi de tensiune.

protejarea instalației mecanice în situația apariției unei suprasarcini sau a unui blocaj datorită funcției de limitare a curentului prin motor și implicit a cuplului acestuia;

Posibilitatea de automatizare a procesului tehnologic prin includerea convertorului de frecvență intr-o buclă închisă de reglaj cu utilizarea regulatorului PID digital programabil încorporat.

Domeniile de utilizare a convertoarelor de frecvență sunt, ca și avantajele, nelimitate :

benzi transportoare;

poduri rulante;

linii de montaj;

linii de îmbuteliere;

lifturi, macarale, elevatoare;

CAPITOLUL III

CARACTERISTICILE CONVERTOARELOR DE FRECVENȚĂ

Figura 3.1. Sistemul de ansamblu

tastatură DEX-10-DEY externa

modul extensie, de exemplu pentru conexiune PROFIBUS-DP: E6-NET- DP

convertor de frecvență DF6

filtru DE6-LZ … RFI

bobină de șoc

rezistor frânare

Figura 3.2. Caracteristici fizice ale DF6

tastatură

ventilator

gaura evacuare

conector de interfață pentru tastatură

două sloturi pentru module optionale

interfata RS 485

semnal de control

terminalele de putere

punctele de intrare a cablului

șurub pentru deschiderea cortinei terminalelor

cortină terminale

inveliș

Convertoarele de frecvență DF6 convertesc tensiunea și frecvența deja existente în trei faze de aprovizionare la o tensiune de curent continuu și de foloseste aceasta tensiune pentru a genera o perioadă de trei faze de aprovizionare cu tensiune reglabila și frecvență. Această variabilă în trei faze de aprovizionare permite reglarea la infinit, a vitezei de control a trei motoare asincrone.

Fig. 3.3. Modul de funcționare al convertorului de frecvență

sursă alimentare

punte redresoare

circuit de curent continuu

invertor cu IGBT

motor trifazat

blocul de programare cu monitor LCD

Aprovizionare, printr-o interferență principală de tensiune LSVN (UE-evaluat tensiuni): AC 400 V, 50/60 Hz. Podul redresoarelor convertează tensiune AC de alimentare electrică de la un curent continuu de tensiune la o tensiune DC. Legatura DC conține o rezistență de încărcare, facilitarea și sursa de alimentare comutata. Acesta permite legatura DC cuplarea și furnizarea de curent DC: legatura DC (UZK) = x W2 principalele tensiuni (LSVN)

Invertor IGBT:

Invertorul de putere transforma tensiunea DC către tensiune DC variabilă de trei faze alternative cu frecvență variabilă. În legătură cu o rezistență de frânare externă, tranzistor tranzistor permite franarea motoarelor cu un înalt moment de inerție sau în timpul operației extinsă de regenerare.

Ieșiri de tensiune (U2), conectarea motorului:

Tensiune AC variabilă în trei faze, tensiune de intrare de la 0 la 100 %

Frecvența de ieșire (f2):

Frecvența variabilă, 0 la 400 Hz

Curentul de ieșire raționat (I2N):

Secțiune de control programabilă cu tastatură și interfață LCD

Criterii de selecție

Selectați invertorul de frecvență în funcție de curentul nominal al motorului. Curentul de ieșire din invertor de frecvență trebuie totuși, să fie mai mare sau egal cu, curentul nominal al motor.

Următoarele date unitare se presupune a fi cunoscute:

Tip de motor (motor asincron trifazat)

principală tensiune = tensiune de alimentare a autovehiculelor (de exemplu: 3~400 V)

curent nominal a motorului (ghid de valoare, în funcție de tipul de circuit și furnizarea de tensiune)

cuplu de încărcare (pătrată, constantă, cu 1,5 ori de start de cuplu)

Temperatură ambientală (temperatură maximă de 40 ° C).

Dacă sunt conectate mai multe motoare în paralel cu datele de ieșire ale invertorului de frecvență, curenții sunt supuse vector plus, adică activă în etapa actuală și – curente a componentelor reactiv se adaugă separat. Când pe care le selectați o frecvență convertor, asigurați-vă că poate aprovizionarea totală rezultată curente.

În cazul în care conectați un motor la un convertor de frecvență, motorul remite un curent multiplu de evaluat. Când selectați un convertor de frecvență, asigurați-vă că curentul de pornire, plus suma de curenți ce rulează nu va depăși puterea nominală a invertorului de frecvență.

3.1. Despre convertorul de frecvență DF6

Utilizarea

Convertoarele de frecvență DF6 nu sunt aparate casnice. Acestea sunt concepute numai pentru uz industrial ca componente de sistem. Convertoarele de frecvență DF6 sunt aparate electrice pentru controlul unitățillor cu viteză variabilă, cu motoare trifazate. Ele sunt concepute pentru instalarea în mașini sau pentru a fi utilizat în combinație cu alte componente într-o mașină sau un sistem.

După instalarea într-o mașină, convertoarele de frecventa nu trebuie să fie pusa în funcțiune până când mașina a fost asociat confirmată în conformitate cu cerințele de securitate a echipamentelor tehnice.

Directiva Securitate (MSD) 89/392/CEE îndeplinește cerințele de EN 60204. Fiecare proprietar / operator al echipamentelor este responsabil, asigurându-se că mașina este utilizată în conformitate cu dispozițiile Directivele UE.

CE marcajelor de pe convertorul de frecvență DF6 confirma că, atunci când utilizate într-o unitate de configurare tipică, aparatul este conform cu European Low Voltage directive (LVD) și de Directivele EMC (Directiva 73/23/CEE, modificată de Directiva 93/68/CEE si 89 / 336/EEC, modificat de 93/68/CEE).

În configuratiile de sistem descrise, convertoarele de frecvență DF6 sunt adecvate pentru utilizarea în public și non-public în rețele. În funcție de locația lor de utilizare, suplimentar, pot fi necesare filtre externe.

Conectarea la rețele IT (rețele fără un potențial teren punct de referință) nu este permis ca condensatorii filtrelor interne sa fie conectați la rețeaua de sol, potențialul (camerei). Rețelele de liber de pe Pamant, acest lucru poate duce la periculoase situații sau deteriorarea dispozitivului (de izolare este necesară monitorizarea).

La ieșirile convertorului de frecvență (terminale U, V, W) un puteti:

conecta sau o tensiune sau un capacitiv de sarcini (de exemplu, faza de compensare condensator),

conecta mai multe convertoare de frecvență, în paralel,

să facă o conexiune directă la intrare (bypass).

Observați date tehnice și cerințele de terminale. Pentru informații suplimentare, se referă la echipamentele nameplate sau etichetă și documentație.

Orice altă utilizare constituie utilizare improprie.

Service și garantie

În cazul puțin probabil că aveți o problemă cu cu convertorul dvs. de frecvență, vă rugăm să contactați biroul local de vânzări.

Vă rugăm să aveți următoarele date și informații despre convertorul de frecvență :

tipul exact de convertor de frecventa (nameplate)

data de cumpărare

descrierea detaliată a problemei care a apărut cu convertorul de frecvență

Dacă unele dintre informațiile imprimate pe placuta nu sunt lizibile, vă rugăm să notati doar informațiile care sunt în mod clar lizibile.

Informații privind garanția ce pot fi găsite în Moeller Termeni și condiții generale de vânzare.

