Applikation zur Antriebstechnik

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Kristin Hase
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1 Applikation zur Antriebstechnik MICROMASTER 4 Applikationsbeschreibung

2 Gewährleistung, Haftung und Support 1 Gewährleistung, Haftung und Support Für die in diesem Dokument enthaltenen Informationen übernehmen wir keine Gewähr. Unsere Haftung, gleich aus welchem Rechtsgrund, für durch die Verwendung der in diesem Dokument beschriebenen Beispiele, Hinweise, Programme, Projektierungs- und Leistungsdaten usw. verursachte Schäden ist ausgeschlossen, soweit nicht z.b. nach dem Produkthaftungsgesetz in Fällen des Vorsatzes, der grober Fahrlässigkeit, wegen der Verletzung des Lebens, des Körpers oder der Gesundheit, wegen einer Übernahme der Garantie für die Beschaffenheit einer Sache, wegen des arglistigen Verschweigens eines Mangels oder wegen Verletzung wesentlicher Vertragspflichten zwingend gehaftet wird. Der Schadensersatz wegen Verletzung wesentlicher Vertragspflichten ist jedoch auf den vertragstypischen, vorhersehbaren Schaden begrenzt, soweit nicht Vorsatz oder grobe Fahrlässigkeit vorliegt oder wegen der Verletzung des Lebens, des Körpers oder der Gesundheit zwingend gehaftet wird. Eine Änderung der Beweislast zu Ihrem Nachteil ist hiermit nicht verbunden. Die Applikationsbeispiele sind unverbindlich und erheben keinen Anspruch auf Vollständigkeit hinsichtlich Konfiguration und Ausstattung sowie jeglicher Eventualitäten. Sie stellen keine kundenspezifische Lösungen dar, sondern sollen lediglich Hilfestellung bieten bei typischen Aufgabenstellungen. Sie sind für den sachgemäßen Betrieb der beschrieben Produkte selbst verantwortlich. Diese Applikationsbeispiele entheben Sie nicht der Verpflichtung zu sicherem Umgang bei Anwendung, Installation, Betrieb und Wartung. Durch Nutzung dieses Applikationsbeispiels erkennen Sie an, dass Siemens über die oben beschriebene Haftungsregelung hinaus nicht für etwaige Schäden haftbar gemacht werden kann. Wir behalten uns das Recht vor, Änderungen an diesem Applikationsbeispiel jederzeit ohne Ankündigung durchzuführen. Bei Abweichungen zwischen den Vorschlägen in diesem Applikationsbeispiel und anderen Siemens Publikationen, wie z.b. Katalogen, hat der Inhalt der anderen Dokumentation Vorrang. Copyright 2005 Siemens A&D. Weitergabe oder Vervielfältigung dieser Applikationsbeispiele oder Auszüge daraus sind nicht gestattet, soweit nicht ausdrücklich von Siemens A&D zugestanden. Bei Fragen zu diesem Beitrag wenden Sie sich bitte über folgende - Adresse an uns: mailto:csweb@ad.siemens.de A&D SD Seite 2/6

3 Manuelle Bestimmung des Magnetierungsstroms 2 Beschreibung Die Inbetriebnahme des Motors sollte nach dem im Kapitel 3.5 Inbetriebnahme beschriebenen Vorgehensweise erfolgen. Dabei ist sichergestellt, das die notwendigen Ersatzschaltbilddaten (ESB-Daten) des Motors aus den Typenschilddaten bestimmt werden. Prinzipiell sollten folgende Schritte immer durchgeführt werden: 1. Schnellinbetriebnahme P0010=1 Wenn die Schnellinbetriebnahme P0010=1 über P3900>0 verlassen wird, wird intern automatisch die Berechnung der Motorparameter P0340=1 ausgeführt. Dabei werden ESB-Daten aus den eingegebenen Typenschilddaten berechnet. Zusätzlich werden die Parameter der Regelungen voreingestellt. 2. Motoridentifizierung Teil 1 - P1910=1 Stillstandmessungen der Motor-/Zuleitungswiderstände, Umrichter Spannungsverluste und der Streureaktanz, Berechnung der Hauptreaktanz und des Rotorwiderstandes, Einstellung der Strom- Regelung 3. Motoridentifizierung Teil 2 - P1910=3 Dabei wird die Sättigungslinie der Hauptreaktanz ausgemessen. Nach erfolgreicher Durchführung dieser Schritte ist es in den meisten Fällen möglich, den Antrieb auf Nenndrehzahl zu beschleunigen. Je nach vorhandenen Motor und mechanischen Gegebenheiten kann es notwendig sein die einzelnen Regler weiter zu optimieren. Besonders bei der sensorlosen Vectorregelung hängen die Rückführungssignale für die internen Regler von berechneten Größen, wie z.b. Flussund Drehzahlistwert, aus dem Motormodell ab. Das Modell liefert aber nur exakte Größen bei einer möglichst genauen Bestimmung der ESB-Daten des Motors. Durch genaue Daten des ESB werden die internen Adaptionen stark entlastet und die Modellparameter können bereits beim ersten Anlauf bestimmt werden. Daher ist es bei der SLVC erst sinnvoll nach der richtigen Bestimmung der ESB-Daten den Antrieb weiter zu optimieren. Besonderen Einfluss hat der Wert des Magnetisierungsstromes r0331/p0320, da dieser im Stillstand nicht gemessen werden kann. Durch die Automatische Parametrierung P340=1 wird dieser auf ein für SIEMENS Standardmotoren typischen Wert abgeschätzt (P0320=0; Ergebnis in r0331). Durch die Abweichung des Magnetisierungsstromes sind auch die Werte für Haupreaktanz und des Rotorwiderstand ebenfalls nicht genau bestimmbar. Besonders bei Fremdmotoren sollte der ermittelte Magnetisierungsstrom überprüft und gegebenenfalls korrigiert werden. Die folgende Beschreibung wird Ihnen die Vorgehensweise für eine manuelle Bestimmung des Magnetisierungsstrom und eine Neuberechung der ESB bei Betrieb des Antriebs in Vectorregelung (P1300=20/21) darstellen. A&D SD Seite 3/6

Manuelle Bestimmung des Magnetierungsstroms 3 Manuelle Bestimmung des Magnetisierungsstroms START P0010=1 Schnellinbetriebnahme Siehe Betriebsanleitung MICROMASTER440 Ausgabe 03/03 Kapitel 3.5.2.

