Мета роботи. Ознайомитись із реалізацією мануального (ручного) керування асинхронним електродвигуном за допомогою частотного перетворювача АВВ ACS 150

Ознайомитись із реалізацією мануального (ручного) керування асинхронним електродвигуном за допомогою частотного перетворювача АВВ ACS 150

Тривалість заняття

Тривалість лабораторної роботи 4 години.

Обладнання, матеріали та інструменти

Частотний перетворювач АВВ ACS 150, асинхронний електродвигун, прайс листи фірми АВВ, інструкція по використанню частотного перетворювача АВВ ACS 150.

Місце проведення заняття

Лабораторна робота проводиться в лабораторії електроприводу 7м^а.

Загальні відомості

Будова

Перетворювач частоти (автоматичний регулятор частоти або інвертор) − цей пристрій, що перетворює вхідну напругу 220В/380 В частотою 50 Гц, у вихідну імпульсну напругу за допомогою ШІМ (широтно імпульсної модуляції), яка формує в обмотках двигуна синусоїдальний струм частотою від 0 Гц до 400 Гц. Таким чином, плавно збільшуючи частоту і амплітуду напруги, що подається на обмотки асинхронного електродвигуна, можна забезпечити плавне регулювання швидкості обертання валу електродвигуна

Основні можливості

Перетворювач частоти забезпечує плавний пуск і зупинку двигуна, а також дозволяє міняти напрям обертання двигуна.

Перетворювач частоти відображає на цифровому дисплеї основні парметри системи: задану швидкість, вихідну частоту, струм і напругу двигуна, вихідну потужність, момент, стан дискретних виходів, загальний час роботи перетворювача і ін.

Управління перетворювачем частоти можна здійснювати з вбудованої виносної цифрової панелі управління, або за допомогою зовнішніх сигналів. У другому випадку швидкість обертання задається аналоговим сигналом
0…10 В або 4…20 мА, а команди запуску, зупинки та зміни режимів обертання подаються дискретними сигналами. Можна відображати параметри системи у вигляді графіків на виносній графічній панелі управління.

Існує можливість управління перетворювачем частоти через послідовний інтерфейс (RS-232, RS-422 або RS-485) або від зовнішнього ПЛК з використанням спеціального протоколу (Profibus, Interbus, Device-Net, ModBus і т.д.).

Частотно-регульовані приводи

Регульований асинхронний електропривод або частотно-регульований привід складається з асинхронного електродвигуна і інвертора (перетворювача частоти), який виконує роль регулятора швидкості обертання асинхронного електродвигуна.

ABB ACS150 − це частотний перетворювач, який призначається для управління роботою низьковольтних електродвигунів з діапазоном потужностей від 0, 37 до 4 кВт. Перетворювачі можуть комутувати одно і трифазні двигуни змінного струму. Загальний вигляд частотного перетворювача представлений на рис. 7.1., а схема на рис. 7.2.

Рис. 7.1. Загальний вигляд частотного перетворювача:

1 − вихід охолоджуючого повітря через верхню кришку; 2 − вонтажні отвори; 3 − вбудована панель керування; 4 − вбудований потенціометр;
5 − підключення блока Flash Drop; 6 − гвинт заземлення фільтра (ЕМС);
7 − гвинт заземлення варистора (VAR); 8− підключення входів/виходів;
9 − Підключення мережевого живлення (U1, V1, W1), гальмівного резистора (BRK+, BRK-) і двигуна (U2, V2, W2); 10 − монтажна плата із затискачами для кабелів керування; 11 − монтажна плата із затискачами для силових кабелів; 12 − затискачі.

Застосування частотно-регульованого електроприводу забезпечує:

• зміна швидкості обертання в раніше нерегульованих технологічних процесах;

• синхронне керування декількома електродвигунами від одного перетворювача частоти;

• заміна приводів постійного струму, що дозволяє знизити витрати, пов’язані з експлуатацією;

• створення замкнутих систем асинхронного електроприводу з можливістю точної підтримки заданих технологічних параметрів;

• можливість виключення механічних систем регулювання швидкості обертання (варіаторів, ремінних передач);

• підвищення надійності і довговічності роботи обладнання;

• велику точність регулювання швидкості руху, оптимальні параметри якості регулювання швидкості у складі механізмів, що працюють з постійним моментом навантаження (конвеєри, завантажувальні кулісні механізми і т.п.).