Conectarea cablului de motor

Conectați cablul la motor și terminale U, V, W PE:

F1, Q1: Linie de protecție

K1M: contactor principal

L1: bobină de șoc

Z1: filtru RFI

Figura 3.4. Schemă de forță

Dacă sunt folosite motoare a caror izolare nu este potrivită pentru exploatarea cu invertoare de frecvență, motorul poate fi distrus.

Dacă utilizați un filtru motor sau un filtru sinusoidal aici, creștrea ratei de tensiune poate fi limitată la valori de aproximativ 500 V / ms (DIN VDE 0530, IEC 2566).

În mod implicit, convertoare de frecvență DF6 au o rotație în sens orar câmp. In sensul orar de rotație a arborelui motorului este realizat de către de racordare a motorului și terminalele convertorului de frecvență după cum urmează:

În operația convertorului de frecvență, se poate inversa direcția de rotație a axului motorului astfel:

schimbarand doua dintre fazele de conexiune a motorului.

activarea terminalului FW (în sens orar) sau 5 (implicit: Rev = invers sensului orar)

aplicarea unui control de comandă prin interfață sau interfața de conectare (implicit: Rev = invers sensului orar) .

Viteza unui motor cu trei faze este determinată de numărul de perechi și polul de frecvență.

Frecvența de ieșire din convertorul de frecvență DF6 este nelimitat variabilă de la 0,1 la 400 Hz.

Schimbarea polului motoarelor trifazate (Dahlander pole-schimbare motoare), rotor-hrănite trifazate comutator sunt motoare (slipring rotor) sau reticența motoare, motoare sincrone și a servo motoare ce pot fi conectate, cu condiția să fie aprobată pentru utilizare cu invertoare de frecvență de către producătorul de autovehicule.

Operarea unui motor la viteze mai mari fata de viteza normala (indicată pe nameplate) poate provoca probleme mecanice la autovehiculele (rulmenti, unbalance) și mașinile la care este conectat, si poate duce la periculoase condiții de funcționare.

Instalare

Conexiunea mai multor motoare în paralel la un singur convertor de frecvență.

Convertoarele de frecvență DF6 pot controla mai multe motoare conectate paralel. În cazul în care sunt motoare pentru a se executa la diferite viteze, aceasta trebuie să fie puse în aplicare prin numărul de perechi conectate pol și / sau uneltele de transmisie socoteală.

Figura 3.5. Conexiunea paralelă a mai multor motoare

Dacă un convertor de frecvență controleaza un numar de motoare în paralel, contactoarele individuale pentru motoare trebuie să fie proiectate pentru operarea AC-3. Acestea sunt principalele contactoare, concepute numai pentru principalele (primar) tipuri de convertoare de frecvență. În cazul în care acestea sunt utilizate în multiple circuite motoare, contactele lor se pot topi.

Conectarea motoarelor în paralel reduce rezistenta la încărcarea convertorului de frecvență la ieșire, reduce total statoric inductivitatea și capacitate de scurgere crește. Ca rezultat, distorsiunea de curent este mai mare decât este într-un singur motor de circuit. Pentru a reduce distorsiunile actuale, inecarile sau filtrele sinusoidale pot fi conectate la iesirea convertorului de frecventa.

În prezent, consumul de motoare trebuie să nu depășesc puterea nominală curentă I2N a convertorului de frecvență. Motoarele electronice de protecție nu pot fi utilizate atunci cand se opereaza un convertor de frecventa conectat la mai multe motoare. Trebuie totuși, să protejeze fiecare motor cu termistori și / sau de relee de supraîncărcare.

În cazul motoarelor cu evaluări foarte diferite (de exemplu, 11 kW și 30 kW) sunt conectate în paralel la un convertor de frecvență de ieșire, pot apărea probleme în timpul pornirii și la viteze mici. Motoare cu un rating scăzut nu au posibilitatea de a dezvlota cuplul necesar. Acest lucru se datorează rezistei ohmice relativ mari a statorilor. Ele necesită o mai mare tensiune in timpul fazei de început și de la un debit mic.

Pentru a asigura compatibilitatea electromagnetică, utilizați numai ecranate cu motor cabluri. Lungimea cablului de motor și de utilizare a mai multe componente are o influență cu privire la modul de control motor și a caracteristicilor de performanță. În paralel funcționare (de mai multe motoare conectate la frecvența de ieșire convertor), rezultă lres lungimi de cablu trebuie să se calculează:

lres = SlM x WnM

SlM: suma lungimilor de cablu pentru conectarea motorului

nM: Numărul de circuite cu motor

Cu cat sunt mai lungi cablurile motororului,curentii de scurgere cauzati de capacitarile parazitare ale cablului pot provoca caderi de tensiune. În acest caz, filtre de motor trebuie să fie utilizate.

Păstrați cablurile de motor cât mai scurte posibil pentru ca acestea vor influența pozitiv pe unitatea de caracteristici.

Filtre du / dt, filtre sinusoidale

Filtrele du/dt compenseză pentru curenții capacitivi cu cabluri de motor lungi și grupate cu unități de stocare (multiple conexiuni de unități de stocare în paralel la un singur convertor).

Utilizarea înecărilor la motoare este recomandată de către producătorii de instalare:

• grupate pentru unități de stocare

• pentru funcționarea fazei actuale de trei motoare asincrone frecvențelor cu maxim mai mare de 200 Hz,

• pentru funcționarea motoarelor, reticența sau permanent de entuziasmat motoare sincrone cu maxim 120 Hz frecvențelor de mai sus.

Filtrele du / dt sunt utilizate pentru a limita rata de creștere de tensiune la motoare terminale la valorile de mai jos 500 V / ms. Ele ar trebui să fie aplicate pentru toate motoarele cu necunoscut sau insuficient de izolare rezistenta la tensiune.

În timpul fazei de inginerie, să avem în vedere că, căderile de tensiune pe motor și filtre du / dt pot fi până la 4% din frecvența de ieșire a convertorului de tensiune.

În timpul fazei de inginerie, se are în vedere că filtrul sinusoidal trebuie să fie potrivit pentru tensiunea de ieșire și pulsul frecvenței.

Căderea de tensiune pe filtrul sinusoidal poate fi de până la 15% din frecvența de ieșire a convertorului de tensiune.

3.2. Exploatarea Bypass

Dacă doriți să aveți opțiunea de operare a autovehiculelor cu convertor de frecvență sau direct, de la principalele puncte de aprovizionare, livrările trebuie să fie mecanic cuplate.

O trecere între convertor de frecvență și principalele puncte de aprovizionare trebuie să aibă loc într-o stare de liberă tensiune.

Convertor de frecvență iesiri (U, V, W) nu trebuie să fie conectat la principalele tensiune (de distrugere a dispozitivului, risc de incendiu).

Figura 3.6. Controlul motorului bypass

Activarea intrărilor digitale

DF6 are cinci factori de producție digitală, care sunt conectați intern cu terminale de PLC. În mod implicit, puterea este furnizată prin intermediul 24 V interne de aprovizionare. În acest scop, terminale PLC și sunt CM1 conectat cu un jumperi. În cazul în care intrările digitale urmează să fie furnizate de la o sursă externă, eliminați acest jumperi.

