Temat ćwiczenia: Badanie silnika trójfazowego klatkowego zasilanego przez falownik Bezpieczeństwo obsługi. Aby praca z przemiennikiem była bezpieczna, należy pamiętać, że: - niezależnie od prędkości obrotowej, wejście zasilające wyjście przemiennika znajdują się na wysokim potencjale. - fakt obecności niskiego napięcia wyjściowego / niskiej częstotliwości oznacza, że amplituda pierwszej harmonicznej napięcia ma niską wartość. Jednakże cały czas na zaciskach wyjściowych kluczowane jest napięcie rzędu 500 V. - zabronione jest wykonywanie jakichkolwiek czynności pomiarowo-diagnostycznych przez użytkownika. Wprowadzanie obcych potencjałów pochodzących np: z sondy oscyloskopu, miernika cyfrowego itp. prowadzić może do uszkodzenia przemiennika jak również użytych przyrządów. - zarówno przy załączonym jak i odłączonym napięciu zasilania nie wolno dotykać obwodów wewnętrznych przemiennika. Zastosowane elementy CMOS wrażliwe są na elektryczność statyczną. - przemiennik i maszyna muszą być uziemione/zerowane. Przed pierwszym załączeniem napięcia sieci zasilającej przemiennik należy upewnić się, że : - przewody zasilające są dołączone do zacisków listwy oznaczonych literami R, S, T. Nie jest konieczne zachowanie odpowiedniej kolejności faz wejściowych. Przewody zasilające maszynę dołączone są do zacisków listwy oznaczonych symbolami U, V, W. - zacisk uziemienia dołączono do PE. (Pełni on funkcję ochronną, oraz stanowi element filtru przeciwzakłóceniowego ). - wirowanie maszyny nie spowoduje zagrożenia dla personelu oraz, że wybrano prawidłowy kierunek wirowania - dokonano stosownych nastaw trybu pracy, źródła zadającego, zakresu częstotliwości wyjściowej oraz czasów rozruchu i hamowania. UWAGI: - Pierwsze włączenie napięcia zasilającego powinno odbywać się przy odłączonej maszynie. Sprawdzić, czy przemiennik poprawnie reaguje na sekwencję rozruchową oraz sygnały zadające. - standardowa maszyna indukcyjna może pracować powyżej swojej częstotliwości znamionowej, jednakże w obszarze tym występuje spadek wartości momentu obrotowego. - podczas pracy poniżej częstotliwości znamionowej należy pamiętać o obniżonej zdolności autonomicznego chłodzenia maszyny. dla zastosowań wymagających częstego używania funkcji START/STOP zamiast stycznika sieciowego należy wykorzystać funkcje START/STOP realizowane elektronicznie. Badanie silnika trójfazowego klatkowego zasilanego przez falownik Strona 1 z 5
Legenda komunikatów Komunikat Legenda Przyczyna, sposób postępowania MAINS FAULT Zanik faz/fazy zasilania sieciowego Opcja 1 : odłączyć i po ok. 5 s ponownie załączyć napięcie zasilania. Opcja 2: skasować blokadę przy użyciu wejścia "RST". Opcja 3: dołączyć na stałe sygnał+15v do wejścia "RST". Krótkotrwały zanik fazy zasilającej nie spowoduje wyłączenia pracy pod warunkiem, że liczba tych stanów nie przekroczy 3 w okresie ostatnich 5 minut. Powyżej tej wartości konieczna jest opcja 1 lub odłączenie i ponowne dołączenie sygnału +15 V do wejścia "RST" (RESET). UNDERVOLTAGE Zbyt niska, wartość napięcia sieci. Jak wyżej O VERVOŁTAGE OVERCURRENT Zbyt wysoka wartość napięcia w obwodzie pośredniczącym Przekroczenie prądu