Ochrona silnika 3. Poruszanie si w SIMOCODE ES Odpowiednie okna dialogowe znajduj si w SIMOCODE ES pod: Okno nawigacji > Ochrona silnika.

Transkrypt

1 3 W rozdziale W tym rozdziale zapoznamy si w skrócie ze sposobami ochrony silników. Ochrona silników obejmuje: ochron przed przeci eniem ochron przed asymetri faz ochron przed utykiem ochron termistorow (ochron przed wzrostem temperatury). Uk ady zabezpiecze dzia aj nadrz dnie obok uk adów sterowania, niejako "w tle". Wszystkie parametry dzia aj cych zabezpiecze b d tutaj wyja nione. W zale no ci od wybranych funkcji sterowania s one aktywne lub nie. Do kogo skierowany jest ten rozdzia? Rozdzia ten skierowany jest do nast puj cych osób: projektant technik rozruchu. Wymagana wiedza Dla zrozumienia zawarto ci rozdzia u powinny wystarczy nast puj ce wiadomo ci: dobra znajomo SIMOCODE pro zasady czenia przy pomocy wtyków i gniazd zasady techniki nap dów elektrycznych. Poruszanie si w SIMOCODE ES Odpowiednie okna dialogowe znajduj si w SIMOCODE ES pod: Okno nawigacji >. SIMOCODE pro 3-1

2 3.1 Wprowadzenie Opis Schemat Funkcje zabezpiecze "Ochrona przed przeci eniem", "Ochrona przed asymetri ", "Ochrona przed utykiem" i "Ochrona termistorowa" opisane s w rozdz. 3.2 do rozdz Poni szy schemat przedstawia nast puj ce bloki funkcyjne: "Ochrona rozszerz." (Ochrona przed przeci eniem, Ochrona przed asymetri i Ochrona przed utykiem) wraz z opcjonalnymi ustawieniami parametrów i komunikatów. 3-2 SIMOCODE pro

3 Ochrona/Sterowanie Ochrona przed przeci eniem Pr d nastawczy Ie1 Ie1-Przek adnia aktywna 1) Ie1-Przek adnia Licznik 1) Wy czenie QE1 QE2 QE3 QE4 QE5 Ie1-Przek adnia Mianownik 1) Pr d nastawczy Ie2 Pr d z modu u Przek adników Pr dowych Ie2-Przek adnia aktywna 1) Ie2-Przek adnia Licznik 1) Ie2-Przek adnia Mianownik 1) Class 5,10, Meldunki/Ostrze enia/wyzwolenia: - Przeci enie - Przeci enie + zanik fazy - Wzrost pr du (I>115%) - Czas do sch odzenia biegnie - Czas pami ci termicznej biegnie Reakcja przy wzro cie pr du (I>115%) Patrz Tabela Czas do wyzwolenia (syg. analog.) Parametry rozszerzone: Reset (R czny, Automatyczny) Typ odbiornika (3-fazowy, 1-fazowy.) - Model termiczny silnika (syg. analog.) - Pozosta y czas do sch odzenia (syg. analog.) - Pr d ostatniego wyzwolenia (syg. analog.) Czas pami ci termicznej Czas do sch odzenia Reakcja przy progu wyzwolenia Patrz Tabela 3-1 Ochrona przed asymetri Asymetria warto progowa Ochrona przed utykiem Patrz Tabela Asymetria Ochrona przed utykiem warto progowa Patrz Tabela Utyk Rys 3-1: Blok funkcyjny "Ochrona rozszerz." (ochrona przed przeci eniem, ochrona przed asymetri, ochrona przed utykiem) 1) Mo liwa do ustawienia przek adnia, w przypadku zastosowania przek adników po rednicz cych z SIMICODE pro V dla (jednostki podstawowej 2) serii E03 lub wy szej SIMOCODE pro 3-3

