Drivkort DR 2.0 Engel Elektroantriebe MANUAL. Komponenter för automation. Nordela

Transkript

1 Drivkort DR.0 Engel Elektroantriebe MANUAL Komponenter för automation

2 Innehåll Sid Säkerhets- och användningsanvisningar Funktionsbeskrivning 3. Allmänt 3. Tekniska data 3.3 Enstaka funktioner 4.3. Blockschema 4 3 Pin- resp. skruvanslutningar 4 3. Förklaringar Reglerdel Effektdel 5 4 Montering- och installation 5 4. Strömförsörjning 5 4. Ledningsdragning Nätfilter 6 5 Igångsättning 6 5. Inkopplingsschema 7 5. Konfigurering av varvtalsregleringen Behövliga mätinstrument Justering av varvtalsområdet Justering av max. motorström Justering av IR-kompenseringen Trim- och konfigureringsvy 8 6 Felsökning 8 Säkerhets- och användningsanvisningar Arbete på varvtalsregulatorn får endast ske i spänningslöst tillstånd. När matningsspänningen kopplas bort, finns kvarvarande spänning på kortet under några sekunder. Vänta 0 sekunder. När drivkortet är spänningssatt får kontaktdonen aldrig monteras/demonteras. Drivkortet kan då förstöras. För att minimera risken för kortslutning, skall kretskortet vara fritt från lödtenn och komponentrester. Utöver de justeringar som nämns i detta dokument, får inga förändringar på varvtalsregulatorn göras. Varvtalsregulatorn är en elektronisk komponent, avsedd att driva motorer samt att installeras i maskiner. Maskindirektivets säkerhetsbestämmelser (89/39/EWG) skall följas. Kontrollera innan motorn startas att det inte föreligger någon fara för omgivningen. tfn fax

3 Funktionsbeskrivning. Allmänt Varvtalsregleringen DR.0 är en pulsbreddsmodulerad transistorreglering avsedd för motorstyrning. Den består av en PI-regulator och en strömreglerkrets. DR.0 är en prisvärd reglering, anpassad att driva ENGELs likströmsmotorer i -kvadrant drift. Detta driftfall innebär att motorn kan accelerera i en rotationsriktning. Genom att polvända motorn kan den fås att rotera i motsatt riktning Varvtalsregleringen arbetar med IR-kompensering. Vid denna används motorns EMK (motorns generatorspänning) som varvtalets ärvärde. Dessutom mäts effektdelens utspänning. Denna korrigeras sedan med en till motorströmmen proportionell del (IxR). Den proportionella delens storlek anpassas till den aktuella motorn via en trimpotentiometer på kortet. Enklare uttryckt: Vid ökande last ökar spänningsfallet över motorns ankarlindning. Detta resulterar i en varvtalssänkning. Varvtalsregleringen motverkar varvtalssänkningen genom att höja spänningen över ankaret. Varvtalets börvärde ställs in via en extern potentiometer (0 kω). Det maximala varvtalet ställs in med en trimpotentiometer på kortet. Varvtalsregleringen DR.0 är lämplig när ett variabelt varvtal önskas samt när ett konstant varvtal vid last-, nätspänning- och/eller temperaturförändringar önskas. Rätt inställd utgör den även ett skydd mot överlast av motorn samt ev. växel. Regleringen förfogar över en funktionsspärr (Disable-funktion) som, oavsett hur övriga värden är inställda, kan koppla bort regleringen. Tillval Varvtalsregleringen DR.0 är byggd på ett kretskort med måtten 0 x 7mm. Kortet kan monteras i en hållare (tillbehör) avsett att fästas på DIN-skena. Kortet anslutes via ett kontaktdon (CombiCon). Kortet kan även panelmonteras med distanshylsor. Varvtalsregleringen finns med matningsspänningarna: 4 V DC samt 4 alt. 4 V AC 50/60 Hz.. Tekniska data Matningsspänning U eff 4 +/- 0% V AC 50/60 Hz alternativ U eff 4 +/- 0% V AC 50/60 Hz U DC 4 +/- 0% V DC Motorspänning U UT 4/34 V DC Märkström I N 4 A vid AC-matning I N 5 A vid DC-matning Slutstegets frekvens f 6 khz Omgivningstemp., tillåten o C Börvärdesingång Börvärdet ställs via en 0 kω potentiometer. Den matas från drivkortet. (Pin och 3). Funktionsspärr (Disable) ) Utgång Aktiv låg med internt pull-up motstånd. Matning, börvärdespoti U poti +5 V +/- 0 % (Imax = ma) ) Aktivering sker antingen över en potentialfri öppen kollektorutgång eller över en potentialfri kontakt (t ex slutande temperaturvakt). Referens utgörs av gemensam nolla på kortet (Stift 5). tfn fax

