Specjalne funkcje dla napędów dźwigowych. Artykuł NiS2.2002.pdf

(626 KB) Pobierz

Nr_11_2001

C yan M agenta Y ellow blac K

napêdy i sterowanie

Przetwornica czêstotliwoci:

uniwersalna czy

specjalizowana?

Specjalne funkcje przetwornic Mitsubishi

Electric FR-A500 dla aplikacji dwigowych

strefê zatrzymania przetwornica wchodzi

w tryb zatrzymania na ³¹czniku, w którym:

l czêstotliwoæ wyjciowa przetwornicy

jest zmieniana na zadan¹ w Pr. 6 (najczê-

ciej 2 2,5 Hz), niezale¿nie od poprzed-

nio zadanej wartoci, przy czym czas ha-

mowania ustalany jest odrêbnie (Pr. 45);

l sk³adowa wzbudzenia pr¹du silnika jest

zwielokrotniana o mno¿nik okrelany w

Pr. 275 (0 do 1000%, zazwyczaj 130

180%);

l czêstotliwoæ nona PWM zmienia war-

toæ na okrelon¹ w Pr. 276;

l dezaktywowane jest szybkie ogranicze-

nie pr¹dowe oraz zmieniana jest wartoæ

progu aktywacji zapobiegania utkniêciu

celem zapobie¿enia zadzia³ania tych

zabezpieczeñ w wyniku wy¿szych w tym

trybie wartoci pr¹du wyjciowego prze-

twornicy.

W celu u¿ycia funkcji zatrzymania na

³¹czniku nale¿y uprzednio wybraæ tryb za-

awansowanego sterowania wektorem stru-

mienia pola. Nale¿y podkreliæ, ¿e nie jest

wymagane prêdkociowe sprzê¿enie

zwrotne z enkodera, st¹d wykorzystanie

tej funkcji mo¿liwe jest w napêdach dwi-

gów ze standardowym silnikiem klatko-

wym.

T ADEUSZ S ZCZEPANIK

Zauwa¿aln¹ tendencj¹ w rozwoju przetwornic czêstotliwoci wiod¹cych producentów

jest implementacja w przetwornicach uniwersalnych coraz wiêkszej iloci zaawanso-

wanych funkcji, opracowanych pierwotnie dla przetwornic specjalizowanych. W ni-

niejszym artykule omówiono pokrótce wybrane funkcje, zastosowane w przetworni-

cach wektorowych Mitsubishi Electric serii FR-A500, a pozwalaj¹ce realizowaæ z ich

u¿yciem wysokiej klasy napêdy dwigowe, w szczególnoci napêdy dwigów osobo-

wych. Realizacja tych funkcji przez sam¹ przetwornicê pozwala unikn¹æ nadmiernej

rozbudowy (sprzêtowej i programowej) sterownika, nie wymaga te¿ stosowania ze-

wnêtrznych elementów pomiarowych.

iêkszoæ omówionych poni¿ej

funkcji jest dostêpna w stan-

dardowym oprogramowaniu

przetwornicy FR-A500, niektóre wystêpu-

j¹ jedynie w oprogramowaniu opcjonal-

nym, przeznaczonym do aplikacji dwi-

gowych. Dlatego w poni¿szych przyk³a-

dach przywo³ano odpowiednie numery

parametrów przetwornicy (oznaczone skró-

tem Pr.), aby u³atwiæ zainteresowanym

czytelnikom bli¿sze zapoznanie siê z do-

kumentacj¹ przetwornicy (dostêpna na

stronie internetowej dystrybutora: http://

www.mpl.pl ).

wzrostu obci¹¿enia prêdkoæ jazdy jest li-

niowo redukowana od wartoci, okrelo-

nej w Pr. 4 do wartoci Pr. 5, odpowiadaj¹-

cej prêdkoci znamionowej.

W przyk³adzie, przedstawionym na rys.

