راهنماي فني، تنظيمات پارامتري و عيبيابي اينورتر زيمنس ۱۱ كيلووات سري V20
اينورتر زيمنس 11 كيلووات، يكي از اقتصاديترين، بادوامترين و مطمئنترين درايوهاي صنعتي در بازار اتوماسيون ايران است.
اين درايو با ورودي سه فاز ۳۸۰ تا ۴۸۰ ولت و جريان نامي خروجي حدود ۲۵ آمپر (در كاربردهاي بار سنگين)، به طور ويژه براي كاربردهاي پايهاي ماشينسازي، پمپ، فن، كمپرسور و نوار نقالهها طراحي شده است.
طراحي سختافزاري مقاوم در برابر نوسانات، پوشش عايقي بردهاي الكترونيكي (Conformal Coating 3C2) و امكان نصب سريع، اين تجهيز را به گزينهاي بيرقيب در ميان درايوهاي همرده تبديل كرده است.
مشخصات عمومي و كد فني اينورتر ۱۱ كيلووات V20
شناخت دقيق كد سفارش اين محصول به انتخاب صحيح فيلتر و سايز فيزيكي كمك ميكند:
- كد فني استاندارد (Order Code):
6SL3210-5BE31-1UV0(مدل بدون فيلتر ورودي) و6SL3210-5BE31-1FA0(مدل داراي فيلتر يكپارچه EMC كلاس A). - سايز فريم (Frame Size): فريم سايز
FSDبا قابليت خنككاري پيشرفته از طريق هيتسينك اكسترودشده و فن با دور متغير. - محدوده ولتاژ كاري: سه فاز ۳۸۰ تا ۴۸۰ ولت متناوب با نوسان مجاز منفي ۱۵ درصد تا مثبت ۱۰ درصد.
- توان و جريان نامي: توان نامي خروجي ۱۱ كيلووات در حالت بار سنگين (
Heavy Duty / High Overload) با قابليت اضافهبار ۱۵۰ درصد به مدت ۶۰ ثانيه، و ۱۳.۵ كيلووات در حالت بار سبك (Light Duty / Low Overload) با اضافهبار ۱۱۰ درصد. - روشهاي كنترلي موتور: كنترل ولتاژ به فركانس خطي (
Linear V/f)، سهموي (Quadratic V/f)، منحني چندنقطهاي و كنترل شار جرياني بدون سنسور (FCC - Flux Current Control).
ترمينالهاي مدار قدرت و ترمز ديناميكي در فريم D
چيدمان پايانههاي قدرت در فريم FSD اينورتر زيمنس V20 براي عبور جريانهاي تا ۳۰ آمپر طراحي شده و شامل بخشهاي زير است:
- پايانههاي ورودي شبكه: ترمينالهاي
L1،L2وL3براي اتصال مستقيم كابلهاي برق سهفاز شبكه بعد از كليد محافظتي. - پايانههاي خروجي موتور: ترمينالهاي
U،VوWجهت اتصال كابل شيلددار به تختهكلم موتور (ترتيب اين سيمها جهت گردش اوليه را معين ميكند). - ترمينالهاي اتصال مقاومت ترمز: با علامتهاي
DC+وB-مشخص شدهاند. بر خلاف فريمهاي كوچكتر V20، فريمFSDدر توان ۱۱ كيلووات داراي واحد چاپر ترمز يكپارچه داخلي (Internal Braking Chopper) است و مقاومت ترمز مستقيماً بدون نياز به ماژول ترمز خارجي به اين دو ترمينال متصل ميشود. - پايانههاي باس مستقيم: ترمينالهاي
DC+وDC-براي اندازهگيري ولتاژ لينك ديسي يا اشتراك باس ميان درايوها. - ترمينال زمين حفاظتي: پايانه
PEبا علامت اتصال زمين روي بدنه فلزي جهت جلوگيري از ولتاژ القايي و كاهش اعوجاج هارمونيكي.
سيمبندي پايانههاي مدار كنترل، وروديها و خروجيها
در بخش مياني درايو، بلوك ترمينالهاي فرمان با چينش استاندارد قرار دارند:
- وروديهاي ديجيتال (DI1 تا DI4): چهار ورودي برنامهپذير به صورت ايزوله اپتوكوپلري كه ميتوانند با منطق ولتاژ مثبت تحريك شوند. ورودي
DI1به طور پيشفرض براي فرمان استارت/استاپ وDI2براي معكوس كردن جهت دور موتور تعريف ميشود. - وروديهاي آنالوگ (AI1 و AI2): ورودي
AI1به صورت دوگانه ولتاژي (صفر تا ۱۰ ولت) يا جرياني (صفر/چهار تا ۲۰ ميليآمپر) قابل تنظيم با ديپسوئيچ، و وروديAI2با ورودي تفاضلي صفر تا ۱۰ ولت يا استفاده به عنوان ورودي ديجيتال كمكي (DI5). - خروجي آنالوگ (AO1): خروجي صفر تا ۲۰ ميليآمپر (يا ۴ تا ۲۰ ميليآمپر) براي مانيتورينگ آنلاين جريان، فركانس يا گشتاور موتور توسط نمايشگر يا PLC.
