Maschinenprüfsystem 0,3 bestehend aus Steuergerät (a) USB 01 Antriebs- und Bremseinheit (b) [D & B (Drive and Brake) Unit] USB 02

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1 47/07-W00-Wei Gebrauchsanweisung USB Maschinenprüfsystem 0,3 bestehend aus Steuergerät (a) USB 01 Antriebs- und Bremseinheit (b) [D & B (Drive and Brake) Unit] USB USB 01 1 Anwendungsgebiete Das Steuergerät USB 01 (a) wird zusammen mit der Antriebs- und Bremseinheit (D & B Unit) USB 02 (b) als Prüfsystem im Elektromaschinenlabor eingesetzt. Die Antriebs- und Bremseinheit ist eine pendelnd gelagerte Drehstrom-Asynchronmaschine mit Käfigläufer und integrierter Drehmomenterfassung zum Anschluss an das Steuergerät. Die spezielle Maschine verfügt über ausreichend Leistungs- und Drehmomentreserven, um alle Maschinen des Elektro-Maschinen-Systems 0,3 kw im Motor- und Generatorbetrieb zu betreiben. Die Drehmomentmessung erfolgt über Dehnungs-Messstreifen auf einem langzeitstabilen, hochelastischen Edelstahl-Biegebalken und eine integrierte Elektronik. Der Überlastungsschutz wird durch eine Thermoschalterüberwachung gewährleistet. Der Anschluss erfolgt über ein 7- poliges Kabel und ein 25-poliges Datenkabel (beide im Lieferumfang enthalten). Das Steuergerät ist ein mikrocontroller-gesteuertes Gerät mit integriertem Frequenzumrichter zur Versorgung und Steuerung der Drehstrom-Pendelmaschine und Anzeige der Messwerte von Drehzahl und Drehmoment. Unterschiedliche Betriebsarten lassen eine manuelle oder automatische Kennlinienaufnahme zu. Außerdem können instabile Betriebspunkte von Maschinen angefahren werden, wie z. B. bei Käfigläufermaschinen kleinere Drehzahlen als die Kippdrehzahl, die dann von digitalen Regelkreisen exakt festgehalten werden. Die Kennlinienaufnahme, auch über mehrere Quadranten, erfolgt punktweise, über XY-Schreiber oder über PC. Technische Daten und weitere Eigenschaften: Netzversorgung 230 V, Hz, 2 kw, über Anschlusskabel mit Schukostecker Digitale Drehzahlregelung: (-5000 min min -1 ) Digitale Drehmomentregelung (±9.99 Nm) Führungsgrößen- und Grenzwertvorgabe über inkrementalen Drehgeber Automatische Hochlauf- und Belastungskennlinien Lastsimulationen: Lastanlauf (M ~ n 2 ), Schweranlauf (M ~ 1/n), frei definierbare Lastcharakteristik M i ~ n i, Schwungmasse Externe Steuerung: -10 V V Umschaltung zwischen Zwei- und Vierquadrantenbetrieb 26 mm hohe Siebensegmentanzeige: Drehzahl: 4-stellig, Drehmoment: 3-stellig Temperaturüberwachung: Prüfling (Device under Test DUT), Antriebs- und Bremseinheit, Steuergerät Vierquadrantenanzeige für die Belastungsart des Prüflings Einstellbare Drehmomentbegrenzung (Überlastungsschutz) und Stoppdrehzahl (für automatische Kennlinienaufnahme) Direktmessung von Spannung und Strom des Prüflings ohne Trennverstärker USB Schnittstelle zur Messwertübertragung und Fernsteuerung

