MICROMASTER 440 Χωρίς φίλτρο 6SE6440-2UD24-0BA1 6SE6 440-2UD24-0BA1 6SE644O-2UD24-OBA1

Siemens 6SE6440-2UD24-0BA1 | MICROMASTER 440 — 4 kW / 5 hp, 3AC 380–480V, 10.2A Έξοδος, IP20, Πλαίσιο FSB, Έλεγχος V/Hz και Sensorless Vector

Επισκόπηση

Το Siemens 6SE6440-2UD24-0BA1 είναι η παραλλαγή σταθερής ροπής 4 kW του MICROMASTER 440 στο Μέγεθος Πλαισίου B — η συμπαγής είσοδος της μηχανικής μορφής FSB που τοποθετεί το πλήρες σύνολο χαρακτηριστικών αυτού του οδηγού σε ένα περίβλημα διαστάσεων μόλις 202mm ύψος, 149mm πλάτος και 172mm βάθος.

Στα 3,3 kg και χωρώντας άνετα σε μια τυπική υποδοχή πάνελ DIN, προσφέρει την πλήρη δυνατότητα του MM440 — έξι προγραμματιζόμενες ψηφιακές εισόδους, αμφίδρομη αναλογική I/O, έλεγχο sensorless vector, ολοκληρωμένη προστασία κινητήρα και επικοινωνία RS-485 — στην κατηγορία κινητήρων 4 kW που εμφανίζεται σε ελαφρά βιομηχανικά μηχανήματα, εξοπλισμό διεργασιών και συστήματα HVAC.

Αυτό που προσέφερε το MM440 κατά την κυκλοφορία του — και αυτό που το καθιστά ακόμα σχετικό στη συντήρηση εγκατεστημένης βάσης — ήταν ένα ουσιαστικό βήμα προς τα εμπρός στην ποιότητα ελέγχου σε σχέση με απλούστερους οδηγούς της κατηγορίας του.

Η λειτουργία sensorless vector επέτρεψε στους κινητήρες 4 kW να αναπτύσσουν πλήρη ροπή σε πολύ χαμηλές ταχύτητες και να ανταποκρίνονται γρήγορα στις μεταβολές φορτίου, χωρίς τον κωδικοποιητή άξονα που θα απαιτούσε ένας πραγματικός οδηγός vector κλειστού βρόχου.

Για μεταφορικούς ιμάντες που ξεκινούν υπό φορτίο, μικρούς συμπιεστές και οδηγούς αναδευτήρων όπου το προφίλ ροπής φορτίου ποικίλλει σημαντικά, αυτό σήμαινε καλύτερη διατήρηση της ταχύτητας και πιο αξιόπιστες εκκινήσεις από ό,τι θα μπορούσε να προσφέρει μόνο ο έλεγχος V/Hz.

Το πλαίσιο FSB τοποθετεί αυτόν τον οδηγό ακριβώς κάτω από το πλαίσιο FSC (που χρησιμοποιείται για παραλλαγές 5,5–11 kW στη σειρά MM440).

Και τα δύο μοιράζονται την ίδια μορφή βάθους και πλάτους, επιτρέποντας σε πολλαπλούς οδηγούς διαφορετικών ονομαστικών τιμών να τοποθετούνται δίπλα-δίπλα σε μια τυπική ράγα πάνελ με συνεπή προφίλ κοπής πάνελ — μια πρακτική λεπτομέρεια που απλοποιεί τη διάταξη του πάνελ όταν απαιτούνται πολλαπλά μεγέθη οδηγών για διαφορετικούς κινητήρες στην ίδια μηχανή.

Η ονομασία -2UD24- στον αριθμό εξαρτήματος προσδιορίζει αυτό ως την μη φιλτραρισμένη παραλλαγή (χωρίς ενσωματωμένο φίλτρο EMC) στα 4 kW, 380–480V.

Οι εγκαταστάσεις που απαιτούν συμμόρφωση με τις εκπεμπόμενες εκπομπές στο σημείο εγκατάστασης προσθέτουν ένα εξωτερικό φίλτρο γραμμής προσαρμοσμένο στο ρεύμα εισόδου του οδηγού.