- خروجيهاي رلهاي ديجيتال (DO1 و DO2): داراي يك رله الكترومكانيكي تغيير وضعيت (
Changeover Relay) با كنتاكتهاي بدون پتانسيل براي اعلام وضعيت خطاي درايو (Fault) و يك رله ترانزيستوري ديجيتال (DO2). - درگاه شبكه سريال (RS485): پايانههاي
P+وN-با پشتيباني از پروتكلهاي ارتباطيModbus RTUوUSSجهت اتصال به انواع نمايشگر صنعتي (HMI) يا كنترلكنندههاي زيمنس سري S7-1200.
مراحل راهاندازي سريع با صفحه كليد داخلي (BOP)
پنل كاربري تعبيهشده روي بدنه درايو (Basic Operator Panel) امكان تنظيم سريع پارامترها را بدون نياز به تجهيزات جانبي فراهم ميكند:
- ورود به منوي راهاندازي سريع: تغيير پارامتر
P0010روي عدد ۱ (Quick Commissioning). - انتخاب استاندارد توان و فركانس: پارامتر
P0100براي فركانس ۵۰ هرتز (استاندارد ايران و اروپا) روي عدد ۰ تنظيم شود. - انتخاب حالت كنترل موتور: پارامتر
P1300تعيينكننده الگوريتم درايو است؛ عدد ۰ براي مد ولتاژ/فركانس خطي (بارهاي عمومي) و عدد ۱ براي مد سهموي (پمپ و فن) و عدد ۲۰ براي مدFCCجهت افزايش چشمگير گشتاور در دورهاي پايين. - خروج از منو و ذخيره اطلاعات: در پايان، تغيير پارامتر
P3900به عدد ۱ جهت محاسبه مدل رياضي موتور و خروج خودكار به حالت كاركرد نرمال.
پارامترهاي حياتي پلاك الكتروموتور (موتور ۱۱ كيلووات)
براي جلوگيري از اعلام خطاي اضافه جريان كاذب و دستيابي به حداكثر راندمان، اطلاعات پلاك موتور بايد به صورت دقيق ثبت شوند:
- ولتاژ نامي موتور (P0304): معمولاً ۴۰۰ ولت (مطابق با سربندي مثلث موتورهاي ۱۱ كيلووات موجود در بازار).
- جريان نامي موتور (P0305): جريان پلاك بر حسب آمپر (در موتورهاي ۱۱ كيلووات استاندارد، معمولاً بين ۲۱.۵ تا ۲۲.۵ آمپر در ولتاژ ۴۰۰ ولت).
- توان نامي موتور (P0307): عدد ۱۱.۰۰ بر حسب كيلووات.
- ضريب توان يا كسينوس في (P0308): مقدار ضريب توان روي پلاك (معمولاً بين ۰.۸۲ تا ۰.۸۷).
- فركانس نامي موتور (P0310): فركانس نامي بر حسب هرتز (مقدار ۵۰.۰۰ هرتز).
- سرعت نامي موتور (P0311): دور نامي شفت بر حسب دور بر دقيقه (مثلاً ۱۴۵۰ يا ۲۹۰۰ دور كه نشاندهنده لغزش است؛ هرگز دور سنكرون ۱۵۰۰ يا ۳۰۰۰ وارد نشود).
ماكروهاي اتصال و تنظيمات پيشفرض كاربردي (Connection Macros)
زيمنس V20 با بهرهگيري از ماكروهاي اتصال از پيش آماده، نياز به سيمبنديهاي پيچيده و تغيير تكتك پارامترها را رفع كرده است (تنظيم از طريق پارامتر P0717):
- ماكروي Cn001 (كنترل پايانه ورودي با پتانسيومتر آنالوگ): كنترل استارت و استاپ با
DI1، تغيير جهت باDI2، ريست خطا باDI3و تنظيم دور با ورودي آنالوگAI1. - ماكروي Cn002 (كنترل با شستي فشاري - مدار سهسيمه): براي مداراتي كه شستي استارت لحظهاي و شستي استپ جداگانه دارند.
