چند دستگاه برای كنترل سرعت موتورهای AC
چند دستگاه برای كنترل سرعت موتورهای AC
معرفی چند دستگاه برای كنترل سرعت موتورهای AC
دستگاههاي PSMC-DT-250A براي كنترل سرعت موتورهاي AC آسنكرون(القائي) از نوع قفس سنجابي ويا سيم پيچي شده ساخته شده اند. اين دستگاهها در توانهاي مختلف از 200 تا 250 كيلو وات موجود مي باشند. دستگاههاي PSMC-DT-250A داراي قابليتهاي متنوعي براي كاربردهاي مختلف در صنعت مي باشند. اين دستگاهها قابل كنترل از راه دور بوده و مي توانند به كامپيوتر يا PLC متصل شوند. همچنين با اتصال چندين دستگاه به هم امكان ايجاد شبكه بر اساس پروتكل RS485 وجود دارد. اين دستگاهها مي توانند بصورت مستقل و يا در سيستمهاي كنترل و اتوماسيون صنعتي مورد استفاده قرار گيرند. سيستم كنترل اين دستگاهها ميكروپروسسوري بوده و تنظيم تمامي پارامترهاي سيستمي دستگاه، بصورت نرم افزاري و از طريق پانل كنترل روي دستگاه انجام مي گيرد
اين دستگاهها برای كنترل سرعت موتورهای AC آسنكرون قفس سنجابی و یا سیم پیچی شده ساخته شده اند. ( ساخت شركت پرتو صنعت )
این دستگاهها قابل كنترل از راه دور بوده و می توانند به كامپیوتر یا PLC متصل شوند. همچنین با اتصال چندین دستگاه به هم امكان ایجاد شبكه بر اساس پروتكل RS485 وجود دارد. این دستگاهها می توانند بصورت مستقل و یا در سیستمهای كنترل و اتوماسیون صنعتی مورد استفاده قرار گیرند. سیستم كنترل این دستگاهها میكروپروسسوری بوده و تنظیم تمامی پارامترهای سیستمی دستگاه، بصورت نرم افزاری و از طریق پانل كنترل روی دستگاه انجام می گیرد.
مشخصات فنی و معرفی قابلیتهای دستگاههای PSMC-RM
این دستگاهها در توانهای مختلف از 2.2 تا 11 كیلو وات موجود می باشند. دستگاههای2.2 ،3 و 4 كیلووات فاقد فن خنك كننده و دستگاههای 5.5 ، 7.5 و 11 كیلووات دارای فن خنك كننده می باشند
مشخصات فنی و معرفی قابلیتهای دستگاههای PSMC-DM
این دستگاهها در توانهای مختلف از 3 تا 11 كیلو وات موجود می باشند. دستگاههای 3 و 4 كیلووات فاقد فن خنك كننده و دستگاههای 5.5 ، 7.5 و 11 كیلووات دارای فن خنك كننده می باشند
مشخصات فنی و معرفی قابلیتهای دستگاههای PSMC-DL
این دستگاهها در توانهای مختلف از 15 تا 37كیلو وات موجود می باشند
مشخصات فنی و معرفی قابلیتهای دستگاههای PSMC-DT-250A
این دستگاهها در توانهای مختلف از 200 تا 250 كیلو وات موجود می باشند
ساختار دستگاههاي كنترل كننده دور موتور سري PSMC-DT-250A را كلاً به سه بخش مي توان تقسم كرد :
1- واحد كنترل ميكروپروسسوري سيستم
2- واحد قدرت سيستم Power Unit
3- واحدهاي ورودي و خروجي سيستم
بلوك دياگرام كلي دستگاههاي PSMC-DT-250A در شكل 1-4 نشان داده شده است. بخش هايي كه داخل منطقه خاكستري رنگ بلوك دياگرام هستند، مربوط به اجزاء و قسمتهاي داخلي و نصب شده روي سيستم مي باشند و بخش هايي كه خارج از منطقه خاكستري رنگ مي باشند، مربوط به اجزاء و قسمتهايي هستند كه از بيرون به دستگاه مي توانند وصل شوند.
همانطور كه در بلوك دياگرام نشان داده شده است، بخش كنترل كه وظيفه كنترل و مديريت كل سيستم را بر عهده دارد بنام Monitor Microprocessor Board مشخص شده است و بخش قدرت سيستم كه با خط چين نشان داده شده است، بنام Power Unit مشخص شده است. قسمتهاي ورودي / خروجي سيستم در شكل نشان داده شده است.