Βασικές Προδιαγραφές

Διαμόρφωση I/O και Ενσωμάτωση Μηχανής

Η σύνθεση I/O του MM440 σε αυτήν την ισχύ είναι ίδια με τις μεγαλύτερες παραλλαγές MM440 — μια σκόπιμη σχεδιαστική επιλογή της Siemens που απέφυγε μια υποβαθμισμένη αρχιτεκτονική I/O για μικρότερους οδηγούς.

Έξι απομονωμένες ψηφιακές εισόδους, δύο αναλογικές είσοδοι (τάση ή ρεύμα, εναλλασσόμενες με DIP), δύο αναλογικές έξοδοι (0–20mA) και τρεις εξόδους ρελέ παρέχουν στον σχεδιαστή του πάνελ την ίδια ευελιξία καλωδίωσης στα 4 kW που έχουν στα 11 kW.

Σε μια τυπική εγκατάσταση μηχανής, οι ψηφιακές είσοδοι χειρίζονται: εντολή έναρξης/διακοπής (DI1), κατεύθυνση λειτουργίας (DI2), λειτουργία JOG (DI3), εξωτερική είσοδο σφάλματος (DI4), εναλλαγή πηγής σημείου ρύθμισης (DI5) και επιλογή σταθερής συχνότητας (DI6).

Αυτές οι προεπιλεγμένες αναθέσεις είναι όλες παραμετροποιήσιμες — οποιαδήποτε είσοδος μπορεί να επανανατεθεί μέσω της λίστας παραμέτρων για να ταιριάζει στη λογική ελέγχου της συγκεκριμένης μηχανής χωρίς να απαιτείται εξωτερικό ρελέ ή λογική καλωδίωσης.

Οι δύο αναλογικές είσοδοι παρέχουν εντολές σημείου ρύθμισης από το PLC της μηχανής (μεταβλητή διεργασίας ή αναφορά ταχύτητας στο AI1) και σήματα ανάδρασης ή ρύθμισης (AI2), ενώ οι δύο αναλογικές έξοδοι παρέχουν σήματα πραγματικής ταχύτητας και ρεύματος εξόδου πίσω στο σύστημα εποπτείας για παρακολούθηση ή κλείσιμο βρόχου ελέγχου διεργασίας.

Τρεις έξοδοι ρελέ χειρίζονται ενδείξεις λειτουργίας κινητήρα, σφάλματος και κατάστασης "στο σημείο ρύθμισης" στις ψηφιακές εισόδους του PLC.

Λειτουργίες Προστασίας — Ασφάλεια Κινητήρα και Οδηγού

Το MM440 ενσωματώνει μια πολυεπίπεδη αρχιτεκτονική προστασίας που μειώνει τα εξωτερικά εξαρτήματα προστασίας ρελέ που απαιτούνται στον πίνακα.

Στο επίπεδο του κινητήρα, η διεπαφή PTC/KTY επιτρέπει την άμεση σύνδεση του θερμικού αισθητήρα του κινητήρα, παρέχοντας στον οδηγό δεδομένα θερμοκρασίας περιέλιξης κινητήρα σε πραγματικό χρόνο για προειδοποίηση υπερθέρμανσης και διακοπή πριν συμβεί ζημιά στη μόνωση.

Η ηλεκτρονική θερμική υπερφόρτωση (λειτουργία I²t) παρακολουθεί την αναλογία του πραγματικού ρεύματος εξόδου προς το ονομαστικό ρεύμα του κινητήρα, συσσωρεύοντας ένα θερμικό μοντέλο που προσεγγίζει το διμεταλλικό ρελέ του κινητήρα. Όταν το συσσωρευμένο θερμικό φορτίο υπερβαίνει το ρυθμιζόμενο όριο, ο οδηγός προειδοποιεί και στη συνέχεια διακόπτει τη λειτουργία.

Αυτή η λειτουργία προσαρμόζεται αυτόματα στη μειωμένη ροή ψύξης σε χαμηλές ταχύτητες λειτουργίας — μια συνθήκη όπου τα σταθερά ρελέ υπερέντασης δεν μπορούν να παρέχουν επαρκή προστασία επειδή η θερμική χωρητικότητα του κινητήρα μειώνεται από τη χαμηλότερη ροή ψύξης από έναν ανεμιστήρα συνδεδεμένο στον άξονα.

Στην πλευρά της ηλεκτρονικής ισχύος, ο οδηγός προστατεύεται από βραχυκυκλώματα (φάση-προς-φάση και φάση-προς-έδαφος εξόδου), υπέρταση DC bus (από αναγεννητική ενέργεια κατά την επιβράδυνση), υπόταση (από πτώσεις τάσης τροφοδοσίας) και υπερθέρμανση IGBT.

Η προστασία υπερθέρμανσης ανταποκρίνεται στον αισθητήρα θερμοκρασίας της ψύκτρας του οδηγού και εκκινεί ελεγχόμενη διακοπή πριν συμβεί θερμική ζημιά στο στάδιο ισχύος εξόδου.

Συχνές Ερωτήσεις

Ε1: Η ισχύς ροπής σε τετράγωνο και η ισχύς σταθερής ροπής αναφέρονται και οι δύο ως 4 kW. Τι σημαίνει αυτό για εφαρμογές αντλιών και ανεμιστήρων;

Για τα περισσότερα μοντέλα MM440, η ονομαστική τιμή μεταβλητής ροπής (LO) επιτρέπει την οδήγηση ενός μεγαλύτερου κινητήρα από την ονομαστική τιμή σταθερής ροπής (HO) — για παράδειγμα, 5,5 kW σε LO έναντι 4 kW σε HO για το επόμενο μέγεθος.

Το 6SE6440-2UD24-0BA1 αποτελεί εξαίρεση: και οι δύο ονομαστικές τιμές είναι 4 kW, πράγμα που σημαίνει ότι αυτό το πλαίσιο δεν προσφέρει μεγαλύτερο κινητήρα σε λειτουργία μεταβλητής ροπής.

Η ονομαστική τιμή κινητήρα 4 kW ισχύει ανεξάρτητα από το αν το φορτίο είναι σταθερής ροπής ή ανεμιστήρα/αντλίας. Για εφαρμογές που απαιτούν κινητήρα αντλίας 5,5 kW, πρέπει να καθοριστεί το επόμενο μοντέλο (6SE6440-2UD25-5CA1).

Ε2: Ο οδηγός παρέχεται χωρίς πίνακα χειριστή. Μπορούν οι παράμετροι να ρυθμιστούν χωρίς BOP ή AOP;

Το σύνολο παραμέτρων του οδηγού μπορεί να προσπελαστεί μέσω της σειριακής διεπαφής RS-485 χρησιμοποιώντας το λογισμικό PC STARTER ή DriveMonitor της SIEMENS — δεν απαιτείται φυσικός πίνακας χειριστή για την έναρξη λειτουργίας σε εγκαταστάσεις όπου είναι διαθέσιμη σύνδεση φορητού υπολογιστή στον οδηγό.

Για πρόσβαση στο πεδίο χωρίς PC, το BOP (Basic Operator Panel, 6SE6400-0BP00-0AA0) ή το AOP (Advanced Operator Panel) μπορεί να συνδεθεί στο μπροστινό μέρος του οδηγού ανά πάσα στιγμή. Το BOP επιτρέπει την πλοήγηση παραμέτρων και την αλλαγή τιμών μέσω της διεπαφής κουμπιών και της οθόνης LED 5 ψηφίων.

Το AOP παρέχει οθόνη μενού σε απλό κείμενο και μπορεί να αποθηκεύσει έως και δέκα πλήρη σύνολα παραμέτρων για λήψη σε οδηγούς αντικατάστασης.

Ε3: Μπορεί ο οδηγός MM440 να λειτουργήσει σε έλεγχο ταχύτητας κλειστού βρόχου με κωδικοποιητή άξονα, ή περιορίζεται σε λειτουργία χωρίς αισθητήρα;

Ο βασικός οδηγός MM440 (χωρίς προαιρετική πλακέτα κωδικοποιητή) περιορίζεται στον έλεγχο sensorless vector και στον έλεγχο V/Hz.

Ο έλεγχος ταχύτητας κλειστού βρόχου με κωδικοποιητή άξονα (πραγματικός έλεγχος vector) απαιτεί την εγκατάσταση της προαιρετικής πλακέτας κωδικοποιητή CB15 στη θύρα επιλογών του οδηγού. 

Η πλακέτα κωδικοποιητή δέχεται σήματα κωδικοποιητή TTL/RS422 και παρέχει την ανάδραση ταχύτητας για τον ελεγκτή ταχύτητας κλειστού βρόχου.

Οι περισσότερες εφαρμογές σε αυτό το επίπεδο ισχύος χρησιμοποιούν έλεγχο sensorless vector, ο οποίος παρέχει επαρκή ρύθμιση ταχύτητας χωρίς κωδικοποιητή άξονα — τυπικά ±0,5% ρύθμιση ταχύτητας υπό μεταβαλλόμενο φορτίο, επαρκής για τις περισσότερες εφαρμογές μεταφορικών ιμάντων, αντλιών και αναδευτήρων.

Ε4: Ποια είναι η ελάχιστη απόσταση εγκατάστασης που απαιτείται πάνω και κάτω από τον οδηγό για επαρκή ψύξη;

Το πλαίσιο MM440 FSB χρησιμοποιεί μια διαδρομή ψύξης με μεταγωγή και εξαναγκασμένο αέρα που διατρέχει κάθετα τον οδηγό.

Απαιτείται ελάχιστη απόσταση 100mm (περίπου 4 ίντσες) πάνω και κάτω από τον οδηγό για επαρκή ροή αέρα.

Η ανεπαρκής απόσταση προκαλεί την αύξηση της θερμοκρασίας της ψύκτρας του οδηγού πάνω από το σημείο λειτουργίας σχεδιασμού, το οποίο η παρακολούθηση υπερθέρμανσης του οδηγού ανιχνεύει και ανταποκρίνεται με μείωση της εξόδου ρεύματος ή διακοπή. 

Σε στενά πάνελ όπου δεν είναι δυνατή η απόσταση 100mm, ο οδηγός πρέπει να έχει ονομαστική τιμή για τις συνθήκες μείωσης που τεκμηριώνονται στις οδηγίες λειτουργίας του MM440.

Ε5: Η συχνότητα εξόδου του οδηγού φτάνει τα 650 Hz. Είναι αυτό χρήσιμο και ποιες εφαρμογές το απαιτούν;

Η μέγιστη συχνότητα εξόδου 650 Hz είναι σχετική για εφαρμογές κινητήρων υψηλής ταχύτητας — οδηγούς ατράκτου που λειτουργούν κινητήρες 2 πόλων σε ταχύτητες πάνω από την τυπική βασική ταχύτητα 50/60 Hz, εξειδικευμένους οδηγούς φυγοκέντρων, ορισμένα μηχανήματα κλωστοϋφαντουργίας και εφαρμογές πάγκων δοκιμών.

Για τους περισσότερους τυπικούς βιομηχανικούς κινητήρες 4 πόλων που λειτουργούν έως την ονομαστική τους ταχύτητα (τυπικά 1450–1480 σ.α.λ. στα 50 Hz), το εύρος εξόδου 50 Hz είναι το κανονικό εύρος εργασίας.

Η δυνατότητα 650 Hz είναι διαθέσιμη αλλά απαιτεί κατάλληλη επιλογή κινητήρα — οι τυπικοί βιομηχανικοί κινητήρες επαγωγής δεν είναι σχεδιασμένοι για λειτουργία πάνω από την ονομαστική τους συχνότητα χωρίς μείωση και προσεκτική εξέταση της λίπανσης των ρουλεμάν, της μηχανικής αντήχησης και της κλάσης μόνωσης.