Рис. 7.2. Схема частотного перетворювача АВВ ACS150

Частотні перетворювачі орієнтовані на управління роботою, що не вимагає абсолютно точного підтримки швидкості, моменту або іншого технологічного параметра, але допускає взаємодія з різними видами навантаження. Привід має вбудований рідкокристалічний дисплей, панель управління з дискретними і аналоговими органами управління. Це дозволяє легко і швидко провести настройку основних параметрів.

Вживаний інтерфейс взаємодії ACS150 у великій мірі уніфікований з інтерфейсами інших моделей виробника АВВ (ACS350/ACS550/ACS800), що дає можливість скоротити час, потрібний для налаштування електроприводу та навчання роботи з технологічним обладнанням, в якому він використовується. У конструкцію частотного перетворювача ACS150 входить гальмівний переривник, який організовує і управляє динамічне гальмування електромотора і фільтр, призначений для зниження рівня електромагнітних перешкод, які виникають при перехідних процесах роботи приводу. Комутатор АББ ACS150 має дуже розвинену та насичену комплектацію стандартного виконання. У нього входить: вбудована панель управління, затискачі для кріплення кабелів на монтажній платі, фільтр придушення електромагнітних перешкод, що поширюються по ланцюгах електроживлення, вбудований потенціометричний регулятор, попередньо встановлений чопер (гальмівний переривник), додаткове технологічне напруга живлення 10 В. Для керування пристроєм за допомогою аналогових сигналів призначена плата з аналоговими входами рис. 7.3.

Рис. 7.3. Плата з аналоговими входами керування

Для підвищення надійності, захисту від впливу навколишнього середовища, підвищення надійності та терміну служби, всі друковані плати оброблені захисним шаром лаку.

Правила налаштування частотного перетворювача АВВ ACS 150.

Монтаж завжди слід планувати і виконувати відповідно до інструкцій, в іншому випадку це може спричинити пошкодження пристрою. Компанія АВВ не приймає на себе ніяких зобов’язань у разі виробництва монтажу з порушенням встановлених норм і правил.

Вибір двигуна

Виберіть одно чи трифазний асинхронний двигун у відповідності з таблицею Додаток А. У таблиці наведена потужність типового двигуна для кожної моделі приводу.

Вибір силових кабелів

Параметри кабелю живлення та кабелю електродвигуна повинні відповідати місцевим нормам і правилам.

- Кабель повинен витримувати струм навантаження приводу.

- Провідники кабелю повинні бути розраховані на температуру не менше 70 ° С в режимі тривалої роботи.

- Провідність провідника захисного заземлення (РЕ) повинна дорівнювати провідності фазного провідника (провідники повинні має однакову площу поперечного перерізу).

- Кабель, розрахований на напругу 600В змінного струму, можна використовувати при напрузі живлення до 500В.

- Провідність при підключенні двигуна необхідно використовувати симетричний екранований кабель (рис.7.4).

Рис. 7.4. Типи силових кабелів для підключення привода

Для подачі напруги живлення допускається використовувати чотирьох провідний кабель, проте рекомендується застосовувати симетричний екранований кабель.

У порівнянні з чотири провідним кабелем симетричний екранований кабель забезпечує менший рівень електромагнітного випромінювання всієї системи приводу, а також менше значення струму, що протікає через підшипники двигуна, і, відповідно, менше їх зношення.

Послідовність виконання роботи

Перевірка під’єднання пристрою

1. До запуску приводу допускаються тільки кваліфікований інженерно-технічний персонал.

2. При запуску привода необхідно дотримуватись правил з техніки безпеки;

3. Перевірте монтаж з’єднань;

4. Переконайтесь, що пуск двигуна буде безпечним;

5. Від’єднайте привідний механізм, якщо існує небезпека пошкодження обладнання при неправильному напрямку обертання.

6. Підведення живлення до частотного перетворювача і введення параметрів запуску.

Після проведення перевірки правильності з’єднань подаємо напругу живлення на частотний перетворювач, після цього панель керування переходить у режим вводу .

Наступним кроком є вибір прикладного макроса (параметр 9902) − , в більшості випадків можна використовувати значення за замовчуванням рівне 1 (АВВ СТАНДАРТ).

Порядок введення параметрів запуску відбувається в наступній послідовності:

6.1. Для переходу в головне меню, натискаємо якщо в нижньому рядку виведено OUTPUT, в іншому випадку декілька раз натискаємо поки в низу не з’явиться слово MENU .

6.2. Натискаємо клавіші поки на дисплеї не з’явиться «PAr S» .

6.3. Натискаємо . На дисплеї виводиться один із параметрів скороченого режиму параметрів − .

6.4. Вибираємо потрібний параметр за допомогою клавіш код параметра − .

6.5. Натискаємо і утримуємо приблизно 2 секунди клавішу , поки значення параметра не буде відображатись разом з під його величиною − .

6.6. Змінюємо величину за допомогою клавіш і задаємо значення частоти − . Для пришвидшення зміни величини утримуємо одну з клавіш натиснутою.

6.7. Зберігаємо значення параметра натисненням кнопки .

Після вибору прикладного макроса і встановлення частоти переходимо до введення паспортних даних двигуна:

− Вводимо значення номінальної напруги двигуна (параметр − ) виконуючи описані вище операції, починаючи з пункту 6.4.

− Вводимо номінальний струм двигуна (параметр − )

− Вводимо значення частоти обертання двигуна (параметр – ).

− Встановлюємо максимальну величину зовнішнього завдання ЗАВДАННЯ 1 (параметр – ).

− Встановлюємо фіксовану швидкість (вихідні частоти привода) 1, 2 і 3 (параметри 1202, 1203 і 1204).

− Встановлюємо значення в (%), відповідне мінімуму сигналу на виході АВХ(1) (параметр − ).

− Налаштовуємо максимальне значення частоти на виході привода (параметр − ).

− Заключним етапом вводу параметрів запуску є вибір функції зупинки двигуна (параметр − ).

7. Налаштування напрямку обертання двигуна.

Після попереднього вводу параметрів запуску електродвигуна приступаємо до перевірки напрямку обертання. Дана перевірка проводиться в наступній послідовності:

7.1. Поверніть потенціометр проти годинникової стрілки доупору.

7.2. Якщо привід знаходиться в режимі дистанційного управління (ліворуч на дисплеї висвічується REM), перейдіть в режим місцевого управління, натиснувши кнопку .

7.3. Натисніть для пуску двигуна.

7.4. Плавно повертайте потенціометр за годинниковою стрілкою до тих пір, поки двигун не почне обертатися.

7.5. Переконайтеся, що фактичний напрямок обертання двигуна збігається з показуваним на дисплеї (FWD означает пряме, а REV зворотне обертання).

7.6. Натисніть для зупинки двигуна.

Для зміни напрямку обертання двигуна:

7.7. Вимкніть напругу живлення приводу і почекайте 5 хвилин, поки розрядяться конденсатори ланки постійного струму. За допомогою мультиметра виміряйте напругу між усіма вхідними затискачами (U1, V1 і W1) і землею, щоб переконатися в тому, що конденсатори дійсно розряджені.

7.8. Поміняйте місцями будь-які два фазних проводи кабелюдвигуна на клемної колодці приводу або в сполучній коробці двигуна.

7.9. Подайте напругу живлення і повторіть перевірку, описану вище.

8. Налаштування часу прискорення/сповільнення.

Встановлюємо час прискорення 1 вибравши (параметр – 2202), встановлення часу сповільнення 1 виконується через (параметр – 2203).

9. Мануальне керування електродвигуном.

Після завершення налаштувань і перевірки запускаємо електродвигун кнопкою після чого плавно повертаємо потенціометр за годинниковою стрілкою і спостерігаємо за роботою електродвигуна, частота з якою обертається електродвигун виводиться на дисплеї частотного перетворювача. Для зміни напрямку обертання двигуна натискаємо на кнопку REV , після цього швидкість двигуна сповільнюється до нульової точки і він починає обертатися у зворотному напрямі. Після закінчення роботи натискаємо клавішу , після зупинки двигуна перевіряємо чи не має на дисплеї повідомлення про помилки. У разі відсутності помилок знімаємо живлення з частотного перетворювача.

Зміст звіту

1. Номер роботи.

2. Тема роботи.

3. Мета роботи.

4. Короткий опис загальних відомостей.

5. Схема частотного перетворювача АВВ ACS150

6. Висновки по роботі.

Питання для самоконтролю

1. Які способи регулювання частоти обертання асинхронного двигуна ви знаєте?

2. Яке призначення частотних перетворювачів?

3. Які особливості регулювання частоти обертання асинхронного двигуна за допомогою частотного перетворювача?

4. Які основні елементи частотного перетворювача АВВ ACS150?

5. Які допоміжні елементи частотного перетворювача АВВ ACS150?

6. Для чого призначений потенціометр?

7. Для чого призначена плата з аналоговими входами?

8. Який порядок електричного монтажу частотного перетворювача?

Лабораторна робота №8

ДОСЛІДЖЕННЯ РОБОТИ ТРИФАЗНОГО АСИНХРОННОГО ДВИГУНА ПРИ ЖИВЛЕННІ ВІД ОДНОФАЗНОЇ МЕРЕЖІ