شكلهاي زير اجزاء و قسمتهاي داخلي دستگاه را نشان مي دهند.
http://amirenir.persiangig.com/image/motor/1.gif
http://amirenir.persiangig.com/image/motor/2.gif
http://amirenir.persiangig.com/image/motor/3.jpg
http://amirenir.persiangig.com/image/motor/4.jpg
1- درپوش هواكش
2- هيت سينك ماجولهاي قدرت IGBT
3- خازنهاي لينك DC
4- مقاومتهاي تخليه خازنهاي لينك DC
5- خازنهاي نويز گير ولتاژ لينك DC (خازنهاي COV)
6- بردهاي گيت درايو ترانزيستورهاي IGBT
7- فيوز FAST در مسير ولتاژ لينك DC
8- VDR هاي سه فاز ورودي (براي حفاظت در برابر اضافه ولتاژ ورودي)
9- فيوز مينياتوري برق تكفاز ورودي
10- كنتاكتور شارژ خازنهاي لينك DC
11- مقاومتهاي شارژ خازنهاي لينك DC
12- شين ترمينال ارت
13- شينهاي ترمينالهاي خروجي سه فاز به موتور
14- گلندهاي ورودي/خروجي كابلهاي قدرت
15- گلندهاي ورودي/خروجي سيمهاي كنترلي
16- شينهاي ترمينالهاي ورودي سه فاز برق شهر
17- كنتاكتور سه فاز ورودي
18- ترمينالهاي كنترلي
19- پل ديود سه فاز
20- برد كنترلي(برد ميكرو)
21- پانل كنترل
22- كليد ON/MAIN
23-منبع تغذيه DC براي سيستمهاي كنترلي
24- برد نمونه بردار از جريان
25- برد Mother board
26- رينگ مخصوص جرثقيل
27-مقاومتهاي وات بالا براي سيستم ترمز دستگاه
28- كانال هواي هيت سينك
29- فن خنك كننده هيت سينك
30- سيني نصب قطعات قدرت
31- برد GDBREM
32- ماجولهاي IGBT
33- درپوش فيلتر هواكش درب پشت
34- درپوش فيلتر هواكش درب جلو
35- ترمينال برق سه فاز فن هواكش سقف
36- فيوز مينياتوري فنهاي هواكش و خنك كندده هيت سينك
37 برد اسنابر پل ديود
2-4- واحد كنترل ميكروپروسسوري سيستم Monitor Microprocessor Board
كنترل تمام قسمتهاي مختلف سيستم توسط برد ميكروپروسسوري Microprocessor Board كه به اختصار برد ميكرو ناميده مي شود، انجام مي گيرد. اين برد شامل دو عدد ميكرو كنترلر مي باشد. يكي از ميكروكنترلرها وظيفه ساخت سيگنالهاي PWM را بر عهده دارد، كه اين سيگنالها با اعمال به گيت درايوها(Gate Drives)، ترانزيستورهاي قدرت IGBT را روشن و خاموش مي نمايند، تا در خروجي سيستم، ولتاژ سه فاز متناسب با سرعت مورد نظر براي كار موتور فراهم شود. ميكروكنترلر ديگر وظيفه مديريت و كنترل كل سيستم را بر عهده دارد.
مهمترين وظايف برد ميكرو به شرح زير مي باشد:
1. ساخت سيگنالهاي كنترلي بر اساس تكنيك SVPWM براي سوئيچينگ قسمت اينورتر سيستم كه شامل 6 عدد ترانزيستور قدرت IGBT مي باشد.
2. كنترل سيستم شارژ خازنهاي لينك DC كه براي صاف كردن ولتاژ يكسو شده بكار مي روند.
3. كنترل سيستم ترمز دستگاه با روشن و خاموش كردن ترانزيستور IGBT ترمز بر اساس مقدار ولتاژ لينك DC .
4. مديريت خطاهاي (Faults) سيستم :
* خطاي اضافه جريان در خروجي اينورتر (OCF)
* خطاي اضافه ولتاژ لينك DC (OUF)
* خطاي كاهش ولتاژ لينك DC (UnU)
* خطاي دماي بالاي هيت سينگ (HSF)
* خطاي دماي بالاي موتور (NOF)
* خطاي شارژ ناقص خازنهاي لينك DC (LUF)
* خطاي ميكروكنترلر داخلي (F96)
5- ارتباط با پانل كنترل دستگاه براي نشان دادن اطلاعات سيستم از قبيل فركانس كار دستگاه، جريان عبوري از دستگاه، ولتاژ باس و نيز نشان دادن علائم ويژه در هنگام وقوع خطا در دستگاه، براي آگاهي كاربر.
6- دريافت اطلاعات از طريق كليدهاي كنترلي روي پانل دستگاه براي تنظيم و كنترل سيستم.
7- تنظيم پارامترهاي سيستم بر اساس اطلاعات ذخيره شده در حافظه، از قبيل نوع منحني V/F ، مقدار گشتاور راه اندازي، شتاب افزاينده، شتاب كاهنده، فركانس حداقل، فركانس حداكثر و ساير پارامترهاي قابل تنظيم سيستم.
8- ارسال دستوراتي از قبيل چپگرد، راستگرد، توقف، سرعت اينچ و ساير دستورات سيستم به قسمتهاي مختلف دستگاه، كه توسط كاربر داده مي شوند.
9- ارسال و دريافت اطلاعات از طريق ترمينالهاي 485+ و 485- بر اساس پروتكل RS485، به كامپيوتر و پانل Remote
10- دريافت سيگنالهاي كنترلي از كليدهايي كه مي توانند به ترمينالهاي كنترلي وصل شوند تا كنترل سيستم از راه دور انجام شود.
11- ارسال سيگنالهايي به عنوان خروجي براي استفاده در سيستمهاي آلارم، مانند رله Fault، رله Run و سيگنال 0 تا 5 ولت متناسب با فركانس كار دستگاه به ترمينال FM .
بر روي برد ميكرو دو كانكتور وجود دارد كه يكي از آنها براي ارتباط با پانل كنترل و ديگري براي ارتباط با برد Main بكار مي رود. ارتباط برد ميكرو با اين قسمتها از طريق دو عدد ريبون انجام مي شود. دو عدد كانكتور نيز براي تغذيه برد توسط منبع تغذيه وجود دارد. همچنين تعدادي جامپر براي تنظيمات سخت افزاري سيستم روي برد ميكرو قرار داده شده است.
3-4- واحد قدرت سيستم Power Unit
واحد قدرت سيستم شامل يك يكسوساز سه فاز (كه از 6 عدد ديود قدرت تشكيل شده است)، تعدادي خازن لينك DC براي صاف كردن ولتاژ يكسو شده توسط ديودها، يك سيستم شارژ خازنهاي Link DC، يك ترانزيستور IGBT براي قرار دادن المنت حرارتي در مدار در زمان ترمز كردن دستگاه، و يك اينورتر كه شامل 6 عدد ترانزيستور قدرتIGBT است، مي باشد. با سوئيچينگ ترانزيستورهاي قدرت IGBT توسط سيگنالهاي ارسالي از واحد كنترل، برق سه فاز با ولتاژ و فركانس متغير در خروجي اينورتر توليد مي شود، كه با اعمال آن به موتور مي توان سرعت موتور را كنترل نمود.
http://amirenir.persiangig.com/image/motor/5.gif
1-3-4- سيستم شارژ خازنهاي لينك DC :
چون در زمان روشن شدن دستگاه، خازنهاي بزرگ لينك DC دشارژ مي باشند، بنابراين اگر مستقيماً در مدار قرارگيرند، جريان زيادي كشيده و سيستم آسيب خواهد ديد. به اين دليل ابتدا توسط يك مقاومت، اين خازنها شارژ مي شوند و وقتي ولتاژ لينك به مقدار مورد نظر رسيد، با فرمان برد ميكرو و از طريق يك كنتاكتور، مقاومت از مدار خارج مي شود. اگر سيستم شارژ خازنها درست عمل نكند، دستگاه خطاي (Fault) LUF داده و متوقف مي شود.
2-3-4- ترمز ديناميكي Dynamic Braking
يك موتور در شرايط زير تبديل به يك مولد يا ژنراتور ميشود:
* اگر بار موتور ناگهان كم شود
* هنگام ترمز كردن موتور
* هر گاه دور موتور را ناگهان كاهش بدهيم
* اگر شفت موتور توسط نيروي خارجي و زماني كه با اينورتر كار ميكند بحركت در بيايد.