1, czêstotliwoæ wyjciowa przetwornicy

przybiera wartoci: 30 Hz dla obci¹¿enia

powy¿ej 100% pr¹du znamionowego i 60

Hz obci¹¿enia 50% i mniej.

Servo-lock

(Pr. 370 371,

Pr. 375, Pr. 22/48/144)

Je¿eli w napêdzie stosowany jest silnik

z enkoderem, celowe jest przejcie do try-

bu pe³nego sterowania wektorowego, i

zatrzymywanie obci¹¿enia z wykorzysta-

niem funkcji servo-lock. W trybie tym prze-

twornica generuje przy zatrzymanym silni-

ku moment trzymaj¹cy zadanej wartoci (Pr.

22/48/144, max. 150% momentu znamiono-

wego), utrzymuj¹c obci¹¿enie w zadanym

po³o¿eniu. Przejcie do trybu servo-lock

mo¿e byæ dokonywane przez zdjêcie sy-

gna³u kierunku ruchu, obni¿enie sygna³u

zadawania czêstotliwoci poni¿ej czêsto-

tliwoci startowej, lub poni¿ej czêstotliwo-

ci hamowania DC. Odpowiednio odbywa

siê wyjcie z trybu servo-lock przy starcie

silnika.

Zatrzymanie na ³¹czniku

(Pr. 6, Pr. 270, Pr. 275 276)

Dla zapewnienia p³ynnego i precyzyjne-

go zatrzymania obci¹¿enia dwigu w okre-

lonym po³o¿eniu (np. kabiny na przystan-

ku), funkcja ta umo¿liwia generowanie pod-

wy¿szonego momentu obrotowego przy

niskiej prêdkoci oraz przez zatrzymany

silnik, podczas gdy nastêpuje zamkniêcie

hamulca mechanicznego. Pozwala to za-

pobiec wstrz¹som, czêsto wystêpuj¹cym

w napêdach dwigowych przy zatrzyma-

niu.

Po podaniu (zazwyczaj przez ³¹cznik

st¹d nazwa funkcji) sygna³u o wejciu w

Ró¿nicowanie prêdkoci

w zale¿noci od obci¹¿enia

(Pr. 4-5, Pr. 270, Pr. 271-274)

Funkcja ró¿nicowania prêdkoci pozwala

na uruchomienie napêdu dwigowego

(konstrukcja dwigu bez przeciwwagi) z

wy¿sz¹ lub ni¿sz¹ prêdkoci¹ w zale¿noci

od wielkoci obci¹¿enia. Ruch dwigu z

wysok¹ prêdkoci¹ przy ma³ym obci¹¿e-

niu pozwala np. w magazynach wysokie-

go sk³adowania zredukowaæ czas dostêpu

do ³adunku, a wiêc podnieæ wydajnoæ

dwigu. Ze wzglêdów bezpieczeñstwa

funkcja ta nie jest stosowana w dwigach

osobowych.

Wielkoæ obci¹¿enia jest wyliczana przez

procesor przetwornicy po uruchomieniu

silnika na podstawie pomiaru redniej war-

toci pr¹du w zadanym czasie. Je¿eli ob-

ci¹¿enie jest niewielkie (jazda bez ³adun-

ku), wartoæ czêstotliwoci wyjciowej

przetwornicy jest podwy¿szana. W miarê

Numer

Opis

parametru

4

Czêstotliwoæ wy¿szej

prêdkoci jazdy (0 400 Hz)

5

Czêstotliwoæ ni¿szej

prêdkoci jazdy (0 400 Hz)

271

Najwiêksza wartoæ rednia pr¹du

dla wy¿szej prêdkoci (0 200%)

272

Najmniejsza wartoæ rednia pr¹du

dla ni¿szej prêdkoci (0 200%)

273

Czas pomiaru pr¹du

Rys. 1.