4 .3 Enstaka funktioner.3. Blockschema + Uz 7 + Börvärdespot. 0kOhm 3 U poti börvärdesanpassning PI-regulator (varvtal) PWM 6 M - P P n max I max Funktionsspärr 4 anpassning IxR - kompensation Motorström Signalnolla Ub V strömförsörjning + Uz + 6V 0V P3 IxR-komp. Motorspänning 3 Pin- resp. skruvanslutningar Ledningarna för styr-, motor- samt matningsspänningarna ansluts till det 9-poliga kontaktdonet (CombiCon). Det har delningen 5,08mm. Notera: Stiftens numrering sker från mitten av kortet ut mot kortsidan! Stift Benämning - Potentiometer (0 V); Potentiometern matas från regleringen - Potentiometer, släp (börvärdesingång) 3 - Potentiometer (+5 V) 4 - Funktionsspärr (Disable) 5 - Signalnolla (common) 6 - Motor Motor / 4 V AC 50/60 Hz eller - 0 V DC 9-4 / 4 V AC 50/60 Hz eller + 4 V DC 3. Förklaringar 3.. Reglersida Potentiometer - Stift Referenspotential för börvärdespotentiometern Potentiometer, släp - Stift Varvtalets börvärde erhålles från en linjär 0 kω, 0,5W potentiometer Potentiometer - Stift 3 På detta stift finns +5V (referensspänning), som matningsspänning till börvärdespotentiometern (max ma). Funktionsspärr - Stift 4 När ingången (Stift 4) via en slutande kontakt förbinds med gemensam nolla (Stift 5) eller till en potentialfri PLC-signal låg, så sätts PI-förstärkarens och därmed också varvtalsregleringens utspänning till 0 V, varvid funktionen aktiveras. Aktuellt börvärde ignoreras då och effektdelens slutsteg spärras = motorn görs strömlös. Signalnolla - Stift 5 Referenspotential för funktionsspärren Stift 4 4 tfn fax

5 3.. Effektsida Motoranslutning - Stift 6 och 7 För medurs rotation ansluts likströmsmotorns pluspol till Stift 7 (Motor+) samt minuspolen till Stift 6 (Motor-). För moturs rotation kastar man om anslutningarna. Anslutningsspänning - Stift 8 och 9 Vid strömförsörjning med 4 V DC måste minuspolen anslutas till Stift 8 samt pluspolen till Stift 9. Vid AC-matning ansluts strömförsörjningen 4 alt. 4 V AC 50/60 Hz till Stift 8 och 9. Säkring För att skydda varvtalsregleringen har den en integrerad smältsäkring, 6A / 50V / trög / 5 x 0mm enligt DIN Montering och installation Montering kan ske via distanshylsor. För montering på DIN-skena finns en hållare som tillbehör. Kretskortet skjuts in i detta från sidan och låses enkelt i läge. Enheten kan sedan antingen snäppas fast på DIN-skena eller skruvas fast på en monteringsplatta. Se upp! Kylflänsen får ej användas för montering. Varvtalsregleringen och transformatorn måste monteras i en väl skärmad metallåda / skåp (aluminium, stål). Alla lådans delar måste jordas via en väl ledande yta med stor area. 4. Strömförsörjning Alla för strömförsörjningen ingående delar, som likriktare, elektrolytkondensatorer, spänningsreglering och säkring, är integrerade i regleringen. Man behöver bara ansluta en likspänning 4 V DC eller en enfas växelspänning 4 alt. 4 V AC, beroende på version. Om regleringen skall anslutas till 30 V AC 50/60 Hz, används med fördel en ENGEL-transformator med integrerad säkring: för 4 V AC-versioner Typ EV 4363 för en varvtalsreglering DR.0... Typ EV 436 då flera regleringar skall matas parallellt (max. 0A) ) Typ EV 436 då flera regleringar skall matas parallellt (max. 0A) ) för 4 V AC-versioner Typ EV 336 för en varvtalsreglering DR.0... Typ EV 336 då flera regleringar skall matas parallellt (max. 0A) ) Typ EV 3363 då flera regleringar skall matas parallellt (max. 0A) ) ) Det är möjligt att ansluta flera varvtalsregleringar till en transformator. Summan av motorernas nominella strömmar får emellertid ej överskrida transformatorns angivna värden. Före transformatorn skall ett nätfilter kopplas in i enlighet med EMC-riktlinjerna. Detta filter skyddar både mot ledningsbunden störning från motorn/regleringen (emission) samt utifrån kommande störningar (imission). Vid likspänningsmatning är den aktuella regleringen skyddad mot felaktig polaritet (polsäker anslutning). 4. Ledningsdragning Eftersom motorn drivs av ett pulsbreddsmodulerat effektsteg förekommer störsignaler. Motorkabel. För att förhindra att sådana störsignaler sänds ut resp tas upp, används skärmade motorkablar. I anläggningar med flera drifter måste varje motors kablar avskärmas för sig. Skärmen skall vara flätad samt i båda ändar vara runtomslutande (360 ) anslutna till jord (chassi). Börvärdesledningen (analog signal) skall dras väl åtskiljd från motorkablarna. För att minimera störningarnas inverkan, är det lämpligt att använda en skärmad ledning med parvis tvinnade ledningar. Skärmen skall vara flätad samt i båda ändar vara runtomslutande (360 ) ansluten till jord (chassi). I vissa fall kan man få problem med lågfrekvent kapacitivt kopplad interferens, t ex 50 Hz brum från nätet. tfn fax