* در اين شرايط موتور مقداري انرژي توليد كرده و آنرا بطرف اينورتر خواهد فرستاد. اين انرژي بايد راهي براي گذر به شبكه پيدا كند. از آنجا كه سيستم يكسوساز درايو اجازه عبور آن به شبكه را نمي دهد انرژي بر گشتي باعث شارژ خازن هاي لينك DC خواهد شد. شارژ بيش از حد اين خازنها باعث اضافه ولتاژ روي آنها شده و اين موضوع ميتواند باعث تخريب خازنها بشود. براي مقابله با اين موضوع درايوهاي PSMC-DT-250A از يك مقاومت تلفاتي بنام المان ترمز استفاده ميكنند. اين مقاومت در موقع شارژ اضافي خازنها و بطور اتوماتيك با روشن شدن ترانزيستورIGBT ترمز وارد كار شده و انرژي اضافي را تلف مي كند. در صورتي كه اين المان حرارتي در درايو مورد استفاده قرار نگرفته باشد درايو با مكانيزمهاي ديگري با موضوع برخورد خواهد كرد. بديهي است كه در اينحالت خاصيت ترمز گيري درايو و به تبع آن موتور از بين خواهد رفت . ترمزگيري تابع شرايط زير است:
* ميزان اينرسي بار
* مقدار المان ترمز ( توان تلفاتي المان)
* ظرفيت سويچ ( ميزان جريان مجاز سويچ ترمز)
* زمان ترمزگيري
هرچه ميزان اينرسي بار بيشتر باشد انرژي نهفته در آن در هنگام كار موتور بيشتر خواهد بود كه البته ميزان انرژي نهفته در بار بستگي به دور موتور خواهد داشت. بطوري كه با افزايش دور انرژي نهفته در سيستم دوار نيز افزايش خواهد يافت. از طرف ديگر وقتي اين انرژي به سمت درايو پمپ ميشود ابزار درايو براي مقابله با آن همان المان ترمز ميباشد. بنابراين سرعت اتلاف انژي توسط درايو تابع توان تلفاتي المان ترمز و ظرفيت سويچ ترمز ميباشد. ممكن است لازم شود براي بارهاي با اينرسي بالا از تعداد بيشتري المان ترمز و يك سيستم خنك كن مناسب بيروني براي ترمز در زمان مورد نظر استفاده شود. زمان مورد نظر براي ترمز نيز در انتخاب المان ترمز تاثير زيادي دارد. بطوريكه هر چه اين زمان كوتاهتر شود ميزان المان ترمز و ظرفيت سويچ ترمز نيز بايد افزايش پيدا كند. بهر حال با توجه به شرايط فوق استفاده از ترمز براي بارهاي با اينرسي بالا لازم است بررسي هاي كاملي بعمل آيد.
لازم به ذكر است كه در درايوهاي توان پائين اين شركت المان ترمز در صورت نياز بايد جداگانه تهيه گردد و از بيرون به درايو وصل شود. براي اين منظور ترمينالهاي BRK1 و BRK2 در درايو پيش بيني شده است. براي درايوهاي توان بالا المان ترمز در حد متعارف در داخل درايو پيش بيني شده است. و المانهاي اضافي بايد از بيرون به آن متصل گردد.
3-3-4- ماجول منبع تغذيه Power Supply
http://amirenir.persiangig.com/image/motor/6.jpg
ماجول منبع تغذيه از نوع فلاي بك و سوئيچينگ بوده و براي كار در محيطهاي صنعتي و نويزي طراحي و ساخته شده است. توان خروجي اين منبع تغذيه 20W ميباشد. و داراي سه خروجي 5 ولت و دو خروجي 24 ولت ميباشد.
مشخصات اصلي:
0. توان كل خروجي 20W - خروجي –5V و 100 mA
1. خروجي +5v و 1A - خروجي 5V و 200 mA با زمين ايزوله
2 . خروجي 25V و 350 mA - خروجي 24V و 200 mA با زمين ايزوله
3 . ترمينالهاي ورودي و خروجي منبع تغذيه :
در شكل زير مشخصات ترمينالهاي ورودي و خروجي منبع تغذيه آمده است.