2 Seite 2/7 Rücksetzbare Wiederanlaufsperre nach Fehlerabschaltung Analoge Ausgänge zum Anschluss eines XY- Schreibers oder einer Messwertanzeige Höchster Sicherheitsstandard: Ableitstrom < 5 ma Außerdem verfügt das Gerät über eine Fehlererkennung mittels sechs Fehlercodes sowie über Schutzfunktionen. Folgende Parameter werden ständig überwacht: Generatorbetrieb (ERR 1) Temperatur des Prüflings (ERR 2) Überspannung im Zwischenkreis des Steuergerätes (ERR 3) Temperatur der Antriebsund Bremseinheit D & B Unit (ERR 4) Temperatur des Steuergerätes (ERR 5) Abschaltung des Prüflings über den DUT ENABLE-Ausgang nach Abziehen der Kupplungs- oder Wellenendabdeckung (ERR 6) Darüber hinaus sind zwei Spezialfunktionen verfügbar: Wird die Taste n STOP (a28) zusammen mit der Betätigung des Hauptschalters (a1) gedrückt, erscheint in den beiden Anzeigen (a29) und (a30) die Software-Version. Die externe Versorgungsspannung und der Prüfling müssen an den Anschlussfeldern (a10) und (a11) korrekt angeschlossen werden; siehe die dortigen Hinweise! 2 Sicherheitshinweise Das Das Gerät ist nach Schutzklasse 1 aufgebaut und entspricht den Sicherheitsbestimmungen nach VDE Bei bestimmungsgemäßer Verwendung des Gerätes kann die Sicherheit des Bedienenden und des Gerätes gewährleistet werden. Die Sicherheit ist jedoch nicht garantiert, wenn das Gerät unsachgemäß bedient oder unachtsam behandelt wird. Es ist deshalb unerläßlich, vor dem Einsatz des Steuergerätes an der Antriebs- und Bremseinheit diese Gebrauchsanleitung sorgfältig und vollständig zu lesen und sie in allen Punkten zu befolgen. Das Gerät darf nur von Personen bedient werden, die in der Lage sind Berührungsgefahren zu erkennen und Sicherheitsvorkehrungen zu treffen. Arbeiten Sie generell mit Sicherheits-Experimentierkabeln, um jegliche Berührungsgefahr von berührungsgefährlicher Spannung auszuschließen. Führen Sie Eingriffe in den Versuchsaufbau nur spannungs- und stromlos durch. Schalten Sie hierzu das Dreiphasennetz und das Steuergerät am Netzschalter (a1) aus. Betreiben Sie die Antriebs- und Bremseinheit vor dem Ausschalten im Leerlauf! Drücken Sie hierzu M = 0. Verwenden Sie zum Schutz vor rotierenden Teilen Kupplungs- und Wellenendabdeckungen. Ein Öffnen des Gerätes ist normalerweise nicht nötig. Sollte dies trotzdem einmal erforderlich werden, darf dies nur durch einen Fachmann und nur bei gezogenem Netzstecker und bei abgezogenen Anschlußleitungen erfolgen. Schließen Sie an die CONTROL IN-Buchsen nur Schutzkleinspannung an. Schließen Sie an die Ausgänge niemals externe Spannungsquellen an. Warnung: Dieses Betriebsmittel der Klasse A, Gruppe 1 im Sinne der Norm EN55011 kann im Wohnbereich Funkstörungen verursachen; in diesem Fall kann vom Betreiber verlangt werden, angemessene Maßnahmen durchzuführen und dafür aufzukommen. Bei einem Betrieb im Fachraum einer allgemein- oder berufsbildenden Schule oder anderen Ausbildungsstätten ist jedoch davon auszugehen, dass in der Regel keine Funkstörungen im Wohnbereich auftreten, solange ein Schutzabstand von mindestens 30 m gegeben ist und das Betriebsmittel nur kurzzeitig betrieben wird. LD DIDACTIC GMBH. Leyboldstrasse 1. D Hürth. Telefon (02233) Fax (02233) info@ld-didactic.de by LD Didactic GmbH Printed in the Federal Republic of Germany Technical alterations reserved

3 Seite 3/7 3 Gerätebeschreibungen 3(a) Steuergerät a4 Der Taster M = 0 dient zum Unterbrechen beliebiger Betriebszustände. Gleichzeitig steht in der Drehmomentanzeige O F F. Die Antriebs- und Bremseinheit entwickelt kein Drehmoment mehr, bleibt stehen oder wird vom Prüfling auf dessen Leerlaufdrehzahl gebracht. Eine Betätigung des Tasters M = 0 bewirkt also zu jeder Zeit eine Entlastung des Maschinensatzes. Durch erneutes Drücken des Tasters M=0 wird das Steuergerät und somit der eingebaute Frequenzumrichter wieder aktiviert. a5 