4 Manuelle Bestimmung des Magnetierungsstroms 3 Manuelle Bestimmung des Magnetisierungsstroms START P0010=1 Schnellinbetriebnahme Siehe Betriebsanleitung MICROMASTER440 Ausgabe 03/03 Kapitel Sind alle Typenschilddaten vollständig eingegeben? P3900 > 0 Ende Schnellinbetriebnahme Wird die Schnellinbetriebnahme über P3900>0 verlassen, wird intern automatisch die Berechnung der Motorparameter P0340=1 ausgeführt. P1910 = 1 Anwahl Motordatenidentifikation Teil 1 Stillstandmessungen der Motor-/Zuleitungswiderstände, Umrichter Spannungsverluste und der Streureaktanz, Berechnung der Hauptreaktanz und des Rotorwiderstandes, Einstellung der Strom- Regelung EIN Motor einschalten Mit dem EIN-Befehl wird der Messvorgang eingeleitet. Der Motor richtet sich dabei aus und führt Strom. A0541 Nach Beendigung der Motordatenidentifikation: 1. P1910 wird zurückgesetzt (P1910 = 0) 2. A0541 erlischt P1910 = 3 Anwahl Motordatenidentifikation Teil 2 Dabei wird die Sättigungslinie der Hauptreaktanz ausgemessen. EIN A0541 Motor einschalten Mit dem EIN-Befehl wird der Messvorgang eingeleitet. Der Motor richtet sich dabei aus und führt Strom. Nach Beendigung der Motordatenidentifikation: 1. P1910 wird zurückgesetzt (P1910 = 0) 2. A0541 erlischt A&D SD Seite 4/6

5 Manuelle Bestimmung des Magnetierungsstroms Betrieb im Leerlauf Für die Bestimmung des Magnetisierungsstrom (P0320/r0331) sollte der Motor im Leerlauf auf ca. 80% seiner Nenndrehzahl beschleunigt werden. Dabei sind folgende Bedingungen einzuhalten: - keine Feldschwächung (r0056.8=0) - Flusssollwert r1598=100% - Keine Wirkungsgradoptimierung P1580=0% Stationär stellt sich dabei ein Strom r0027 ein, der etwa dem Nennmagnetisierungsstrom r0331 entspricht. (Der Strom ist immer kleiner als der Leerlaufstrom bei reiner U-f-Steuerung) Wichtig: Leerlauf bedeutet, dass der Motor ohne angekoppelter Last betrieben wird. nei Kriterien erfüllt? ja Das Ausmessen und Eintragen des Magnetiserungsstromes und damit verbundene Neuberechung der ESB-Daten des Motors ist ein iterativer Vorgang. Er sollte mindesten 2-3mal wiederholt werden bis die folgenden Kriterien erfüllt sind: Je besser der Magnetisierungsstrom eingetragen wurde, um so besser stimmen der Flusssollwert (r1598=100%) mit den Flussistwert (r0084= %) des Beobachtermodells überein. Die Ausgabe Xm-Adaption (r1787) des Beobachtermodells sollte möglicht gering sein. Gute Werte liegen zwischen 1-5%. Je geringer die Xh-Adaption des Beobachter arbeiten muss, desto geringer ist auch die Empfindlichkeit der Motorparameter nach Netzausfällen Hinweis: Für die Anzeige von r0084 am BOP/AOP müssen die LEVEL 4- Parameter mit Hilfe des Service-Parameters P3950=46 freigeschalten werden. Aus den ermittelten flussbildenden Stromanteil r0029 kann nun der neue Wert in P0320 eingetragen werden. P0320=r0029*100/P0305 Berechnung P0340 = 1 P0320 Berechnung der Motorparameter Die Werte des Motor-ESB werden aus den eingegebenen Typenschilddaten berechnet. Zusätzlich werden die Parameter der Regelungen voreingestellt ENDE A&D SD Seite 5/6

6 Plausibilitätsprüfung 4 Plausibilitätsprüfung Mit den folgenden Formeln kann eine Einordnung der ESB-Daten erfolgen. EMK Motornennstrom P0305= [A] Nennmagnetisierungsstrom r0331= [A] Hauptreaktanz r0382= % Normierter Magnetisierungsstrom I 0 =r0331*100/p0305= % Normierte EMK EMK=r0382*I 0 /100= % Die Normierte EMK sollte bei Motoren kleinerer Leistung bis 120kW bei % liegen. Bei Motoren größerer Leistung >120kW bewegt sich der Wert in Richtung 95%. Läuferwiderstand Läuferwiderstand r0374= % Läufernennwiderstand r0376= % Vergleichswert A=r0374*100/r0376= % Dieser Wert A sollte für kalte Motoren typisch zwischen % und für warme Motoren zwischen % liegen. Gesamtstreureaktanz Normierte Gesamtstreureaktanz r0377= % Typische Werte liegen für Asynchronmotoren zwischen %. A&D SD Seite 6/6

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