Jarosław Guziński. Katedra Automatyki Napędu Elektrycznego WEiA Politechnika Gdańska 2014 wersja 2.3

Transkrypt

1 Obsługa i programowanie przemiennika częstotliwości LS Industrial Systems serii ic5 do pracy w układzie napędowym dwusilnikowego pojazdu elektrycznego Instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego Jarosław Guziński Katedra Automatyki Napędu Elektrycznego WEiA Politechnika Gdańska 014 wersja.3 Uwaga: przed laboratorium należy zapoznać się z dokumentacją przemiennika częstotliwości ic5 oraz dokumentacją programu Drive View 3.3: 1. Instrukcja obsługi przemiennika częstotliwości LG serii ic5, LG Industrial Systems / LS Industrial System.. Instrukcja obsługi: Drive View Users Manual, LS Industrial System. Dokumentacje dostępne sa w postaci plików PDF na stronie WWW laboratorium 1. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest zapoznanie z obsługą programowaniem i działaniem przemysłowych przemienników częstotliwości w zastosowaniu do napędu samobieżnego małego pojazdu elektrycznego.. Opis ruchu pojazdu dwusilnikowego Napędy pojazd można podzielić na pojazdy z kierownicą oraz pojazdy sterowane różnicą kół. W pojazdach z kierownica stosuje się najczęściej jeden silnik napędzający koła pojazdu przez mechanizm różnicowy. Pojazdy, w których kierunek jazdy sterowany jest różnicą prędkości kół, są pozbawione kierownicy. Sterowanie różnica prędkości kół wykorzystuje się w napędach jezdnych suwnic, napędach robotów oraz małych pojazdów elektrycznych np. wózków inwalidzkich. W pojeździe, którego kierunek jazdy realizowany jest przez zmianę prędkości kół napędowych prędkość liniowa jest średnią prędkości obu kół: vl vp vśr (1) Różna prędkość silników napędzających koła powoduje jazdę pojazdu po łuku o promieniu R. Pokazano to na rys. 1. Zmiana kata skrętu zależy od różnicy prędkości kół; v v L v P () Średnią prędkość pojazdu można opisać również zależnością: rk v (3) śr gdzie r k jest promieniem koła, natomiast L i P sa prędkościami Katowymi odpowiednio lewego i prawego koła. Średnia prędkość Katowa pojazdu można opisana jest zależnością: rk śr L P (4) l gdzie l to rozstaw osi pojazdu. L P 1

2 Rys. 1. Ruch pojazdu po łuku Promień skrętu pojazdu można określić na podstawie zależności wiążącej ruch liniowy i obrotowy: R (5) śr Po uwzględnieniu (3) i (4) otrzymuje się zależność na promień skrętu pojazdu: l L P R (6) L P Gdy prędkości obu kół są równe to promień skrętu dąży do nieskończoności. Oznacza to, że pojazd porusza się prostoliniowo. Przy założeniu, że koła napędzane są bezpośrednio, tj. bez użycia przekładni, zastępcze momenty bezwładności sprowadzone na wał każdego z silników napędowych można opisać następująco: mprk J zl J zp J s J k (6) gdzie J s jest momentem bezwładności silnika, m p jest masa pojazdu oraz J k jest momentem bezwładności koła. v śr

3 3. Układ sterowania pojazdem dwusilnikowym Pojazd elektryczny może pracować w otwartym lub zamkniętym układzie regulacji z zadawaniem prędkości lub momentu napędowego. Na rys. pokazano otwarty układ regulacji z zadawaniem prędkości. Rys.. Otwarta struktura sterowania pojazdu dwusilnikowego z zadawaniem prędkości (symbol * oznacza wielkość zadaną) W strukturze sterowania z rys. każdy z silników pracuje we własnej pętli regulacji prędkości L oraz P. Dla każdej z tych niezależnych struktur zadawane są prędkości L * oraz P *. Sygnał * jest wspólnym sygnałem zadanym prędkości natomiast * jest sygnałem różnicy prędkości odpowiadającym kierunku jazdy. Struktura otwarta jest wrażliwa na zakłócenia związane z nierównomiernym obciążeniem kół pojazdu. Zakłócenia oddziaływają niekorzystnie na tor jazdy pojazdu. Korekta zakłóceń jest możliwa po zastosowaniu zewnętrznej pętli sprzężenia zwrotnego przez wprowadzenie różnicowego regulatora prędkości regulatora skrętu. Taka strukturę sterowania pokazano na rys. 3. 3