Activarea digitală cu factori de

tensiune de alimentare interne și

pozitiv logică (implicit)

Activarea digitala cu factori de

tensiune de alimentare interne și

negative la nivel de logica

Activarea digitală cu factori de

tensiune de alimentare externă și de

pozitiv logica

Activarea digitala cu factori de

tensiune de alimentare externă și de

negative la nivel de logica

Digital, factorii de producție pot fi manevrati atât pozitiv (implicit setarea) cât și negativ cu logica. Pentru a seta negativ la logică, eliminați între terminalele de jumperi PLC și CM1 și conectați-vă PLC terminale și P24 cu prezenta jumperi. Dacă utilizați un sursă de alimentare externă, vă puteți conecta la polul negativ (pozitiv logică), sau de polul pozitiv (negativ logica), cu terminale de PLC.

Legați cablurile de control și semnal, separat de cablurile motoare și principale.

Conexiuni electrice

Exemplu de circuit de protecție a factorilor de producție digitală folosind P24 tensiune de alimentare internă sau externă, separat de alimentarea cu 24 V:

Figura 3.7. Declanșarea intrarilor digitale

Figura 3.7 Bornele de conexiuni

Operare DF6

Această secțiune descrie modul în care trebuie operat convertorul de frecvență DF6 la funcționare și ce ar trebui să se respecte în timpul funcționării acestuia.

Pornirea inițială

Observați următoarele puncte înainte de a pune convertorul de frecventa în funcțiune:

• Asigurați-vă că liniile de putere L1, L2 si L3 și frecvența convertor iesiri U, V și W sunt conectate corect.

• Liniile de control trebuie să fie conectate corect.

• Terminalele de pământ trebuie să fie conectate corect.

• Numai terminalele marcate ca terminale de pământ trebuie să fie împământate.

• Convertorul de frecvență trebuie să fie instalat vertical pe o suprafata noninflamabila (de exemplu, un metal).

• Eliminați orice reziduri de la operațiunile de cablare – cum ar fi piese de sârmă – și toate uneltele la apropierea de convertor de frecvență.

• Asigurați-vă că cablurile conectate la terminalele de ieșire nu sunt scurt-circuitate sau conectate la pământ.

• Asigurați-vă că toate șuruburile terminalelor au fost suficient de stranse.

• Asigurați-vă că convertorul de frecvență si motorul sunt corecte pentru principalele tensiuni.

• Frecvența maxima configurată trebuie să se potrivească cu frecvența maximă de operare a motoarelor conectate.

• Nu operati convertorul de purere cu curent deschis.

Nu efectuati teste h.v. Filtrele de supratensiune sunt montate între principalele terminale de tensiune și de pământ, care ar putea fi distruse.

Terminalele de control a semnalului sunt cablate astfel :

Figura 3.8. Conectarea semnalului la terminalele de control (implicit setările)

Porniti sursa de tensiune.

Ledurile de la Putere si de la Hz (tastatura) sunt aprinse. 0,00 apare pe ecran.

Inchide butonul S1 (FW = rotație în sens orar) cu potentiometer R1, aveți posibilitatea să setați frecvența și, prin urmare, viteza de motor

Motorul se roteste în sens orar și ecranul indica setul de frecvență.

Deschide butonul S1.

Viteza motorului este redusă la zero (de afișare: 0.00).

Inchide butonul S2 (rev = operare in sensul orar).

cu potentiometer R1, aveți posibilitatea să setați frecvența și, prin urmare, viteza motorului.

Motor merge in sensul invers orarului și ecranul indica setul de frecventa.

Deschide butonul S2.

Viteza motorului este redusă la zero (de afișare: 0.00).

Dacă ambele butoane S1 si S2 sunt închise, motorul nu va porni. Dacă inchideti ambele butoane în timpul funcționării, viteza motorului este redusa la zero.

Schimbarea de afișare și parametri de bază

Apasati butonu PRG pentru a trece la afișarea sau modul Run la modul de programare. Luminile PRG se aprind in acest timp.

Aveți posibilitatea de a accesa parametrii individuali sau grupuri de parametri

în sus și în jos cu tastele săgeată

Pentru a accesa modul de programare, apăsați tasta prg. Puteți modifica valorile parametrilor cu tastele săgeată. Excepțiile sunt a afișa parametrii PNU d001 la d090. Acești parametri au nu valori. După ce ați selectat un parametru de afișare cu săgețile de la tastatură, puteți reveni la modul de afișare cu prg. Afișat arată apoi selectate de afișare parametru ("setarea de parametri de afișare").

Parametrul de valori pot fi acceptate cu tasta Enter sau respins cu tast PRG.

Pentru a reveni la modul de afișare, apăsați prg pe ecaran la parametrul gama PNU d001 la d090.

Exemplu pentru modificarea timp accelerarea 1: PNU F002

Convertorul de frecvență este în modul de afișare și RUN lampa este aprins.

Apasati PRG.

Convertorul de frecvență de modifică modul de programare, se aprinde lumina in dreptul PRG si d001 sau cel mai recente parametre modificate aparute pe afișaj.

Apasati tasta DOWN pana cand F002 apare pe afișaj.

Apasati PRG.

Timpul setului de accelerare 1 apare pe ecran in cateva secunde (implicit: 30,00).

Pentru a modifica setul de valoari, utilizează în sus și în jos tastele săgeată.

Există acum două posibilități:

Acceptați valoarea afișată apăsând tasta Enter.

Respingere valoarea afișată apăsând tasta prg.

F002 apare pe afișaj.

apasati SUS până cand apare d001.

Apasati PRG.

Convertorul de frecvență : modificări în modul de afișare și afișarea setului de frecvență.

Figura 3.9. Schimbarea timpului de accelerare 1

Afișare în funcție de parametrii de afișare selectati de la PNU d001 la d090.

Afișarea celui mai recent parametru schimbat.

Schimbare parametrilor a grupului de parametri extins.

Următorul exemplu ilustrează modul de schimbare a PNU A003 extinsă parametru de grup A. De asemenea, puteți să modificați parametrul grupurilor de valori B, C, H, P, după cum este descris în exemplu. Aveti posibilitatea de a modifica valorile parametrilor de grup, după cum este descris în secțiunea U, “parametri definiti de utilizator- parametru de grup U",. Pentru o descriere detaliată a parametrilor de grup, mergeti la secțiunea "Setarea frecvenței și semnalului parametrilor de start ".

Exemplu pentru a schimba frecvența de bază: PNU A003

Apasati PRG pentru a schimba în modul de programare.

Cel mai recent modificat parametru apare pe afișaj și prg lampă de lumini.

Apasati tastele Sus si Jos, până cand parametrul de grup extins

A – apare pe afișaj.

Apasati PRG.

A001 apare pe afișaj.

Apasati Sus de două ori, până A003 apare pe afișaj.

Apasati PRG.

Timpul de accelerare este setat în conformitate cu PNU A003 (valoare implicită: 50.)

apare pe afișaj.

Pentru a modifica valoarea, utilizează în sus și în jos tastele săgeată.

Există acum două posibilități:

Acceptați valoarea afișată apăsând tasta Enter.

Respingere valoarea afișată apăsând tasta prg.

Afisajul indică A003.

Apasați PRG.

A – apare pe afișaj.

Apasati Sus până d001 apare.

Apasati PRG.

Convertorul de frecvență: modificări în modul de afișare și afișarea curentului de frecvență.

Figura 3.10. Schimbarea de frecvență de bază (de exemplu cu setarea implicită) afișare în funcție de parametri PNU d001 la d090, afișarea celui mai recent parametru schimbat

Fig. 3.11. Structura meniului convertorului DF6

Afișare după ce tensiunea de alimentare este aplicată

După ce tensiune de alimentare este pornită, va reaparea pe ecran ultima imagine vazuta (dar nu în cadrul extins parametru de grupuri).