274

Sta³a czasowa filtra pomiaru

24

Napêdy i Sterowanie - Nr 01/2002 - str 24

W

705411632.269.png

705411632.280.png

705411632.291.png

705411632.302.png

705411632.001.png

705411632.012.png

705411632.023.png

705411632.034.png

705411632.045.png

705411632.056.png

C yan M agenta Y ellow blac K

napêdy i sterowanie

Rys. 2.

Synchronizacja pracy

hamulca mechanicznego

(Pr. 278 285)

Dzia³anie ka¿dej z dwu wy¿ej wymienio-

nych funkcji warto zsynchronizowaæ z dzia-

³aniem hamulca mechanicznego, utrzymu-

j¹cego ³adunek dwigu w pozycji zatrzy-

manej. Funkcja synchronizacji hamulca

mechanicznego zapobiega np. osuniêciu

siê ³adunku przy starcie oraz wstrz¹som i

udarom pr¹dowym przy zatrzymaniu na-

pêdu. Mo¿liwa jest praca z sygna³em po-

twierdzaj¹cym otwarcie hamulca lub bez

niego. Rysunek 2 ilustruje pracê z poda-

waniem sygna³u potwierdzenia.

Po uruchomieniu przetwornicy, gdy czê-

stotliwoæ wyjciowa osi¹gnie wartoæ Pr.

278 (zaleca siê wartoæ równ¹ czêstotliwo-

ci znamionowego polizgu silnika plus

1Hz), a pr¹d silnika przewy¿sza wartoæ Pr.

279 (najczêciej 50% 90% pr¹du znamio-

nowego), przetwornica wydaje sygna³

BOF=1 polecenie otwarcia hamulca (ze

zw³ok¹ czasow¹, okrelon¹ przez Pr. 280).

Nastêpnie, po otrzymaniu sygna³u potwier-

dzenia otwarcia hamulca (sygna³ BRI=1)

przetwornica odmierza czas, okrelony w

Pr. 281, po czym zaczyna dalej podnosiæ

czêstotliwoæ a¿ do osi¹gniêcia zadanej

prêdkoci jazdy dwigu. W ten sposób

zapewnione jest osi¹gniêcie w chwili zwol-

nienia hamulca czêstotliwoci, przy której

generowany jest odpowiednio wysoki

moment obrotowy, a jednoczenie zapo-

biega siê dalszemu wzrostowi tej czêstotli-

woci do czasu, gdy wa³ silnika jest ju¿

zluzowany, unikaj¹c w ten sposób zjawi-

ska zrywania z hamulca, bêd¹cego po-

wodem odczuwalnego skoku prêdkoci

(szarpniêcia) i prowadz¹cego do przy-

spieszonego zu¿ycia hamulca.

Przy zatrzymaniu, gdy czêstotliwoæ

wyjciowa przetwornicy obni¿y siê do

wartoci, okrelonej w Pr. 282 (najczêciej

wartoæ o 3-4Hz wy¿sza od Pr. 278), wyda-

wane jest polecenie zamkniêcia hamulca

(sygna³ BOF=0). Nastêpnie, po up³ywie

czasu okrelonego w Pr. 283 od momentu

otrzymania potwierdzenia zamkniêcia ha-

mulca (sygna³ BRI=0), przetwornica zostaje

zatrzymana. Wartoci czasowe parametrów

Pr.280, 281, 283 dobiera siê w zale¿noci

od charakterystyk czasowych hamulca.

W przypadku, gdy stosowana wci¹gar-

ka nie podaje sygna³ów potwierdzaj¹cych

zadzia³anie hamulca (sygna³ BRI), stosuje

siê odpowiednie zw³oki czasowe od chwili

prze³¹czenia sygna³u BOF, uwzglêdniaj¹-

ce czas zw³oki hamulca mechanicznego.

Oczywicie rozwi¹zanie takie jest mniej

korzystne z punktu widzenia osi¹ganych

wyników.