Betriebsartenumschalter (MODE) Bei jeder Betätigung wird zyklisch auf die nächste Betriebsart umgeschaltet. Die aktuelle Betriebsart wird durch eine der Leuchtdioden für die Betriebsarten (a6) angezeigt. a6 Betriebsarten: Bei jeder Tastenbetätigung wird zyklisch auf die nächste Betriebsart weiter geschaltet: + / a6.1 Belastungskennlinie Die Drehzahl, die über den Inkrementaldrehgeber (a21) oder den externen Eingang CONTROL IN (a13) vorgegeben ist, wird konstant gehalten. Die Belastung des Prüflings ergibt sich aus dessen Drehzahl / Drehmoment-Charakteristik. Die Kennlinienaufnahme wird durch Betätigung des START-Tasters (a3) gestartet. a1 Hauptschalter USB 01 Ein- / Ausschalter für die Steuerelektronik und die Versorgungsspannungen der Antriebs- und Bremseinheit. a2 2- oder 4-Quadranten-Betrieb (ONLY MOTOR OPERATION) Leuchtet diese LED, schaltet das Steuergerät bei Betrieb des Prüflings im 2. oder 4. Quadranten (Generatorbetrieb) automatisch ab. Dies ist eine Funktion zum Schutz nicht rückspeisungsfester Energiequellen, falls der Prüfling mit einer solchen Quelle versorgt wird. Nach dem Einschalten des Gerätes am Netzschalter (a1) leuchtet diese LED (nur 2-Quadranten-Betrieb möglich). Wird das Gerät mit gedrücktem START-Taster (a3) (direkt unter der LED) eingeschaltet, leuchtet die LED nicht (4-Quadranten- Betrieb möglich). a3 Taster zum START der automatischen Kennlinienaufnahme Ist die Betriebsart Belastungskennlinie (a6.1) oder Hochlaufkennlinie (a6.2) aktiv, kann durch Drücken des Tasters die automatische Kennlinienaufnahme gestartet werden. Bei der Belastungskennlinie wird der Drehzahlbereich, angefangen vom aktuellen Drehzahlwert bis zum Erreichen der Stoppdrehzahl automatisch durchfahren. Bei der Hochlaufkennlinie wird der Maschinensatz schnell auf die Stoppdrehzahl abgebremst, um dann wieder auf die beim Start gültige Drehzahl hochzufahren. Vor dem Start der Kennlinienaufnahme kann die aktuelle Drehzahl mit dem Inkrementaldrehgeber (a21) geändert werden. Am Ende der Kennlinenaufnahme wird der Maschinensatz entlastet und die Stoppdrehzahl blinkt für ca. 5 Sekunden. a6.2 Hochlaufkennlinie Die Drehzahl, die über den Inkrementaldrehgeber (a21) oder den externen Eingang CONTROL IN (a13) vorgegeben ist, wird konstant gehalten. Die Belastung des Prüflings ergibt sich aus dessen Drehzahl / Drehmoment-Charakteristik. Die Kennlinienaufnahme wird durch Betätigung des START-Tasters (a3) gestartet. a6.3 Drehmomentregelung (TORQUE CONTROL) Das Drehmoment, das über den Inkrementaldrehgeber (a21) oder den externen Eingang CONTROL IN (a13) vorgegeben ist, wird konstant gehalten. Der Prüfling arbeitet unter konstanter Belastung. a6.4 Lastsimulation M ~ k n 2 Die Antriebs- und Bremseinheit simuliert einen Lastanlauf mit M ~ n 2 (z. B. einen Lüfter, mit dem Faktor k = 1). a6.5 Lastsimulation M ~ k / n Die Antriebs- und Bremseinheit simuliert einen Schweranlauf mit M ~ 1 / n (z. B. das Lastverhalten eines Wickelantriebs, mit dem Faktor k = 1). a6.6 Lastsimulation M i ~ n i Die Antriebs- und Bremseinheit simuliert ein benutzerdefiniertes Lastverhalten M i ~ n i (z. B. Leeranlauf mit M ~ n oder Vollastanlauf mit M = konstant). a6.7 Lastsimulation Schwungmasse (FLYWHEEL) Die Antriebs- und Bremseinheit simuliert das Lastverhalten einer Schwungmasse. a7 Anzeige der Fehlermeldung ERROR Eine mehrfarbige Leuchtdiode signalisiert folgende Betriebszustände:

