Oznacza informacje, które maj krytyczne znaczenie dla prawidłowego stosowania i zrozumienia zasad posługiwania si urzdzeniem.

Transkrypt

1

2 !" Urzdzenia półprzewodnikowych maj inne charakterystyki robocze ni urzdzenia elektromechaniczne. Wytyczne Bezpieczestwa dotyczce Stosowania, Montau i Konserwacji Urzdze z Półprzewodnikowymi Elementami Sterowania (publikacja SGI-1, Safety Guidelines for the Application, Installation, and Maintenance of Solid-State Control, dostpna w lokalnych przedstawicielstwach firmy Rockwell Automation lub na stronie internetowej opisuje niektóre wane rónice pomidzy urzdzeniami półprzewodnikowymi oraz urzdzeniami elektromechanicznymi. Z powodu rónic w obsłudze i instalacji oraz szerokiego zakresu moliwych aplikacji, uytkownik we własnym zakresie powinien upewni si, e planowane zastosowanie urzdzenia jest właciwe i dopuszczalne. W adnym przypadku firma Rockwell Automation, Inc. nie ponosi odpowiedzialnoci za bezporednie lub porednie szkody powstałe w skutek uycia lub zastosowania tego urzdzenia. Zamieszczone przykłady i rysunki słu jedynie objanieniu treci instrukcji. Z uwagi na wiele czynników i rónorodno wymaga odnoszcych si do indywidualnych zastosowa, Rockwell Automation, Inc. nie ponosi adnej odpowiedzialnoci za rzeczywiste uycie na podstawie przykładów i rysunków. Firma Rockwell Automation, Inc. nie ponosi odpowiedzialnoci dotyczcej naruszenia praw patentowych w zwizku z wykorzystaniem informacji, schematów, urzdze lub oprogramowania opisywanych w niniejszym podrczniku. Powielanie czci lub całoci niniejszego podrcznika bez pisemnej zgody firmy Rockwell Automation Inc. jest zabronione. W miejscach, w których jest to niezbdne zamieszczono w podrczniku uwagi informuj o koniecznoci zwrócenia uwagi na zasady bezpieczestwa. Oznacza informacje o działaniach lub okolicznociach, które w rodowisku niebezpiecznym mog by przyczyn eksplozji, oraz które mog doprowadzi do wypadku, mierci, zniszczenia urzdzenia lub spowodowa straty materialne. Oznacza informacje, które maj krytyczne znaczenie dla prawidłowego stosowania i zrozumienia zasad posługiwania si urzdzeniem. Oznacza informacje o działaniach lub okolicznociach, które mog doprowadzi do wypadku, mierci, zniszczenia urzdzenia lub spowodowa straty materialne. Uwagi pozwalaj zidentyfikowa zagroenia, unikn zagroe i zrozumie ich nastpstwa. Takie etykiety mog si znajdowa na urzdzeniu lub wewntrz urzdzenia (np. przemiennik lub silnik) i informuj o niebezpieczestwie poraenia napiciem. Takie etykiety mog si znajdowa na urzdzeniu lub wewntrz urzdzenia (np. przemiennik lub silnik) i informuj o wysokiej temperaturze powierzchni urzdzenia. PowerFlex to zarejestrowany znak handlowy bdcy własnoci Rockwell Automation, In

3 Spis treci Rozdział 1 Opis Wprowadzenie funkcjonalny Opis działania Prdko zadana Prdko odniesienia Sterowanie prdkoci Sterowanie strumienia Sterowanie strumienia w silnikach synchronicznych Sterowanie prdu Pomiar przekształtnika sieciowego Pomiar przekształtnika maszyny Model silnika Zabezpieczenie przemiennika/silnika Diagnostyka półprzewodnikowych elementów mocy Wykrywanie uszkodzonych tyrystorów SCR/SGCT w trybie offline Przekształtnik sieciowy Przekształtnik maszyny Wykrywanie uszkodzonych tyrystorów SCR/SGCT w trybie online Tryby testowe Start w biegu (silnik indukcyjny) Start w biegu (silnik synchroniczny) Opcjonalny tachometr/enkoder Transfer synchroniczny Transfer na prac ze stycznika obejciowego Transfer na prac z przemiennika Regulator PID Kompensacja współczynnika mocy Wyjcia analogowe Wejcia analogowe Rozdział 2 Parametry Opisy parametrów Zestawienie parametrów według grup Zestawienie parametrów według numerów liniowych Indeks alfabetyczny Indeks numerów liniowych Rozdział 3 Wykrywanie Dokumentowanie wyłcze systemu i usuwanie Akronimy i skróty uywane w tym podrczniku usterek Komunikaty o błdach przemiennika Komunikaty o ostrzeeniach przemiennika Dodatek A Polecenie logiczne i stan przemiennika Słowo polecenia logicznego baza danych 7.xxx...A-1 Słowo polecenia logicznego dla okrelonych urzdze oprogramowanie układowe 7.xxx...A-2

4 ii Spis treci

5 Rozdział 1 Opis funkcjonalny przemiennika czstotliwoci PowerFlex 7000 Wprowadzenie PowerFlex 7000 to przemiennik czstotliwoci, w którym sterowanie prdkoci silnika odbywa si poprzez sterowanie momentu obrotowego silnika. Prdko silnika jest szacowana lub mierzona, a moment obrotowy jest regulowany w taki sposób, by uzyska prdko równ prdkoci zadanej. Silnik i obcienie wymuszaj czstotliwo stojana, a przemiennik synchronizuje si do silnika. Jest to sposób sterowania, który odrónia przemiennik PowerFlex7000 od przemiennika ze sterowaniem V/Hz, w którym przemiennik wymusza czstotliwo stojana bez synchronizacji z silnikiem. Metoda sterowania zastosowana w przemienniku PF7000 jest nazywana bezporednim sterowaniem wektorowym zorientowanym na strumie wirnika. Okrelenie sterowanie wektorowe zorientowane na strumie wirnika wskazuje, e sterowane jest połoenie wektora prdu stojana w stosunku do wektora strumienia silnika. Bezporednie sterowanie wektorowe oznacza, e strumie silnika jest mierzony, w odrónieniu od poredniego sterowania wektorowego, w którym strumie silnika jest przewidywany. W obu metodach sterowania prd stojana (I s ) jest dzielony na składow wytwarzajc strumie (I sd ) i prostopadł składow wytwarzajc moment obrotowy (I sq ), które s sterowane niezalenie od siebie. Celem sterowania wektorowego jest sterowanie silnikiem AC w taki sposób, jakby był to prosty silnik DC z dwoma niezalenymi obwodami wzbudzenia i twornika, który pozwala na oddzielne sterowanie prdu wzbudzenia i stojana. Umoliwia to szybk zmian momentu obrotowego silnika bez wpływu na strumie. W typowych silnikach redniego napicia wirnik ma stał czasow rzdu sekund, co uniemoliwia szybk zmian strumienia. Przemiennik PowerFlex 7000 mona stosowa dla silników indukcyjnych (asynchronicznych) oraz synchronicznych. Przemienniki do silników synchronicznych s takie same, jak przemienniki do silników indukcyjnych, tylko dodatkowo posiadaj obwód wzbudzenia z regulacj prdu. Moliwoci wyróniajce przemiennik silnika synchronicznego wynikaj z funkcji sterowania strumienia silnika oraz enkodera.