4 Rys. 3. Struktura sterowania pojazdu dwusilnikowego z zadawaniem prędkości z zastosowaniem regulatora skrętu W układzie sterowania z rys. 3 uzyskuje się pełna kompensację zakłóceń. Zmiana obciążenia dowolnego z kół, która wywołuje chwilową zmianę obciążenia powoduje reakcję regulatora skrętu i odpowiednią zmianę sygnału wyjściowego u. W większości pojazdów naturalnym sposobem pracy jest zadawanie momentu napędowego a nie prędkości. Przy zadawaniu momentu prędkość pojazdu jest uzależniona od aktualnego obciążenia. Kierujący pojazdem decyduje jak zmienić zadany moment aby uzyskać pożądaną prędkość. Strukturę zamkniętego układu regulacji z zadawaniem momentu napędowego przedstawiono na rys. 4. 4

5 Rys. 4. Struktura sterowania pojazdu dwusilnikowego z zadawaniem prędkości z zastosowaniem regulatora skrętu W strukturze z zadawaniem momentu oba silniki pracują w wewnętrznej pętli regulacji momentu. Nadrzędny regulator koryguje zadane wartości momentu poszczególnych silników M L * oraz M P * wprowadzając sygnał sterujący u. Działanie układu regulacji z rys. 4 najwygodniej jest przeanalizować dla przypadku zadanej jazdy na wprost. Wtedy zadany sygnał skrętu * =0 i jeśli aktualne prędkości kół są identyczne to u =0 a zadane momenty są sobie równe M L * =M P * =M *. Chwilowa zmiana prędkości jednego z kół, w wyniku nierównomiernego obciążenia, spowoduje wykrycie różnicy prędkości przez regulator skrętu, co spowoduje wystąpienie niezerowego sygnału u 0 i nierówność zadawanych momentów M L * M P * M *. Zostanie zwiększony moment silnika, którego prędkość spadła a zmniejszony moment silnika, którego prędkość jest większa. Układ będzie dążył do wyrównania prędkości. 4. Dobór hamulca mechanicznego W wielu napędach elektrycznych stosowane są hamulce mechaniczne, w których moment hamujący powstaje pod wpływem sił tarcia. Hamulce mechaniczne stosowane są w elektrycznych napędach dźwignicowych oraz trakcyjnych. Ze względu na pełniona funkcję stosowane są: hamulce awaryjne (bezpieczeństwa) działające w przypadku awarii służące do szybkiego zatrzymania mechanizmów, np. po przekroczeniu bezpiecznej prędkości, przejechania poza ogranicznik końca jazdy, czy też świadomych manipulacji maszynisty. 5

6 hamulce manewrowe (operacyjne) do zatrzymania mechanizmów i utrzymania ich w stanie zahamowanym. Ze względu na sposób budowy można wyróżnić hamulce mechaniczne: klockowe (szczękowe), taśmowe i tarczowe. W większości przypadków hamulce mechaniczne w układach napędowych pozostają normalnie zamknięte tj. zaciśnięte. Zapewnia to na trwałe zatrzymanie układu napędowego przy braku zasilania elektrycznego. Hamulce sterowane są elektrycznie za pomocą zwalniaków elektromagnetycznych lub elektrohydraulicznych. Na rys. 5 pokazano układ hamulca szczękowego ze zwalniakiem elektromagnetycznym. Rys. 5. Hamulec szczękowy ze zwalniakiem elektromagnetycznym Spotykane są zwalniaki na prąd stały i na prąd zmienny jedno- i trójfazowy. Zwalniak elektromagnetyczny na prąd stały jest to cylindryczny elektromagnes przyciągający metalowy rdzeń, który łączony jest z odpowiednią dźwignią hamulca mechanicznego. Widok zwalniaka na prąd stały pokazano na rys. 6. Jarzmo Cewka Ruchomy rdzeń Rys. 6. Zwalniak na prąd stały 6