Exemple de conexiuni

Operație ce utilizează un potentiometru extern :

Figura 3.12. Conectarea un potentiometru extern 

Metoda de exploatare

Aveți posibilitatea să porniți convertorul de frecvență într-o direcție de sens orar cu terminalul FW și într-o direcție anticeasornică cu terminalul 5. Dacă ambele terminale sunt închise în același timp, un semnal de stop este eliberat.

Cu potentiometrul conectat extern, punctul de pornire necesar (frecvență impusă) poate fi definit.

Aveți posibilitatea să utilizați instrumentul de măsurare pentru a afișa în frecvență (PNU C027 = 00) sau, de exemplu, motorul de curent (PNU C027 = 01). Cu PNU b081, aveți posibilitatea de a ajusta analogic de ieșire FM corespunzătoare pentru a gamei de măsurare de măsurare dispozitiv (sau de frecvență curente pot fi afisate).

Operația, printr-o valoare impusă analogică:

Figura 3.13. Schema pornirii analogice

Metoda de exploatare

Introduceti FW și 5 exact așa cum este descris în exemplul anterior.

Cu intrare digitală 3 (configurat ca AT), puteți să modificați peste de la o tensiune cu valoarea punctului de pornire (0 la 10 V) cu o valoare a punctului curent (4 la 20 mA).

În loc de cablare pe terminalul 3, care este fixată sau de realizat folosind un parametru, aveți posibilitatea să setați PNU C013 la 01. Intrare digitală 3 este apoi configurată ca o pauza de contact (NC).

Exemplu de circuit, include un motor cu rezistență termovariabilă PTC. Este important să utilizați un cablu de control monitorizat și sa puneti motorul cu rezistență termovariabilă PTC separat de alte cabluri de motor. Oricum, ecranul ar trebui să fie împământat doar pe partea convertorului.

Exploatarea cu frecvențe fixe:

Figura 3.14. Definirea frecvenței fixe

Observații privind funcționarea

Dacă tensiunea de alimentare recuperează dupa un esec intermiten, motorul poate reporni automat, dacă un început de semnal este încă prezent. Dacă personalul este amenințat, ca rezultat, un circuit extern trebuie să fie furnizat care previne o repornire după ce tensiunea este recuperata.

Dacă frecvența convertorului a fost configurata astfel încât semnalul nu este oprit prin intermediu tastei OFF de pe LCD , apăsând tasta OFF nu va opriți motor.

Înainte de efectuarea de întreținere și de inspecție a convertorului, așteptați cel puțin cinci minute după ce tensiunea de alimentare a fost oprita. Nerespectarea acestui punct, poate duce la șoc electric din cauza tensiunii mari din echipamente.

Niciodată nu trageti de cablu să deconectați conectori (de exemplu, pentru ventilatoare
sau placi de circuit).

Dacă o resetare este eliberata după o defectare, motorul va porni în mod automat, dacă un semnal de start este, de asemenea, prezent. Pentru a evita risc de prejudiciu grav sau mortal, a personalului, trebuie să se asigure ca semnalul de start că nu este prezent înainte de recunoasterea gresealii cu un mesaj de reinițializare.

Când tensiunea de alimentare pentru convertorul de frecvență este aplicata în timp ce semnalul de pornire este activ, motorul va începe imediat. Asigurați-vă că nu este semnal de start activ, înainte ca tensiune de alimentare sa fie pornită.

Nu conectați cabluri sau conectori în timpul operațiunii tensiune de alimentare atunci când este pornită.

Pentru a preveni un risc de vătămare gravă sau mortala a personalului, niciodată nu întrerupeti operarea motorului prin deschiderea contactoarelor instalate pe paritle primare sau secundare. Butonul ON este funcțional numai în cazul în care corespund parametrii convertoruli de frecvență si au fost configurati corespunzător (asection "Setarea frecvența și parametri de semnal de start ").

Înainte de operarea motoarelor cu frecventa peste frecvențele standard de 50 sau 60 Hz, contactați producătorul pentru a verifica faptul că motoarele sunt adecvate pentru operarea și la frecventa mai mare. Motoarele altfel ar putea suporta daune.

3.3. Programarea terminalelor semnalelor de control

Această secțiune descrie modul de a atribui diverse functii de control semnal terminale.

Prezentare generală

Tabelul urmator oferă o privire de ansamblu asupra semnalului de control și o scurtă descriere a funcțiilor pe care le puteți atribui la intrările și ieșirile programabilului digital.

Descrierea funcțiilor

Nume Valoare 1) Functia Descriere

Digital factori de la 1 la 5 Parameterizing PNU C001 să C005

REV 01

Operare in sensul invers al acelor de ceasornic (start/stop)

REV intrare închisă: motorul pornește in sensul invers

al acelor de ceas.

REV intrare deschis: decelerarea controlata a motorului pentru

a opri (in sensul invers al acelor de ceas).

FW (D) și REV intrarile inchise simultan: decelerarea controlata

a motorului pentru a opri

FF1 02 Programabile fix Exemplu: patru frecvențe fixe
frecvențele de

la 1 la 4

FF2 03

FF3 04

05

Timp de patru etape de frecvență fixe (trei programabile fixe și o valoare de referință), doi factori de frecvență (3 = FF1 și FF2 = 4) sunt obligatorii (22 = 4).

JOG 06 Mod de Jog

DB 07 DC frânare

SET 08 Selectarea celui de-al doilea parametru setat

Setarea parametrilor

Parametrii enumerați în această secțiune pot fi setați folosind tastatura.
Ajustarea de stabilirea posibilităților enumerate mai jos sunt aranjate tematic funcție de rolul lor de a asigura clar prezentarea generală a tuturor parametrilor pentru a atribuit-o la o anumită zonă funcțională (de exemplu, secțiunea "DC frânare (DCB)", PNU A051 la A059).

Cu cel de-al doilea set de parametri, puteți atribui valori suplimentare la unii dintre parametri. Pentru acești parametri, coloana PNU conține o a doua valoare. Parametrii de primul set de parametri are un "0" după literă, de exemplu, F002. Parametrii de cel de-al doilea set de parametri are un "2" după literă, de exemplu F202. Pentru un rezumat al tuturor parametrilor de-al doilea și a treilea set de parametri, "Folosiți setul doilea parametru (SET)".

Functii de baza

Intrarea / afiseaza valoarea frecvenței

PNU F01 indică frecvența impusă sau frecvență fixă actuală. Aveți posibilitatea de a modifica frecvențele cu tastele săgeată și salvați-le în funcție de setarea în PNU A001 și FF1 la FF4 (intrări digitale).

Cu PNU F001, puteți modifica parametrii, chiar și atunci când parametru de protecție (PNU b031) a fost stabilit .

Indicarea de intrare a valorii de referință a frecvenței.

Dacă nu ați activat orice frecventa fixa, PNU F001 indică frecvența de referință.

Valoarea de referință poate fi atribuită într-una din cele trei moduri, în funcție de setare de sub PNU A001:

• prin potentiometru instalat pe tastatura, PNU A001 = 00;

• prin intermediul intrărilor analogice, PNU A01 = 01 (implicit):

– O (0 la 10 V)
– O2 (-10 V la +10 V) sau
– OI(4 la 20 mA)

• prin PNU F001 sau PNU A020, PNU A001 = 02.