4 W a ciwo ci funkcji "Ochrona przed przeci eniem, "Ochrona przed asymetri " i "Ochrona przed utykiem" Reakcja Ostrze enie wzrost pr du (I>115%) Deaktywacja funkcji Przeci enie warto progowa wy czania Asymetria warto progowa Patrz równie "Tabela podstawowych zachowa SIMOCODE pro" w rozdz. "Wa ne wskazówki" Utyk warto progowa X X X X Meldunek X X X X Ostrze enie X X X X Wyzwolenie - X X X Opó nienie ,5 s (0,5 s) ,5 s (0,5 s) ,5 s (0,5 s) Tabela 3-1: W a ciwo ci funkcji "Ochrona przed przeci eniem", "Ochrona przed asymetri " i "Ochrona przed utykiem" Uwaga W przypadku wyboru typu odbiornika jednofazowego nale y deaktywowa "Ochron przed asymetri " w SIMOCODE ES! 3-4 SIMOCODE pro

5 3.2 Ochrona przed przeci eniem Opis SIMOCODE pro zabezpiecza silniki trójfazowe oraz jednofazowe zgodnie z wymaganiami IEC Klasa wyzwalania daje si ustawia od Class 5 do Class 40, z podzia em na osiem stopni. Dzi ki temu czas wy czania mo e by bardzo precyzyjnie dopasowany do charakterystyki silnika i silnik mo e by lepiej doci ony. Dodatkowo warto ci "Modelu termicznego silnika" oraz czas pracy z przeci eniem a do wy czenia jest zliczany przez system. Po wyzwoleniu z powodu przeci enia wskazywany jest czas pozosta y do sch odzenia. Pr d silnika, przy którym nast pi o wy czenie jest zapami tywany. Pr d nastawczy Ie mo na zale nie od wybranej funkcji sterowania oddzielnie parametryzowa dla jednej lub dwóch pr dko ci obrotowych (Ie1 i Ie2). Za pomoc pr du nastawczego Ie1 ustawia si zwykle warto pr du znamionowego silnika. Stanowi ona podstaw do obliczania charakterystyki wyzwalania. Pr d nastawczy Ie2 jest potrzebny jedynie w przypadku silników dwubiegowych dla zapewnienia odpowiedniej ochrony przed przeci eniem dla wy szej pr dko ci obrotowej. Warto pr du Ie2 nale y zwykle nastawia na wy sz warto ni Ie1. Pr d nastawczy Ie1 Zakres: Zale ny od wybranego modu u przek adników pr dowych wzgl. modu u przek adników pr dowych z pomiarem napi cia Zakresy pr du Ie1: 0,3 A do 3 A 2,4 A do 25 A 10 A do 100 A 20 A do 200 A 63 A do 630 A Ie1 Przek adnia aktywna W przypadku stosowania przek adników po rednicz cych lub wielokrotnego przewlekania przewodów si owych przez modu przek adników pr dowych wzgl. modu przek adników pr dowych z pomiarem napi cia, mo liwe jest wprowadzenie warto ci przek adni przek adnika po rednicz cego. O ile chcemy skorzysta z tej opcji, nale y aktywowa odpowiednie pole wyboru. Sparametryzowana warto pr du nastawczego b dzie wtedy przeliczana na warto rzeczywist pr du znamionowego silnika. Warto przek adni oblicza si jako stosunek pr du znamionowego silnika [A] do pr du zmierzonego [A] lub dowolnej wielokrotno ci tego stosunku. Uwaga: Parametr ten dost pny jest tylko przy zastosowaniu jednostki podstawowej 2 dla wersji E03 lub wy szej. SIMOCODE pro 3-5