7 Przy prądzie przemiennym zwalniak ma budowę transformatora z rdzeniem podzielonym na część nieruchomą, z osadzonymi na niej cewką lub cewkami, i częśc ruchomą, połączoną przegubowo z dźwignią hamulca. Dobór hamulca mechanicznego polega na wyznaczeniu momentu hamującego potrzebnego do zatrzymania mechanizmu roboczego w założonym czasie. W przypadku pojazdu elektrycznego o masie m p w celu wyznaczenia momentu hamującego należy obliczyć energię kinetyczną E k pojazdu podczas ruchu z prędkością maksymalną V k : mp * Vk Ek (1) następnie należy założyć długość drogi hamowania s h i wyznaczyć czas hamowania: * sh th () Vk oraz średnie opóźnienie: Vk ah (3) th Następnie należy określić moc traconą na kołach: Ek Ptr (4) th W przypadku pojazdu z dwoma hamulcami moc tracona w hamulcu jednego z kół wynosi: Ptr Ptr 1 (5) Moment hamujący dla jednego koła wynosi: Ptr M 1 h1 (6) gdzie k jest prędkością obrotową koła o średnicy D: k D (7) Ze względów bezpieczeństwa należy wybrać hamulec o przynajmniej o 50% większym momencie hamującym: M hk k M h1 (8) gdzie k jest współczynnikiem przeciążalności k=1,5. W karcie katalogowej hamulców należy poszukiwać hamulca o momencie hamującym spełniającym warunek (8). Prędkość obrotowa hamulca musi mieścić się w zakresie prędkości podanych w karcie katalogowej. 5. Stanowisko laboratoryjne Widok stanowiska laboratoryjnego pokazano na rys. 7. V tk k 7

8 Rys. 7. Pojazd elektryczny z dwusilnikowym napędem z maszynami indukcyjnymi Strukturę pojazdu przedstawiono na rys. 8. US DC AC M 3 Jazda do przodu DC AC M 3 Rys. 8. Struktura układu napędowego pojazdu Podstawowe dane pojazdu przedstawiono w tab. 1. Tabela 1. Dane trójkołowego pojazdu elektrycznego Masa m 160 kg Prędkość maksymalna V k 60 km/godz. Średnica koła D k 0,44 m Rozstaw osi przy jeździe do przodu l przód 0.8 m Rozstaw osi przy jeździe do tyłu l tył 1. m Napięcie baterii akumulatorów U ak 300 V Pojemność baterii akumulatorów Q ak 5 Ah Czas jazdy z maksymalną prędkością t 15 min 8

9 Wykorzystywany w ćwiczeniu pojazd jest trójkołowcem z dwoma przednimi kołami napędowymi. Trzecie, tylne kołem może się swobodnie skręcać. Takie rozwiązanie pozwala na eliminacje skomplikowanego układu kierowniczego. Rozwiązanie konstrukcyjne umocowania koła biernego jest takie, że w zależności od kierunku jazdy zmienia się rozstaw osi, co zaznaczono w tab. 1. Dwa elektryczne silniki indukcyjne napędzają bezpośrednio koła przednie bez użycia przekładni mechanicznych. Główny układ sterowania zadaje prędkości obrotowe poszczególnych silników. Różnica prędkości decyduje o kierunku jazdy. W pojeździe zastosowano trójfazowe silniki indukcyjne produkcji firmy TAMEL typu Sg 100L-6, dane silników przedstawiono w tab.. Tabela. Dane silnika indukcyjnego Sg 100L-6 Moc znamionowa P n, kw Napięcie znamionowe międzyfazowe U n 300 V Połączenie uzwojeń stojana Y połączenie w gwiazdę Prąd znamionowy I n 7,6 A Częstotliwość znamionowa f n 50 Hz Liczba par biegunów p 3 Prędkość znamionowa n n 940 obr/min Współczynnik mocy znamionowy cos n 0,73 Widok jednego z silników przedstawiono na rys. 9. Rys. 9. Widok silnika indukcyjnego Sg 100L-6 Do zasilania silników zastosowano przemienniki częstotliwości LS Industrial Systems typu Starvert SV-iC F. Podstawowe dane techniczne przedstawia tab. 3. Tabela 3. Podstawowe dane techniczne przemiennika częstotliwości LS typ SV-iC F Typ SV-iC F Moc silnika kw (KM) 1,5 () Dane Moc [kva] 3,0 znamionowe Prąd [A] 8 9