6 1-2 Opis funkcjonalny Opis działania Kompletny schemat blokowy obwodu sterowania przemiennika PF7000 przedstawiono na rys Na kolejnych stronach opisano najwaniejsze bloki. Rys. 1.1 Funkcjonalny schemat blokowy układu sterowania przemiennika PF 7000

7 Opis funkcjonalny 1-3 Prdko zadana Funkcj bloku prdkoci zadanej jest wybór jednej z 10 moliwych wejciowych prdkoci zadanych. Wejciow prdko zadan Speed Command In (276) okrela parametr Speed Ref Select (7) w połczeniu z przełcznikiem wybierakowym Local/Remote. Gdy przełcznik wybierakowy znajduje si w połoeniu Local, domylnym ródłem prdkoci zadanej jest analogowy potencjometr prdkoci, montowany zazwyczaj na panelu nn. Gdy przełcznik wybierakowy znajduje si w połoeniu Remote, ródło prdkoci zadanej okrela parametr Speed Ref Select. Dostpne opcje to: ródło lokalne (potencjometr prdkoci) 3 sygnały sterujce DPI (DPIAdapter1, DPIAdapter2, DPIAdapter5) 2 wejcia analogowe skonfigurowane jako napiciowe 0 10 V lub prdowe 4 20 ma (Analog Inp1, Analog Inp2) 3 nastawione prdkoci (Preset Spd 1, Preset Spd 2, Preset Spd 3) 1 nastawiona prdko pracy impulsowej Ponadto ródłem prdkoci zadanej moe by wbudowany regulator PID. ➊ Powysze ródła prdkoci zadanej s uywane, gdy przemiennik jest w trybie pracy Normal. Przemiennik PF7000 posiada jednak wiele specjalnych trybów pracy, np. tryby testowe oraz auto-strojenie, w których wybierane s inne ródła prdkoci zadanej. Tabela 1.A przedstawia zestawienie ródeł prdkoci zadanej uywanych w tych trybach specjalnych. Tabela 1.A. Prdkoci zadane w specjalnych trybach pracy przemiennika PF7000 Specjalne tryby pracy przemiennika PF7000 Speed Command In (276) Tryb testu DC Czstotliwo znamionowa sieci Przerwa w obwodzie Rated Line Freq (17) Ptla otwarta 0,1 x Rated Line Freq (17) Auto-strojenie Rs 2 Hz Auto-strojenie Ls Rated Line Freq (17) Auto-strojenie regulatora strumienia Autotune Spd Cmd (213) Auto-strojenie regulatora prdkoci Autotune Spd Cmd (213) danie transferu synchronicznego Bypass Frequency (159) Wybrany sygnał Speed Command In jest ograniczany do zakresu midzy poziomem minimalnym Speed Cmd Min (293) a poziomem maksymalnym Speed Cmd Max (290), co daje warto Speed Command (277). Maksymalna warto Speed Command nie moe by wiksza ni 125% prdkoci podstawowej Base Speed (98). Uwaga: W przypadku zastosowa, które wymagaj czstotliwoci wyjciowych przekraczajcych 125% prdkoci podstawowej silnika, naley skontaktowa si z producentem. ➊ Aby sprawdzi dostpno tej funkcji, naley skontaktowa si z producentem.

8 1-4 Opis funkcjonalny Prdko zadana (c.d.) Trzy prdkoci zabronione Skip Speed 1 (49), Skip Speed 2 (50) i Skip Speed 3 (51) umoliwiaj zapobieganie cigłej pracy przemiennika z okrelon prdkoci. Funkcja ta jest niekiedy potrzebna, by unika drga mechanicznych, które mog wystpowa w układzie przemiennika przy okrelonych prdkociach. Szeroko strefy zabronionej dla poszczególnych prdkoci zabronionych okrelaj parametry Skip Speed Band1 (53), Skip Speed Band2 (54) i Skip Speed Band3 (55). Jeli dana warto Speed Command ley w danej strefie prdkoci zabronionej, warto Speed Command zostaje ograniczona do najniszej wartoci w tej strefie. Przykład Jeeli prdko zabroniona Skip Speed 1 wynosi 45 Hz, a pasmo prdkoci zabronionej Skip Speed Band1 wynosi 1 Hz, to zakres prdkoci zabronionej siga od 44,5 Hz do 45,5 Hz. Jeeli dana warto zadana prdkoci zostanie ustawiona na 45 Hz, przemiennik bdzie unikał tej prdkoci i bdzie pracował z prdkoci 44,5 Hz. Kocowym etapem wyznaczania prdkoci zadanej jest okrelenie, czy przemiennik ma pracowa naprzód, czy te wstecz. Jeeli wybrane s obroty wstecz, nastpuje zmiana znaku. Jeeli przemiennik jest zatrzymany, warto Speed Command jest ustawiona na zero. Prdko odniesienia Funkcj bloku prdkoci odniesienia jest wyznaczanie prdkoci odniesienia Speed Reference (278) na podstawie danej prdkoci zadanej Speed Command (277). Przemiennik PF7000 oferuje dwie opcje: Krzywa typu S Rampa liniowa Aby wybra opcj krzywej S, naley ustawi niezerow warto parametru S curve Percent (475). Przemiennik automatycznie oblicza liniowe i nieliniowe odcinki krzywej S, uywajc parametru S curve Acc1 (481), jak przedstawiono na rys Sposób uywania parametrów krzywej S przedstawiono w poniszym przykładzie: Przykład Jeeli parametr S curve Accel 1 jest ustawiony na 20 sekund, a parametr S curve Percent jest ustawiony na 20%, to całkowity czas przyspieszania zwiksza si o 0,2 20 = 4 sekundy. Całkowity czas przyspieszania bdzie teraz wynosił 24 sekundy, przy czym 4 sekundy przypadaj na nieliniowy odcinek krzywej S. Poniewa krzywa jest symetryczna, kady z segmentów bdzie trwał 2 sekundy. Przebieg zwalniania jest wyznaczany przez parametry S curve Decel 1 (479) i S curve Percent (475), jak przedstawiono na rys Jeeli parametr S curve Percent jest ustawiony na zero, włczona jest rampa liniowa. Do przyspieszania i zwalniania stosowane s niezalene rampy złoone z czterech odcinków. Rampa jest okrelana przez 4 prdkoci rampy oraz po 4 czasy przyspieszania i zwalniania, jak przedstawiono na rys. 1.3.