6 Ie1 Przek adnia Licznik Przy aktywnym polu wyboru "Ie1 Przek adnia aktywna" wprowadzamy warto pierwotnej strony przek adni przek adnika po rednicz cego. Zakres: ,875 Ie1 Przek adnia Mianownik Przy aktywnym polu wyboru "Ie1 Przek adnia aktywna" wprowadzamy warto wtórnej strony przek adni przek adnika po rednicz cego. Zakres: 0 15 Pr d nastawczy Ie2 Zakres: Zale ny od wybranego modu u przek adników pr dowych wzgl. modu u przek adników pr dowych z pomiarem napi cia. Zakresy pr du Ie2: 0,3 A do 3 A 2,4 A do 25 A 10 A do 100 A 20 A do 200 A 63 A do 630 A Ie2 Przek adnia aktywna W przypadku stosowania przek adników po rednicz cych lub wielokrotnego przewlekania przewodów si owych przez modu przek adników pr dowych wzgl. modu przek adników pr dowych z pomiarem napi cia, mo liwe jest wprowadzenie warto ci przek adni przek adnika po rednicz cego. O ile chcemy skorzysta z tej opcji, nale y aktywowa odpowiednie pole wyboru. Sparametryzowana warto pr du nastawczego b dzie wtedy przeliczana na warto rzeczywist pr du znamionowego silnika. Warto przek adni oblicza si ze stosunku pr du znamionowego silnika [A] do pr du zmierzonego [A] lub dowolnej wielokrotno ci tego stosunku. Uwaga: Parametr ten dost pny jest tylko przy zastosowaniu jednostki podstawowej 2 dla wersji E03 lub wy szej. Ie2 Przek adnia Licznik Przy aktywnym polu wyboru "Ie2 Przek adnia aktywna" wprowadzamy warto pierwotnej strony przek adni przek adnika po rednicz cego. Zakres: ,875 Ie2 Przek adnia Mianownik Przy aktywnym polu wyboru "Ie2 Przek adnia aktywna" wprowadzamy warto wtórnej strony przek adni przek adnika po rednicz cego. Zakres: SIMOCODE pro

7 Uwaga: W zale no ci od tego, czy w silnikach dwubiegowych dla poszczególnych pr dko ci obrotowych stosuje si te same, czy te dwa ró ne przek adniki po rednicz ce, dla obu pr dko ci mo na nastawia te same lub ró ne warto ci przek adni. Przyk ady zastosowania Przyk ad 1: Pr d znamionowy silnika: 700 A U yto przek adnika pr dowego 3UF G (205 do 820 A) jako przek adnika po rednicz cego (warto przek adni 820:1), strona wtórna pod czona jest poprzez jednokrotne przewleczenie przewodów przez modu przek adników pr dowych 0,3 do 3 A. Warto przek adni dla Ie = 820:1; Ie = 700 A. Ustawienia: Pr d nastawczy Ie1: 700 A Ie1 Przek adnia Licznik: 820 Ie1 Przek adnia Mianownik: 1 Przyk ad 2: Pr d znamionowy silnika: 225 A U yto przek adnika pr dowego 3UF G (205 do 820 A) jako przek adnika po rednicz cego (warto przek adni 820:1), strona wtórna pod czona jest poprzez dwukrotne przewleczenie przewodów przez modu przek adników pr dowych 0,3 do 3 A. Warto przek adni dla Ie = 820:2; Ie = 225 A. Ustawienia: Pr d nastawczy Ie1: 225 A Ie1 Przek adnia Licznik: 820 Ie1 Przek adnia Mianownik: 2 Przyk ad 3: Przewody g ównego obwodu silnika o pr dzie znamionowym 0,25 A przewleczone s dwukrotnie przez modu przek adników pr dowych 0,3 do 3 A: przek adnia dla Ie = 1:2; Ie = 0,25 A. Ustawienia: Pr d nastawczy Ie1: 0,25 A Ie1 Przek adnia Licznik: 1 Ie1 Przek adnia Mianownik: 2 SIMOCODE pro 3-7