U¿ycie funkcji synchronizacji hamulca

samo w sobie nie wymaga stosowania ste-

rowania wektorowego ani prêdkociowe-

go sprzê¿enia zwrotnego.

Kszta³towanie krzywej

rozpêdzania i hamowania

Na powy¿szym wykresie przedstawio-

no liniowo zmieniaj¹c¹ siê czêstotliwoæ

wyjciow¹ przetwornicy. Jest to oczywi-

cie pogl¹dowe uproszczenie. W napêdach

dwigowych standardem jest przyspiesza-

nie i hamowanie wg krzywej sinoidalnej

(nazywanej te¿ krzyw¹ typu S), sk³adaj¹-

cej siê z odcinka czasu, w którym przy-

spieszenie jest sta³e, oraz dwu odcinków

p³ynnego przejcia do/od sta³ej prêdko-

ç

25

Napêdy i Sterowanie - Nr 01/2002 - str 25

705411632.067.png

705411632.078.png

705411632.089.png

705411632.100.png

705411632.111.png

705411632.122.png

705411632.133.png

705411632.144.png

705411632.155.png

705411632.166.png

705411632.177.png

705411632.188.png

705411632.199.png

705411632.210.png

705411632.221.png

705411632.232.png

705411632.241.png

705411632.242.png

705411632.243.png

705411632.244.png

705411632.245.png

705411632.246.png

705411632.247.png

705411632.248.png

705411632.249.png

705411632.250.png

705411632.251.png

705411632.252.png

705411632.253.png

705411632.254.png

705411632.255.png

705411632.256.png

705411632.257.png

705411632.258.png

C yan M agenta Y ellow blac K

napêdy i sterowanie

Rys. 3.

Rys. 4.

ci. Przetwornice serii FR-A500 z kart¹ prêd-

kociowego sprzê¿enia zwrotnego (FR-

A5AP) umo¿liwiaj¹ indywidualny dobór

parametrów tej krzywej dla procesów roz-

pêdzania i hamowania (Pr. 380-383), a tak-

¿e zmianê tych parametrów w czasie jazdy

sygna³em steruj¹cym (rys. 3). Ponadto,

tak¿e w napêdach bez sprzê¿enia prêdko-

ciowego, mo¿liwa jest zmiana stromoci

charakterystyki hamowania poni¿ej okre-

lonej czêstotliwoci (Pr. 510, 511).

wanej parametrem Pr. 509 sta³ej czasowej.

Ga³¹ sprzê¿enia w przód s³u¿y do opty-

malizacji dynamiki procesu sterowania

sk³adow¹ momentow¹ pr¹du silnika,

uwzglêdniaj¹c wartoci momentu bezw³ad-

noci silnika i obci¹¿enia.

Jak widaæ z powy¿szych przyk³adów,

przez odpowiedni¹ parametryzacjê prze-

twornicy, bêd¹cej de facto uniwersaln¹

przetwornic¹ przemys³ow¹ mo¿na uzyskaæ

charakterystyki napêdu, do niedawna do-

stêpne jedynie przy u¿yciu specjalizowa-

nych przetwornic dwigowych o znacznie

wy¿szym koszcie, wymagaj¹cych ponad-

to zastosowania specjalnego silnika. W

polskich warunkach, gdy przetwornice w

napêdach dwigów osobowych wprowa-

dzane s¹ najczêciej w procesie moderni-

zacji, a wymagania inwestora nie pozwala-

j¹ na tak kosztowne rozwi¹zania, zastoso-

wanie przetwornicy Mitsubishi Electric

serii FR-A500 jest bardzo efektywne.

Inne funkcje i zestawy parametrów po-

zwalaj¹ przy u¿yciu tej samej przetwornicy

zrealizowaæ np. energooszczêdny system

wielopompowy z wêdruj¹c¹ przetworni-

c¹, lub te¿ napêd podajnika z wysok¹ prze-

ci¹¿alnoci¹ i skuteczn¹ ochron¹ przed

utkniêciem. Oczywicie, omówienie ka¿dej

z tych aplikacji wykracza poza tematykê

niniejszego artyku³u.