10 wyjściowe Częstotliwość [Hz] 0.1~400 Napięcie [V] 3-fazowe 3x30 Napięcie [V] 1-fazowe 00~30 Dane znamionowe Częstotliwość [Hz] 50 ~ 60 wejściowe Prąd wejściowy [A] 16 Waga [kg] 1,9 Widok zewnętrzny przedstawia rys. 10. Rys. 10. Widok przemiennika częstotliwości LS Każdy z silników połączony jest z silnikiem tarczowym, którego zadaniem jest awaryjne zatrzymanie pojazdu. Zastosowane hamulce sterowane są elektrycznie firmy FUMO- Ostrzeszów typ VET-3.5HLT-8-4. Z uwagi na sposób pracy są to luzowniki. W luzownikach przy braku zasilania elektrycznego hamulec jest zaciśnięty, w celu zwolnienia hamulca konieczne jest załączenie napięcia. Dane hamulców przedstawiono w tab. 4. Tabela 4. Dane hamulca/luzownika VET-3.5HLT-8-4 Wielkość mechaniczna - 3 Moment hamujący Nm 5 Napięcie zasilania V 4 (napięcie stałe) Moc cewki W 37 Średnica otworu na wałek mm 8 Widok ogólny hamulca/luzownika przedstawia rys

11 Rys. 11. Widok hamulca/luzownika 6. Przemiennik częstotliwości ic5 Przemiennik częstotliwości serii ic5 jest układem energoelektronicznym składającym się z niesterowanego, jednofazowego prostownika diodowego, oraz trójfazowego falownika napięcia. Przekształtnik zasilany może być jednofazowo napięciem 30 V, 50Hz. Napięcie wyjściowe trójfazowe miedzy przewodowe może zmieniać się w zakresie od 0 V do 30 V. Częstotliwość napięcia wyjściowego może zmieniać się w zakresie od 0,1 Hz do 400 Hz. Budowa przekształtnika została pokazana na rys. 1. Rys. 1. Budowa przekształtnika ic5 Wyprowadzenia zacisków przekształtnika pozwalają na zasilanie napięciem stały bezpośredni obwodu zasilania falownika napięcia. Możliwość taką wykorzystano w pojeździe elektrycznym z baterią akumulatorów. Na rys. 13. pokazano wyprowadzenia wszystkich zacisków falownika i zaznaczono ich funkcje. 11

12 Rys. 13. Zaciski i funkcje przekształtnika ic5 Podczas zajęć laboratoryjnych przekształtniki są zasilane napięciem sieciowym 30V, 50Hz, tj, bateria akumulatorów pojazdu nie jest wykorzystywana. Ponieważ przekształtniki ic5 nie są wyposażone w moduł hamowania z rezystorem hamującym to nie ma możliwości pracy generatorowej maszyn. Dlatego konieczne jest ustawianie długich czasów zmniejszania zadanej częstotliwości i prędkości silnika. Zbyt krótkie czasy mogą powodować wyłączenie przekształtnika w wyniku zadziałania awarii ponadnapięciowej obwodu pośredniczącego DC. 6. Obsługa przekształtnika Obsługa przekształtnika jest możliwa lokalnie lub zdalnie odpowiednio przez przyciski i potencjometr umieszczone bezpośrednio na obudowie układy lub przez program DriveView uruchomiony na komputerze PC. 1

