suep_metod_sem2 / suep_metod_sem2 / ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1

1 Лабораторная работа № 1

Изучение технической документации преобразователя

MICROMASTER 440.

Цель работы: Изучить техническую документацию преобразователя части MICROMASTER 440. Научиться режиму параметрирования – вводу в эксплуатацию и управлению электроприводом.

Работа выполняется на стенде № 1. время работы – 4 часа, Домашняя подготовка – 2 часа.

1.1 Область применения

Преобразователи MICROMASTER 440 являются серийными преобразователями для регулирования скорости трехфазных электродвигателей. Отдельные поставляемые детали имеют диапазон мощностей от 120 Вт при однофазном входе до 75 кВт при трехфазном входе.

MICROMASTER 440 может применяться как индивидуально, так и интегрироваться в системе автоматизации процесса.

Преобразователь конструктивно выполнен как единое целое в типовом исполнении от А до F. Шаблоны и размеры для установки типоразмеров A, B, C, D, E, F приведены на рис.5.1 и в табл.5.1. Преобразователь работает в сетях с изолированной нейтралью. Преобразователь должен быть заземлен. Если подключаются синхронные машины или параллельно подключаются несколько асинхронных двигателей, то преобразователь должен работать на характеристике U/f (P1300 = 0, 2 или 3 – см. раздел параметрирования).

На рис.1.1 показаны схемы присоединения к преобразователю сети и двигателя.

Преобразователь рассчитан для работы в промышленных условиях, где следует ожидать высокий уровень помех. Для правильной установки и подключения необходимо выполнить следующие условия:

1) Заземление должно выполняться короткими проводами с большими сечениями.

2) Используйте для подключения электродвигателя экранированные или армированные проводами и заземляйте экран на обоих концах хомутом кабеля.

3) Контакторы в шкафу должны быть защищены от помех либо R-C цепочками при переменном токе, либо обратными диодами на постоянном токе.

4) Плоские проводники являются предпочтительными, так как при более высоких частотах имеют меньшее сопротивление и потери.

5) Необходимо разделять управляющие и силовые проводники.

6) По возможности для соединения управляющих цепей необходимо использовать экранированные провода.

Фирма-производитель предоставляет потребителю ограниченные схемные решения, дающие возможность потребителю только подключение преобразователя к сети и к двигателю. В частности дается блок-схема преобразователя с указанием номеров контактов и клеммников (рис.1.2).

Рисунок 1.1 - схемы присоединения к преобразователю сети и двигателя.

Преобразователи оснащены микропроцессорной системой управления и используют самые современные технологии с IGBT модулями-транзисторами (Insulated Gate Bipolar Transistor – биполярный транзистор с изолированным затвором). Оригинальный способ широтно-импульсной модуляции с выбором частоты коммутации дает возможность бесшумной работы электродвигателя.

Элементы, расположенные в прямоугольнике (рис.1.2), ограниченном штрихпунктирной линией, входят непосредственно в преобразователь частоты. Элементы, расположенные вне указанного прямоугольника, подключаются извне.

В стандартном исполнении MICROMASTER 440 оснащается SDP (Status Display Panel) (рис.1.3).

1.2 Обзор структуры параметров MICROMASTEP 440

Отображаемый параметр представляется в виде rхххх или Рхххх. Параметры могут быть изменены только при использовании базового пульта оператора ВОР, расширенного пульта оператора АОР или последовательного интерфейса.

В системе с цифровым управлением применяется режим параметрирования. При этом для возможности обращения к тем или иным параметрам вводится ключевой параметр – Р0004 с присвоением ему определенного заданного номера.

Рисунок 1.2 – Блок-схема преобразователя.

Рис.1.3. Панели для преобразователей MICROMASTEP 440.

Присваивая Р0004 различные значения, пользователь электропривода имеет, в частности, возможность обращаться к возможным уровням доступа. На рис.1.5 приведен обзор применения ключевого параметра Р0004. В нижней части рисунка показаны значения ключевого параметра Р0004 = 2;4;5 до 22 и соответствующие возможные уровни доступа.

Если сделана попытка изменения параметра, который не может быть изменен в текущем состоянии, например, не может быть изменен только при быстром вводе в действие, то на дисплее будет отображаться (- - - -).

Пользователь может использовать три уровня доступа: Стандартный, Расширенный, Экспертный, выбираемый параметр Р0003. Для большинства применений достаточно Стандартных и Расширенных параметров. Номера параметров, которые появляются в пределах функциональной группы, зависят от установки уровня доступа в параметре Р0003.