MPL Technology Sp. z o. o.

Przedstawiciel

Mitsubishi Electric

w dziedzinie

Automatyki Przemys³owej

Moment pocz¹tkowy

(Pr. 506-509) i sprzê¿enie

w przód (Pr. 503 505)

Celem optymalizacji charakterystyk ste-

rowania wektorowego w opcjonalnym

oprogramowaniu przetwornic FR-A500

wprowadzono dwie dodatkowe ga³êzie al-

gorytmu sterowania momentem. Odpo-

wiedni fragment schematu blokowego ste-

rowania przedstawiono na rysunku 4.

Funkcja momentu pocz¹tkowego (ang. to-

rque bias) umo¿liwia wygenerowanie wy-

maganego momentu przy zatrzymanym sil-

niku w chwili startu (lub z okrelonym

wyprzedzeniem wzbudzenie wstêpne)

oraz zatrzymania obci¹¿enia. Wartoæ mo-

mentu pocz¹tkowego oraz czas dzia³ania

funkcji s¹ zadawane parametrami (Pr. 506

508) lub sygna³ami steruj¹cymi. Stromoæ

narastania momentu okrela filtr o zada-

Biuro Zarz¹du

31-444 Kraków

ul. liczna 36

tel. 012- 632 28 85, 632 42 67,

633 08 05

fax 012-632 47 82

e-mail: krakow@mpl.pl

Biuro w Pruszkowie

05-500 Pruszków

ul. Staszica 1

tel. 022-758 86 05, 728 86 05,

fax 022-759 93 08

e-mail: warszawa@mpl.pl

Biuro w Katowicach

40-203 Katowice

al. Rodzieñskiego 188

tel./fax 032-203 90 39

e-mail: katowice@mpl.pl

www.mpl.pl

26

Napêdy i Sterowanie - Nr 01/2002 - str 26

705411632.259.png

705411632.260.png

705411632.261.png

705411632.262.png

705411632.263.png

705411632.264.png

705411632.265.png

705411632.266.png

705411632.267.png

705411632.268.png

705411632.270.png

705411632.271.png

705411632.272.png

705411632.273.png

705411632.274.png

705411632.275.png

705411632.276.png

705411632.277.png

705411632.278.png

705411632.279.png

705411632.281.png

705411632.282.png

705411632.283.png

705411632.284.png

705411632.285.png

705411632.286.png

705411632.287.png

705411632.288.png

705411632.289.png

705411632.290.png

705411632.292.png

705411632.293.png

705411632.294.png

705411632.295.png

705411632.296.png

705411632.297.png

705411632.298.png

705411632.299.png

705411632.300.png

705411632.301.png

705411632.303.png

705411632.304.png

705411632.305.png

705411632.306.png

705411632.307.png

705411632.308.png

705411632.309.png

705411632.310.png

705411632.311.png

705411632.312.png

705411632.002.png

705411632.003.png

705411632.004.png

705411632.005.png

705411632.006.png

705411632.007.png

705411632.008.png

705411632.009.png

705411632.010.png

705411632.011.png

705411632.013.png

705411632.014.png

705411632.015.png

705411632.016.png

705411632.017.png

705411632.018.png

705411632.019.png

705411632.020.png

705411632.021.png

705411632.022.png

705411632.024.png

705411632.025.png

705411632.026.png

705411632.027.png

705411632.028.png

705411632.029.png

705411632.030.png

705411632.031.png

705411632.032.png

705411632.033.png

705411632.035.png

705411632.036.png

705411632.037.png

705411632.038.png

705411632.039.png

705411632.040.png

705411632.041.png

705411632.042.png

705411632.043.png

705411632.044.png

705411632.046.png

705411632.047.png

705411632.048.png

705411632.049.png

705411632.050.png

705411632.051.png

705411632.052.png

705411632.053.png

705411632.054.png

705411632.055.png

705411632.057.png

705411632.058.png

705411632.059.png

705411632.060.png

705411632.061.png

705411632.062.png

705411632.063.png

705411632.064.png

705411632.065.png

705411632.066.png