4 Seite 4/7 aus: grün: rot: normaler Betrieb Fehler ist behoben und muss quittiert werden Ein Fehler ist aufgetreten und wird als ERR n angezeigt (n von 1 bis 6, siehe hierzu den Frontplattenaufdruck unterhalb der Anzeige (a29)) Die Fehlermeldung wird durch Drücken der RESET-Taste (a8) quittiert. a8 Fehlerquittierung RESET Steht eine Fehlermeldung in der Anzeige oder erfolgte eine Abschaltung wegen der Überschreitung des Drehmomentlimits, kann mit diesem Taster der eingebaute Frequenzumrichter eingeschaltet werden. Dies ist jedoch nur möglich, wenn der entsprechende Fehler beseitigt ist. Dies wäre bei einer Übertemperaturabschaltung die Abkühlung der entsprechenden Komponente (LED leuchtet grün). a9 Vierquadranten-Anzeige Anzeige der momentanen Belastungsart des Prüflings: Quadrant Belastungsart Drehrichtung 1. Quadrant Motorbetrieb rechts 2. Quadrant Generatorbetrieb links 3. Quadrant Motorbetrieb links 4. Quadrant Generatorbetrieb rechts a10 L1 IN, L2 IN, L3 IN bzw. ( )-Pol bzw. N (Neutralleiter) Eingangsbuchsen der integrierten Messelektronik für den Anschluss einer externen Versorgungsspannung des Prüflings: Messbereich für Spannungen: V AC/DC Ströme: 0 10 A AC/DC Frequenzen: Hz. a11 L1 OUT, L2 OUT, L3 OUT Ausgangsbuchsen für den Anschluss verschiedener Maschinen-Prüflinge (DC, AC, 3~). Bild 3.2: Anschluss des Universalmotors als AC-Maschine an die Buchsen a10 und a11 a12 INTERN / EXTERN-Umschalter INTERN: EXTERN: Führungsgröße wird je nach Betriebsart für Drehzahl bzw. Drehmoment über den Inkrementaldrehgeber (a21) vorgegeben. Führungsgröße wird je nach Betriebsart für Drehzahl bzw. Drehmoment über den externen Eingang CONTROL IN (a13) vorgegeben. a13 Externer Steuereingang CONTROL IN Dieser Eingang ist aktiv, wenn der INTERN / EXTERN- Umschalter (a12) auf EXTERN steht. Bei externem Betrieb wird der mit dem MODE-Taster (a5) angewählten Betriebsart der Sollwert über diese Buchsen zugeführt. Dabei gelten in etwa folgende lineare Zusammenhänge: Drehzahlregelung (SPEED CONTROL): ±10 V entspricht ±5000 min -1 Drehmomentregelung (TORQUE CONTROL): ±10 V entspricht ±10 Nm Der Sollwert wird dem angewählten Regler über einen Hochlaufgeber zugeführt. Sprunghafte Sollwertänderungen sind möglich und führen nicht zum Überschwingen des entsprechenden Reglers. a14 Temperaturüberwachung des Prüflings T ERR Dieser Eingang ist mit dem Thermokontakt des Prüflings zu verbinden. Diese Verbindung ist immer herzustellen, da sonst kein Überlastschutz für den Prüfling besteht. Bild 3.1: Anschluss eines Käfigläufermtors in Dreickschaltung an die Buchsen a10 und a11 Handelt es sich beim Prüfling um eine DC- oder einphasige AC-Maschine, so wird dieser wie folgt angeschlossen: Das Buchsenpaar L2 IN und {L3 IN (, N)} mit einem kurzen Sicherheitsexperimentierkabel verbinden; an L1 IN den Pluspol bzw. die Leiterspannung L der externen Versorgungsspannung anschließen; an L2 IN oder {L3 IN (, N)} den Minuspol bzw. den Neutralleiter N der externen Versorgungsspannung anschließen; Den Prüfling mit + oder L an L1 OUT und mit oder N an L2 OUT anschließen, siehe auch (a11) und Bild 3.2! Eine im Steuergerät befindliche Elektronik erkennt hierauf die Art der externen Versorgungsspannung und bewertet die erfassten Messwerte entsprechend! a15 Ausgangsbuchsen der DUT ENABLE-Funktion Potenzialfreie Relaiskontakte in der Verwendung - als Einschalter für den INH-Eingang des Steuergerätes PWM-Kennlinienverfahren, Kat.