8 Class Class tj. klasa wyzwalania okre la maksymalny czas do wy czenia, przy 7,2- krotnym przekroczeniu pr du nastawczego le przy za o eniu pocz tkowego stanu zimnego silnika (zabezpieczenie silnika wg IEC 60947). Zwracamy uwag, e przy rozruchu dla Class > 10, nale y dobiera wielko stycznika wg kategorii AC-3, gdy jego dopuszczalna warto pr du jest zredukowana, tzn. nale y zastosowa odpowiednio wi kszy stycznik. Na rysunku poni ej przedstawione s klasy wyzwalania class 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35 i 40 dla przypadku symetrycznego obci enia trójfazowego. 1,15 Rys 3-2: Klasy wyzwalania dla symetrycznego obci enia trójfazowego 3-8 SIMOCODE pro

9 Na rysunku poni ej pokazane s klasy wyzwalania class 5, 10, 1 5, 20, 25, 30, 35 i 40 dla przypadku obci enia jednofazowego. 0,85 Rys 3-3: Klasy wyzwalania dla obci enia jednofazowego SIMOCODE pro 3-9

10 Reakcja przy przeci eniu W Simocode pro mo na sparametryzowa reakcj zabezpiecze w przypadku wyst pienia przeci enia: Dalsze informacje: patrz "Tabela podstawowych zachowa systemu SIMOCODE pro" w rozdz. "Wa ne wskazówki" oraz tabela "W a ciwo ci funkcji" w rozdz. 3.1 "Wprowadzenie". Uwaga: W przypadku silników EEx e pracuj cych w strefie zagro onej wybuchem zachowanie zabezpieczenia "Reakcja na zak ócenie" musi by ustawione na "Wyzwolenie"! Czas do sch odzenia Czas do sch odzenia jest czasem zadanym, po którym mo na zresetowa komunikat o wyzwoleniu z powodu przeci enia. Wynosi on zwykle 5 minut. Po up ywie tego czasu pami termiczna (model silnika) (patrz ni ej) zostaje wyzerowana. Czas trwania ewentualnych zaników napi cia zasilaj cego SIMOCODE pro podczas zliczania czasu do sch odzenia nie jest uwzgl dniany, co powoduje wyd u enie czasu sch adzania. Zakres: Czas do sch odzenia: 60 do 6553,5 sek. Ustawienie domy lne: 300 s Model termiczny silnika (pami termiczna charakterystyka temperaturowa) Przy pr dzie pomiarowym wielko ci 100% pr du nastawczego (Ie) warto modelu termicznego wynosi 87% (1/1.15 x 100%) oraz 100% w momencie wyzwolenia z powodu przeci enia. Czas pami ci termicznej Czas pami ci termicznej jest to czas, po którym, licz c od momentu ruchowego wy czenia silnika (nie z powodu przeci enia!), zerowana jest pami termiczna. Po up ywie tego czasu ponowne uruchomienie silnika nast puje ju ze stanu zimnego. Takie rozwi zanie umo liwia dokonywanie cz stych uruchomie silnika w krótkim czasie SIMOCODE pro

11 Poni szy schemat pokazuje przebieg sch adzania bez oraz z ustawionym czasem pami ci termicznej: Silnik Za. Wy. t Bez nastawionej pami ci termicznej 100 % Pr d wy czenia Wy czenie z powodu przeci enia t Z nastawion pami ci termiczn 100 % Pr d wy czenia Wy czenie ruchowe t Czas pami ci termicznej. Po tym czasie pami termiczna zostaje wyzerowana Rys 3-4: Przebieg sch adzania bez i z nastawion pami ci termiczn Uwaga: Silnik i aparatura czeniowa powinny by w tym przypadku dobierane do obci - enia zwi zanego z cz stymi uruchomieniami! Zakres: Czas pami ci termicznej: 0 do 6553,5 s Typ odbiornika Podczas parametryzacji mo na zdefiniowa, czy SIMOCODE pro zabezpiecza odbiornik jednofazowy czy trójfazowy. W przypadku odbiornika jednofazowego nale y wykona nast puj ce kroki: deaktywowa wewn trzn kontrol doziemie oraz ochron przed asymetri nale y przewlec tylko jeden z dwu przewodów przez dowolny otwór modu u przek adników pr dowych Kontrola obecno ci faz deaktywuje si samoczynnie. Typ odbiornika: jednofazowy, trójfazowy SIMOCODE pro 3-11