9 Opis funkcjonalny 1-5 Rys Prdko odniesienia: krzywa typu S Rys Prdko odniesienia: rampa liniowa

10 1-6 Opis funkcjonalny Sterowanie prdkoci Funkcj bloku sterowania prdkoci jest wyznaczanie wytwarzajcej moment obrotowy składowej (I sq ) prdu stojana (I s ). Sygnały wejciowe bloku to prdko odniesienia Speed Reference (278) z rampy prdkoci oraz czstotliwo stojana Stator Frequency (448) i czstotliwo polizgu Slip Frequency (343) z modelu silnika. Jeeli przemiennik jest wyposaony w opcjonalny tachometr, prdko silnika jest wyznaczana poprzez zliczanie impulsów tachometru. W trybie bezczujnikowym Sensorless czstotliwo polizgu Slip Frequency jest odejmowana od czstotliwoci stojana Stator Frequency oraz filtrowana w celu wyznaczania wartoci prdkoci Speed Feedback (289). W trybie tachometru impulsowego Pulse Tach prdko jest wyznaczana bezporednio przy uyciu pomiaru tachometru Tach Feedback (349). Warto prdkoci Speed Feedback jest odejmowana od prdkoci odniesienia Speed Reference w celu wyznaczania błdu prdkoci Speed Error (472), który jest przetwarzany przez regulator PI prdkoci. Wzmocnienia regulatora s oparte na całkowitej bezwładnoci układu Total Inertia (82) oraz na danej szerokoci pasma regulatora prdkoci Spdreg Bandwidth (81). Sygnałem wyjciowym regulatora prdkoci jest moment obrotowy odniesienia Torque Reference (291), którego tempo zmiany jest ograniczone przez parametr Trq Rate Limit (83). Obliczony moment obrotowy odniesienia Torque Reference jest dzielony przez strumie odniesienia Flux Reference (305) oraz przez stał silnika w celu wyznaczania składowej momentu prdu stojana MtrTorque CurCmd (292). Aby oblicza prd falownika wytwarzajcy moment obrotowy InvTorque CurCmd (294), obliczany jest prd dostarczany przez kondensator filtru silnikowego przy wytwarzaniu momentu obrotowego (prostopadły do strumienia silnika), a nastpnie jest on odejmowany od wartoci MtrTorque CurCmd. W trybie bezczujnikowym Sensorless przemiennik uywa parametrów TrqCmd0 Sensrlss (86) i TrqCmd1 Sensrlss (87) do startu w ptli otwartej. Przy czstotliwociach wyszych ni 3 Hz przemiennik włcza ptl prdkoci i wyłcza tryb startu w ptli otwartej. W trybie tachometru impulsowego Pulse Tach przemiennik zawsze pracuje w ptli zamknitej. Maksymalny moment obrotowy, jaki moe by wytwarzany przez przemiennik w trybie silnikowym, wyznacza parametr Trq Lmt Motoring (84). W trybie hamowania odzyskowego moment obrotowy jest ograniczony do wartoci parametru Trq Lmt Braking (85). Naley pamita, e przy prdkociach powyej prdkoci podstawowej Base Speed (98) zdolno silnika do wytwarzania momentu obrotowego zmniejsza si odwrotnie proporcjonalnie do prdkoci (zakres stałej mocy). Przemiennik mona skonfigurowa w rónych trybach sterowania momentu obrotowego, w zalenoci od zastosowania, ustawiajc parametr Trq Control Mode (90). Na przykład w układach z jednym przemiennikiem parametr jest ustawiany na warto Speed Reg, co umoliwia prac przemiennika w trybie sterowania prdkoci z regulacj momentu obrotowego silnika. W zastosowaniach ze ledzeniem momentu obrotowego, na przykład przenonikach tamowych, jeden z przemienników (nadrzdny) jest ustawiony w tryb Speed Reg powodujcy włczenie regulatora prdkoci, natomiast pozostałe przemienniki (ledzce moment obrotowy) s ustawione w tryb Trq Cmd External. Moment obrotowy odniesienia wytwarzany przez przemiennik nadrzdny jest nastpnie przekazywany do przemienników ledzcych moment obrotowy poprzez parametr Trq Cmd External (91). Rys. 1.4 przedstawia róne inne tryby pracy.

11 Opis funkcjonalny 1-7 Rys Sterowanie prdkoci

12 1-8 Opis funkcjonalny Sterowanie strumienia Funkcj bloku sterowania strumienia (rys. 1.5) jest wyznaczanie składowej magnesujcej (I sd ) prdu stojana (I s ) potrzebnej do utrzymania danego profilu strumienia w silniku. Sygnały wejciowe to warto strumienia Flux Feedback (306) i czstotliwo stojana Stator Freq (448) z modelu silnika, warto prdkoci Speed Feedback (289) i moment obrotowy odniesienia Torque Reference (291) z bloku sterowania prdkoci oraz napicie mierzone na wejciu prostownika Rec Input Volt (696). Warto strumienia Flux Feedback jest odejmowana od strumienia odniesienia Flux Reference (305) w celu wyznaczania błdu strumienia Flux Error (307), który jest przetwarzany przez regulator PI strumienia. Wzmocnienia s wyznaczane na podstawie danej szerokoci pasma regulatora strumienia Flxreg Bandwidth (97) oraz parametrów silnika T Rotor (132) i Lm Rated (131). Sygnałem wyjciowym regulatora strumienia jest parametr FluxCurRegulator (309). Oszacowanie prdu magnesujcego w ptli otwartej FluxCur Feedfwd (308) jest wyznaczane poprzez dzielenie strumienia odniesienia Flux Reference przez warto parametru Lm Rated. Parametry FluxCur Feedfwd i FluxCurRegulator s dodawane w celu wyznaczania składowej magnesujcej zadanego prdu stojana Mtr Flux CurCmd (310). Aby wyznaczy prd magnesujcy dostarczany przez falownik Inv Flux CurCmd (312), obliczany jest prd dostarczany przez kondensator filtru silnikowego przy magnesowaniu, a nastpnie jest on odejmowany od wartoci parametru Mtr Flux CurCmd. Naley pamita, e warto parametru Inv Flux CurCmd maleje ze wzrostem prdkoci silnika. Dzieje si tak, poniewa im wysze jest napicie silnika, tym wiksz cz zapotrzebowania prdu magnesujcego silnika wypełnia kondensator. W punkcie rezonansu parametr Inv Flux CurCmd jest bliski zeru, a przy prdkociach powyej punktu rezonansu przyjmuje wartoci ujemne. Nastpnie wartoci parametrów InvTorque CurCmd (z bloku sterowania prdkoci) i Inv Flux CurCmd s przekazywane do bloku sterowania prdu w celu wyznaczania prdu odniesienia dławika DC (Idc Reference) oraz któw wyzwalania obydwu przekształtników (Alpha Rectifier i Alpha Inverter). Profil strumienia w przemienniku jest regulowany przez parametry Flx Cmd No Load (103) i FlxCmd RatedLoad (100). Przy uyciu tych parametrów strumie odniesienia Flux Reference jest regulowany liniowo zgodnie z podanym momentem obrotowym odniesienia Torque Reference. Przy niewielkich obcieniach strumie silnika jest zmniejszany, co pozwala na ograniczenie strat, natomiast przy obcieniu znamionowym wytwarzany jest pełny strumie. Maksymalny strumie odniesienia jest ograniczony parametrem Flux Cmd Limit (623). To ograniczenie jest zalene od napicia mierzonego na wejciu prostownika Rec Input Volt oraz od prdkoci silnika Speed Feedback. Jeeli przemiennik pracuje przy zredukowanym napiciu sieci, strumie odniesienia Flux Reference jest zmniejszony. Ponadto jeeli silnik pracuje powyej prdkoci podstawowej Base Speed, profil strumienia jest odwrotnie proporcjonalny do prdkoci silnika, co powoduje osłabienie pola lub prac przemiennika w trybie stałej mocy. Towarzyszy temu zmniejszenie zdolnoci silnika do wytwarzania momentu obrotowego.

13 Opis funkcjonalny 1-9 Rys Sterowanie strumienia

14 1-10 Opis funkcjonalny Sterowanie strumienia w silniku synchronicznym ➊ Magnesowanie w silniku synchronicznym jest zapewniane głównie przez uzwojenie wzbudzenia wirnika, w przeciwiestwie do silnika indukcyjnego, w którym cały prd magnesujcy jest dostarczany poprzez stojan. Sterowanie strumienia silnika poprzez prd wzbudzenia jest jednak bardzo wolne ze wzgldu na du stał czasow uzwojenia wzbudzenia DC oraz ograniczenia dotyczce natenia i napicia zasilania wzbudzenia. Aby uzyska wystarczajco szybk reakcj regulatora strumienia, prd magnesujcy jest dzielony na składow ustalon i przejciow, przy czym składowa ustalona jest dostarczana poprzez wirnik, a składowa przejciowa poprzez stojan. Dodatkowe elementy sterowania strumienia wymagane w maszynach synchronicznych przedstawiono na schemacie blokowym (rys. 1.6). Cz prdu kondensatora filtru silnikowego dostarczana przez przemiennik jest nastpnie dodawana w celu wyznaczania wartoci parametru Inv Flux CurCmd, stanowicego składow magnesujc zadanego prdu dławika DC. Parametr Icd Command Gain (107) okrela sposób dzielenia prdu kondensatora filtru silnikowego midzy silnik a przemiennik. W przypadku ustawienia tego parametru na warto minimaln 0,0 cały prd kondensatora jest dostarczany przez przemiennik. Prd sieci jest wikszy od prdu silnika, a silnik pracuje przy współczynniku mocy około jednoci. W przypadku ustawienia tego parametru na warto maksymaln 1,0 cały prd kondensatora jest dostarczany przez silnik. Prd sieci jest mniejszy od prdu silnika, a silnik pracuje przy indukcyjnym współczynniku mocy ze zmniejszonym prdem wzbudzenia. ➊ Aby sprawdzi moliwo sterowania silników synchronicznych, naley skontaktowa si z producentem.