- ماكروي Cn003 (سرعتهاي ثابت پلهاي): استفاده از تركيب وروديهاي ديجيتال براي انتخاب تا ۷ سرعت ثابت از پيش تعريفشده (
Fixed Frequencies). - ماكروي Cn008 / Cn009 (كنترل تحت شبكه): پيكربندي خودكار پايانههاي RS485 براي ارتباط تحت شبكه با پروتكل
Modbus RTU. - ماكروي Cn011 (كنترل دو سيمه با پمپ و فن و كنترلكننده PID): فعالسازي مستقيم فيدبك سنسور فشار براي تنظيم دور اتوماتيك بوسترپمپها.
تنظيمات كنترل حلقه بسته PID و حالت آمادهبهكار (خواب)
در كاربري بوستر پمپهاي آبرساني و سامانههاي فشار ثابت با الكتروموتور ۱۱ كيلووات، اينورتر V20 قابليتهاي نرمافزاري كاملي ارائه ميدهد:
- فعالسازي كنترلكننده پيآيدي: پارامتر
P2200روي عدد ۱ قرار ميگيرد تا حلقه كنترلي فعال شود. - تعيين منبع فيدبك سنسور: پارامتر
P2264روي عدد ۷۵۵.۰ (ورودي آنالوگ ۱) يا ۷۵۵.۱ (ورودي آنالوگ ۲) تنظيم ميشود. - تنظيم ضرايب پاسخدهي: ضريب بهره تناسبي (
P2280) و زمان انتگرالگير (P2274) جهت تثبيت فشار بدون نوسان و ضربه كلهقوچي در لولهها تنظيم ميگردد. - فعالسازي مد خواب خودكار (Hibernation Mode): با فعالسازي پارامتر
P2360، هرگاه تقاضاي مصرف آب قطع شود و درايو براي مدت زمان مشخصي در فركانس كمينه كار كند، خروجي به موتور قطع شده و درايو به حالت آمادهبهكار ميرود تا در مصرف انرژي صرفهجويي شود.
سيستم ترمز ديناميكي و مشخصات مقاومت ترمز
براي بارهايي كه اينرسي بالايي دارند (مانند سانتريفيوژ، ميكسر سنگين يا نوار نقالههاي شيبدار ۱۱ كيلووات)، تخليه ولتاژ برگشتي مدار ديسي الزامي است:
- فعالسازي چاپر ترمز داخلي: پارامتر
P1237بسته به درصد زمان كاركرد ترمزگيري از عدد ۱ (چرخه كاري ۵ درصد) تا ۵ (چرخه كاري ۵۰ درصد) تنظيم ميشود. - انتخاب مشخصات مقاومت ترمز: براي درايو ۱۱ كيلووات زيمنس V20 فريم D، حداقل مقدار مقاومت مجاز ۲۸ اهم و مقدار نامي پيشنهادي حدود ۳۲ تا ۳۵ اهم با توان حرارتي متناسب با سيكل كاري (حداقل ۱۰۰۰ تا ۲۰۰۰ وات در كاربردهاي پيوسته) است.
- حفاظت در برابر اتصال كوتاه چاپر: هرگز نبايد مقاومت با اهم كمتر از ۲۸ اهم متصل شود؛ زيرا باعث اضافه جريان لحظهاي در ترانزيستور سوئيچينگ داخلي و آسيب به مدار قدرت درايو خواهد شد.
ليست و تحليل خطاهاي پرتكرار درايو زيمنس V20
در صورت بروز خطاي فني، كد آن با حرف F بر روي نمايشگر BOP نشان داده ميشود:
- خطاي F1 (Overcurrent - اضافه جريان): به دليل زمان شتابگيري بسيار كوتاه (
P1120)، گيرپاژ مكانيكي، بار ضربهاي بيش از حد يا اتصال كوتاه در كابل موتور رخ ميدهد. راهحل: افزايش زمانP1120و بررسي عايقبندي سيمپيچها. - خطاي F2 (Overvoltage - اضافه ولتاژ لينك مستقيم): ولتاژ باس ديسي از مرز ۸۲۰ ولت بالاتر رفته است. به علت كوتاه بودن زمان توقف (
P1121) يا عدم نصب مقاومت ترمز رخ ميدهد. راهحل: افزايش زمان كاهش سرعت يا فعالسازي كنترلر اضافه ولتاژ با پارامترP1240 = 1. - خطاي F3 (Undervoltage - افت ولتاژ): ناشي از افت ولتاژ شبكه ورودي به كمتر از ۳۰۰ ولت يا قطع شدن يكي از فازهاي ورودي L1 تا L3.