Dacă specificați frecvența impusă PNU A020, puteți să introduceți o valoare nouă cu PNU F001, care este salvat automat în PNU A020:

Pentru a modifica valoarea, utilizează în sus și în jos tastele săgeată.

Salvați modificat de valoare cu tasta Enter.

Valoarea este salvată automat în scris pentru a PNU A020.

Afișare / introducând frecvențe fixe

Dacă ați activat frecvențele fixe cu funcțiuni de FF1 la FF4, factori digitali de producție, PNU F001 afișează frecvența fixa selectata.

Pentru detalii despre schimbarea de frecvențe fixe, a se vedea secțiunea "Intrarea în frecvențe fixe în PNU F001".

Timp de accelerare 1

Timp de Accelerare 1 definește momentul în care își atinge scopul, după o frecventa a semnalului de start eliberat.

Timp de decelerare 1

Timpul de decelerare 1 definește momentul în care a autovehiculelor pentru a frana 0 Hz după un semnal de stop.

Direcția de rotație

Direcția de rotație definește direcția în care a autovehiculelor se transformă după un semnal de start este eliberat.

Setarea frecvenței și parametrilor de semnal de start

Această secțiune descrie metodele de adaptare și de stabilire a începutului de semnal de frecvență de bază și parametri.

Cu PNU A001, în care ați stabilit modul în care frecvența impusă este definită:
• folosind potentiometru pe tastatură
• prin analogic de intrare O (0 la 10 V), O2 (10 până la +10 V) sau OI(4 la 20 mA)
• prin PNU F001 sau PNU A020
• prin intermediul interfeței RS 485 de serie
• prin intermediul de slot 1 sau 2 pentru modulele opționale

Semnal de start

Cu PNU A002, să specificați modul în care semnalele de început sunt emise:
• prin intrările digitale, de exemplu, FW de intrare sau un digital configurat ca intrare REV,
• cu ON-cheie de pe tastatura,
• prin intermediul interfeței RS 485 de serie,
• prin intermediul slotului pentru 1 sau 2 module opționale.

Frecvență de bază

Frecvența de bază este frecvența la care tensiunea de ieșire își are valoarea maximă.

Figura 3.15. Frecvență finală

f1: Frecvență de baza
f2: Frecventa finală

Frecvența finală

Dacă o constantă de tensiune-frecvență există dincolo de frecventa de tranzitie stabilită cu PNU A003, definim acest interval cu PNU A004. La sfârșit frecvența maximă nu trebuie să fie mai mica decât frecvența de bază.

Tensiune / frecvență și caracteristica de tensiune la creșterea

Boost

Boost-ul mărește, în funcție caracteristicile de tensiune de U / f (și, în consecință, creșterea de cuplu), in rangul de categorie mai mica. Boostul manual de tensiune in rangul de frecventa de la gama de frecvență dde inceput (setarea implicită: 0,5 Hz) cu jumătate din baza de frecvență (25 Hz la setarea implicită de 50 Hz) în fiecare stare de funcționare (de accelerație, stare funcționare, deceleration), indiferent de incarcarea motorului.Cu boostul automat, in contrast, tensiunea este marita in functie de incarcarea motorului. O tensiune marita poate cauza aparitia unui mesaj eroare și cadea din cauza curentului mare implicat. Boostul manual de tensiune are un efect atunci cand PNU A044 conține valoarea 00 (implicit, liniare U / f caracteristice) sau 01 (patratice U / f caracteristice).

Tensiune / frecvență caracteristică

Sub PNU A044 si A045, ajustati comportamentul de la DF6 pentru a se potrivi cu încărcarea.

Sub PNU A044, pentru a stabili caracteristicile de cuplu ale convertorului de frecvență DF6.

Sub PNU A045, setați turatia convertorului de frecventa.

PNU A045 se referă la tensiunea stabilita în conformitate cu PNU A082.

Caracteristica liniara U / f

Pentru o constantă de cuplu, introduceți valoarea 00 cu PNU A044 (implicit). Convertorul de frecvență DF6 crește tensiunea de ieșire U2 pe o rampă liniară de până la frecvența de bază în PNU A003.

Figura 3.16. Caracteristice lineare U / f Figura 3.17. Ajustabil U / f caracteristice

U2: tensiunea de ieșire U2: tensiunea de ieșire
fo: frecventa de ieșire fo: frecventa de ieșire

Caracteristicile patratice U / f

Pentru un cuplu redus, introduceți valoarea 01 cu PNU A044. Convertorul de frecvență DF6 crește tensiunea de ieșire pe un U2, liniară de la sol, până la 10% din baza de frecvență în PNU A003. Apoi, DF6 crește U2 pe o rampa pătratică (scăzută) la frecvența de tranziție în PNU A003.

Figura 3.18. Caracteristica de reglaj U / f Figura 3.19. Caracteristicile limitelor de reglare U/f

U2: tensiunea de ieșire U2: tensiunea de ieșire
fo: frecvența de ieșire

În cazul în care utilizați caracteristica reglabilă U / f, următorii parametri nu mai sunt valabili:

• PNU A003: Baza de frecvență
• PNU A004: Maxim sfârșitul frecvență
• PNU A041: Boost caracteristici

1) U1 = tensiune de intrare a DF6
2) Nu trebuie să stabilească toate coordonatele de tensiune și de frecvență. DF6 de automat calculează curba caracteristică.

Franarea in Curent Continuu (DCB)

Pentru a activa frânarea motorului:

• aplică un semnal de stop (PNU A051 = 01) sau
• activați intrarea digitală configurat ca DB

Prin aplicarea unei tensiune pulsate la statorul motorului, un cuplu de franare este indus în rotor și invers rotației motorului. Cu DC de frânare, un nivel ridicat de oprire și de poziționare de precizie poate fi atins.

Sub PNU A051, definește dacă DC de franare este activat automat atunci când setați frecvența cu PNU A052 a atins și / sau în momentul în care DB intrare este activat.

Sub PNU A052 introduceți frecvența la care DC de frânare este activat, atunci când PNU A051 este 00.

Sub PNU A053, intră în timpul de așteptare la care se treace, înainte de DC franare, devine activ dupa activare de la intrare sau DB atunci când setați frecvența de pornire este de ajuns.

Sub PNU A054 intra în cuplu de frânare între 0 și 100%.

Sub PNU A055 intra pe durata de frânare.

Sub PNU A056 specifica comportamentului de frânare în cazul în care DB intrare
este activă:

• 00: DC frânare DB începe în momentul de intrare este activat și se termină
numai atunci când termenul este definit în conformitate cu PNU A055 a expirat.
• 01: Frânare începe de îndată ce DB intrare este activ și se termină DB intrare atunci când este dezactivată.

DC frânare poate fi de asemenea activat înainte de motor de accelerație, pentru
exemplu, în cererile de ridicare și transport (eliberarea mecanice exploatație de frână), cu unități de stocare sau care sunt operate cu ajutorul procesul de variabile, cum ar fi fani, pompe si compresoare.

Sub PNU A057, stabilit de frânare de cuplu, înainte de accelerare (0 la 100%). Motor atunci este franata, înainte de a începe.

Sub PNU A058, setați durata de frânare, înainte de accelerare.

Sub PNU A059, setați frecventa pulsului pentru DC franare. Pentru 5 kHz valorile de mai sus respecta franarea (a se vedea mai jos).

Frânarea intra in functiune in momentul încălzirii motorului. Prin urmare, ar trebui setat cuplul de frânare (PNU A054 si A057), cat mai scazut posibil, iar durata de frânare (PNU A055 si A058) sa fie cât mai scurt posibila.

Frânarea in curent continuu

Convertoarele de frecvență DF6 utilizează frecvența de franare fB, care poate fi ajustată în conformitate cu PNU A059, pentru a genera tensiunea necesara pentru frânare. Acest lucru nu este identic cu pulsul de frecvență în timpul operațiunii stabilite în conformitate cu PNU b083. Cu cât este mai mare setul de frecvență de frânare, cu atât mai mic trebuie să setați cuplu de frânare MB .

Figura 3.20. Reducerea frânărilor DC Figura 3.21. Reducerea frânărilor DC

DF6-340-11k la DF6-340-55K DF6-340-75K to DF6-340-132K
MB: Frânarea de cuplu MB: Fânarea de cuplu
fB: Frânare frecvență fB: Frânare frecvență

Frecvență de operare

Puteți limita rata de frecvență specificata în conformitate cu PNU b082(frecventa de inceput) și PNU A004 (frecventa de final) cu PNU A061 si A062. În momentul în care frecvența de start a convertorului primește o comandă, aceasta se aplică pe frecvența stabilita sub PNU A062.

Pentru a preveni rezonante care au avut loc în unitatea de sistem, puteți, în plus, sa programati trei sarituri a frecventei in conformitate cu PNU A063 cu A068. În exemplu (fig. 113), primul salt de frecvență (PNU A063) este la 15 Hz, cea de-a doua (PNU A065) la 25 Hz și treia (PNU A067) la 35 Hz. Salt pe latimi (reglabil în conformitate cu PNU A064, A066 si A068) este setată la 1 în exemplul de Hz.

Figura 3.22. Salturi de frecvență

Fig.3.23. Limita superioara(PNU A061) și inferioară (PNU A062) a frecvenței

Pauza de accelerare

Cu această funcție, aveți posibilitatea să specificați o pauză în accelerare sol, în cadrul căreia frecvența de ieșire rămâne constantă. Când convertorul de frecvență este supraincarcat în timpul de accelerației, pentru exemplu, atunci când se accelereaza sarcinile grele sau la pornirea motoarelor în inversă, putem stabili o accelerare intrerupta cu această funcție. Acesta previne o frecvență de supraincarcare a convertorului. Sub PNU A069, specificați frecvența la care se întrerupe pentru a porni. PNU A070 determină durata de întrerupeți.

Cu motoarele în execuție inversă, această funcție, păstrând tensiunea de ieșire și de frecvență joasă, până la motor se execută în direcția necesară, înainte de a accelera la nivelul de accelerare nspecificat.

Figura 3.24. Funcții diagramă pentru accelerarea timpul de așteptare

f0- frecventa de iesire

fs: valoarea frecvenței impuse

Funcția de control PID

Convertoarele de frecvență DF6 de control au PID standard. Aceasta poate fi folosit, de exemplu, pentru fluxul de cantitățile produse și controlere cu ventilatoare si la pompe. PID de control are următoarele caracteristici:

• valoarea impusă poate fi eliberată prin convertorul de frecvență sau a tastaturii, printr-un semnal digital extern (frecvențe fixe). Sunt posibile 16 valori de referință. În plus, valorile de referință pot fi definite cu un semnal analogic de intrare (0 la 10 V sau 4 la 20 mA).

• Cu DF6, valoarile reale de semnal pot fi hrănite din nou, folosind un analogic de intrare de tensiune (de până la 10 V) sau un analogic de intrare curent (până la 20 mA).
• admisibil gama de valoarea reală de semnal de feedback trebuie să se potrivească exact (de exemplu, la 0 la 5 V, 4 la 20 mA, sau alte intervalelor de timp).
• Cu ajutorul unei scări de ajustare, aveți posibilitatea să se potrivească cu semnalul impus și / sau valoarea reală a semnalului real fizice cantitățile (cum ar fi fluxul de aer sau apă, temperatura, etc) și vizualizați-le pe afișaj.

Funcția de control PID

"P" înseamnă proporțional, "I" pentru integratoare și "D" pentru diferentiale. În Control Engineering, o combinație a acestor trei componente se numește, PID-buclă închisă de control, de reglementare sau PID de control. PID de control este utilizat în numeroase tipuri de aplicare, de exemplu, pentru controlul fluxului de aer și apă sau pentru controlul presiunii și de temperatură. Frecvența de ieșire din convertor este controlată printr-un algoritm de control PID de a păstra abaterea între valoarea de referință și valoarea reală cat mici cu putință. Imaginea de mai jos ilustrează PID de control sub forma unui bloc de diagrama:

Figura 3.25. Diagrama bloc de control PID 1) Deviere de sistem
G1: convertor de frecvență DF6 2)Convertor
w: valoare de referință 3)Ventilatoare,pompe sau

dispozitive similare
x: real valoare 4) Frecventa impusă
P1: variabila controlata
B1: Measured valoare de conversie

PID control este posibil numai după ce valoarea de referință și valoarea reală au fost definite.

De exemplu, figura următoare arată un sistem de ventilație:

Figura 3.26. Exemplu de un sistem de ventilație

G1: convertor de frecvență DF6
w: valoare de referință
x: real valoare
P1: variabila controlata
1)ventilator

P: componenta proportionala

Această componentă asigură că frecvența de ieșire și sistemul sunt proporționale cu abaterea. Utilizarea PNU A072, aveți posibilitatea de a defini proporționale în câștig KP%. Următoarele imagini ilustrează relația dintre sistemul deviații de frecvență și de ieșire. O mare valoare de KP rezultata într-un raspuns rapid la o schimbare a sistemului. Dacă, totuși, KP este prea mare, sistemul devine instabil.

Figura 3.27. Câștig proporțional KP
x: Sistemul de deviere

Maxima frecvenței de ieșire este definită ca fiind 100% PNU Cu A072, puteti seta KP între 0,2 și 5,0.

I: Componenta integrală

Această componentă, duce la o corecție de frecvență de ieșire de integrare a sistemului deviation. Cu un control proportional, o deviatie de control rezulta într-un fel de mare schimbare în frecvența de ieșire. Dacă, prin urmare, este deviatia de control este foarte mic, schimbarea frecventei de iesire, este mica. Problema este că sistemul de deviere nu poate fi complet eliminat. De aici rezultă nevoia de o componentă integrată.

Componenta integrată determina o continua adăugarea la sistemul de deviere, astfel încât abaterea poate fi redusa la zero. Castigul valorii reciproce de integrare este timpul de integrare Ti = 1/Ki.

Pentru convertoare de frecvență DF6, stabiliti timpul de integrare (Ti). Valoarea poate fi între 0,5 și 3600 s. Pentru a dezactiva integrata componentă, introduceți 0,0.

D: componenta diferentială

Această componentă cauzează o diferențiere a sistemului de deviere. Deoarece controlulu pur proportional utilizează valoarea curentă a deviatiei și valorile de la anterioare de actiuni, o anumită întârziere în procesul de control întotdeauna se produce. Componenta D compenseaza pentru acest comportament.

Diferențiala de control corectează datele de ieșire de frecvență, folosind rata de schimbare a sistemului deviation. Frecvența de ieșire pot, prin urmare, să fie compensate foarte rapid. Aveți posibilitatea să setați Kd între 0 și 100 s.

