MICROMASTER 440 Χωρίς ΦΙΛΤΡΟ 6SE6440-2UD31-1CA1 6SE6 440-2UD31-1CA1 6SE644O-2UD31-1CA1

Siemens 6SE6440-2UD31-1CA1 | MICROMASTER 440 — 11 kW / 15 hp, 3AC 380–480V, 26A (CT) / 32A (VT), IP20, Χωρίς Φίλτρο, Έλεγχος V/Hz και Vector

Επισκόπηση

Το Siemens 6SE6440-2UD31-1CA1 είναι η παραλλαγή σταθερής ροπής 11 kW του MICROMASTER 440 — του κορυφαίου γενικής χρήσης μεταβλητής συχνότητας της Siemens από μια γενιά προϊόντων που καθιερώθηκε σε παγκόσμιες βιομηχανικές εγκαταστάσεις κατά τη διάρκεια των δεκαετιών του 2000 και 2010.

Το MM440 αντιπροσώπευε την πιο ικανή προσφορά της Siemens στον τομέα των συμπαγών οδηγών: ευρύτερο από το MM420 στις δυνατότητες ελέγχου του (προσθέτοντας έλεγχο vector χωρίς αισθητήρα στο V/Hz), και πιο ευέλικτο από το MM430 (το οποίο βελτιστοποιήθηκε για εφαρμογές ανεμιστήρων και αντλιών και δεν διέθετε τις υψηλές ονομαστικές τιμές υπερφόρτωσης που απαιτούνται για φορτία σταθερής ροπής).

Η παραλλαγή FSC-frame 11 kW σε αυτόν τον αριθμό εξαρτήματος βρίσκεται άνετα στη μέση της περιοχής ισχύος του MM440, καλύπτοντας τα μεγέθη κινητήρων που βρίσκονται συχνότερα σε συστήματα μεταφοράς, συμπιεστές, φυγοκεντρικές αντλίες, αναδευτήρες και γενικά μηχανήματα εργοστασίων.

Στα 26Α ρεύματος εξόδου σε λειτουργία σταθερής ροπής (υψηλής υπερφόρτωσης) και 32Α σε λειτουργία μεταβλητής ροπής (χαμηλής υπερφόρτωσης), η χωρητικότητα ρεύματος του οδηγού ταιριάζει σωστά με έναν κινητήρα 11 kW σε υπηρεσία HO και έναν κινητήρα 15 kW σε εφαρμογές LO.

Η προδιαγραφή υπερφόρτωσης — 150% για 60 δευτερόλεπτα και 200% για 3 δευτερόλεπτα σε λειτουργία HO — αντικατοπτρίζει την ικανότητα του οδηγού να χειρίζεται τις παροδικές απαιτήσεις ρεύματος εκκινήσεων μεταφορέων υπό φορτίο, εκκινήσεων συμπιεστών και άλλων στιγμιαίων σεναρίων επιτάχυνσης υψηλής αδράνειας χωρίς διακοπή ή μείωση απόδοσης.

Για εφαρμογές αντλιών και ανεμιστήρων όπου η ροπή φορτίου αυξάνεται με το τετράγωνο της ταχύτητας, η ονομαστική τιμή LO επιτρέπει μια πιο οικονομική επιλογή του επόμενου μικρότερου μεγέθους οδηγού σε σύγκριση με την προδιαγραφή για λειτουργία σταθερής ροπής.

Ο οδηγός παρέχεται χωρίς φίλτρο EMC (-2UD- στον αριθμό εξαρτήματος), η οποία είναι η σωστή προδιαγραφή για εγκαταστάσεις όπου παρέχεται εξωτερικό φίλτρο γραμμής στο επίπεδο του πίνακα διανομής, όπου το δίκτυο τροφοδοσίας διαθέτει ήδη φιλτράρισμα, ή όπου το ισχύον πρότυπο EMC δεν απαιτεί φιλτράρισμα εκπομπών αγωγιμότητας στον οδηγό.

Όπου απαιτείται συμμόρφωση EMC στο σημείο εγκατάστασης — συνήθως σε εγκαταστάσεις που υπόκεινται στις απαιτήσεις της Κατηγορίας C2 του EN 61800-3 — είτε προστίθεται ένα εξωτερικό φίλτρο στο καλώδιο τροφοδοσίας, είτε θα πρέπει να προδιαγραφεί η φιλτραρισμένη παραλλαγή (-2AD- πρόθεμα) της ίδιας ονομαστικής τιμής.