6 Anslut i sådana fall skärmen endast till jord på skåpsidan. Ledningen för funktionsspärren (Disable) skall vara skärmad och i båda ändar vara runtomslutande (360 ) ansluten till jord (chassi). Vid mätningar i ett EMC-laboratorium varvid gränsvärdena klarades, användes följande ledningar: Motorkabel SO KW IY(C)YCY-JB/Z, skärmad - Helukabel GmbH, 78 Hemmingen x0,5 mm med kopparskärm för (tillbehör) eventuell tachogenerator + x0,5 mm för ev. broms + 4x,5 mm för motor + gemensam skärm (Broms och tacho ej aktuellt för denna drivning, men samma kabel har använts även för andra mätningar) Börvärde / Styrsignalledning LIYCY(TP) 3xx0,4 mm, skärmad - U.I.Lapp GmbH, Stuttgart 4.3 Nätfilter Störsignaler som uppkommer i motor/reglering kan påverka nätet samtidigt som störsignaler i nätet kan påverka regleringen. För att reducera inverkan från dessa till godkänd nivå, måste man koppla in ett nätfilter före transformatorn. Följande nätfilter är lämpliga: Lätt industri: 3VR - Corcom eller motsvarande av annat fabrikat. EMC-mätningarna med varvtalsreglering DR.0 ansluten till en nättransformator EV336 utfördes med detta filter. Vid andra konfigurationer med flera varvtalsregleringar DR.0 anslutna till en nättransformator, rekommenderar vi: Lätt industri: 0VR - Corcom eller motsvarande av annat fabrikat 5. Igångsättning Om ni vid beställning av varvtalsregleringen uppger vilken ENGEL-motor ni tänker använda regleringen till, levereras den optimalt anpassad till motorn. I normalfallet behöver man därefter inte göra några anpassningar. Om stora, externa masströghetsmoment skall accelereras, kan dock IR-kompenseringen behöva justeras. Se upp! Kontrollera att den matningsspänning som finns att tillgå, stämmer överens med varvtalsregleringens matningsspänning. Igångsättning, steg för steg Installera varvtalsregulatorn enligt anslutningsbilden nedan. Montera kablar till kontaktdonet. Kontrollera inkopplingen. Anslut kontaktdonet till kretskortet. Aktivera funktionsspärren, dra ned börvärdet till min. Anslut matningsspänningen. Öppna funktionsspärrren samt öka börvärdet något. Motorns varvtal skall nu följa börvärdet. Om motorn snabbt accelererar till ett högt varvtal, kontrollera börvärdespotentiometern. 6 tfn fax