12 Opó nienie reakcji (I>115%Ie) Parametr "Opó nienie reakcji (I>115%Ie)" definiuje czas (ustawienie domy lne: 0,5 s), przez który przekroczenie warto ci pr du powy ej 1,15 x Ie musi si nieprzerwanie utrzymywa, zanim SIMOCODE pro podejmie oczekiwane dzia anie. W innym przypadku nie nast pi adna reakcja. W przypadku zaniku fazy lub asymetrii > 50%, generowane jest ostrze enie przy warto ci pr du ok. 0,85 x Ie. Reset Je li parametr "Reset" ustawiony jest na tryb "Automatyczny", to przychodz ce zak ócenia "Przeci enie", "Przeci enie + asymetria" oraz "Termistor" b d samoczynnie kwitowane, w przypadku gdy: up yn czas do sch odzenia termistor osi gn ponownie stan dozwolony. Je li parametr "Reset" ustawiony jest na tryb "R cznie", przychodz ce zak ócenia musz by kwitowane r cznie sygna em "Reset". Kwitowanie r czne odbywa si poprzez: przyci ni cie przycisku TEST/RESET w jednostce podstawowej przyci ni cie przycisku TEST/RESET na panelu operatorskim uruchomienie funkcji standardowej "Reset" W tym przypadku wej cia (wtyki) bloku funkcyjnego "Reset" musz by po czone z odpowiednimi gniazdami, np. z gniazdem Bit 0.6 bloku funkcyjnego Sterowanie Cykliczne 0, w przypadku kwitowania przez magistral PROFIBUS DP. Reset: Automatyczny, R czny Ostrze enie Tryb pracy "Reset Automatyczny" nie mo e by u ywany w przypadku, kiedy nieoczekiwane ponowne uruchomienie silnika mog oby prowadzi do uszczerbku na zdrowiu osób lub do powstania szkód materialnych SIMOCODE pro

13 3.3 Ochrona przed asymetri faz Opis Wielko asymetrii faz mo e by kontrolowana i przekazywana do systemu automatyki. Przy przekroczeniu pewnej, nastawialnej warto ci granicznej asymetrii system z okre lonym opó nieniem rozpocznie zaprogramowane dzia anie. Przy asymetrii wi kszej ni 50% nast pi samoczynne skrócenie czasu opó nienia, ze wzgl du na zwi kszone wydzielanie ciep a w silniku. Nastawianie progu Nale y nastawi próg asymetrii, przy którego przekroczeniu SIMOCODE pro b dzie reagowa. Wielko progu: 0 do 100% Ustawienie domy lne: 40% Reakcja na zak ócenie W SIMOCODE pro mo na wybra w jaki sposób maj reagowa funkcje ochronne: Dalsze informacje: patrz "Tabela podstawowych zachowa systemu SIMOCODE pro" w rozdz. "Wa ne wskazówki" oraz tabela "W a ciwo ci funkcji" w rozdz. 3.1 "Wprowadzenie". Opó nienie reakcji Parametr "Opó nienie reakcji" definiuje czas, przez który przekroczenie warto ci progowej musi si nieprzerwanie utrzymywa, zanim SIMOCODE pro podejmie oczekiwane dzia anie. W innym przypadku nie nast pi adna reakcja. Zakres nastaw: 0 25,5 s (ustawienie domy lne: 0,5 s) SIMOCODE pro 3-13

