IC21207_固态马达控制

Copyright©2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.固态马达控制基础IC-21207Copyright©2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.课程和目标•课程•为什么应用固态马达控制？•固态马达控制基础和功能•RA小型马达控制–SMC-3–SMC-DialogPlus–SMC-Flex•应用•软启动和变频器比较•目标•通过完成该课程，你将理解–固态马达控制的基础–在什么情况下，怎样应用固态马达控制–RA产品Copyright©2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.选择固态马达控制的原因•减小机械和组件损伤–应用要求软启动或软停止•减小线路电源干扰–抑制浪涌电流–电力公司的要求–工厂配电限制•高占空比•降低能源消耗•智能马达控制–需要本地I/O–诊断、故障、报警–通讯能力Copyright©2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.固态马达控制基础SCPDSCPDSCPDSMCDOL变频器AC/DC/AC转换器MMM直接连接•启动器–NEMA/IEC•电压直接应用到启动设备的线圈(bulletin500或100C)。线圈闭合，电源（3相）一次作用到马达。马达将运行在名牌所标的转速（如：1800rpm）固态马达控制•通过固态设备控制3相电源的电压，如：晶体管。这些设备（晶体管）在控制下进行开和关，实现对马达的控制。-实现马达逐渐上升到全速。变速控制•通过一个AC-DC转换器（二极管转换器）把3相电源转换成直流。如IGBT(绝缘栅双极型晶体管）固态设备再逆变直流为3相交流作用于马达。这种变换使得变频器可以控制频率和电压，从而实现对马达速度的最大控制（从零到最大速度）。Copyright©2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.固态软起动器功能•电流限制马达起动–可调电流限定在100%-600%•软启动斜率–可调转矩在0%-100%•可调起动时间–0秒-30秒•马达减速选项–滑坡停止–软停止–减速–制动Copyright©2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.软起动基础典型马达起动曲线全压起动100%0速度-%RPM起动转矩(堵转转矩)牵引转矩制动转矩满载转矩起动电流~6xFLA起动转矩通常是指堵转转矩。当转子不旋转并且马达上电时，马达所产生的转矩称为堵转转矩。此时，如果电机反向，会产生6倍的电流，会对电机造成非常大的损害。每个马达OEM的马达曲线差别不大，并且NEMA设计类型也改变转矩-速度关系。A类NEMA设计具有低的起动转矩，高效、良好的速度调节。B类NEMA设计非常通用。起动转矩高一些，但是低效并且调速性能差。C类NEMA设计马达具有非常高的起动转矩，但是制动转矩明显低于起动转矩。C类NEMA设计的马达高效，但是调速性能和B马达一样差。D类NEMA设计马达具有最高的起动转矩，但是没有牵引或制动转矩。调速比NEMA设计的B类马达的还要差一些。什么是转差?定子频率和转子频率之间的差值就是所谓的转差。定子电势使转子转动。当转差为零时，转矩和电流降为零。一旦达到马达名牌上的转差，马达便达到满载转矩。Copyright©2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.需要记住的两个概念•电压和电流成比例•转矩和外加电压的平方成比例Copyright©2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.A-B固态软启动器SMC-FlexSMC-3SMCDialogPlusCopyright©2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.SMC-3TM小型马达控制器•元器件级SMC–简单的设计•可组态的DIP开关•基本诊断–通过Din导轨安装，最多可以达到85amps框架1框架2框架3框架4框架543A85A135A251A480ASMC-3是当代SMC生产线的元器件级系列产品。这种简单的设计集成了可编程的DIP开关、过载保护和基本诊断。这是低投资实现软起动的理想方案。Copyright©2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.SMC-3TM小型马达控制器–额定值•产品等级•框架1(3A,9A,16A,19A,25A,30A,37A)•框架2(43A,60A,85A)•框架3(108A,135A)•框架4(201A,251A)•框架5(317A,361A,480A)•三角形接法额定值新特征！•3…831amps•两种系列的额定电压–200…480V或200…600V@50或60Hz•两种控制电压–24VAC/DC或100…240VAC•0…50°C运行温度添加到该系列产品的新特征是：同一控制器可以进行星形连接和三角形连接。Copyright©2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.