PID de control

PID control combină componentele P, I și D descrise în secțiunile anterioare. În scopul realizării optime de control caracteristice, fiecare dintre cei trei parametri PID trebuie să fie stabiliti. Comportamentul uniform al controlului fara pași mari, in frecventa de iesire este garantat de componenta proporțională;minimizeaza componenta integrată a sistemului existent de deviatie, starea de echilibru și de diferențiere de componente asigură un raspuns rapid la o schimbare reală a valorii de semnal.

Ca diferentiale de control se bazează pe diferențierea sistemului deviation, este extrem de sensibil și, de asemenea, pentru a răspunde nedoritelor semnale – interferențe, cum ar fi – ceea ce poate duce la instabilitatea sistemului. Diferentiala de control un este în mod necesara pentru fluxul, presiunea și temperatura de control.

Setarea parametrilor PID

Valorile pentru parametrii PID trebuie să fie alese în funcție de aplicare și caracteristicile sistemului de control. Următoarele punctele sunt importante pentru a realiza un eficient control PID:

Figura 3.28. Caracteristicile de control

• Starea de echilibru stabil, comportamentul

• Un răspuns rapid

• Un sistem de mici deviații în starea de echilibru

Parametri KP, Ti si Kd trebuie să fie stabiliti în rang de operare stabil. Ca regulă generală, creșterea numărului unului dintre parametrii KP, Ki (= Reducere de titan) și Kd rezulta într-un sistem mai rapid de răspuns. O creștere foarte mare, cauzeaza instabilitatea sistemului, în functie de valoarea actuala vor începe să oscillate, în cel mai rău caz, rezultata un comportament divergent:

Figura 3.29. Comportament divergent Figura 3.30. Control lent, deviatie mare de sistem

w: valoare de referință w: valoare de referință
1) semnal de iesire 1) semnal de iesire

Figura 3.31. Oscilația
w: valoare de referință
1) semnal de iesire

Următorul tabel oferă liniile directoare pentru fiecare setare parametru.

Structura și parametrii de controler PID

PID de control activ / inactiv

Convertoare de frecvență DF6 poate lucra în una din următoarele două moduri de control:
• Frecvență de control activ (de exemplu, PID control inactiv)
• PID de control activ

Puteți schimba peste între cele două moduri cu PNU A071 (PID de control activ / inactiv). În plus, aveți posibilitatea să comutați de control PID afara de activarea un digital configurat ca intrare PID (asection "Activați / dezactivați PID Resetare de control PID și componentă integrantă).

Frecventa de control este metoda standard de control utilizate de mai multe invertoare de frecvență. O valoare impusă este definită de către o unitate de control (tastatură), ca un analogic de tensiune sau curent de semnal, sau printr-o perioadă de patru digitale la nivel de biți de comandă aplicate la controlul semnal terminale.

Cu PID de control, convertor de frecventa de iesire este controlat de către un algoritm de control pentru a se asigura că abaterea între valoarea de referință și valoarea reală este păstrată de la zero.

Parametri

Următoarele imagini ilustrează parametrii care sunt eficienti în diferite zone ale PID a diagramei bloc. Parametrii specifici (cum ar fi PNU A072) se aplică la convertor de frecvență din tastatură:

Figura 3.32. Parametri de control PID 1) frecvență prin definiție: tastatura, fix

frecvențelor
w: valoare de referință 2) analogic prin definiție:

x: valoarea reala potentiometru, intrările

analogice, curent sau tensiune

pentru: frecventa de iesire

Reglementarea internă bazată pe calcule

Toate calculele în cadrul algoritmului PID sunt realizate în procente, astfel încât diferite unitati fizice pot fi utilizate, cum ar fi:

• presiune (N/m2),
• Debit (m3/min),
• Temperatura (° C),

Valorile reale pot fi de exemplu,să fie comparativ cu procentele.

O funcție utilă scalarea (PNU A075) este de asemenea disponibilă. Atunci când acesti
parametri sunt utilizati, aveți posibilitatea să definiți valoarea impusă direct ca și cantitate necesară fizica sau afișarea valorilor fizice reale adecvate pentru acest proces.

În plus, semnalul analogic de potrivire (PNU A011 la A014) este disponibil, cu care vă puteți defini un interval bazat pe feedbackul valoarii reale a semnalului. Următoarele grafice ilustrează modul de funcționare a acestei functii.

Definirea valorii impuse:

Există trei moduri de definire a valorilor impuse:

• tastatură
• semnalul digital de control la terminalele de intrare (4 biți)
• analogic de intrare (terminale O-l sau obligațiilor de informare-L)

Dacă valorile numerice impuse sunt definite prin terminalele semnalului de control, se definește valoarea impusă solicitata prin intermediul a PNU A021 A035. Stabilirea procedurii este similară cu cea care este utilizata în modul de frecvență de reglementare (de exemplu, cu control PID dezactivat) pentru stabilirea respectivelor frecvențe fixe ("Ajustarea frecvenței de selecție de la FF1 la FF4) .

Valoarea reală de feedback și valoarea reală a semnalului de potrivire

Aveți posibilitatea de a specifica valoarea reală semnal după cum urmează:

• Cu un control analogic de tensiune pe terminal semnalul O (maxim 10 V)

• Cu un curent de pe terminale obligațiilor de informare analogice avem un semnal de control (maxim 20 mA)

• Cu PNU A076, aveți posibilitatea să selectați una dintre cele două metode.

Pentru a adapta PID de control a cererii respectivej, valoarea reala a semnalului de feedback poate să se potrivească așa cum este prezentata în figura 3.33:

Figura 3.33. Potrivirea valorii reale a semnalului analogic

Ca evidențe de la grafice, valoarea impusă trebuie să fie în cadrul Gama, valabila pe axa verticală, dacă ați stabilit funcții PNU A011 a012 și nu la valoari egale cu 0. Pentru că nu există nici un semnal de feedback, stabilirea controlului nu pot fi altfel garantată. Aceasta înseamnă că frecvența convertorului va fi:

• frecvența maximă de ieșire,
• mergeți la modul de stop,
• ieșire la limita mai scăzută a frecvenței.

Ajustarea marimilor

Extinderea și adaptarea permite valorii scalare și reale de a fi afisate si introduse direct în corectă unitatea fizică corectă. În acest scop, 100% a revenit valoare reală si este luată ca bază, in mod implicit, și afișează intrările care sunt bazate de la 0 la 100%.

Exemplu: În prima diagrama în figura 3.33, 20 mA de feedback-ul, semnalul corespunde la 100% din PID factorul intern. Dacă, pentru exemplu, rata debitului este în prezent 60 m3/min cu un feedback semnal de 20 mA, parametrul este setat la 0,6 (60/100), cu PNU A075. Cu PNU de 004, in proces pot fi corectate valoare afișate și valoarea impusă poate fi introdusa direct în procesele de calitate si de cantitatea corectată.

Figura 3.34. Exemplu de ajustare pentru scalare

w : valoare de referință
x : Valoarea reală revenita

Rezumat al parametrilor

Convertoare de frecvență DF6 utilizeaza aceeași parametri pentru ambele frecvențe de control și moduri PID. Parametru convertorului DF6 se referă numai la modul de frecvență de control, deoarece acest mod este folosit în cele mai multe cazuri. Când modul PID este folosit, unii dintre parametrii au alte denumiri.