7 5. Inkopplingsschema ~ (+) /4 V AV 50/60Hz resp. 4 V DC ~ (-) Motor Motor - Signalnolla Funktionsspärr U poti +5V 3 Börvärde Se upp! Var försiktig med nätanslutna mätinstument. S = Nätomkopplare S = Motor Till / Från S3 = Omkopplare, rotationsriktning Nättransformator (endast AC-versionen) S S Nätfilter (endast AC-versionen) 30 V AC 50/60Hz resp. 4 V DC A röd RB M A blå 3 S3 Omkoppling av rotationsriktning kan göras vid fullt varvtal! Omkoppling med mjuk inbromsning: Använd ett effektmotstånd, R B. Vid momentan omkoppling används inget R B -motstånd. Om växel används, ställ Imax så att växeln inte överbelastas. 5. Konfigurering av varvtalsregleringen Varvtalsregleringen DR.0 levereras testad och provkörd. Om det vid beställningen inte lämnades några uppgifter om den aktuella motorn, så är varvtalsregleringen inställd på max nominell ström och max varvtal. En finjustering måste alltid göras för den aktulla driften. Placeringen av trimpotentiometrarna syns enligt bild i avd Erforderliga mätinstrument För finjustering behövs följande mätinstrument: - Varvtalsmätare - Amperemeter (Mätområde, se motordata) 5.. Justering av varvtalsområdet Ställ in max börvärde (börvärdespotentiometern mot sitt fasta stopp). Ställ in det önskade maximala varvtalet genom att vrida potentiometer P n max. Max. värde fås vid medurs ändläge Justering av max motorström Se upp! Vid inställning av strömgränsen gäller att motorns nominella resp tillåtna maxström ej får överskridas. Hos motorer med växel gäller att motorn ibland är överstark relativt växeln. I dessa fall blir växelns tillåtna nominella moment resp max moment dimensionerande. Då gäller inte de angivna värdena som står på motorns typskylt. Studera istället växelns datablad samt anpassa strömgränsen till dessa värden. Koppla in amperemetern mellan kortet och motorn. tfn fax

8 Ställ in ett lågt varvtal via börvärdespotentiometern samt blockera den utgående axeln. Om amperemetern inte visar någon strömändring, justera max utström via potentiometer P I max. Detta görs när varvtalsregleringen är under spänning. Medurs - ökar strömmen, moturs - minskar strömmen. Kontrollera strömnivån vid normal drift (ej blockerad motoraxel) Justering av IR-kompenseringen Ställ in motorns varvtal på ungefär dess nominella värde, via börvärdespotentiometern P3 IR komp. Belasta motorn med ca 0% av dess märklast. Mät varvtalet. Öka belastningen till motorns märkmoment. Ställ in potentiometern P3 så att varvtalet blir detsamma som vid den lägre lasten. Obs! En för stor kompensering leder till att motorn börjar vibrera. Vrid tillbaka potentiometern något. 5.3 Trim- och konfigureringsvy ) ) ) 9 ~ ~ A S E U M disable börv.-pot E P n max P I max P3 IR komp ) Komponenternas utseende kan variera något beroende på version. 6 Felsökning Drivkortet alt motorn är död Tänkbara orsaker Matningsspänning saknas Drivkortets säkring är sönder Funktionsspärren är aktiverad Motorns strömkrets är bruten Börvärde saknas Åtgärd Kontrollera strömförsörjningen och ledningarna till drivkortet Byt säkring Kontrollera funktionsspärrens ledningar Kontrollera motorkabeln samt att motorns borstar ligger an mot kommutatorn Kontrollera potentiometern och dess kablar Varvtalet är för högt Tänkbara orsaker Åtgärd Varvtalet är felaktigt inställt Justera enligt punkt 5.. Varvtalet är för lågt Tänkbara orsaker Åtgärd Varvtalet är felaktigt inställt Justera enligt punkt tfn fax

9 Strömgränsen är felaktigt inställd Justera enligt punkt 5..3 IR-kompenseringen är felaktigt inställd Justera enligt punkt 5..4 Börvärdet är för lågt Kontrollera börvärdesspänningen / potentiometern Motorn går ojämnt Tänkbara orsaker Åtgärd Överföring av störningar till börvärdesledningen Kontrollera avskärmningen. Använd parvis tvinnade kablar. IR-kompenseringen är för stor Justera enligt punkt 5..4 tfn fax