-Nr ; - als Ausschalter in Verbindung mit Leistungsschaltern, z. B. der Kat.-Nr Während der ersten Sekunden nach dem Lampentest des Steuergerätes mit dem Hauptschalter (a1) wechselt ein Druck der MODE-Taste (a5) die Betriebsarten dut nc (normally closed) und dut no (normally open). Jeder Wechsel ist mit einer Zeitverzögerung versehen. Der zuletzt gewählte Zustand wird gespeichert, die Standardeinstellung des DUT ENABLE- Ausgangs ist dut no. LD DIDACTIC GMBH. Leyboldstrasse 1. D Hürth. Telefon (02233) Fax (02233) info@ld-didactic.de by LD Didactic GmbH Printed in the Federal Republic of Germany Technical alterations reserved

5 Seite 5/7 a16 Anschlussbuchse für die Energieversorgung der Antriebsund Bremseinheit D & B Unit a17 Anschlussbuchse für die Steuerleitung zur Antriebs- und Bremseinheit 25-polige Steckverbindung zum Anschluss des integrierten inkrementalen Tachogenerators, der Drehmoment- Messelektronik und der Sicherheitsschaltkreise innerhalb der Antriebs- und Bremseinheit. a18 Digitaler Drehzahlausgang (TACHO OUT) des in der Antriebs- und Bremseinheit integrierten Tachogenerators zum Anschluss weiterer Steuergeräte. a20 USB Schnittstelle (USB) Diese Schnittstelle ist galvanisch getrennt und liefert die Daten für Drehzahl und Drehmoment des Prüflings an den PC. Wenn die Versorgungsspannung des Prüflings an den Buchsen (a10) und der Prüfling selbst an den Buchsen (a11) angeschlossen sind, wird zusätzlich die Stromaufnahme und die Höhe der Versorgungsspannung der Maschine übertragen. Mit dem Programm CBM10 ist eine komfortable Bedienung des Steuergerätes möglich. a21 Inkrementaldrehgeber zur Änderung des Sollwertes und der Limits (Grenzwerte) Welcher Sollwert geändert wird, hängt von der eingestellten Betriebsart und somit vom eingeschalteten Regelkreis ab. Bei den Betriebsarten Belastungskennlinie (a7.1) und Hochlaufkennlinie (a7.2) wird der Drehzahlsollwert variiert: Stellbereich: min min min -1 Bei der Betriebsart Drehmomentregelung (TORQUE CONTROL) (a7.3) wird der Sollwert für den Drehmomentregelkreis variiert: Stellbereich: -9,99 Nm.. 0 Nm.. +9,99 Nm Bei externem Betrieb (a13) hat der Inkrementaldrehgeber (a21) keine Verstellung eines Sollwertes zur Folge. Steht die Stoppdrehzahl oder das Drehmomentlimit in der Anzeige (durch Drücken von (a28) oder (a27), siehe dort!), kann mit dem Inkrementaldrehgeber (a21) der gerade angezeigte Wert verändert werden. Stellbereich Stoppdrehzahl: 0 min ±5000 min -1 Stellbereich Drehmomentlimit: 0 Nm... ±9,99 Nm Die Betriebsarten Lastsimulationen (a a6.7) lassen nur eine wirksame Einstellung des Drehmomentlimits zu. Bei der Lastsimulation eines Wickelatriebes (M k/n) liegt das maximal einstellbare Drehmomentlimit bei 5 Nm (dieses Drehmonent muss beim Anlauf überwunden werden). a26 Analoger Drehzahl-Messausgang (n [1 V / 1000 min -1 ]) des Maschinensatzes Die Ausgangsspannung ist proportional zur momentanen Drehzahl des Maschinensatzes (1 V entspricht 1000 min -1 ). a27 Taster zur Anzeige des Drehmomentlimits ( M MAX ) Bei jedem Drücken wird zwischen Drehmomentlimit und dem aktuellem Drehmoment umgeschaltet. Steht das Drehmomentlimit in der Anzeige, blinkt die Anzeige. Dieser Wert kann nun mit dem Inkrementaldrehgeber (a21) geändert werden. Blinkt die Anzeige (a29), erfolgte eine Grenzabschaltung (Maschinendrehmoment > eingestelltes Drehmomentlimit) bei dem Wert, der jetzt in der Anzeige steht. Der Prüfling wird entlastet: M = 0. a28 Taster zur Anzeige des Drehzahllimits (n STOP ) Bei jedem Drücken wird zwischen Stoppdrehzahl und der aktuellen Drehzahl umgeschaltet. Steht die Stoppdrehzahl in der Anzeige (a30), so blinkt diese. Dieser Wert kann nun mit dem Inkrementaldrehgeber (a21) geändert werden. a29 Dreistellige 7-Segmentanzeige zur Darstellung des Drehmomentes. a30 Vierstellige 7-Segmentanzeige zur Darstellung der Drehzahl, des Zustandes der DUT ENABLE-Funktion (siehe auch (a15)) und der Fehlermeldungen ERR n. Zum Quittieren der Fehlermeldungen siehe auch (a8)! 3(b) Antrieb- und Bremseinheit a22 Zusätzliche Massebuchsen a23 Analoger Strom-Messausgang (I [1 V / A ]) des Prüflings Die Ausgangsspannung ist proportional zum Stromfluss im Messpfad L1 IN L1 OUT des Prüflings, wenn dieser an das Buchsenfeld (a11) angeschlossen ist (1 V entspricht 1 A). b1 Antriebswelle mit Kupplung Mechanischen Verbindung zwischen Antriebs- und Bremseinheit (D & B Unit) und Prüfling mittels elastischer Kupplungsmanschette a24 Analoger Spannungs-Messausgang (U [1 V / 100 V]) des Prüflings Die Ausgangsspannung ist proportional zur Anschlussspannung des Prüflings, wenn dieser an das Buchsenfeld (a11) angeschlossen ist (1 V entspricht 100 V). a25 Analoger Drehmoment-Messausgang (M [1 V / Nm]) des Maschinensatzes Die Ausgangsspannung ist proportional zum momentanen Drehmoment des Maschinensatzes (1 V entspricht 1 Nm).

6 Seite 6/7 b2 25-poliger Anschluss für das Steuer- und Datenkabel zum Steuergerät (a) b3 7-poliger Anschluss für das Versorgungskabel vom Steuergerät (a) 4 Versuchsaufbau Im folgenden wird die Funktion des Maschinenprüfsystems 0,3 im Zusammenhang mit einer Käfigläufermaschine, Kat.- Nr als Prüfling beschrieben, siehe hierzu auch die Experimentierliteratur T Asynchronmaschinen, Kat.- Nr Es kann jedoch auch jede andere Maschine des 300 W-Maschinenprogramms verwendet werden. Geräteliste: USB Maschinenprüfsystem Einphasen Anschlusseinheit CBM 10 Rechnergestützte Analyse elektrischer Maschinen V Effektivwert-Messgeräte (optional) Leistungsfaktor-Messgerät (optional) Kapazitive Last (optional) Kupplung 0,1 / 0, Kupplungsabdeckung 0,1 / 0, Wellenabdeckung 0,1 / 0, Käfigläufermotor 400 / 690 V, 0,3 kw 5 Inbetriebnahme Beispielhaft soll an dieser Stelle die Aufnahme einer Belastungskennlinie und die Bestimmung der Leistungsschilddaten des Prüflings beschrieben werden. Sollten Sie während der Versuchsdurchführung einmal eine sofortige Abschaltung des gerade eingestellten Betriebszustandes für notwendig erachten, ist dies zu jeder Zeit mit M= 0 möglich. Der Maschinensatz bleibt dann stehen oder er läuft im Leerlauf weiter. Wenn Sie das Gerät ausschalten, muss zuerst M = 0 betätigt werden, damit der Maschinensatz stillsteht oder im Leerlauf dreht. Anschließend kann der Netzschalter des Steuergerätes ausgeschaltet werden. Kuppeln Sie den Prüfling mit der Antriebs- und Bremseinheit, siehe Bild 5.1: Bild 5.1: Anordnung der Geräte zur Kennlinienaufnahme Schalten Sie den Schalter INTERN / EXTERN (a12) auf INTERN. Schalten Sie das Steuergerät mit gedrücktem START-Taster (a3) ein. Für ca. 5 Sekunden leuchten alle LED's