- خطاي F4 (Inverter Overtemperature - داغ شدن درايو): حرارت هيتسينك به دليل خرابي فن خنككننده داخلي، مسدود شدن وروديهاي هواي فريم D يا دماي محيطي بالاتر از ۴۰ درجه سانتيگراد افزايش يافته است.
- خطاي F11 (Motor Overtemperature - اضافه دماي موتور): مدل حرارتي نرمافزاري تشخيص داده كه موتور در دور پايين با بار نامي بيش از حد گرم شده است (نياز به استفاده از فن اكسترنال در فركانسهاي زير ۲۰ هرتز).
- خطاي F52 (Inverter Speed Drift - خطاي انحراف دور): موتور قادر به حفظ سرعت تنظيمي نيست و اختلاف شديدي بين مقدار محاسباتي و فركانس واقعي به دليل اضافهبار شديد به وجود آمده است.
چكليست سرويس و نگهداري دورهاي درايو زيمنس V20
براي تضمين طول عمر مفيد درايوهاي ۱۱ كيلووات در محيطهاي صنعتي، اقدامات نگهداري پيشگيرانه زير ضروري است:
- تميزكاري فن خنككننده: فن خنككننده فريم D به گونهاي طراحي شده كه با فشردن دو ضامن پلاستيكي از پايين درايو بدون نياز به ابزار جدا ميشود. هر ۶ ماه يكبار فن بايد خارج شده و با فشار باد ملايم گردگيري شود.
- بازرسي شينههاي ترمينال قدرت: به دليل جريان نامي بالاي ۲۵ آمپر، گشتاور بستن پيچهاي ترمينال قدرت (۲.۴ نيوتنمتر) بايد در فواصل سالانه بازبيني شود تا از گرم شدن نقطهاي اتصالات جلوگيري گردد.
- بررسي خازنهاي مدار ديسي در انبارهاي طولانيمدت: اگر درايو بيش از دو سال در انبار خاموش بوده است، قبل از بهرهبرداري كامل با بار نامي، بايد فرايند احياي خازني (
Forming) با اعمال تدريجي ولتاژ انجام شود.
پرسشهاي متداول درباره درايو ۱۱ كيلووات زيمنس V20
1. آيا اين درايو براي بارهاي بالابر يا آسانسوري مناسب است؟
خير؛ به دليل اينكه درايو V20 فاقد مد كنترل برداري با فيدبك انكودر (Closed-loop Vector Control) است، براي كاربردهاي كنترل زاويه و بارهاي معلق بالابري با ايستايي مطلق پيشنهاد نميشود. براي بالابرها سري SINAMICS G120 انتخاب فني استاندارد است. اما براي كاربردهاي افقي، پمپ، نوار نقاله و هواكش عملكرد بينقصي دارد.
2. چگونه ميتوان اينورتر V20 را به تنظيمات كارخانه بازگرداند؟
براي ريست فكتوري كامل، ابتدا پارامتر P0010 را روي ۳۰ قرار دهيد و سپس پارامتر P0970 را روي ۲۱ (بازنشاني همه تنظيمات به جز پارامترهاي موتور) يا عدد ۱ (بازنشاني كامل مطلق) تنظيم كنيد. درايو ظرف چند ثانيه راهاندازي مجدد خواهد شد.
3. تفاوت حالت كنترل V/f معمولي با مد كنترل شار جرياني (FCC) در چيست؟
در مد FCC كه با تنظيم P1300 = 20 فعال ميشود، درايو به طور پيوسته جريان استاتور را پايش كرده و اتلاف انرژي بر روي مقاومت سيمپيچ را جبران ميكند. اين كار افت سرعت موتور را زير بار سنگين خنثي كرده و اجازه ميدهد موتور ۱۱ كيلووات حتي در سرعتهاي پايين گشتاور استارت بالاتري توليد كند.
4. آيا فريم D داراي چاپر ترمز داخلي است يا نياز به خريد ماژول ترمز دارد؟
فريم D درايو V20 زيمنس (توانهاي ۷.۵ تا ۱۵ كيلووات) برخلاف فريمهاي A تا C، داراي چاپر ترمز داخلي به صورت استاندارد است و تنها نياز به تهيه و اتصال خود مقاومت ترمز به ترمينالهاي DC+ و B- دارد.
5. پورت شبكه RS485 در اين درايو به چه شكل فعال ميشود؟
با انتخاب پروتكل Modbus از طريق پارامتر P2030 = 2 و سپس تعيين نرخ انتقال اطلاعات در پارامتر P2010 و شناسه درايو در P2011، ميتوانيد بدون نياز به هيچ كارت افزودني، درايو را مستقيماً به شبكه صنعتي متصل كنيد.
برچسب: ،
ادامه مطلب