Для пользователя в каталоге MICROMASTER приводятся параметры, тексты для параметра, уровень доступа, режимы ввода в эксплуатацию. В каталоге дан список параметров (короткая форма) для следующих режимов:

1) Всегда; 2) Быстрый ввод в эксплуатацию; 3) Сброс параметров;

4) Технологические функции; 5) Единица преобразователя (Р0004 = 2);

6) Данные двигателя; 7) Команды и цифровые входы/выходы;

8) Аналоговые входы/выходы; 9) Канал задания (Р0004 = 10);

10) Свойства привода; 11) Регулирование привода (Р0004 = 13);

12) Аварийные сигналы, предупреждение и наблюдение

13) ПИ-регулятор (Р0004 = 22); 14) Датчик скорости.

С полным списком параметров можно ознакомиться в дополнительной инструкции к лабораторной работе. Специальные обозначения и разъяснения:

Default: заводские установки

Level: уровень доступа

DS статус преобразователя (Drive State), показывает, в каком статусе преобразователя можно изменить параметр (см. Р0010).

♦С ввод в эксплуатацию;

♦U работа;

♦T готов к работе;

♦Q параметр можно изменить в режиме быстрого ввода в эксплуатацию;

♦N параметр нельзя изменить в режиме быстрого ввода в эксплуатацию.

Практически все пояснения используются для режимов «Всегда» (табл.1.1) и «Быстрый ввод в эксплуатацию» (табл.1.2).

Таблица 1.1 – Параметры режима «Всегда»

Номер параметра	Текст для параметра	Значение по умолчанию	Уровень доступа	Статус преобра-зователя	Режим быстрого ввода в эксплуатацию
г0000	Индикация работы	-	1	-	-
Р0003	Уровень доступа	1	1	СUТ	N
Р0004	Фильтр параметров (Ключевой параметр)	0	1	СUТ	N
Р0010	Параметр ввода в эксплуатацию	0	1	СТ	N
Р0014[3]	Память (RAM/EEPROM)	0	3	UТ	N
Р0019	Номер устройства	0	2	UТ	N

Таблица 1.2 – Параметры режима «Быстрый ввод в эксплуатацию»

Номер параметра	Текст для параметра	Значение по умолча-нию	Уровень доступа	Статус преобра-зователя	Режим быстрого ввода в эксплуатацию
Р0100	Европа (Северная Америка)	0	1	С	Q
Р3900	Окончание быстрого ввода в эксплуатацию	0	1	С	Q

Анализируя режимы 1 и 2 можно, например, сравнивая параметры Р0010 и Р3900 сделать следующий вывод – параметр Р0010 имитирует быстрый ввод в эксплуатацию. Преобразователь не будет запускаться до тех пор, пока Р0010 не будет установлен в 0 (3-й столбец табл.1.1) после того, как к нему обратились. Эта функция автоматически выполняется, если Р3900›0.

Важно помнить, что параметр Р0010 используется для быстрого ввода, а параметр Р0003 – для ограниченного числа параметров, доступ к которым разрешен. Соответственно уровень требований к преобразователю разделяет уровень доступа от 1 до 3 (рис.1.4). Чем ниже уровень доступа, тем большее число параметров не отображается на дисплее. Значения этих параметров определяется либо предустановками, либо непосредственно рассчитываются преобразователем. К быстрому вводу в эксплуатацию в первую очередь относятся такие параметры, как данные двигателя и время разгона и торможения. После быстрого ввода в эксплуатацию необходимо выйти на параметр Р3900 и установить его значение равное 1, после чего преобразователь определит данные двигателя и сбросит все настройки (за исключением тех, которые определены Р0010) на заводские установки. В конце преобразователь автоматически переходит в состояние готовности. Этот метод предлагается для параметрирования в стандартных уровнях доступа (Р0003 = 1).

В качестве еще одного примера рассмотрим фрагменты режима 6 – «Данные двигателя» (табл.1.3).

Для данных двигателя здесь рассмотрено всего 12 параметров из 44 по каталогу, что достаточно для понимания назначения этой таблицы.