15 Opis funkcjonalny 1-11 Rys Sterowanie strumienia w silnikach synchronicznych

16 1-12 Opis funkcjonalny Sterowanie prdu Funkcj bloku sterowania prdu (rys. 1.7) jest wyznaczanie któw wyzwalania przekształtników Alpha Rectifer (327) i Alpha Inverter (328). Sygnały wejciowe to składowa momentu (InvTorque CurCmd) i składowa wytwarzajca strumie (Inv Flux CurCmd) zadanego prdu dławika DC, pochodzce odpowiednio z bloków sterowania prdkoci i sterowania strumienia, oraz mierzony prd dławika DC Idc Feedback (322). Pierwiastek kwadratowy sumy kwadratów wartoci parametrów Inv Flux CurCmd i InvTorque CurCmd wyznacza prd odniesienia dławika DC Idc Reference (321). Warto ta jest odejmowana od wartoci prdu dławika DC w celu wyznaczania wartoci parametru Idc Error (323). Z kolei ta warto jest przetwarzana przez regulator prdu w celu wyznaczania wartoci parametru Vdc Error (332). W celu skutecznego sterowania prdu dławika DC wyznaczane jest oszacowanie napicia dławika DC po stronie silnika Vdc Feedfwd (333), które nastpnie jest dodawane do wartoci parametru Vdc Error, aby wyznacza napicie odniesienia dla przekształtnika po stronie sieci Vdc Reference (326). Kt wyzwalania przekształtnika sieciowego stanowi arcus cosinus wartoci parametru Vdc Reference. Kt wyzwalania przekształtnika maszyny jest wyznaczany jako arcus tangens stosunku wartoci parametru Inv Flux CurCmd do wartoci parametru InvTorque CurCmd. wiartka pracy jest dobierana na podstawie znaków zadanych wartoci prdów.

17 Opis funkcjonalny 1-13 Rys Sterowanie prdu

18 1-14 Opis funkcjonalny Pomiar przekształtnika sieciowego Funkcj bloku pomiaru przekształtnika sieciowego jest przetwarzanie (skalowanie i filtrowanie) sygnałów pomiaru napicia i prdu po stronie sieci do formy wymaganej przez oprogramowanie sterujce przemiennikiem. Niezbdne do tego obwody s wbudowane na karcie sterowania ACB. Pierwsza karta pomiaru napicia (VSB) dostarcza trzy sygnały pomiaru napicia sieci (V 2u, V 2v, V 2w ), druga karta VSB dostarcza dwa napicia DC (V L+, V L- ) i jedno napicie kondensatora filtru sieciowego w odniesieniu do uziemienia. Te trzy napicia fazowe s odejmowane od siebie w celu wyznaczania trzech napi midzyfazowych (V 2uv, V 2vw, V 2wu ). Dwa z tych napi sieci (V 2uv, V 2vw ) s filtrowane i próbkowane przez oprogramowanie w celu zapewnienia synchronizacji i zabezpieczenia. Te trzy napicia sieci s wykorzystywane do wyznaczania szczytowego napicia wejciowego (V 2-pk ). Warto ta jest nastpnie porównywana z nastaw wyłcznika samoczynnego (V ltrp ) w celu zapewnienia natychmiastowego sprztowego zabezpieczenia nadnapiciowego AC. W przemiennikach PWM punkt neutralny kondensatora filtru sieciowego jest mierzony (V n1 ) i wykorzystywany w celu zapewnienia zabezpieczenia nadnapiciowego punktu neutralnego po stronie sieci. Te dwa napicia DC s odejmowane w celu wyznaczania napicia dławika DC po stronie sieci (V dcr1 ), które jest nastpnie próbkowane przez przemiennik. Przekładniki prdowe (CT) na dwóch z przewodów wejciowych AC zapewniaj pomiar prdu wejciowego sieci (I 2u, I 2w ). Odwracanie i dodawanie tych dwóch wartoci prdu pozwala odtworzy prd w pozostałej fazie. Do monitorowania prdu dławika DC oraz do zapewnienia sprztowego zabezpieczenia nadprdowego uywany jest hallotronowy czujnik prdu (HECS). Ponadto rednia warto pomiaru prdu dławika DC jest mierzona przy uyciu przetwornika V-f i wykorzystywana przez regulator prdu dławika DC do obliczania kta wyzwalania prostownika. Powyszy opis dotyczy opcji 6-pulsowego prostownika z tyrystorami SCR oraz prostownika PWM. W przemiennikach z prostownikiem 18-pulsowym kolejna karta VSB jest połczona łacuchowo z pierwsz i dostarcza sze dodatkowych napi fazowych z mostków podrzdnych. Napicia mostka podrzdnego 1 s monitorowane przy uyciu (V 3uv, V 3vw, V 3wu ), a napicia mostka podrzdnego 2 s monitorowane przy uyciu (V 4uv, V 4vw, V 4wu ). Ponadto do zabezpiecze wykorzystywane s równie pomiary prdu z mostków podrzdnych I 3u, I 3w oraz I 4u, I 4w. Podobnie jak w przemiennikach 6-pulsowych, odwracanie i dodawanie dwóch sygnałów pomiaru prdu pozwala odtwarza prd w pozostałej fazie. Ponadto w przemiennikach 18-pulsowych trzy napicia fazowe AC s sumowane w celu wyznaczania napicia midzy punktem neutralnym a uziemieniem na transformatorze wejciowym.

19 Opis funkcjonalny 1-15 Pomiar przekształtnika maszyny Funkcj bloku pomiaru przekształtnika maszyny jest przetwarzanie (skalowanie i filtrowanie) sygnałów pomiaru napicia i prdu po stronie silnika do formy wymaganej przez oprogramowanie sterujce przemiennikiem. Niezbdne do tego obwody s wbudowane na karcie sterowania ACB. Pierwsza karta VSB dostarcza trzy sygnały pomiaru napicia silnika (V u, V v, V w ), druga karta VSB dostarcza dwa napicia DC (V M+, V M- ) i jedno napicie punktu neutralnego kondensatora filtru po stronie maszyny w odniesieniu do uziemienia. Napicia fazowe silnika s odejmowane od siebie w celu wyznaczania trzech napi miedzyprzewodowych silnika (V uv, V vw, V wu ). Dwa z tych napi (V uv, V vw ) s filtrowane i próbkowane przez oprogramowanie w celu zapewnienia synchronizacji i zabezpieczenia. Te trzy napicia sieci s wykorzystywane do wyznaczania napicia szczytowego (V_ pk ). Warto ta jest nastpnie porównywana z nastaw wyłcznika samoczynnego (V mtrp ) w celu zapewnienia natychmiastowego sprztowego zabezpieczenia nadnapiciowego AC. Napicia fazowe silnika s sumowane w celu wyznaczania napicia midzy punktem neutralnym a uziemieniem silnika (V zs ), które jest wykorzystywane w celu zapewnienia zabezpieczenia nadnapiciowego punktu neutralnego silnika. Ponadto punkt neutralny kondensatora filtru silnikowego jest mierzony (V n ) i wykorzystywany w celu zapewnienia zabezpieczenia nadnapiciowego punktu neutralnego po stronie silnika. Te dwa napicia DC s odejmowane w celu wyznaczania napicia dławika DC po stronie maszyny (V dci1 ), które jest próbkowane przez przemiennik. Dwa hallotronowe czujniki prdu (HECS) dostarczaj pomiar prdu stojana z dwóch faz silnika (I u, I w ). Odwracanie i dodawanie tych dwóch pomiarów prdu pozwala odtwarza prd w pozostałej fazie. Oprogramowanie sterujce przemiennikiem wykorzystuje próbkowane napicia i prdy do wyznaczania strumienia silnika oraz wykorzystuje ten strumie do synchronizacji. W przypadku przemienników z opcj transferu synchronicznego dodatkowa karta VSB jest wykorzystywana do pomiaru trzech napi midzyfazowych toru obejciowego (V uvs, V vws, V wus ). Dwa z tych napi (V uvs, V vws ) s dalej filtrowane i próbkowane przez oprogramowanie w celu synchronizacji napicia wyjciowego przemiennika z napiciem toru obejciowego. Jeeli przemiennik jest wyposaony w opcjonalny tachometr, karta jest podłczona do złcza J28. Prdko silnika jest wtedy wyznaczana poprzez zliczanie impulsów tachometru w układzie FPGA w module DPM.

20 1-16 Opis funkcjonalny Model silnika Funkcj bloku modelu silnika (rys. 1.8) jest wyznaczanie połoenia strumienia wirnika (Flux Angle), wartoci strumienia (Flux Feedback), przyłoonej czstotliwoci stojana (Stator Freq), czstotliwoci polizgu (Slip Frequency) oraz zmiennych pracy silnika takich jak prd stojana (Stator Current), napicie stojana (Stator Voltage), moment obrotowy (MtrAirGap Torque), moc (MotorAirGap Power) i współczynnik mocy (Mtr Pwr Factor). Przemiennik PowerFlex 7000 stosuje sterowanie zorientowane na strumie wirnika w celu uzyskania niezalenego sterowania strumienia i momentu obrotowego silnika. Uzyskuje si to, synchronizujc impulsowanie przekształtnika maszyny według parametru Flux Angle. Do wyznaczania wartoci strumienia, czstotliwoci stojana i układu odniesienia synchronizacji przemiennik uywa modelu napiciowego lub prdowego. Dla prdkoci powyej 3 Hz przemiennik oblicza wartoci Flxfbk VoltModel i StatFreq VoltModel, uywajc modelu napiciowego (na podstawie pomiaru napicia i prdu silnika). Dla prdkoci poniej 3 Hz przemiennik oblicza wartoci Flxfbk CurModel i StatFreq CurModel, uywajc modelu prdowego. Model prdowy jest oparty na porednim sterowaniu wektorowym oraz wykorzystuje składow czynn i biern prdu stojana wraz z parametrami silnika T Rotor i Lm Rated. Na podstawie prdkoci pracy przemiennika oraz trybu wyznaczania prdkoci (Sensorless lub Pulse Tach) algorytm wyboru strumienia okrela, który model ma by uywany. Model silnika oblicza równie czstotliwo polizgu Slip Frequency uywan do obliczania prdkoci silnika (sterowanie prdkoci) w trybie bezczujnikowym Sensorless oraz do wyznaczania połoenia strumienia wirnika w trybie tachometru impulsowego Pulse Tach. Do przekształcania mierzonych prdów i napi silnika na składow czynn i biern uywany jest obracajcy si synchronicznie układ współrzdnych (Flux Angle). Składowe osi czynnej s w fazie ze strumieniem wirnika, natomiast składowe osi biernej s przesunite o 90 stopni wzgldem strumienia wirnika. Moduły prdu stojana (Stator Current) i napicia stojana (Stator Voltage) s obliczane poprzez wycignicie pierwiastka kwadratowego z sumy kwadratów odpowiednich składowych czynnych i biernych. Moment obrotowy silnika Torque jest obliczany poprzez mnoenie wartoci Flux Feedback oraz I sq przez stał momentu obrotowego silnika. Moment obrotowy Torque mnoony przez prdko silnika daje moc Mtr AirGap Power. Współczynnik Mtr Power Factor jest wyznaczany jako stosunek mocy czynnej silnika i mocy pozornej.

21 Opis funkcjonalny 1-17 Rys Model silnika Zabezpieczenie przemiennika/silnika Z wyjtkiem zabezpieczenia nadprdowego dławika DC oraz zabezpiecze nadnapiciowych prostownika i falownika, zabezpieczenia przemiennika s realizowane całkowicie przez oprogramowanie. Dla kadego błdu dostpne s nastawialne parametry okrelajce poziom wyzwalania i czas opónienia. Szczegółowa lista wszystkich błdów i ostrzee (alarmów) jest podana w rozdziale 3 Wykrywanie i usuwanie usterek. Reakcje na alarm przemiennika mona podzieli na trzy kategorie:

22 1-18 Opis funkcjonalny Zabezpieczenie przemiennika/silnika (c.d.) W przypadku błdów klasy 1 (z wyjtkiem nadmiernego prdu dławika DC, nadmiernego napicia prostownika i nadmiernego napicia falownika) przekształtnik sieciowy jest natychmiast fazowany do limitu opónienia, a prd dławika DC spadnie do zera. Impulsowanie dla obu przekształtników zostaje wyłczone, a styczniki (jeeli wystpuj) zostaj otwarte. W tym momencie silnik bdzie pracował w wybiegu, a jego prdko bdzie zaleała od właciwoci obcienia. W przypadku obcie o duej bezwładnoci silnik moe pracowa w wybiegu przez długi czas. Nadmierny prd dławika DC, nadmierne napicie wejciowe prostownika i nadmierne napicie wyjciowe falownika to przypadki szczególne, poniewa detekcja błdów jest realizowana sprztowo z uwagi na konieczno błyskawicznej reakcji. Sprztowa detekcja błdów reaguje na wartoci chwilowe. Ponadto reakcja przemiennika na te błdy róni si od reakcji na inne błdy klasy 1, poniewa impulsowanie tyrystorów SGCT zostaje zatrzymane (dla obu przekształtników w przypadku przemiennika z prostownikiem PWM lub tylko po stronie falownika w przypadku 6-pulsowego lub 18-pulsowego przemiennika z tyrystorami SCR) a prd dławika DC spadnie do zera. Nastpnie impulsowanie zostaje wyłczone, a styczniki zostaj otwarte. W przypadku błdów klasy 2 silnik zostaje zatrzymany w normalny sposób przed wyłczeniem impulsowania i otwarciem styczników. Typowe przykłady błdów klasy 2 to przecienie silnika, przecienie przemiennika i utrata obcienia. W przypadku wikszoci ostrzee nie jest podejmowane adne działanie, a przemiennik kontynuuje normaln prac. Ostrzeenie moe wskazywa problem w przemienniku, np. ostrzeenie Air Filter informuje o zablokowaniu filtru powietrza. Ponadto w przemienniku wystpuje kilka ostrzee, które mog powodowa chwilow przerw w pracy przemiennika, np. Master UV, Line Loss oraz Bus Transient. Podejmowane działanie jest podobne, jak w przypadku błdu klasy 1, a normalna praca jest wznawiana po zaniku stanu przejciowego. Jeeli w przemienniku wystpuje ostrzeenie Master UV lub Line Loss, parametr Auto Restart Dly (3) naley ustawi na warto niezerow w celu automatycznego wznowienia normalnej pracy. Istotne jest, by zrozumie zachowanie styczników (wejciowego i wyjciowego) w wypadku błdu. Jeeli stycznik wejciowy jest ustawiony na Not Running lub All Faults poprzez parametr Input CtCtr Cfg (1), to stycznik otwiera si przy jakimkolwiek błdzie (klasy 1, krytycznym lub klasy 2) w przemienniku. Nastpuje to po obnieniu prdu dławika DC do zera i wyłczeniu impulsowania dla wszystkich przekształtników. Jeeli stycznik jest ustawiony na Critical Flt, to stycznik otwiera si tylko gdy w przemienniku wystpi błd krytyczny (opisany powyej). W przypadku wystpienia innych błdów (klasy 1 lub klasy 2) stycznik wejciowy pozostanie zamknity po wyłczeniu przemiennika. Pełna lista klasyfikacji błdów została podana w rozdziale 3 Wykrywanie i usuwanie usterek.

23 Opis funkcjonalny 1-19 Stycznik wyjciowy, którego konfiguracj okrela parametr Output Ctctr Cfg (5), otwiera si przy jakimkolwiek błdzie w przemienniku. Nastpuje to obnieniu prdu dławika DC do zera i wyłczeniu impulsowania dla wszystkich przekształtników. Diagnostyka półprzewodnikowych elementów mocy Przemiennik PowerFlex 7000 przed rozpoczciem pracy oraz w trakcie pracy wykrywa uszkodzenia półprzewodnikowych elementów mocy (tyrystorów SCR lub SGCT). Metoda stosowana do wykrywania uszkodzonych elementów jest inna dla uruchamiania (diagnostyka w trybie offline) i dla pracy (diagnostyka w trybie online), jednak w obu sytuacjach uywany jest ten sam sprzt. Układ sterujcy przemiennika odbiera sygnał pomiarowy za porednictwem kabla wiatłowodowego z kadego sterownika bramki, który wskazuje czy element półprzewodnikowy jest sprawny, czy nie. Diagnostyka tyrystora SCR opiera si na pomiarze napicia na elemencie, natomiast tyrystor SGCT posiada inteligentn diagnostyk wbudowan na karcie sterownika bramki. Sygnały pomiaru i impulsowania s w okrelony sposób powizane, kiedy element jest sprawny lub niesprawny. Przedstawiono to na rys oraz opisano szczegółowo w nastpnych sekcjach. Opis dotyczy wszystkich przemienników PowerFlex 7000 w wersjach 6-pulsowych, 18-pulsowych i PWM. W przemienniku na karcie OIBB znajduj si punkty kontrolne umoliwiajce monitorowanie sygnałów impulsowania i diagnostyki. Dla zrozumienia działania diagnostyki wana jest znajomo powiza midzy sygnałami wiatłowodowymi a poziomami logicznymi w punktach kontrolnych. Przedstawiono to w tabelach 1.B i 1.C. Tabela 1.B Nadajnik OIBB (TX) TP_CMD na karcie OIBB Stan elementu WIATŁO 0 V WŁ. BRAK WIATŁA 5 V WYŁ. Tabela 1.C Odbiornik OIBB (RX) WIATŁO BRAK WIATŁA TP_DIAG na karcie OIBB 0 V 5 V

24 1-20 Opis funkcjonalny Diagnostyka półprzewodnikowych elementów mocy (c.d.) Wykrywanie uszkodzonych tyrystorów SCR/SGCT w trybie offline Przekształtnik sieciowy 6-pulsowy z tyrystorami SCR, 18-pulsowy z tyrystorami SCR i PWM Diagnostyka prostownika jest wykonywana, kiedy rednie napicie zostaje przyłoone po raz pierwszy poprzez zamknicie stycznika wejciowego, oraz kiedy przemiennik otrzymuje polecenie startu. Przemiennik wykonuje równie diagnostyk w trybie offline, kiedy wydane zostaje polecenie resetowania przemiennika. Diagnostyka ta umoliwia wykrywanie uszkodzonego elementu, utraty wiatłowodu pomiaru oraz utraty wiatłowodu impulsowania. Diagnostyka składa si z dwóch etapów. Najpierw wykonywany jest bierny test diagnostyczny, a nastpnie czynny test diagnostyczny. Podczas biernego testu diagnostycznego nie nastpuje impulsowanie adnych elementów. Bierna diagnostyka prostownika z tyrystorami SCR w trybie offline W przypadku prostowników z tyrystorami SCR, kiedy do przemiennika przyłoone jest napicie sieci, ale przemiennik nie pracuje, to napicie na tyrystorach przekształtnika sieciowego jest wysokie i dodatnie przez połow okresu, z wyjtkiem przedziałów w pobliu zera napicia sieci. Sterownik bramki wysyła sygnał wietlny, gdy element jest spolaryzowany wystarczajco wysokim napiciem przewodzenia, jak przedstawiono na rys W diagnostycznym punkcie kontrolnym karty OIBB przekłada si to na sygnał pomiaru na poziomie 0 V. Poniewa nie nastpuje impulsowanie przemiennika (brak wiatła, sygnał 5 V w punkcie kontrolnym impulsowania na karcie OIBB), stan pomiaru jest normalnie przełczany w kadym okresie napicia sieci. Stan pomiaru nie bdzie jednak przełczany, jeeli element jest zwarty lub cieka wiatłowodowa pomiaru jest przerwana. Przedstawiono to na rys Jeeli to nastpi, przemiennik wygeneruje błd OfflineShrt dla tego elementu. Bierna diagnostyka prostownika PWM w trybie offline W przypadku prostowników PWM nadajnik elementu powinien odsyła sygnał wietlny, kiedy element jest sprawny (0 V w diagnostycznym punkcie kontrolnym). Sygnał wietlny nie bdzie jednak odbierany, jeeli element jest zwarty lub cieka wiatłowodowa pomiaru jest przerwana. Przemiennik przyjmuje, e element uległ uszkodzeniu, i okrela, które elementy mona bezpiecznie impulsowa, aby przeprowadzi bardziej szczegółowy czynny test diagnostyczny w trybie offline.