und auf den Anzeigen steht Anschließend wird dut no bzw dut nc angezeigt.. Danach zeigt die Anzeige 0 min -1 und OFF Nm. Schalten Sie jetzt die an (a10) angeschlossene Spannungsversorgung für den Prüfling ein. Der Maschinensatz rotiert. In der Anzeige steht die aktuelle Drehzahl, die ca min -1 beträgt. Drücken Sie nun den M = 0 Taster (a4): Die Drehmomentanzeige zeigt etwa 0 Nm an. Wählen Sie jetzt die Betriebsart Belastungskennlinie (a6.1). Stellen Sie die Stoppdrehzahl mit Hilfe des Tasters (a28) und des Inkrementaldrehgebers (a21) auf -300 min -1 ein. Stellen Sie nun die aktuelle Drehzahl auf 1700 min -1 ein. Durch Drücken von START (a3) beginnt das Gerät mit der automatischen Aufnahme der Belastungskennlinie des Drehstromasynchronmotors mit Käfigläufer, d. h. er wird auf die Stoppdrehzahl abgebremst. Nach Beendigung der Kennlinienaufnahme wird der interne Frequenzumrichter ausgeschaltet und für ca. 5 Sekunden die Stoppdrehzahl blinkend angezeigt. Danach wird die Antriebs- und Bremseinheit wieder mit dem Prüfling synchronisiert. Wird die Kennlinie nicht bis zum Ende geschrieben, kann dies folgende Ursachen haben: 1. Es steht eine Fehlermeldung in der Anzeige. (siehe unter 3 Gerätebeschreibung) Nach Beseitigung des Fehlers bzw. Abkühlung der überhitzten Komponente ist das Gerät nach Drücken des RESET-Tasters (a8) wieder zur Kennlinienaufnahme bereit. Liegt eine Überhitzung des Prüflings vor, sollte dieser nicht ausgeschaltet werden, sondern im Leerlauf weiterlaufen. Der Lüfter sorgt dann für eine schnellere Abkühlung der Maschine. 2. Das Drehmomentlimit wurde überschritten. Durch Blinken von M MAX wird dies angezeigt. Zur Abschaltung kommt es, wenn der aktuelle Drehmomentwert den Wert des Drehmomentlimits überschreitet. Der aktuelle Grenzwert, der die Abschaltung verursachte, steht für ca. 5 Sekunden blinkend in der Anzeige. Danach werden wieder die aktuellen Messwerte für Drehmoment und Drehzahl angezeigt. Sind die Betriebsarten Belastungskennlinie (a6.1) bzw. Hochlaufkennlinie (a6.2) aktiv, ist immer der Drehzahlregelkreis eingeschaltet. Es besteht die Möglichkeit, den Sollwert für diesen über den Inkrementaldrehgeber (a21) zu variieren. Es kann so jede beliebige Drehzahl eingestellt werden. Die Aufnahme der Belastungskennlinie (a6.1) beginnt immer beim aktuellen Drehzahlsollwert und endet bei der Stoppdrehzahl. Danach wird der Maschinensatz entlastet und läuft im Leerlauf weiter. Für die Aufnahme der Hochlaufkennlinie (a6.2) wird der Maschinensatz immer auf die Stoppdrehzahl abgebremst. Anschließend beschleunigt er dann bis zu dem Drehzahlwert, der vor dem Start in der Anzeige stand. Dadurch ist auch eine Aufnahme der Kennlinie im Generatorbetrieb des Prüflings möglich. Hierzu wird der Prüfling manuell bis zum gewünschten Generatorbetriebspunkt gefahren und dann die automatische Kennlinienaufnahme gestartet. ACHTUNG: Wenn der Prüfling in den Generatorbetrieb gefahren wird, muss dessen Energieversorgung rückspeisungsfest sein. Die meisten Gleichspannungsquellen LD DIDACTIC GMBH. Leyboldstrasse 1. D Hürth. Telefon (02233) Fax (02233) info@ld-didactic.de by LD Didactic GmbH Printed in the Federal Republic of Germany Technical alterations reserved