705411632.068.png

705411632.069.png

705411632.070.png

705411632.071.png

705411632.072.png

705411632.073.png

705411632.074.png

705411632.075.png

705411632.076.png

705411632.077.png

705411632.079.png

705411632.080.png

705411632.081.png

705411632.082.png

705411632.083.png

705411632.084.png

705411632.085.png

705411632.086.png

705411632.087.png

705411632.088.png

705411632.090.png

705411632.091.png

705411632.092.png

705411632.093.png

705411632.094.png

705411632.095.png

705411632.096.png

705411632.097.png

705411632.098.png

705411632.099.png

705411632.101.png

705411632.102.png

705411632.103.png

705411632.104.png

705411632.105.png

705411632.106.png

705411632.107.png

705411632.108.png

705411632.109.png

705411632.110.png

705411632.112.png

705411632.113.png

705411632.114.png

705411632.115.png

705411632.116.png

705411632.117.png

705411632.118.png

705411632.119.png

705411632.120.png

705411632.121.png

705411632.123.png

705411632.124.png

705411632.125.png

705411632.126.png

705411632.127.png

705411632.128.png

705411632.129.png

705411632.130.png

705411632.131.png

705411632.132.png

705411632.134.png

705411632.135.png

705411632.136.png

705411632.137.png

705411632.138.png

705411632.139.png

705411632.140.png

705411632.141.png

705411632.142.png

705411632.143.png

705411632.145.png

705411632.146.png

705411632.147.png

705411632.148.png

705411632.149.png

705411632.150.png

705411632.151.png

705411632.152.png

705411632.153.png

705411632.154.png

705411632.156.png

705411632.157.png

705411632.158.png

705411632.159.png

705411632.160.png

705411632.161.png

705411632.162.png

705411632.163.png

705411632.164.png

705411632.165.png

705411632.167.png

705411632.168.png

705411632.169.png

705411632.170.png

705411632.171.png

705411632.172.png

705411632.173.png

705411632.174.png

705411632.175.png

705411632.176.png

705411632.178.png

705411632.179.png

705411632.180.png

705411632.181.png

705411632.182.png

705411632.183.png

705411632.184.png

705411632.185.png

705411632.186.png

705411632.187.png

705411632.189.png

705411632.190.png

705411632.191.png

705411632.192.png

705411632.193.png

705411632.194.png

705411632.195.png

705411632.196.png

705411632.197.png

705411632.198.png

705411632.200.png

705411632.201.png

705411632.202.png

705411632.203.png

705411632.204.png

705411632.205.png

705411632.206.png

705411632.207.png

705411632.208.png

705411632.209.png

705411632.211.png

705411632.212.png

705411632.213.png

705411632.214.png

705411632.215.png

705411632.216.png

705411632.217.png

705411632.218.png

705411632.219.png

705411632.220.png

705411632.222.png

705411632.223.png

705411632.224.png

705411632.225.png

705411632.226.png

705411632.227.png

705411632.228.png

705411632.229.png

705411632.230.png

705411632.231.png

705411632.233.png

705411632.234.png

705411632.235.png

705411632.236.png

705411632.237.png

705411632.238.png

705411632.239.png

705411632.240.png

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

FR-A500 Instruction Manual rev.G 2001.pdf (2982 KB)
FR-A500 ulotka 2002.pdf (202 KB)
FR-A500(L) Bedienungsanleitung (D).pdf (2619 KB)
FR-A500(L) Installationsbeschreibung.pdf (387 KB)
FR-A500(L) Podręcznik obsługi 2002.pdf (2709 KB)

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin