Elektroniczne układy napędowe Układy łagodnego rozruchu DM

Transkrypt

1 Układy łagodnego rozruchu D Cechy wyrobów D4 jest trójfazowym sterowanym układem łagodnego rozruchu parametryzowany i gotowy do komunikacji softstarter z wtykanymi zaciskami przewodów sterujących i złączami dla opcji: moduł do obsługi i parametryzacji złącze szeregowe złącze magistrali sieciowej przełącznik do wyboru jednej z 10-ciu aplikacji z przygotowanymi zestawami parametrów regulator I t ograniczenie prądu zabezpieczenie przeciążeniowe detekcja biegu jałowego / podprądu (np. zerwanie paska klinowego) rozruch szybki oraz ciężki automatyczne rozpoznanie napięcia sterującego 3 przekaźniki, np. sygnalizacja błędu, TOR (Top of Ramp) Dla dziesięciu typowych zastosowań można łatwo wywołać/wybrać za pomocą przełącznika odpowiednio już ustawione zestawy parametrów. Inne ustawienia parametrów, specyficzne dla konkretnych aplikacji, można indywidualnie dopasować za pomocą opcjonalnego panelu obsługi. Na przykład tryb pracy jako układ sterowania napięciowego: w tym stanie D4 może zasilać trójfazowe rezystancyjne i indukcyjne obciążenia urządzenia do ogrzewania, oświetlenia, transformatory w układzie otwartym oraz z kontrolą wartości rzeczywistej (zamknięty obwód regulacji). W miejsce panelu obsługi można także wstawić inteligentne złącza: złącze szeregowe RS 3/RS 485 (parametryzacja poprzez program PC) złącze magistrali sieciowej Suconet K (złącze do każdego sterownika PLC f. oeller) złącze magistrali sieciowej PROFIBUS-DP Softstarter D4 umożliwia łagodny rozruch w najbardziej komfortowy sposób. ożna zrezygnować z dodatkowych, zewnętrznych elementów jak przekaźnik przeciążeniowy, ponieważ obok kontroli zaniku fazy i wewnętrznej funkcji pomiaru prądu silnika, także pomiar temperatury w uzwojeniu silnika za pomocą wbudowanego wejścia termistora jest do wykorzystania. D4 spełnia wymagania normy IEC/EN Zastosowanie softstartera prowadzi do obniżenia napięcia w celu redukcji wysokich prądów rozruchowych trójfazowych silników indukcyjnych; jednak równocześnie spada także moment obrotowy: [I rozruch ~ U] i [ ~ U ]. Tym niemniej przy wszystkich dotychczas przedstawionych rozwiązaniach, po udanym rozruchu silnik osiąga prędkość podaną na tabliczce znamionowej. Do rozruchu silnika z momentem znamionowym i/lub pracy z prędkością obrotową niezależną od częstotliwości sieci, wymagany jest przemiennik częstotliwości. -33

2 0 - standart 1 - high torque - pump 3 - pump kickstart 4 - light conveyor 5 - heavy conveyor 6 - low inertia fan 7 - high inertia fan 8 - recip compressor 9 - screw compressor Elektroniczne układy napędowe Układy łagodnego rozruchu D Przełącznik wyboru aplikacji umożliwia bezpośrednie przyporządkowanie bez parametryzacji. 0 - standart 1 - high torque - pump 3 - pump kickstart 4 - light conveyor 5 - heavy conveyor 6 - low inertia fan 7 - high inertia fan 8 - recip compressor 9 - screw compressor flash on c/l run fault supply a b -34

3 Układy łagodnego rozruchu D Aplikacje standardowe (przełącznik wyboru aplikacji) Oznaczenie na aparacie Wskazanie na panelu obsługi Znaczenie Szczegóły Standard Standard Standard Ustawienie fabryczne, nadaje się do większości zastosowań bez konieczności zmian High torque 1) Losbrech. Wysoka wartość momentu rozruchowego Napędy o podwyższonej wartości momentu rozruchowego Pump Kleine Pumpe ała pompa Napędy pomp do 15 kw Pump Kickstart Große Pumpe Duża pompa Napędy pomp powyżej 15 kw. Dłuższe czasy rozruchu. Light conveyor Kleines Band Lekki przenośnik taśmowy Heavy conveyor Großes Band Ciężki przenośnik taśmowy Low inertia fan Lüfter klein ały wentylator Napęd wentylatora o relatywnie niewielkim momencie bezwładności, maksymalnie 15-krotność momentu bezwładności silnika High inertia fan Lüfter groß Duży wentylator Napęd wentylatora o relatywnie dużym momencie bezwładności, więcej niż 15-krotność momentu bezwładności silnika. Dłuższe czasy rozruchu. Recip compressor Screw compressor Kolbenpumpe Schraub.Komp Sprężarka tłokowa Sprężarka śrubowa Podwyższone napięcie rozruchowe, dopasowana optymalizacja cos-v Podwyższone zapotrzebowanie na prąd, brak ograniczenia prądu 1) Przy ustawieniu High Torque zakłada się, że softstarter może przewodzić prąd 1,5 raza większy niż podany prąd znamionowy silnika. Połączenie In-Delta Układy łagodnego rozruchu łączone są z reguły bezpośrednio w szereg z silnikiem (In-Line). Softstarter D4 umożliwia także pracę w układzie połączeń In-Delta (połączenie w trójkąt, zwane też układem pierwiastek z 3 ). Zaleta: Taki układ połączeń jest korzystny cenowo, ponieważ softstarter musi być wymiarowany tylko na 58 % prądu znamionowego. Wady w stosunku do układu In-Line : Silnik musi być połączony za pomocą sześciu przewodów, tak jak w układzie połączeń gwiazda-trójkąt. Wewnętrzne zabezpieczenie D4 działa tylko w jednej części obwodu. Trzeba zainstalować dodatkowe zabezpieczenie silnika w drugiej gałęzi obwodu lub na doprowadzeniu. Uwaga Układ In-Delta jest korzystnym rozwiązaniem dla silników o mocy wyższej niż 30 kw i przy wymianie rozruszników gwiazda-trójkąt. -35

4 I I I I I I Elektroniczne układy napędowe Układy łagodnego rozruchu D In-Line U In-Delta LN 400 V NZ7-15N-OBI NZ7-15N U1 V1 W1 DIL115 DIL A D K (105 A) 100 A U1 V1 W1 W U V 3 ~ 55 kw 400 V 400 / 690 V 100 / 59 S1 55 kw cos ϕ rpm 50 Hz A 3 ~ 55 kw 400 V W U V 3 D K (59 A) -36

5 Zezwolenie/natychmiastowe zatrzymanie bez rampy (np. przy WYŁĄCZENIU AWARYJNY) Wejście cyfrowe E przy ustawieniu fabrycznym posiada funkcję Enable (Zezwolenie). Tylko gdy na zacisku znajduje się sygnał wysoki, układ łagodnego rozruchu jest odblokowany. Bez podania sygnału zezwolenia softstarter nie może rozpocząć pracy. Przy przerwaniu przewodu względnie przerwaniu sygnału wskutek użycia przycisku awaryjnego zatrzymania, następuje natychmiastowa blokada regulatora i wyłączenie obwodu mocy softstartera, zanim odpadnie styk przekaźnika RUN. Standardowo napęd zatrzymywany jest z użyciem funkcji rampy. Jeżeli warunki pracy wymagają natychmiastowego odłączenia napędu od zasilania, odbywa się to poprzez sygnał zezwolenia (Enable). Ostrożnie! Niezależnie od stanu pracy zawsze trzeba najpierw softstarter zatrzymać (sprawdzić przekaźnik Run ), zanim nastąpi mechaniczne odłączenie przewodów zasilających. W przeciwnym przypadku nastąpi przerwanie płynącego prądu i powstanie przepięcia, które może doprowadzić do zniszczenia tyrystorów softstartera. WYŁĄCZNIK AWARYJNY S1: wył. S: zał. : Softstarter (E = 1 a włączony) S1 S E -56

6 Włączenie przekaźnika przeciążeniowego w obwód sterowania W miejsce wyłącznika silnikowego z wbudowanym wyzwalaczem przeciążeniowym zalecane jest zastosowanie osobnego przekaźnika przeciążeniowego. Tylko wtedy w przypadku przeciążenia można zapewnić, poprzez odpowiednie sterowanie, kontrolowane zatrzymanie silnika za pomocą układu łagodnego rozruchu. Ostrożnie! Podczas rozwierania przewodów mocy w trakcie pracy może dojść do przepięć, które mogą doprowadzić do uszkodzenia tyrystorów w układzie łagodnego rozruchu. Istnieją dwie możliwości przedstawione na podanym rysunku: WYŁĄCZNIK AWARYJNY S1: WYŁ. S1 S a F1 b E S: ZAŁ. :Softstarter, zezwolenie (E = 1 h włączony) a Styki sygnalizacyjne przekaźnika przeciążeniowego włączone są w obwód ZAŁ/WYŁ. W przypadku błędu softstarter zatrzymuje silnik wg ustawionego czasu i wyłącza go. b Styki sygnalizacyjne przekaźnika przeciążeniowego włączone są w obwód zezwolenia. W przypadku błędu wyjście softstartera jest natychmiast odłączane. Softstarter wprawdzie wyłącza, ale stycznik sieciowy pozostaje włączony. Aby stycznik sieciowy wyłączać jednocześnie, należy drugi styk przekaźnika przeciążeniowego włączyć w obwód ZAŁ/WYŁ. -57

7 Elektroniczne układy napędowe Z oddzielnym stycznikiem i przekaźnikiem przeciążeniowym L1 L L3 N Podłączenie standardowe W celu separacji od sieci konieczny jest stycznik sieciowy przed układem łagodnego rozruchu albo centralny aparat łączący (stycznik lub wyłącznik główny). Sterowanie I > I > I > S 1 S1 F F3 E E1 1L1 L 3L3 L ~ = N a b S1: Łagodny start S: Łagodne zatrzymanie F3: Bezzwłoczny bezpiecznik topikowy do ochrony półprzewodników (opcja) a Zwolnienie b Łagodny rozruch/łagodne zatrzymanie T1 4T 6T3 + Termistor T1 Termistor T 3~ -58

8 Softstarter bez stycznika sieciowego L1 L L3 N Q I > I > I > I > I > I > a F3 F11 b 1L1 3L 5L3 L N E1 E ~ = Start/Stop Freigabe 0 V (E1;E) ;RUN K;TOR K3 K4 0 V Analog +1 V DC ~ = REF 1: 0 10 V REF : 4 0 ma + Thermistor - Thermistor 0 V Analog Analog Out 1 Analog Out T1 4T 6T3 T1 T ~ 1 I mot c F3: Bezzwłoczny bezpiecznik topikowy do ochrony półprzewodników (opcja) a Napięcie sterujące poprzez i F11 lub oddzielnie poprzez Q b patrz Sterowanie c Wskaźnik prądu silnika -59

9 Softstarter z osobnym stycznikiem sieciowym L1 L L3 N Q I > I > I > I > I > I > b 1 F3 F11 a 1L1 3L 5L3 L N E1 E ~ = 0 V (E1;E) ;RUN K;TOR K3 K4 0 V Analog 0 V Analog +1 V DC ~ = REF 1: 0 10 V REF : 4 0 ma Analog Out 1 Analog Out T1 4T 6T3 T1 T ~ 1 I mot c T1: + Termistor T: Termistor E1: Start/Stop E: Zwolnienie a patrz Sterowanie b Napięcie sterujące poprzez i F11 lub poprzez Q c Wskaźnik prądu silnika -60

10 Softstarter z osobnym stycznikiem sieciowym Sterowanie 1 S3 S1 S4 K K RUN S OK (no error) E K 1 E1 a WYŁĄCZNIK AWARYJNY S1: WYŁ. (niekontrolowany wybieg) S: ZAŁ. S3: Łagodny start S4: Łagodne zatrzymanie (rampa opóźnienia) a Zwolnienie b Łagodny rozruch/łagodne zatrzymanie b -61

11 Układ połączeń z obejściem (bypass) L1 L L3 N I > I > I > I > I > I > 1 b F3 F11 a 1L1 3L 5L3 L N E1 E Q ~ = 0 V (E1;E) 0 V Analog ;RUN K;TOR K3 K4 0 V Analog +1 V DC ~ = REF 1: 0 10 V Analog Out 1 REF : 4 0 ma Analog Out T1 4T 6T3 T1 T Imot c 1 3~ T1: + Termistor T: Termistor E1: Start/Stop E: Zwolnienie a patrz Sterowanie b Napięcie sterujące poprzez i F11 lub poprzez Q c Wskaźnik prądu silnika -6

12 Układ połączeń z obejściem (bypass) Po zakończeniu rozruchu (osiągnięciu pełnego napięcia sieci), układ softstartera D4 steruje stycznikiem obejścia. W ten sposób silnik jest bezpośrednio połączony z siecią. Zaleta: oc strat softstartera jest zredukowana do strat biegu jałowego. Wartości graniczne dla klasy zakłóceń radiowych B zostają zachowane Sterowanie Stycznik układu obejścia jest załączany w stanie bezprądowym i dlatego może być dobierany wg reguł AC-1. Jeśli przy wyłączaniu awaryjnym wymagane jest natychmiastowe odłączenie napięcia, to stycznik obejścia musi także łączyć prąd obciążenia silnika. Dlatego należy go dobierać wg kategorii AC-3. S3 S1 Q S4 K K RUN 13 TOR S OK (no error) E K E1 1 Q a WYŁĄCZNIK AWARYJNY S1: WYŁ (niekontrolowany wybieg) S: ZAŁ a Zwolnienie b Łagodny rozruch/łagodne zatrzymanie b -63