7 Seite 7/7 sind nicht rückspeisungsfest! Der Prüfling darf dann auf keinen Fall in den Generatorbetrieb gefahren werden! Zum Schutz der Energiequelle des Prüflings kann das Steuergerät auf 2-Quadranten-Betrieb umgeschaltet werden (a2). Diese Betriebsart ist voreingestellt und nach jedem Einschalten aktiv. Es meldet sich dann mit ERR 1, wenn der Prüfling in den Generatorbetrieb übergeht. Bestimmung der Leistungsschilddaten: Die Daten auf dem Leistungsschild der Drehstrom- Asynchronmaschine mit Käfigläufer sind für motorischen Nennbetrieb gültig. Motorischer Nennbetrieb ist erreicht, wenn die Maschine ihr Nennmoment an der Welle abgibt, d. h. die Antriebs- und Bremseinheit muss den Motor mit Nennmoment belasten: Class 0.3 / Y 400 / 690 V 1.00 / 0.58 A 0.27 kw S 1 cos φ rpm 50 Hz I.Kl. B IP 54 Leistungsschilddaten des Asynchronmotors mit Käfigläuferrotor Das Nennmoment errechnet sich aus den Leistungsschilddaten wie folgt: M N = P / ω = P * 60 / (2 * π * n) = 270 W * 60 / (2 * π * 1350 rpm) = 1.91 Nm Schalten Sie mit Hilfe des MODE-Tasters (a5) die Betriebsart Drehmomentregelung TORQUE CONTROL (a6.3) ein. Geben Sie nun mit Hilfe des Inkrementaldrehgeber (a21) das errechnete Drehmoment vor. Ist der richtige Betriebspunkt eingestellt, können Nennstrom, Nennleistungsfaktor und Nenndrehzahl für diese Maschine bestimmt werden. Wird zusätzlich die elektrische Leistung gemessen, kann der Maschinenwirkungsgrad berechnet werden: n = 1350 min -1, I = 0.93 A, cos φ = 0.63, P el = W η = P mech / P el = 270 W / 406 W = 0.67 = 67 % Anhand der durchgeführten Versuche sollten die Arbeitsweise und die Möglichkeiten des Maschinenprüfsystems 0,3 gezeigt werden. Mit den hier gezeigten exemplarischen Versuchen können durch analoge Vorgehensweise beliebige andere Prüflinge der 0,3 kw-maschinenreihe untersucht werden. Entsprechende Versuchsdurchführungen befinden sich in den Versuchshandbüchern der jeweiligen Maschinenreihen. Die Lastsimulationen Lüfter-, Hub- oder Wickelantrieb ermöglichen Untersuchungen des stabilen Arbeitspunktes, der Anlaufprobleme und einer möglichen Frequenzumrichterparametrierung. 6 Übersicht der Prüflinge In der folgenden Tabelle sind empfohlene Werte für n STOP und M MAX für verschiedene Prüflinge angegeben: Maschinentyp M MAX / Nm n STOP / min Spaltpolmotor 9, Verbundmaschine 3 > Nebenschlussmaschine 3 > Reihenschlussmaschine 6 > Universalmotor 3 > Hilfsphasenmotor R Kondensatormotor R Käfigläufermotor 230/400V Käfigläufermotor 400/ Käfigläufermotor D Käfigläufer GW Multifunktionsmaschine Synchronmaschine VP Reluktanzmotor - - Bild 5.2: Rechnergestützte Erfassung der normierten Belastungskennlinien des Käfigläufermotors in Dreieckschaltung Die Einstellung des Drehmomentlimits erfolgt über den Drucktaster (a27). Diese Grenzen werden zum Schutz der Prüflinge gegen Überlastung entsprechend der obigen Tabelle eingestellt. Die Einstellung sollte vor der Inbetriebnahme des Prüflings geschehen. Abweichungen von den auf dem Leistungsschild angegebenen Werten sind auf Fertigungstoleranzen der Maschine sowie auf die Betriebstemperatur zurückzuführen. Die zulässigen Toleranzen sind in der IEC-Norm aufgeführt. Auf die gleiche Art wie die Überprüfung der Leistungsschilddaten erfolgte, können Belastungskennlinien punktweise aufgenommen werden. Es können beliebige Drehmomentwerte vorgegeben werden und zu jedem Wert die entsprechenden Betriebswerte wie Drehzahl, Strom, elektrische Leistung, Leistungsfaktor und Wirkungsgrad bestimmt werden.