maksymalnego mostka mocy przemiennika lub brak dołączenia zacisku PE (brak filtracji). Zbyt intensywny zwrot energii z maszyny podczas hamowania. Zwiększyć czas hamowania, następnie opcja 1 j.w a) zwarcie lub doziemienie faz wyjściowych. Po usunięciu przyczyny opcja l j. w. b) jeśli podczas nawrotu, zwiększyć czas hamowania Występowanie tego stanu przy odłączonej maszynie sugeruje uszkodzenie przemiennika. IxtFAULT Przeciążenie maszyny. Jeśli podczas rozruchu pojawia się sygnalizacja przeciążenia "OVL", a następnie blokada pracy, zwiększyć czas rozruchu lub zmniejszyć intensywność funkcji "BOOST" Jeżeli "OVL" występuje w stanie statycznym, należy zmniejszyć obciążenie maszyny. Działanie blokady przy I. == l,5 In występuje po 30 s. OYERTEMPERAFURE Przekroczenie dopuszczalnej temperatury modułów mocy (85±5 C) Polepszyć warunki oddawania ciepła przez radiator. Badanie silnika trójfazowego klatkowego zasilanego przez falownik Strona 2 z 5
LOAD FAULT 2xlnom EXCEEDED Zbyt wysoka asymetria obciążenia faz wyjściowych przemiennika. Przekroczenie wartości prądu wyjściowego przemiennika 2xldn w czasie powyżej O, l s. Przerwa w fazie zasilającej maszynę lub uszkodzone uzwojenie maszyny. Zadziałanie, gdy różnica wartości skutecznych prądów w dwu dowolnych fazach przekroczy 140% dla wykonań 0002 0003 i 0004 oraz 60% dla wykonań 0006 0007 i 0009. Zbyt gwałtowny przyrost obciążenia do wartości powyżej l,5 obciążenia znam. Legenda komunikatów na panelu przednim. AMT-X.X kw READY- ogłoszenie gotowości do pracy oraz identyfikacja mocy znamionowej maszyny INITIALIZING, sygnalizacja inicjacji działania elektroniki sterującej po załączeniu napięcia sieci RUN INBIBIT, oczekiwanie na sekwencje rozruchową, LOWSPEER zerowa wartość częstotliwości wyjściowej ACC rozruch DEC hamowanie. OVL przeciążenie. MAINS FAULT- zanik fazy zasilania sieciowego. UNDERVQLTAGE- zbyt niska wartość napięcia sieciowego. OVERVOLTAGE- przepięcie w obwodzie pośredniczącym OVERCURRENT- przetężenie Ixt FAULT- blokada przeciążeniowa (WERTEMFERATURE-przegrzanie mostka. LOAD FAULT przerwa w fazie zasilającej maszynę. 1. Dane znamionowe falownika U n = P n = I dn = f= 2. Uruchomienie układu 2.1 schemat układu pomiarowego Badanie silnika trójfazowego klatkowego zasilanego przez falownik Strona 3 z 5
Pierwsze włączenie napięcia zasilającego powinno odbywać się przy odłączonej maszynie. Sprawdzić, czy przemiennik poprawnie reaguje na sekwencję rozruchową oraz sygnały zasilające. Po załączeniu napięcia zasilającego przemiennik oczekuje na wprowadzenie sekwencji rozruchowej., polegającej na wymuszeniu stanów "STOP" i "START 1 przyciskiem na płycie czołowej. Jeśli w chwili załączenia napięcia przycisk znajdował się w pozycji "START", na wyświetlaczu pojawi się komunikat "RUN INHIB1T' i następuje oczekiwanie na sekwencje rozruchową. Należy wówczas wcisnąć przycisk "STOP" i następnie "START". Gotowość przemiennika do pracy sygnalizowana jest komunikatem "AMT-X.X kw READY", gdzie X.X. oznacza moc znamionową maszyny do współpracy z przemiennikiem. Po wybraniu funkcji "START" przemiennik wyświetla aktualną wartość częstotliwości wejściowej lub "LOW SPEED" - jeśli zadano zerową jej wartość. Zmianę kierunku wirowania silnika uzyskuje się przy pomocy przycisku "FOR/REY" ("FOR."- w prawo, "REV"- w lewo). W trakcie rozruchu na wyświetlaczu pojawia się dodatkowy komunikat "ACC", w trakcie hamowania "DEC". Natomiast przekroczenie prądu znamionowego maszyny sygnalizowane jest komunikatem "OVL". W trakcie pracy przemiennika wyświetlacz wskazuje aktualną wartość częstotliwości wyjściowej. Przy występowaniu stanu awaryjnego następuje blokada pracy przemiennika^ a na wyświetlaczu pojawia się komunikat identyfikujący ten stan. Po zadziałaniu blokady przeciążeniowej Ixt należy odczekać do momentu obniżenia się temperatury maszyny, gdyż podczas wyłączenia przemiennika kasowany jest stan elektroniczny przekaźnika termicznego. Nie spełnienie tego warunku spowoduje spadek skuteczności ochrony termicznej i może doprowadzić do uszkodzenia maszyny. Uszkodzenie bezpiecznika sugeruje nieprawidłowość w funkcjonowaniu przemiennika. O awarii bezpiecznika należy niezwłocznie zgłosić nauczycielowi prowadzącemu. 3. Rozruch silnika za pomocą falownika. Załączyć falownik. Dokonać regulacji prędkości obrotów wirnika od 0 do wartości maksymalnej i odwrotnie. Dokonać zmiany kierunku wirowania i powtórzyć regulację prędkości. Ustalić określoną prędkość oraz zmienić kierunek obrotu dla tej prędkości. Rozruchu dokonujemy bez obciążenia. Odczytać wskazania przyrządów przy różnych wartościach prędkości obrotowej, a następnie wpisać do tabeli. 3.1 Tabelka pomiarowa f U n Pi P 2 P I R Is I T Hz V obr/min W W W A A A zakres częstotliwości od 30Hz ( 10 pomiarów) Badanie silnika trójfazowego klatkowego zasilanego przez falownik Strona 4 z 5
Na podstawie pomiarów wykreślić charakterystykę rozruchową przedstawiającą zależność prędkości obrotowej od częstotliwości. n = f (f ), M = 0 4. Zdjęcie charakterystyk mechanicznych przy różnych częstotliwościach. Załączyć układ. Ustawić określoną częstotliwość dla której dokonać siedmiu pomiarów dla siedmiu różnych wartości obciążenia. Obciążenia dokonać hamulcem indukcyjnym. Pomiary wykonujemy dla trzech różnych częstotliwości. Wyniki wpisać do tabeli. 4.1 Tabelka pomiarowa f U n PI PII P1 IR Is IT I F L M P2 η Hz V obr/mi n W W W A A A A kg m kgm W - Pomiaru dokonujemy przy trzech wartościach częstotliwości. Dla każdej z częstotliwości dokonujemy siedmiu pomiarów dla siedmiu różnych wartości obciążenia ustalonych na hamulcu indukcyjnym. Na podstawie pomiarów wykreślić charakterystykę obciążenia (przedstawiającą zależność prędkości obrotowej od obciążenia). Charakterystykę wyznacza się przy stałym napięciu oraz częstotliwości. Zmienia się tylko obciążenie. n = f(m),u = const, f = const, M - var 5. Wzory i objaśnienia. P 1 =P I +P II M=F x L η= P 2 /P 1 P 2 =l,027 x n x M IR, Is, IT - wartości prądów poszczególnych faz [A] I - wartość średnia prądu pobieranego z sieci [A] P 1 - moc pobrana z sieci przez silnik [W] P 2 - moc na wale silnika [W] n - prędkość obrotowa silnika [obr/min] f - częstotliwość [Hz] L - długość ramienia hamulca [m] F - siła [Kg] η - sprawność Badanie silnika trójfazowego klatkowego zasilanego przez falownik Strona 5 z 5