Таблица 1.3 – Параметры режима «Данные двигателя (Р0004 = 3)»

Номер параметра	Текст для параметра	Значение по умолчанию	Уровень доступа	Статус преобра-зователя	Режим быстрого ввода в эксплуатацию
Р0304[3]	Номинальное напряжение двигателя	230	1	С	Q
Р0305[3]	Номинальный ток двигателя	3,25	1	С	Q
Р0307[3]	Номинальная мощность двигателя	0,75	1	С	Q
Р0308[3]	cos φн, двигателя	0,000	2	С	Q
Р0309[3]	ηн, двигателя	0,0	2	С	Q
Р0310	Номинальная частота вращения	50	1	С	Q
Р0311[3]	Номинальная скорость двигателя	0	1	С	Q
r0313[3]	Количество пар полюсов двигателя	-	3	-	-
r0330[3]	Номинальное скольжение двигателя	-	3	-	-
r0331[3]	Номинальный ток возбуждения	-	3	-	-
r0332[3]	Номинальный коэффициент мощности	-	3	-	-
Р1960	Оптимизация регулятора скорости	0	3	СТ	Q

Наряду с отмеченными таблицами (режимами) параметров в каталогах приводится обзор данных двигателя и команд, в частности, даны параметры для управляющего блока данных (71 параметр), блока данных двигателя (220 параметров). В последнем блоке имеются такие параметры двигателя как номинальные скорость, напряжение, ток статора, частота двигателя, мощность, к.п.д., тип датчика, количество импульсов датчика, время интегрирования регулятора ослабления поля и т.п.

Наряду с установочными параметрами, определяющими режимы работы электропривода, в программу управления преобразователем введены параметры ошибок и сообщения о сбоях. Ошибки в MICROMASTER обозначаются так же, как в преобразователе SIMOREG, буквой Fxxxx. В каталоге приводится таблица с помощью которой пользователь может определить причину ошибки и способы её устранения. В случае появления неисправности преобразователь выключается и на дисплее появляется код ошибки. Фрагмент таблицы ошибок приведен ниже.

Таблица 1.4 – Фрагменты сообщения об ошибках

Ошибка	Причины	Диагностика и способы устранения
F0001 Перегрузка по току	Мощность двигателя (Р0307) не соответству ет мощности преобразователя (Р0206). Короткое замыкание в проводах двигателя. Замыкание на землю.	Проверьте: 1. Согласование мощностей двигателя (Р0307) и преобразователя (Р0206)? 2. Не превышает ли длина силовых кабелей допустимые значения? 3. Двигатель и его провода на наличие короткого замыкания и замыкания на землю? 4. Соответствие введенных параметров двигателя с реальными параметрами подключенного двигателя? 5. Сопротивление статора (Р0350)? 6. Перегружен ли двигатель или не заклинило ли двигатель? Увеличить время разгона Уменьшить усиление
F0020 Отсутствие фазы питающего напряжения	Ошибка появляется, если отсутствует одна из трех фаз на входе. Импульсы разблокированы, нагрузка присутствует	Проверьте, в порядке ли подключение силовых кабелей?
F0021 Обратная связь ПИД – регулятора ниже минимально­го значения	Обратная связь ПИД – регулятора ниже минимального значения Р2268	1 Измените значение Р2268 2 Настройте коэффициент обратной связи

Сообщения об ошибках могут квитироваться (устраняться) следующим образом:

1) Отсоединить преобразователь от сети и затем снова подать напряжение

2) Нажать кнопку на пульте оператора

Кроме ошибок программа управления преобразователем даёт сообщения о сбоях, которые обозначаются буквой Ахххх.

1.3 Опции

Для преобразователя используются независимые от оборудования опции:

1) Базовая операция панель (ВОР)

2) дополнительная панель оператора (АОР)

3) Блок PROFIBUS

4) Комплект для подключения ПК-преобразователь

5) Комплект для подключения ПК-АОР

6) Комплект для установки панелей ВОР и АОР на двери для отдельного преобразователя

7) Комплект для установки панели АОР на двери для нескольких преобразователей

8) Программы ввода в эксплуатацию Starter Drive Monitor.

Для удобства чтения технической документации целесообразно ознакомиться со списком сокращений приведенных ниже.

С SDP преобразователь с заводскими предустановками может быть использован большее количество раз. Если заводские предустановки не были установлены, то их можно установить с помощью ВОР (Basic Operator Panel) или АОР (Advanced Operator Panel) (рис.1,3,б,в) в зависимости от производственных условий.

Для управления преобразователем лабораторной установки применяется базовая панель ВОР, установленная на лицевой панели преобразователя. ВОР имеет 5-разрядный 7-сегментный дисплей, на котором могут отображаться номер параметра (см. «Параметрирование») и его величина.

Для настройки желаемых свойств преобразователя, таких как время разгона, минимальные и максимальные частоты и т.д. используется режим параметрирования. Параметры могут быть изменены и установлены при использовании ВОР. Выбранные номера параметров и установка их значений индицируются на опционном пятизначном LCD дисплее.

Таблица 1.5 – Клавиши ВОР (базовой панели оператора)

Клавиша	Функция	Назначение
г0000	Индикатор состояния	LCD показывает установку или параметр, с которой преобразователь работает в данный момент.
	Пуск двигателя	При нажатии клавиши преобразователь пускается. Эта клавиша является по умолчанию пассивной. Клавишу активизируют установкой Р0700 =1
	Стоп двигателя	OFF1 - Нажатие клавиши приводит к остановке преобразователя в течении выбранного времени торможения. По умолчанию клавиша пассивна, активизируется установкой Р0700 = 1. OFF 2 - Двойное нажатие (или длительное удержание) вызывает свободный выбег электродвигателя до остановки. Эта функция всегда активна.
	Реверс	Нажатие этой клавиши вызывает реверсирование (изменение направления вращения) электродвигателя. Обратное вращение отображается знаком минус (-) или мигающей десятичной точкой. По умолчанию клавиша пассивна, активизируется установкой Р0700 = 1.
	Толчковый режим	Нажатие этой клавиши при остановленном преобразователе обеспечивает пуск электродвигателя с заданной JOG-частотой. После отпускания клавиши преобразователь останавливает двигатель. Нажатие клавиши при работающем преобразователе с электродвигателем, не приводит ни к каким действиям
	Функции	Отображение дополнительной информации. Клавиша должна нажиматься и удерживаться в течение 2 секунд. Она указывает при работе следующее: Напряжение звена постоянного тока (d) в (V) Выходной ток (А) Выходная частота (Hz) Выходное напряжение (V) 5. Величину, выбранную в Р0005. (Если Р0005 сконфигурирован таким образом, что в нем содержится величина какого-либо параметра из 4-х описанных выше, то по новому эта величина не отображается). Скачкообразная функция. От любого параметра (гХХХХ или РХХХХ)нажатие на клавишу Fn приведёт к немедленному переходу к параметру r0000. Вы тогда при необходимости можете дальше изменять параметры. Повторное нажатие на Fn приведёт к переходу на исходный параметр. Квитирование. Если присутствует предупреждение или сообщение об ошибке, то оно может быть квитировано нажатием на клавишу Fn
	Доступ к параметрам	Нажатие этой клавиши обеспечивает доступ к параметрам и настройкам привода
	Увеличить значение	Нажатие этой клавиши увеличивает отображаемое значение.
	Уменьшить значение	Нажатие этой клавиши уменьшает отображаемое значение

Изменение параметров с панели ВОР осуществляется в соответствии с нижеследующим описанием на примере изменения параметра Р0004.

1.4 Данные двигателя для параметрирования

1.5 Общий режим работы

1.6 Управление с помощью АОР/ВОР

1.7 Ход выполнения работы

1. Ознакомится с теоретическими положениями, принципиальной схемой и расположением аппаратуры управления на лабораторном стенде.

2. В распредщите № 2 включить автомат QF2 (включает преобразователь) подать питание на стенд.

3. Ввести в работу стенд. Для этого:

3.1. Включить автоматы QF1 и QF2 – подаётся питание 380 В на преобразователь Micromaster и релейно-контакторную схему управления.

3.2. Нажав на кнопку SB1 в цепи управления срабатывает контактор K1, тем самым подключая Micromaster к сети контактами K1.1,2,3 (через автоматический выключатель QF1 для защиты). Преобразователь получил питание. В цепи управления кнопка SB1 шунтируется блок-контактом K1.4. Кнопка SB2 служит для размыкания цепи с контактором K1 и предназначена для отключения преобразователя Micromaster от силовой цепи.

3.3. Кнопка SB3 подаёт питание на контактор K2. При этом силовые контакты K2.1,2,3 замыкаясь, подключают АД к выходу преобразователя. Кнопка SB4 размыкает цепь с контактором K2, отсоединяя двигатель от преобразователя Micromaster.

1.8 Управление с базовой панели оператора (ВОР):

1. Нажать зелёную клавишу для запуска двигателя.

2. При работающем двигателе нажать на клавишу

Число оборотов двигателя возрастает до ω_н , что соответствует частоте 50 Гц. Частоте 25 Гц соответствует скорость 0,5*ω_н

3. Когда преобразователь достигнет 50 Гц, нажать клавишу . Число оборотов и отображаемая величина уменьшаются.

4. Изменение направления вращения клавишей

5. Для ознакомления с параметрами быстрого доступа (напряжение звена постоянного тока, выходные ток, частота, напряжение), нажать и удерживать клавишу в течение 2-5секунд. При этом на дисплее будет отображаться величина напряжения звена постоянного тока, отображаемое после буквы d.

6. При нажатии на клавишу осуществляется переход к другим трём параметрам быстрого доступа. Единицы измерения указываются мелким шрифтом под основной строкой.