13 Połączenie In-Delta L1 L L3 N Q I > I > I > I > I > I > 1 a F3 F11 b 1L1 3L 5L3 L N E1 E Thermistor ~ = - Thermistor Start/Stop Freigabe 0 V (E1;E) 0 V Analog ;RUN K;TOR K3 K4 0 V Analog +1 V DC ~ = REF 1: 0 10 V REF : 4 0 ma 1 T1 4T 6T3 W1 V1 U1 3~ T1 d T I mot 6 63 c W V U Analog Out 1 Analog Out a Napięcie sterujące poprzez i F11 lub poprzez Q b patrz Sterowanie c Wskaźnik prądu silnika d Podłączenie termistora -64

14 Układ In-Delta (w trójkąt) redukuje przy jednakowej mocy silnika niezbędną moc softstarjeniem silnika prąd zmniejsza się 3-krotnie tera. Przez połączenie w szereg z każdym uzwo- Wadą jest sześć przewodów doprowadzanych do silnika. Poza tym nie istnieją Sterowanie żadne ograniczenia. Wszystkie funkcje softstartera pozostają bez zmian. W tym przypadku silnik musi być połączony w trójkąt. Przy czym napięcie dla tego sposobu podłączenia musi być zgodne z napięciem znamionowym sieci. Przy napięciu sieci 400 V silnik musi być oznaczony na napięcie 400 V/ 690 V. S3 S1 S4 K K RUN S OK (no error) E K 1 E1 a WYŁĄCZNIK AWARYJNY S1: WYŁ S: ZAŁ a Zwolnienie b Łagodny rozruch/łagodne zatrzymanie E: Zwolnienie b -65

15 Elektroniczne układy napędowe Rozruch kilku silników jeden po drugim za pomocą układu łagodnego rozruchu (układ kaskadowy) Jeżeli wykonuje się rozruch kilku silników jeden po drugim za pomocą jednego układu softstartera, to podczas przełączania należy zachować następującą kolejność czynności: uruchomić silnik za pomocą softstartera włączyć stycznik obejścia zablokować softstarter wyjście softstartera dołączyć do następnego silnika ponownie uruchomić a Podrozdział Sterowanie część 1, strona -68 WYŁĄCZNIK AWARYJNY S1: 1 wył. S: 1 zał. a Łagodny rozruch/łagodne zatrzymanie b RUN c Kontrola czasu wyłączania. Przekaźnik czasowy T należy tak ustawić, aby układ łagodnego rozruchu nie został przeciążony termicznie. Odpowiedni czas wynika z dopuszczalnej częstości włączania wybranego softstartera, względnie musi zostać dobrany taki aparat, aby wymagane czasy mogły zostać osiągnięte. d Kontrola przełączania Przekaźnik czasowy powinien być ustawiony na ok. sekundowe opóźnienie. Zapewni to, że przy pracującym jeszcze układzie rozruchu nie zostanie przyłączony kolejny silnik. a Podrozdział Sterowanie część, strona -69 a Silnik 1 b Silnik c Silnik n i Odłączenie pojedynczego silnika Przycisk WYŁ jednocześnie wyłącza wszystkie silniki. Styk rozwierny i konieczny jest wtedy, gdy silniki mają być wyłączane także pojedynczo. Należy zwrócić uwagę na termiczne obciążenie układów łagodnego rozruchu (częstość rozruchów, obciążenie prądowe). Jeżeli starty mają następować często jeden po drugim, to w pewnych wypadkach należy softstarter przewymiarować (dobrać urządzenie o odpowiednio wyższej mocy). -66

16 Qn5 L1 L L3 ~ L Kaskada T1 4T 6T3 1L1 L 3L3 N 3 F3 4 1 Q F11 I > I > I > = N + Thermistor - Thermistor T1 T 5 Q4 Q5 Qn4 Q3 Qn3 3~ 3~ n 3~ I > I > I > I > I > I > I > I > I > -67

17 Sterowanie część 1 T K OK (no error) S1 Qn 4 Q4 Kn K K4 K RUN 3 4 TOR K K4 S E1 1 K K3 K4 T K4T E a b c d a Podrozdział Rozruch kilku silników jeden po drugim za pomocą układu łagodnego rozruchu (układ kaskadowy), strona

18 Sterowanie część i i i Q4 Q5 Q5 K(n-1) Qn Qm Qm K3 K K3 Kn K3 Q(n-1)1 4 K4T K4T Q4 Qn 4 5 Q4 Q5 K Qn Qm Kn c a b a Podrozdział Rozruch kilku silników jeden po drugim za pomocą układu łagodnego rozruchu (układ kaskadowy), strona