Tabelul de mai jos conține o explicație a acestor parametri atât pentru
frecvența cat și pentru modulul de control PID :

Setări de control în modulul de frecvență

Înainte să utilizați modul de PID, trebuie să configurați parametrii în mod de frecvență de control. Observați următoarele două puncte:

a) Rampa de accelerare și de decelerare

Frecventa de iesire calculata cu algoritmul PID nu este imediat disponibila la convertorul de frecvență si de ieșire, calitatea frecvenței de ieșire este afectată de un set de rampe de accelerare și decelerare. Chiar dacă de exemplu, o mare componentă este definita, datele de ieșire de frecvență sunt influențate semnificativ de accelerarea și decelerare in timp, acest lucru provoacand instabilitatea comportamentului de control.

Pentru a realiza un comportament stabil în fiecare gamă de control PID, accelerartia și deceleratia ar trebui să se stabilească cât mai jos posibil.

După fiecare acceleratie și deceleratie parametrii rampei se schimba, parametrii PNU A072, A073 si A074 trebuie să fie inlocuiti.

b) Saltul de frecvență
În ceea ce privește stabilirea de salturi de frecvență, amintiți-vă că feedback-ul valorii reale a semnalului nu trebuie să se schimbe în timpul saltului unei frecvențe . Dacă exista un punct stabil de funcționare în termenii unui salt de frecvență gama, are loc oscilatia uneia dintre valorile de la sfârșitul acestui interval.

Configurarea valorii reale și a valorii impuse

În modul de PID, trebuie mai întâi să se precizeze modul în care valoarea impusă trebuie
definită și în cazul în care valoarea actuală trebuie sa fie furnizata. Tabelul de
de mai jos listează setările necesare:

Valoarea impusă și valoarea reală nu pot fi furnizate prin intermediul aceluiași terminal analogic de intrare.

Rețineți că frânele convertor de frecvență se opresc în funcție de deceleratiea setata la sol, cât mai curând un semnal de stop nu se eliberează în funcționarea PID.

Extinderea

Setați scalarea la procesul-corectat fizic necesar ca unitate de aplicarea de către dumneavoastră, de exemplu pentru a debitului, presiunii sau temperaturii.
Pentru o descriere detaliată, vedeti "Extinderea adaptare".

CAPITOLUL IV

MONTAJ EXPERIMENTAL

Tema propusă implică studiul unui convertor de frecvență pentru reglarea motoarelor electrice trifazate.

Descriere

Convertor de frecvență DF6 Moeller.

Utilizare

Convertizoarele de frecvență din seria DF6 permit reglarea continuă a turației motoarelor trifazate. Ele se recomandă în special pentru aplicații la care randamentul are un rol deosebit.

Domeniul de puteri pentru motoarele trifazate asincrone cu patru poli este cuprins :

de la 0.18 la 2.2 kW (230 V)

de la 0.18 la 7.5 kW (400 V)

DF6 poate fi utilizat ca acționare individuală (stand alone) sau integrat în instalatiile de automatizare. Comanda U/f (tensiune/frecventa) permite un spectru larg de utilizări, de la acționările simple de pompe și ventilatoare, până la acționările standard flexibile din industria mașinilor de ambalat, alimentară și de băuturi.

Caracteristici

Forma constructivă compactă.

Panou de comandă integrat cu afisaj (patru caractere, 7 segmente)

6 taste funcționale și potențiometru pentru valoarea de referință

Interfața serială (RS 422) pentru:

– Unitatea de afișare/ comandă externă

– Transferul datelor prin modul PROFIBUS-DP extern

– Transmisia datelor spre PC

5 intrări digitale (24 V c.c.)

2 ieșiri digitale (24 V c.c.)

2 intrări analogice (0…+10 V, 4…20 mA)

Un releu (contact comutator: 24 V c.c./230 V c.a.)

Intrare termistor

Doua clase de tensiune:

230 V (180 V -0 % pana la 252 V +0 %), racord retea monofazica sau trifazica

400 V (342 V -0 % pana la 506 V +0 %), racord retea trifazica

Standarde globale conform CE, UL, c-UL, CSA si cTick

Functie

Funcțiile performante de protecție asigură o funcționare sigură, precum și protecția convertorului de frecvență și a motorului la:

Supracurent, defect cu pământul

Suprasarcina, releu electronic pentru protecția motoarelor

Supratemperatură

Supratensiune, tensiune minimă

Alte funcții pentru utilizare:

Regulator PID

Reglaj automat al tensiunii (Boost)

Blocarea repornirii

Limitare min./max. de frecvență

Salt de frecvență (ocolire frecvență)

Se cunosc diferite metode și echipamente privind reglajul motoarelor trifazate,cum ar fi : reglajul în trepte de rezistență; reglajul prin metoda U/F = constant ; reglaj cu amplificare magnetică și cu convertoroare de frecvență analogice.

S-a realizat un stand experimental pentru studiul și verificarea convertoarelor de frecvență DF6-340-18K5 si DF51-340-7K5 de fabricatie Moeller în scopul acționării unui motor asincron trifazat cu rotor în scurcircuit cu următorii parametri:

V

(27 A – stea, 16 A- triunghi)

Imagini privind stadiul de verificare se prezintă în figurile de mai jos :

Convertor de frecventa tip DF6-340-18K5

S-a alimentat de la o rețea trifazată, prin intermediul unui întrerupător automat tip C63, care are tensiunea nominală 400 V. Pentru acest convertor de frecvență, se va folosi un grup generator motor, motorul fiind asincron trifazat cu rotor în scurtcircuit, ce va antrena un generator, folosit drept sarcină. Se va utiliza acest montaj pentru a crește curentul în scopul observării funcționării convertorului de frecvență la caracteristicile sale nominale.

Convertor de frecventa tip DF6-34018K5

Convertor de frecvență tip DF51-340-7K5

Se alimentează de la o rețea trifazată prin intermediul unui întrerupator automat de protecție la suprasarcini și scurtcircuit, ce are curentul de reglaj între 25-40 A, tensiune nominală– 400V, capacitate de rupere- 10 KA.

Întrerupatorul a fost reglat pentru curentul minim de acționare de 25A.

Convertorul permite reglajul turației motorului prin intermediul variației frecvenței și a tensiunii până la o valoare maximă a curentului de 16 Amperi.

Stand experimental pentru studiul și verificarea convertoarelor de frecvență

În imagini s-a surprins și dulapul metalic ce include cele 2 convertoare de frecvență, precum și motorul acționat de acestea.

Deasemenea, se observă în imagini și includerea unor întrerupatoare automate de protecție, atât la scurtcircuit, cât și la suprasarcini.

CAPITOLUL V

CONCLUZII

Proiectul realizat se constituie ca un prim pas în realizarea unei lucrări de laborator ce include aparate electrice speciale (convertoare de frecventa) pentru controlul motoarelor electrice.

Se are în vedere extinderea acestei lucrări de laborator care să permită creșterea curentului și implicit funcționarea convertorului de frecvență la parametri nominali.

Deasemenea, se are în vedere utilizarea unui calculator pentru controlul și verificarea online, a funcționării cnvertoarelor de frecvență și implicit controlul online a motorului acționat.

BIBLIOGRAFIE

Florin Ionescu, “Convertoare statice de putere’’, Editura Tehnică, București, 1998

Mihai Albu, “Electronică de putere”, Volumul I, Casa de Editura Venus, Iași, 2007

www.moeller.com

www.abb.com

www.siemens.com

www.schneider.com

www.generalelectric.com