14 3.4 Ochrona przed utykiem Opis Niezale nie od wy ej opisanej ochrony przed przeci eniem w SIMOCODE pro mo na zaprogramowa dzia anie ochronne w przypadku utrzymywania si przez pewien okre lony czas warto ci pr du silnika powy ej nastawionej warto ci progowej. W ten sposób silnik mo e by wy czony znaczenie szybciej ni w przypadku ochrony przeci eniowej, przy czym funkcja ta staje si aktywna dopiero po zako czeniu rozruchu silnika, tj. po przekroczeniu czasu zale nego od ustawionej klasy wyzwalania (Class), np. czasu 10 sekund dla wybranej Class 10. Dzia anie takie zapobiega powstawaniu udarów mechanicznych i termicznych silnika, jak równie jego przedwczesnemu starzeniu. Warto progowa Po przekroczeniu nastawionej warto ci progowej SIMOCODE pro zareaguje w zdefiniowany wcze niej sposób. Wielko progu: 0 do 1020% Ie Reakcja na zak ócenie W SIMOCODE pro mo na wybra w jaki sposób maj reagowa funkcje ochronne. Dalsze informacje: patrz "Tabela podstawowych zachowa systemu SIMOCODE pro" w rozdz. "Wa ne wskazówki" oraz tabela "W a ciwo ci funkcji" w rozdz. 3.1 "Wprowadzenie". Opó nienie reakcji Parametr "Opó nienie reakcji" definiuje czas, przez który przekroczenie warto ci progowej musi si nieprzerwanie utrzymywa, zanim SIMOCODE pro podejmie oczekiwane dzia anie. W innym przypadku nie nast pi adna reakcja. Zakres ustawie : 0 25,5 s (ustawienie domy lne: 0,5 s) 3-14 SIMOCODE pro

15 3.5 Ochrona termistorowa silnika Opis Ochrona termistorowa silnika opiera si na bezpo rednich pomiarach temperatury w silniku realizowanych przez czujnik PTC, który mo e by pod czony do jednostki podstawowej 1 (JP1) lub jednostki podstawowej 2 (JP2). Ochron silników przed wzrostem temperatury stosuje si w nast puj cych przypadkach: przy cz stym za czaniu/wy czaniu przy sterowaniu z przekszta tnika cz stotoliwo ci podczas pracy przerywanej i hamulcowej podczas pracy z ograniczonym dop ywem powietrza przy pr dko ciach obrotowych ni szych od znamionowej. Czujniki temperatury ulokowane s zazwyczaj w uzwojeniach, b d o yskach silników. Schemat i charakterystyki Rezystancja termistora wzrasta a do osi gni cia temperatury granicznej bardzo stromo (skokowo). R Wej cie termistorowe w JP T1 T2 Termistor Próg wyzwalania Reakcja B d czujnika Reakcja patrz tabela 3-2 patrz tabela 3-2 Wy czenie QE1 QE2 QE3 QE4 QE5 Meldunek - Termistor Próg wyzwalania - Termistor Zwarcie w obwodzie - Termistor Przerwa w obwodzie Reakcja Rys 3-5: Blok funkcyjny "Termistor" (Ochrona termistorowa silnika) Przekroczenie temperatury: W SIMOCODE pro mo na wybra w jaki sposób ma reagowa funkcja ochrony termistorowej, w przypadku wzrostu temperatury. Uwaga W przypadku silników w wykonaniu EEx e, do zastosowa w strefie zagro onej wybuchem, reakcja funkcji ochrony termistorowej musi by ustawiona na "Wyzwolenie" (wy czenie). SIMOCODE pro 3-15

16 Uszkodzenie czujnika (lub obwodu czujnika): W SIMOCODE pro mo na nastawi w jaki sposób reagowa ma funkcja ochrony termistorowej w przypadku wyst pienia zwarcia lub przerwy w obwodzie termistora. Reakcja Próg zadzia ania Uszkodzenie obwodu czujnika Deaktywacja funkcji - X Meldunek X X Ostrze enie X X Wyzwolenie X X Tabela 3-2: W a ciwo ci funkcji "Ochrona termistorowa silnika" Patrz tak e "Tabela podstawowych zachowa systemu SIMOCODE pro" w rozdz. "Wa ne wskazówki" SIMOCODE pro