Βασικές Προδιαγραφές

Λειτουργίες Ελέγχου — V/Hz και Vector Χωρίς Αισθητήρα

Η αρχιτεκτονική ελέγχου του MM440 υποστηρίζει δύο κύριες λειτουργίες ελέγχου, επιλέξιμες μέσω παραμετροποίησης:

Έλεγχος V/Hz διατηρεί σταθερή αναλογία μεταξύ τάσης εξόδου και συχνότητας εξόδου, προσεγγίζοντας την καμπύλη μαγνήτισης του κινητήρα.

Το γραμμικό V/Hz είναι κατάλληλο για εφαρμογές σταθερής ροπής (μεταφορείς, συμπιεστές) όπου ο κινητήρας πρέπει να αναπτύσσει πλήρη ροπή σε όλο το εύρος ταχύτητας λειτουργίας. 

Το τετραγωνικό V/Hz — που ονομάζεται επίσης V/Hz τετραγωνικού νόμου — μειώνει την τάση σε χαμηλότερες ταχύτητες ανάλογα με το τετράγωνο της συχνότητας, ταιριάζοντας με τα χαρακτηριστικά ροπής-ταχύτητας των φυγοκεντρικών ανεμιστήρων και αντλιών και μειώνοντας τις απώλειες του κινητήρα σε μερικό φορτίο.

Έλεγχος vector χωρίς αισθητήρα (ονομάζεται επίσης έλεγχος ρεύματος ροής ή FCC στη βιβλιογραφία της Siemens) υπολογίζει ένα μοντέλο σε πραγματικό χρόνο της κατάστασης μαγνητικής ροής του κινητήρα και ελέγχει το διάνυσμα ρεύματος εξόδου για να διατηρήσει τη βέλτιστη προσανατολισμό ροής χωρίς κωδικοποιητή άξονα.

Αυτό παρέχει σημαντικά καλύτερη παραγωγή ροπής σε χαμηλή ταχύτητα, ταχύτερη δυναμική απόκριση σε αλλαγές φορτίου και τη δυνατότητα ανάπτυξης μέγιστης ροπής σε ή κοντά σε μηδενική ταχύτητα — δυνατότητες που ο έλεγχος V/Hz δεν μπορεί να ανταγωνιστεί.

Ο έλεγχος vector χωρίς αισθητήρα απαιτεί μια εκτέλεση αναγνώρισης κινητήρα (αυτόματη ρύθμιση) κατά την έναρξη λειτουργίας για να συμπληρώσει το μοντέλο κινητήρα του οδηγού με τις συγκεκριμένες παραμέτρους αντίστασης, αυτεπαγωγής και ολίσθησης του κινητήρα.

Για τις περισσότερες εφαρμογές μεταφορέων, αναδευτήρων και συμπιεστών, ο έλεγχος V/Hz με την κατάλληλη εισαγωγή δεδομένων κινητήρα είναι επαρκής.

Για εφαρμογές που απαιτούν αυστηρή ρύθμιση ταχύτητας σε μεταβαλλόμενα φορτία, καλή ροπή εκκίνησης σε χαμηλή ταχύτητα ή την ταχύτερη δυνατή απόκριση σε διαταραχές φορτίου, ο έλεγχος vector χωρίς αισθητήρα είναι η καλύτερη λειτουργία.

Αρχιτεκτονική I/O και Ευελιξία Εφαρμογής

Η σύνθεση I/O του MM440 είναι σημαντικά πλουσιότερη από απλούστερους οδηγούς της κατηγορίας του. Έξι απομονωμένες ψηφιακές εισόδους, ρυθμιζόμενες μέσω του συνόλου παραμέτρων, ελέγχουν λειτουργίες όπως εκκίνηση/διακοπή, αντιστροφή κατεύθυνσης, επιλογή πηγής σημείου ρύθμισης, επαναφορά σφάλματος, JOG και επιλογή σταθερής συχνότητας.

Σε αντίθεση με οδηγούς όπου οι ψηφιακές είσοδοι έχουν σταθερές εργοστασιακές λειτουργίες και απαιτούν εξωτερική επανακαλωδίωση για την αλλαγή τους, οι ψηφιακές είσοδοι του MM440 είναι πλήρως επαναπροσδιορίσιμες μέσω παραμέτρων — κάθε είσοδος μπορεί να αντιστοιχιστεί σε οποιαδήποτε διαθέσιμη λειτουργία οδηγού από τη λίστα παραμέτρων.