25 Opis funkcjonalny 1-21 Rys Napicie na tyrystorze, kiedy przyłoone jest SN Rys Diagnostyka tyrystora SGCT

26 1-22 Opis funkcjonalny Diagnostyka półprzewodnikowych elementów mocy (c.d.) Czynna diagnostyka prostownika z tyrystorami SCR w trybie offline Podczas czynnego testu diagnostycznego kady element jest impulsowany przy maksymalnym napiciu blokowania. W przypadku sprawnego tyrystora SCR przy sygnale impulsowania pomiar zmieni stan z wysokiego na niski. Przemiennik bdzie jednak odbierał stan wysoki (wiatło) zarówno przed, jak i po sygnale impulsowania, jeeli obwód elementu jest przerwany, cieka wiatłowodowa impulsowania jest przerwana lub sterownik bramki jest uszkodzony. W takim wypadku przemiennik wygeneruje błd Offline Open fault dla elementu. Jeeli przemiennik odbiera sygnał niski (brak wiatła) w obu stanach, moe to oznacza zwarcie elementu lub przerwany wiatłowód pomiaru. W takim wypadku przemiennik wygeneruje błd Offline Shrt dla elementu. Uszkodzenie lub przerwa w obwodzie tłumicym przesuwaj napicie blokowania elementu (gdy przemiennik nie pracuje), co moe spowodowa pojawienie si któregokolwiek z tych błdów. Naley zauway, e podczas etapu diagnostyki czynnej, z powodu oddziaływania z obwodem tłumicym, na dławiku DC pojawi si napicie zblione do napicia znamionowego. Czynna diagnostyka prostownika PWM w trybie offline W przypadku prostownika PWM czynny test diagnostyczny umoliwia rozrónienie midzy uszkodzeniem elementu a przerwan ciek wiatłowodow, poniewa podczas impulsowania sterownik bramki przełcza pomiar w inny sposób, jak przedstawiono na rys Tak jak w przypadku czynnej diagnostyki prostownika z tyrystorami SCR w trybie offline, kady element jest impulsowany przy szczytowym napiciu blokowania (jeeli rednie napicie jest dostpne). Nie s impulsowane elementy, które mogłyby spowodowa zwarcie midzyfazowe. Jeeli przemiennik wykrywa uszkodzony element, generowany jest błd Offline dla tego elementu. Błd elementu moe równie by spowodowany przez słaby zasilacz bramki. Jeeli przemiennik nie odbiera sygnału wietlnego (5 V w diagnostycznym punkcie kontrolnym) zarówno przed, jak i po sygnale impulsowania, to wiatłowód pomiaru moe by przerwany i wygenerowany zostanie błd DiagFkbLoss. Ten błd jest równie powodowany przez całkowite uszkodzenie lub niepodłczenie zasilacza. Jeeli przemiennik zawsze odbiera sygnał wietlny (0 V w diagnostycznym punkcie kontrolnym) zarówno przed, jak i po sygnale impulsowania, to element mógł nie odebra sygnału impulsowania i wygenerowany zostanie błd Gating Loss. Jeeli przemiennik wykryje wystarczajco duo uszkodzonych elementów, by mogły one spowodowa zwarcie midzyfazowe, to przemiennik nie dopuci do zamknicia stycznika. Diagnostyka przekształtnika maszyny w trybie offline Diagnostyka falownika jest wykonywana, kiedy zostaje przyłczone zasilanie układu sterujcego przemiennika, oraz kiedy przemiennik otrzymuje polecenie startu. Przemiennik wykonuje równie diagnostyk w trybie offline, kiedy wydane zostaje polecenie resetowania przemiennika. Diagnostyka ta umoliwia wykrywanie uszkodzonego elementu, utraty wiatłowodu pomiaru oraz utraty wiatłowodu impulsowania. Diagnostyka falownika w trybie offline jest podobna do diagnostyki prostownika PWM, z nastpujcymi wyjtkami: nie jest wykonywana

27 Opis funkcjonalny 1-23 diagnostyka bierna, nie s uwzgldniane zwarcia midzyfazowe, oraz nie jest stosowany stycznik wejciowy. Diagnostyka falownika w trybie offline moe generowa błdy Device Flt Fbk FO Loss oraz Gat FO Loss. Wykrywanie uszkodzonych tyrystorów SCR/SGCT w trybie online Kiedy impulsowanie jest włczone dla obu przekształtników, sygnał pomiaru ze sterowników bramek nieustannie włcza si i wyłcza, zwykle kilka razy na okres. Diagnostyczne sygnały pomiaru z kadego elementu s monitorowane i stosowane s rodki zapobiegawcze. Diagnostyka tyrystorów SCR w trybie online W przypadku przemienników z prostownikiem z tyrystorami SCR, podczas pracy przemiennik wykrywa zarówno zwarte elementy, jak i przerwane obwody elementów. Z uwagi na zakłócenia impulsowe i oddziaływanie z innymi fazami, diagnostyczny pomiar tyrystora SCR zmienia stan wiele razy na okres, chocia jest on wany tylko tu przed i tu po wyzwoleniu elementu. Tu przed wyzwoleniem elementu przemiennik rejestruje kilka próbek diagnostycznego pomiaru tyrystora SCR. Jeeli kada próbka wskazuje, e element był włczony przed wyzwoleniem, to przemiennik uznaje, e element moe by zwarty, i uruchamia timer. Kiedy ten timer przekroczy liczb okresów sieci okrelon przez parametr Rec Dvc Diag Dly (266), przemiennik generuje błd OnlineShrt. Kady element posiada swój własny timer. Zerowe opónienie powoduje natychmiastowe generowanie błdu. Opónienie równe 2 powoduje generowanie błdu po dwóch okresach, co wskazuje, e błd został zaobserwowany trzy razy z rzdu. Krótko po wyzwoleniu tyrystora SCR przemiennik sprawdza pomiar z kart sterownika bramki. Jeeli pomiar wskazuje, e element nie został wyzwolony, to przemiennik uznaje, e obwód elementu moe by przerwany, i uruchamia timer. Jeli błd utrzymuje si przez 6 okresów, przemiennik generuje błd OnlineOpen. Tak jak w przypadku błdu zwarcia, kady element posiada swój własny timer, jednak opónienie nie jest nastawiane. Oba testy diagnostyczne w trybie online nie s dostpne we wszystkich trybach pracy z uwagi na właciwoci pomiaru ze sterownika bramki. Diagnostyka nie jest wykonywana, kiedy kt wyzwalania prostownika jest mniejszy ni 15 stopni. Diagnostyka nie jest wykonywana, kiedy prd DC jest niecigły. Diagnostyka tyrystorów SGCT w trybie online Falownik i prostownik PWM generuj tylko jeden typ błdu diagnostyki w trybie online. Dziki inteligentnej karcie sterownika bramki przemiennik jest w stanie sprawdza stan kadego tyrystora SGCT w mostku przy kadym wyzwoleniu elementu w mostku. Przemiennik rejestruje próbk pomiaru z kadego elementu przed wyzwoleniem oraz po wyzwoleniu mostka. Jeeli obie próbki wskazuj, e element nie działa prawidłowo, przemiennik uruchamia timer dla tego elementu. Kiedy ten timer osignie warto okrelon przez parametr Rec Dvc Diag Dly (266) dla prostownika PWM lub parametr Inv Dvc Diag Dly (268) dla falownika, przemiennik generuje błd Online. Rzeczywisty czas wyłczenia samoczynnego bdzie si zmieniał w zalenoci od czstotliwoci przełczania danego mostka. Mostek zmienia stan z czstotliwoci trzykrotnie wiksz od czstotliwoci przełczania. W przypadku prostownika PWM przełczanego z czstotliwoci 420 Hz (7 impulsów przy 60 Hz), mostek zmienia stan z czstotliwoci 1260 Hz. Oznacza to, e opónienie jest wielokrotnoci około 0,8 ms.

28 1-24 Opis funkcjonalny Tryby testowe Przemiennik czstotliwoci PowerFlex 7000 posiada tryby testowe do sprawdzania funkcjonalnoci przemiennika podczas odbioru. Te tryby testowe wybiera si przy uyciu parametru Operating Mode w grupie parametrów wyboru funkcji. Jeeli tryb testowy jest ustawiony na warto domyln Normal, przemiennik jest w normalnym trybie pracy. Wartoci tego parametru nie mona zmieni podczas pracy przemiennika. Ustawienie parametru Operating Mode na warto Gate Test umoliwia wykonywanie sprawdzania impulsowania w prostowniku i falowniku. Zarówno stycznik wejciowy, jak i wyjciowy musz by otwarte, a do przemiennika nie moe by przyłoone rednie napicie. Ten test jest wykonywany w połczeniu z dwoma dodatkowymi parametrami Inv Gating Test oraz Rect Gating Test. Wybranie opcji Gate Test powoduje automatyczne ustawienie obu parametrów na warto Test Pattern. Krótki opis przedstawiono dalej w tej sekcji. Ustawienie parametru Inv Gating Test na warto Test Pattern powoduje wyzwalanie elementów falownika według sekwencyjnego wzoru Z przy niskiej czstotliwoci (1 Hz), co mona sprawdzi, obserwujc diody LED na karcie sterownika bramki tyrystora SGCT. Ustawienie parametru Inv Gating Test na warto Normal Gate powoduje wyzwalanie elementów falownika jak w normalnym trybie pracy. Czstotliwo impulsowania jest kontrolowana przez parametr Speed Command In (276). Ustawienie parametru Inv Gating Test na warto Off wyłcza testow sekwencj impulsowania falownika. W 6-pulsowych oraz 18-pulsowych przemiennikach z tyrystorami SCR PowerFlex karty sterownika bramki pobieraj zasilanie ze redniego napicia. Z tego wzgldu, kiedy SN nie jest dostpne, sprawdzenie impulsowania przekształtnika sieciowego w trybie Gate Test wymaga zastosowania specjalnego oprzyrzdowania (zasilacza i przewodów). Impulsowanie przekształtnika sieciowego mona szybko sprawdzi, ustawiajc parametr Rect Gating Test na warto Test Pattern. Powoduje to wyzwalanie elementów prostownika według sekwencyjnego wzoru Z przy niskiej czstotliwoci (1 Hz) z tylko jednym włczonym elementem na raz, co mona sprawdzi, obserwujc diody LED na kartach sterownika bramki tyrystora SCR. Aby ustawi impulsowanie prostownika w tryb normalnej pracy, naley wybra warto Normal Gate. Wyzwalanie tyrystora SCR odbywa si z wejciow czstotliwoci sieci. W przypadku 6-pulsowych przemienników PWM adne specjalne oprzyrzdowanie (zasilacz i przewody) nie jest potrzebne, poniewa tyrystory SGCT s zasilane przez zasilacz bramki. Przed przyłoeniem redniego napicia zasilajcego naley odłczy wszystkie kocówki kabla. Zaniechanie odłczenia kabla przed przyłoeniem redniego napicia moe spowodowa uszkodzenie sprztu, powane obraenia ciała oraz mier.

29 Opis funkcjonalny 1-25 Przyłoenie redniego napicia do wejcia lub wyjcia przemiennika pracujcego w trybie testu bramki moe spowodowa powane uszkodzenie przemiennika. Aby przetestowa przekształtnik sieciowy oraz dostroi regulator prdu dławika DC i impedancj komutacji sieci, naley ustawi tryb pracy przemiennika Operating Mode na warto DC Current. W tym trybie testowym przekształtnik sieciowy pracuje normalnie, ale impulsowanie przekształtnika maszyny jest zmodyfikowane, tak e zarówno dodatnie, jak i ujemne odnogi s impulsowane w tej samej fazie, eby zewrze prd dławika DC przez przekształtnik maszyny. Prd zwarciowy jest powoli przekazywany pomidzy trzema fazami, z zachodzeniem faz na siebie, aby zapewni, e podczas komutacji nie nastpi przerwa w obwodzie. Przez silnik nie płynie prd, a stycznik wyjciowy (jeeli wystpuje w przemienniku) jest otwarty. Zadany prd DC jest ustawiony na warto okrelon przez parametr Idc Test Command (119) w grupie parametrów sterowania prdu. W tym trybie testowym kt wyzwalania przekształtnika sieciowego Alpha Rectifier (327) bdzie zbliony do 90 stopni. Jest to spowodowane faktem, e do wymuszenia prdu w zwartym dławiku DC wystarcza bardzo niewielkie napicie DC. Ustawienie trybu pracy Operating Mode na warto System test powoduje wybranie trybu testu systemu. Ten tryb słuy do testowania przemiennika jako systemu, włcznie z interfejsami urzdze zewntrznych takich jak sterowniki programowalne, bez podawania zasilania do przemiennika lub silnika. Przemiennik zachowuje si jak podczas normalnej pracy, ale impulsowanie elementów jest wyłczone. Poniewa w tym trybie styczniki wejciowy, wyjciowy i obejciowy pracuj normalnie, naley zapewni, by przemiennik i silnik były odłczone od redniego napicia. Jeeli przemiennik wykrywa rednie napicie w tym trybie testowym, generowany jest błd MV in SystemTest i stycznik wejciowy zostaje otwarty. Na operatorze spoczywa obowizek zapewnienia, by przemiennik i silnik były odłczone od redniego napicia podczas pracy przemiennika w trybie testu systemu z zamknitymi stycznikami wejciowym, wyjciowym i obejciowym. Ustawienie trybu pracy Operating Mode na warto Open Circuit powoduje wybranie trybu testu przerwy w obwodzie. Tryb ten słuy do sprawdzania przemienników przy znamionowym napiciu i czstotliwoci wyjciowej bez podłczania ich do silnika. W trybie testu przerwy w obwodzie w kondensatorach filtru wyjciowego wymuszany jest prd AC wystarczajcy do wytworzenia napicia znamionowego na wyjciu przemiennika. Przy starcie w tym trybie przemiennik zwiksza czstotliwo do wartoci znamionowej i synchronizuje swoje napicie wyjciowe z napiciem sieci. Prd odniesienia jest ustawiany na warto, która wytworzy napicie przy mocy wyjciowej przemiennika okrelonej przez parametr FlxCmd RatedLoad (100).

30 1-26 Opis funkcjonalny Tryby testowe (c.d.) Trybu testu przerwy w obwodzie nie naley uywa, kiedy przemiennik jest podłczony do obcienia, chyba e przemiennik posiada stycznik wyjciowy. Ustawienie trybu pracy Operating Mode na warto Open Loop ➊ powoduje wybranie trybu diagnostycznego, w którym przemiennik pracuje w trybie ptli otwartej, bez zamykania adnej z ptli sprzenia zwrotnego po stronie silnika (regulatory prdkoci i strumienia). Parametry TrqCmd0 Sensrlss i TrqCmd1 Sensrlss słu do wymuszania prdu silnika przy małej czstotliwoci stojana (zwykle 10% czstotliwoci znamionowej sieci). W tym trybie silnik bdzie si obracał, a zmienne analogowego pomiaru strumienia przemiennika FlxFbk VoltModel (342) i StatFrqVoltModel (485) słu do zapewnienia niezawodnoci pomiaru analogowego. ➊ Ta funkcja jest dostpna tylko w przypadku przemienników pracujcych z silnikami indukcyjnymi. Start w biegu (silnik indukcyjny) Uywajc tej funkcji, przemiennik czstotliwoci PowerFlex 7000 jest w stanie ponownie wystartowa silnik, który nie jest nieruchomy, lecz ju si obraca. Podczas normalnej pracy wyjcie przemiennika jest zsynchronizowane ze strumieniem silnika, wyznaczanym na podstawie pomiaru napicia i prdu stojana. Jeeli podczas uruchamiania nie wystpuje wykrywalne napicie stojana, przemiennik przyjmuje, e silnik jest nieruchomy. Czstotliwo wyjciowa narasta od zerowej wartoci pocztkowej do momentu wykrycia strumienia silnika. Znaczcy strumie powstaje w silniku tylko wtedy, kiedy czstotliwo polizgu (rónica midzy przyłoon czstotliwoci stojana a czstotliwoci wirnika) jest mała. Gdy przemiennik jest uruchamiany przy nieruchomym silniku, pocztkowa czstotliwo polizgu jest mała i strumie silnika szybko narasta. Jeeli jednak silnik ju wiruje, to indukowany jest bardzo mały strumie a do momentu, w którym czstotliwo stojana zbliy si do czstotliwoci wirnika, a wtedy strumie silnika nagle wzrasta do wystarczajcego poziomu, by przemiennik mógł go wykry i zsynchronizowa si. Jeeli przemiennik osignie maksymaln dopuszczaln prdko zadan i nie wykryje strumienia silnika, nastpi wyłczenie samoczynne z powodu błdu utknicia silnika. Oto moliwe przyczyny utknicia silnika podczas uruchamiania: 1. Silnik wypadł z synchronizacji i utknł podczas uruchamiania z powodu niewystarczajcego momentu obrotowego. rodkiem zaradczym dla tego problemu jest zwikszenie wartoci niektórych lub wszystkich z parametrów TrqCmd0 Sensrlss, TrqCmd1 Sensrlss oraz Accel Time 1.