13 Obsługa lokalna Przy obsłudze lokalnej wykorzystuje się przyciski RUN, STOP, pokrętło potencjometru oraz wielofunkcyjny joystick. Dostęp do joysticka jest możliwy po przesunieciu plastikowej pokrywy przekształtnika. Potencjometrem nastawia się, np. zadaną prędkość, przycisk RUN mogą realizować komendy startu i zatrzymania silnika. Dodatkowo na falowniku umieszczono wyświetlaczu i dwie diody LED do sygnalizacji pracy układu. Podstawowe funkcje diod LED, ekranu i przycisków zamieszczono w tab. 5. Tabela 5. Funkcje diod LED, ekranu i przycisków EKRAN FWD Świeci się podczas ruchu do przodu Miga podczas błędu lub awarii REV Wyświetlacz 7-Segmentowy RUN STOP/RST JOYSTICK Świeci się podczas ruchu do tyłu Wyświetla status pracy, wartość parametru, wybraną mierzoną wielkość Przyciski Polecenie uruchom STOP : stop operacji / RST : kasowanie błędu Góra / Dół / Lewo / Prawo / Naciśnięcie Góra Przechodzenie po parametrach do góry lub zwiększanie wartości parametrów Dół Przechodzenie po parametrach w dół lub zmniejszanie wartości parametrów Lewo Przechodzenie po parametrach w lewo lub po cyfrach parametru w lewo Prawo Przechodzenie po parametrach w prawo lub po cyfrach parametru w prawo Prog/Ent Ustawianie wartości parametru lub otwieranie kolejnego menu Potencjometr Zmiana wartości częstotliwości Menu przekształtnika składa się z czterech grup parametrów pokazanych na rys. 14. Rys. 14. Grupy parametrów przekształtnika 13

14 Skrócony opis grup parametrów zawiera tab. 6. Grupa napędu (Drive group) Grupa funkcyjna FU1 Grupa funkcyjna FU Grupa wejść/wyjść I/O Tabela 6.Grupy parametrów przekształtnika Parametry podstawowe jak zadawanie częstotliwości, czas przyspieszania / zwalniania Podstawowe parametry funkcyjne jak ustawienie częstotliwości wyjściowej, napięcia, zabezpieczeń silnika i falownika Parametry aplikacyjne jak tryb sterowania, operacja PID, ustawienie parametrów dla drugiego silnika przy pracy grupowej itp. Parametry do konstrukcji sekwencji takich jak ustawienie wielofunkcyjnego terminala wejściowego, wyjściowego, wejść i wyjść analogowych Zmiana parametrów Procedura zmiany parametrów przekształtnika jest następująca: 1. Po uruchomieniu falownika poruszanie się po grupach elementów realizuje Joystik [ ] [ ].. Po przycisnieciu Joystika [ ] następuje wejście do danej grupy parametrów. 3. Przesuwając [ ] lub [ ] przechodzi się po parametrach w danej grupie. 4. Przyciskając [ ] wchodzi się do edycji parametru. 5. Naciśnięcie [ ] [ ] powoduje podświetlenie zmienianej cyfry. 6. Naciśnięcie [ ] lub [ ] następuje zmiana wartość parametru. 7. Zatwierdzenie zmiany parametru wymaga dwukrotnego przyciśnięciu [ ]. 8. Wyjście z aktualnej grupy parametrów następuje po wybraniu [ ] lub [ ]. Poruszanie się po funkcjach prezentuje rys. 15. Poruszanie sie po grupach parametrów wybierając [ ] Poruszanie sie po grupach parametrów wybierając [ ] Rys. 15. Poruszanie się po grupach parametrów Podstawowymi parametrami potrzebnymi do uruchomienia falownika to drv i Frq. Drv służy do ustalenia, w jaki sposób realizowany jest START/STOP falownika. Można wybrać opcję startu z klawiatury (Keypad) lub poprzez układ zewnętrzny. Parametr Frq służy do wyboru, w jaki sposób zadawana jest prędkość obrotowa silnika. Można wybrać regulację za pomocą 14

15 klawiatury (Keypad), potencjometru wbudowanego na falowniku (V0) lub sygnałami analogowymi: napięciowym 0..10V (V1), prądowym 0 0mA (I) lub sumą tych sygnałów. Możliwe jest też zadawanie sygnałów start/stop i prędkości przez łącze komunikacyjne RS485. Ważniejsze warianty opisane są w tab. 7. Widok na ekranie Parametr Tabela 7. Opcje sterowania falownikiem Zakres min/max Opis Nastawa fabryczna drv Tryb sterowania napędem START / STOP Keypad - Start/Stop realizowany poprzez przyciski na klawiaturze falownika. 1 Sterowanie poprzez zaciski Fx/Rx-1 FX - załączenie pracy do przodu RX - załączenie pracy do tyłu 1 Fx/Rx- FX - praca falownika RX - wybór pracy przód/tył 3 komunikacja poprzez RS 485 Frq Metoda zadawania częstotliwości Klawiatura 1 Po przyciśnięciu przycisku ENTER należy nastawić żądaną częstotliwość i po przyciśnięciu jeszcze raz ENTER falownik uzyska nową ustawioną Cyfrowa częstotliwość 1 Klawiatura Po przyciśnięciu przycisku ENTER można płynnie regulować częstotliwość falownika przyciskami góra/dół V0 Sterowanie potencjometrem znajdującym się na falowniku 3 V1 Sterowanie napięciowe zaciskiem V1 w zakresie 0[V] 10[V] 4 I Sterowanie prądowe zaciskiem I w zakresie 0 0[mA] 5 V0 + I Równoczesne sterowanie Analogowa potencjometrem na falowniku V0 i sygnałem prądowym I 6 V1 + I Równoczesne sterowanie sygnałem napięciowym V1 i sygnałem prądowym I 7 V0 + V1 Równoczesne sterowanie potencjometrem na falowniku V0 i sygnałem napięciowym V1 0 8 Komunikacja ModBus-RTU Parametr drc decyduje o kierunku obrotów silnika. W falowniku lewym R (ang. reverse) natomiast w prawym F (ang. forvard). 15

16 9. Program ćwiczenia Do każdego z falowników podłączony jest zewnętrzny potencjometr zadajnika oraz przekaźnik sterujący praca hamulców awaryjnych. Część 1 programowanie z lokalnych paneli sterujących 1. Zapoznać się z budową stanowiska. Sporządzić szkic schematu elektrycznego silnoprądowego i sterowniczego. Określić w jaki sposób sterowany jest przekaźnik.. Załączyć zasilanie i zapoznać się z obsługą i działaniem przy aktualnej konfiguracji. 3. Przeprowadzić inicjalizacje pracy falownika przez ustawienie fabrycznych wartości parametrów. 4. Wprowadzić dane silnika Tabela 8. Parametry silnika. Parametr Opis Wartość H30 Moc silnika 1,5 kw H31 Liczba biegunów silnika 6 H3 Znamionowy poślizg silnika 3 H33 Znamionowy prąd silnika 7,6 H34 Prąd silnika bez obciążenia H36 Sprawność silnika 80 H37 Bezwładność obciążenia 0 5. Skonfigurować układ do sterowania U/f przy zadawaniu start/stop z panelu czołowego oraz zadawaniu częstotliwości: a. przez wpisywanie wartości z panelu sterującego, b. za pomocą potencjometru panelu sterującego, c. za pomocą zewnętrznego potencjometru. 6. Skonfigurować układ tak aby uzyskać automatyczne załączenie i wyłączenie przekaźnika przy starcie i zatrzymaniu silnika. 7. Przy zadanych częstotliwościach 5Hz, 10Hz, 5Hz i 50Hz odczytać, za pomocą funkcji pomiarowych falownika, wielkości: prędkość obrotową silnika, prąd silnika, napięcie silnika, napięcie na szynie DC, moc na wyjściu falownika. 8. Załączyć funkcję oszczędzania energii ustawiając niezerową wartość parametru F40. Określić związek między prądem silnika a napięciem wyjściowym falownika po zastosowaniu tej funkcji dla różnych wartości parametru F40. W sprawozdaniu wyjaśnić w jakich rodzajach układów napędowych oraz jakich stanach pracy układu napędowego jest celowe ustawienie funkcji oszczędzania energii? Wyjaśnić jak funkcja oszczędzania energii wpływa na strumień magnetyczny silnika oraz na dynamikę regulacji momentu. Część wykorzystanie komputera z programem DriveView Falowniki połączone są z komputerem przez interfejs komunikacyjny szeregowy RS485. Programowanie i sterowanie falownika przeprowadzić za pomocą programu komputerowego DriveView. 1. Zapoznać się z budową stanowiska. Sporządzić szkic schematu elektrycznego.. Załączyć zasilanie układu i zapoznać się z obsługą i działaniem przy aktualnej konfiguracji. 16

17 3. Przeprowadzić inicjalizację pracy falownika przez ustawienie fabrycznych wartości parametrów. 4. Wprowadzić dane silnika i skonfigurować układ do sterowania U/f przy zadawaniu start/stop oraz zadawania częstotliwości z panelu programu komputerowego PC. 5. Ustawić pracę przekaźników tak aby przy pracy silnika hamulce były zwolnione. 6. Sprawdzić za pomocą funkcji pomiarowych falownika jakie jest maksymalne napięcie, które może pojawić się na wyjściu falownika. 7. Ustawić ograniczenie częstotliwości maksymalnej tak aby został zachowany stały stosunek U/f przy dostępnym napięciu zasilania silnika. Stosunek U/f ma być zgodny ze stosunkiem Un/fn napięcia i częstotliwości znamionowej silnika. Naszkicować kształt charakterystyki U/f, która ma być realizowana w układzie falownika. 8. Przy zadanych częstotliwościach 5Hz, 10Hz, 5Hz i maksymalnej ustawionej częstotliwości odczytać, za pomocą funkcji pomiarowych falownika, wielkości: prędkość obrotową silnika, prąd silnika, napięcie silnika, napięcie na szynie DC, moc na wyjściu falownika, moment silnika. 9. Ustawić najkrótsze czasy przyspieszania i hamowania. 10. Za pomocą programu komputerowego DriveView przeprowadzić rejestracje, przy zmianie kierunku obrotów silnika i maksymalnej częstotliwości zadanej, następujących wielkości: częstotliwość zadana, aktualna częstotliwość, prędkość obrotowa silnika, prąd silnika, napięcie silnika, napięcie na szynie DC, moc na wyjściu falownika, moment silnika. Część 3 konfiguracja do pracy ze sterowaniem wektorowym 1. Przeprowadzić inicjalizacje pracy falownika przez ustawienie fabrycznych wartości parametrów.. Wprowadzić parametry silnika z tab Ustawić pracę przekaźników tak aby przy pracy silnika hamulce były zwolnione. 4. Przeprowadzić procedurę samodostrojenia parametrów silnika - Autotuning. Należy przejść do H41 i zatwierdzić wartość 1 co umożliwi start procedury. Po automatycznym zakończeniu procedury odczytać wyznaczone wartości Rs i Lσ, które należy zanotować w sprawozdaniu. W sprawozdaniu wyjaśnić jak w sposób pomiarowy i obliczeniowy można wyznaczyć te parametry. 5. Skonfigurować funkcję hamowania prądem stałym tab. 9. W sprawozdaniu wyjaśnić zasadę działania hamowania prądem stałym silników indukcyjnych oraz pokazać możliwe schematy połączeń silnika indukcyjnego do tego typu hamowania. Wyjaśnić jak ten rodzaj hamowania może być przeprowadzony przy użyciu falownika. 17

18 Tabela 9. Ustawienie parametrów dla funkcji hamowania prądem stałym Parametr Opis Wartość F4 Tryb stopu 1 F8 Częstotliwość od której aktywne jest 5,9 hamowanie F9 Czas opóźnienia hamowania 0,1 F10 Napięcie hamowania 40 F11 Czas hamowania 1 F1 Napięcie początkowe hamowania 50 F13 Czas początkowy hamowania 0 6. Wybrać tryb sterowania wektorowego ustawiając parametr H40 na wartość Ustawić czas wzbudzania silnika w parametrze F14. W obu falownikach nastawiony czas musi być taki sam i możliwie jak najkrótszy, np. 0,5 s. 8. Ustawić funkcję forsowania momentu wpisując parametry F7=0, F8=15 i F9=15. W sprawozdaniu wyjaśnić znaczenie parametrów F8 i F9. 9. Załączyć układ i sprawdzić działanie. 11. Za pomocą programu komputerowego DriveView przeprowadzić rejestracje,w różnych stanach pracy takich wielkości jak: częstotliwość zadana, aktualna częstotliwość, prędkość obrotowa silnika, prąd silnika, napięcie silnika, napięcie na szynie DC, moc na wyjściu falownika, moment silnika. W sprawozdaniu porównać zarejestrowane przebiegi uzyskane przy pracy ze sterowaniem skalarnym (część ćwiczenia) i sterowaniem wektorowym (część 3 ćwiczenia). 10. Zagadnienia 1. Opis ruchu pojazdu dwusilnikowego.. Wyjaśnić jak sterować kierunkiem jazdy pojazdu dwusilnikowego bez układu kierowniczego. 3. Narysować i omówić działanie układu regulacji pojazdu dwusilnikowego z zadawaniem prędkości w otwartej strukturze regulacji. 4. Narysować i omówić działanie układu regulacji pojazdu dwusilnikowego z zadawaniem prędkości i zamkniętą strukturą regulacji. 5. Narysować i omówić działanie układu regulacji pojazdu dwusilnikowego z zadawaniem momentu i zamkniętą strukturą regulacji. 6. Porównać właściwości otwartej i zamkniętej struktury regulacji prędkości i kierunku jazdy pojazdu dwusilnikowego. 7. Omówić budowę, działanie i cel stosowania luzowników. 8. Omówić dobór hamulca do pojazdu elektrycznego. 9. Jaką rolę spełnia luzownik w badanym pojeździe i w jaki sposób jest sterowany przy wykorzystaniu przekaźników? 10. Omówić możliwość konfigurację połączeń i możliwość sterowania przekaźnikiem hamulca awaryjnego. 18

19 11. Narysować i omówić budowę przekształtnika ic5. W jakim celu wyprowadzone są zaciski P oraz P1? 11. Literatura 3. Koczara W.: Wprowadzenie do napędu elektrycznego, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa Zawirski K., Deskur J., Kaczmarek T.: Automatyka napędu elektrycznego, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań Grunwald Z. (red): Napęd Elektryczny. WNT, Warszawa Szklarski L., Dziadecki A., Strycharz J., Jaracz K.: Automatyka napędu elektrycznego. Wyd. AGH, Kraków Bisztyga K.: Sterowanie i regulacja silników elektrycznych. WNT, Warszawa Tunia H., Kaźmierkowski M. Automatyka napędu przekształtnikowego. PWN, Warszawa Orłowska-Kowalska T: Bezczujnikowe układy napędowe z silnikami indukcyjnymi. Wrocław, Oficyna Wydawnicza PW Jakub Górski. Sterowanie napędem dwusilnikowym, praca dyplomowa magisterska, Politechnika Gdańska, Wydział Elektrotechniki i Automatyki, Gdańsk Hetmańczyk J.: Analiza wybranych struktur sterowania dwusilnikowego napędu z bezszczotkowym silnikami prądu stałego. Autoreferat rozprawy doktorskiej, Wydział Elektryczny Politechniki Śląskiej, Gliwice Instrukcja obsługi przemiennika częstotliwości LG serii ic5, LG Industrial Systems / LS Industrial System. 13. Instrukcja obsługi: SV-iC5 Users Manual, LS Industrial System. 14. Instrukcja obsługi: Drive View Users Manual, LS Industrial System. 19