Δύο αναλογικές είσοδοι δέχονται σήματα τάσης (0–10V) ή ρεύματος (0–20mA), με τον τύπο εισόδου να επιλέγεται με διακόπτη DIP αντί να απαιτούνται διαφορετικές παραλλαγές υλικού για διαφορετικούς τύπους σημάτων σημείου ρύθμισης.

Κάθε είσοδος μπορεί εναλλακτικά να χρησιμοποιηθεί ως επιπλέον ψηφιακή είσοδος όταν συνδέεται ένα δυαδικό σήμα — δίνοντας στον οδηγό ουσιαστικά οκτώ ψηφιακές εισόδους όταν τα αναλογικά κανάλια δεν χρειάζονται για αναλογικό σημείο ρύθμισης ή ανάδραση.

Τρεις έξοδοι ρελέ με ονομαστικές τιμές 30V DC / 5A ή 250V AC / 2A σηματοδοτούν συνθήκες κατάστασης του οδηγού — λειτουργία/διακοπή, σφάλμα, στο σημείο ρύθμισης, ή λειτουργίες που ορίζονται από το χρήστη — στο PLC του μηχανήματος ή στα κυκλώματα ρελέ ελέγχου.

Η είσοδος παρακολούθησης θερμοκρασίας κινητήρα PTC/KTY συνδέεται απευθείας στον αισθητήρα θερμικής προστασίας του κινητήρα, επιτρέποντας στον οδηγό να παρακολουθεί τη θερμοκρασία του κινητήρα σε πραγματικό χρόνο και να μειώνει την ταχύτητα ή να διακόπτει πριν συμβεί θερμική ζημιά.

Συχνές Ερωτήσεις

Ε1: Ο οδηγός έχει ονομαστική τιμή 11 kW σε λειτουργία σταθερής ροπής (HO) και 15 kW σε λειτουργία μεταβλητής ροπής (LO). Ποια ονομαστική τιμή ισχύει για εφαρμογή μεταφορέα;

Οι μεταφορείς είναι φορτία σταθερής ροπής — η απαιτούμενη ροπή είναι περίπου σταθερή σε όλο το εύρος ταχύτητας ανεξάρτητα από την ταχύτητα.

Αυτό σημαίνει ότι ισχύει η ονομαστική τιμή HO (υψηλής υπερφόρτωσης): ο κινητήρας πρέπει να έχει ονομαστική τιμή 11 kW ή χαμηλότερη, και ο οδηγός θα παρέχει μέγιστο συνεχή ρεύμα εξόδου 26Α με δυνατότητα υπερφόρτωσης 150% για 60 δευτερόλεπτα.

Εάν ο κινητήρας είναι 15 kW και το προφίλ εφαρμογής είναι καθαρά τύπου ανεμιστήρα ή αντλίας (ροπή που αυξάνεται με το τετράγωνο της ταχύτητας, χαμηλή ροπή εκκίνησης), τότε ισχύει η λειτουργία LO στα 32Α — αλλά αυτή είναι μια μηχανική απόφαση βασισμένη στα πραγματικά χαρακτηριστικά φορτίου, όχι απλώς στην ονομαστική ισχύ του κινητήρα.

Ε2: Ο οδηγός δεν περιλαμβάνει φίλτρο EMC. Είναι πάντα απαραίτητο εξωτερικό φιλτράρισμα;

Όχι πάντα. Η απαίτηση για φίλτρο EMC εξαρτάται από το ισχύον πρότυπο EMC της εγκατάστασης και το περιβάλλον ανάπτυξης του οδηγού.

Βιομηχανικά περιβάλλοντα που ταξινομούνται ως Κατηγορία C3 (περιορισμένη διανομή, βιομηχανική ζώνη) σύμφωνα με το EN 61800-3 συχνά επιτρέπουν τη λειτουργία χωρίς φιλτράρισμα εκπομπών αγωγιμότητας, υπό την προϋπόθεση ότι το δίκτυο τροφοδοσίας της εγκατάστασης δεν είναι ευαίσθητο σε παρεμβολές υψηλής συχνότητας.

Περιβάλλοντα Κατηγορίας C2 — τα οποία περιλαμβάνουν εγκαταστάσεις στο πρώτο περιβάλλον (οικιστικό/ελαφρύ εμπορικό) ή όπου η τροφοδοσία μοιράζεται με ευαίσθητο εξοπλισμό — συνήθως απαιτούν φιλτράρισμα.

Επιβεβαιώστε την ισχύουσα κατηγορία με τον μηχανικό EMC του συστήματος πριν αποφασίσετε για την απαίτηση φίλτρου.

Ε3: Ποια βήματα έναρξης λειτουργίας απαιτούνται κατά την εγκατάσταση του MM440 σε νέο κινητήρα;

Η ελάχιστη έναρξη λειτουργίας απαιτεί την εισαγωγή των δεδομένων της πινακίδας του κινητήρα στην ομάδα παραμέτρων P0 (ονομαστική τάση, συχνότητα, ισχύς, ρεύμα, ταχύτητα, συντελεστής ισχύος και τύπος κινητήρα).

Μόλις εισαχθούν τα δεδομένα του κινητήρα, μια διαδικασία Γρήγορης Έναρξης Λειτουργίας (παράμετρος P1910) εκτελεί μια στατική αυτόματη ρύθμιση για τη μέτρηση της αντίστασης του στάτορα του κινητήρα και τη βελτίωση της ακρίβειας V/Hz. 

Για τον έλεγχο vector χωρίς αισθητήρα, μια περιστρεφόμενη αυτόματη ρύθμιση (που απαιτεί ο κινητήρας να λειτουργεί ελεύθερα) μετρά τις παραμέτρους του ρότορα και συμπληρώνει το πλήρες μοντέλο του κινητήρα.

Μετά την έναρξη λειτουργίας, επαληθεύστε τους χρόνους ράμπας επιτάχυνσης και επιβράδυνσης (P1120/P1121) ώστε να ταιριάζουν με την αδράνεια και το εύρος ταχύτητας της εφαρμογής.

Ε4: Ο οδηγός διαθέτει διεπαφή σειριακής RS-485. Ποια πρωτόκολλα επικοινωνίας υποστηρίζει εγγενώς;

Η ενσωματωμένη διεπαφή RS-485 του MM440 υποστηρίζει το πρωτόκολλο USS (Universal Serial Interface) — το ιδιόκτητο πρότυπο σειριακής επικοινωνίας της Siemens για έλεγχο οδηγού και παραμετροποίηση.

Το USS επιτρέπει τη σύνδεση πολλαπλών οδηγών σε μία μόνο γραμμή RS-485 (έως 31 κόμβους στα 19.200 baud, ή λιγότερους σε υψηλότερους ρυθμούς baud), με το PLC ή τον κύριο ελεγκτή να ερωτά κάθε οδηγό για την κατάστασή του και να στέλνει εντολές σημείου ρύθμισης.

Για συνδεσιμότητα PROFIBUS DP — που απαιτείται για την ενσωμάτωση σε SIMATIC S7 ή άλλα συστήματα ελέγχου βασισμένα σε PROFIBUS — η προαιρετική μονάδα επικοινωνιών PROFIBUS CB15 συνδέεται στη θύρα επιλογών του οδηγού.

Ε5: Μπορεί ο 6SE6440-2UD31-1CA1 να αναβαθμιστεί από V/Hz σε έλεγχο vector μετά την εγκατάσταση, ή απαιτεί διαφορετικό οδηγό;

Τόσο ο έλεγχος V/Hz όσο και ο έλεγχος vector χωρίς αισθητήρα είναι λειτουργίες ελέγχου λογισμικού εντός του ίδιου οδηγού — η εναλλαγή μεταξύ τους είναι μια αλλαγή παραμέτρου (P1300), όχι μια αλλαγή υλικού.

Ο οδηγός φτάνει με V/Hz ως προεπιλογή (P1300 = 0), και μπορεί να αλλάξει σε έλεγχο vector χωρίς αισθητήρα (P1300 = 20) μετά την εκτέλεση της απαιτούμενης έναρξης λειτουργίας αυτόματης ρύθμισης.

Δεν απαιτείται επιπλέον υλικό ή αναβάθμιση υλικολογισμικού.

Η μετάβαση είναι αναστρέψιμη ανά πάσα στιγμή.