星形连接和三角形连接比较1/L13/L25/L3M2/T14/T26/T310/T512/T68/T41/L13/L25/L3M3~2/T14/T26/T312/T68/T410/T5线性连接FLA设置=马达的FLA三角形连接FLA设置=马达的FLA/1.73无论那种类型的起动器（固态、直接…），线性连接是最普遍的连接方式。该连接可以应用到几乎所有类型的马达。三角形连接相对于线性链接是一种较少的连接方式，但是却有意义非凡的HP优势。可以进行三角形连接的马达具有6或12根导线。相同类型的马达需要一个机电Y-∆起动器。Copyright©2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.SMC-3TM小型马达控制器–特征•起动或停止模式–限流、软起动、快速启动–软停止•内置机电运行旁路•数字调节斜率–2-30秒–15-65%或150-450%•诊断–内置过载–内置故障连接–内置辅助继电器–LED显示•线性连接和三角形连接功能SMC-3是市场上最小并且功能最多的固态降电压起动器。安装时无需空间间隔，如果使用风扇选件，可以应用于大循环性负载。其他系列产品包含一个风扇作为标准件。SMC-3内置过载保护支路。Copyright©2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.SMCDialogPlus™•设备级SMC•传统SMC产品•额定值高达1000Amps–多种起动方案–多种停止选项•全数字式可调节的斜坡时间•可调节的起动转矩和限流•先进的诊断和通讯SMCDialogPlus是保持传统SMC结构的产品之一，它的内部是一种完整的固态电源结构。没有内置支路接触器。这些设备已在许多工业领域应用了很多年，额定值为1000amps的设备有多种结构。这种SMC提供了多种起动和制动模式，同时提供了多种诊断和通讯功能。这些特性可以进行多种保护特性、马达测量，以及包含DeviceNet、ControlNet和远程I/O的通讯功能。Copyright©2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.SMCDialogPlus™•限流、软起动、全压、快速启动•泵类控制–独特的、交互式泵类控制是为减少泵系统中的液体冲击而设计的•预置低速–提供2种点动速度•制动低速–智能马达制动和预置低速起动选项:Copyright©2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.SMCDialogPlus™•软停止–延长停止时间，减小负载移动•SMB™小型马达制动–快速停止•Accu-Stop™–快速制动到低速，然后进行普通的定位控制的制动停止选项：列出仅是其中的一些制动选项。记住：每个选项都有自己的控制模块，并且一次仅能用一个选项。Copyright©2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.•先进功能–马达保护–功率监控–马达过载保护–均衡相位–失速和堵转检测–诊断–监控–参数编程–通讯功能•Ethernet、ControlNet、DeviceNet、远程I/O、RS232或422或485-DF1、DH485SMCDialogPlus™控制器Copyright©2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.SMCFlex–紧凑尺寸•高性能/功能/通讯•连同内置的SCR旁路–将热耗减小到最小–优化机壳尺寸框架1/2框架3框架4框架5框架6框架785A135A251A480A780A1250ACopyright©2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.SMC-Flex–等级•产品等级(16种电流等级)–框架1&2–(5,25,43,60,85)–框架3–(108,135)–框架4–(201,251)–框架5–(317,361,480)–框架6–(625A,780A)–框架7–(970A,1250A)•三角形接法额定值–8…1600Amps•2种额定电压–200-480V或200-600V@50或60Hz•控制电压等级–100-240VAC或24VAC/DC•0-50°C运行环境Copyright©2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.SMC-Flex标准起动或停止模式•软起动–可选的快速启动•软停止•限流起动–可选的快速启动•全电压•预设低速•线性加速–可选的快速启动•双斜率–使用可选的快速启动单控制器的最大灵活性Copyright©2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.SMC-Flex可选起动或停止模式•泵类控制•制动控制–SMB™(智能马达制动)–Accu-Stop™–减速制动Copyright©2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.SMC-Flex控制选项–泵控制•泵类控制的好处–专门为离心泵设计–降低因离心泵失控时加速和减速而造成的浪涌电流.–无需专门流量控制阀–提供闭环加速和减速马达控制-无需应用传感器或反馈设备–性能可以和任何竞争者相比使用获得专利的PumpControl控制器依然是离心泵启动的一种方式。该种控制方法一直在研究中，并提出如何简易编程和提高总性能。针对使用PumpControl消除液体冲击、水击作用以及相关阀的泵控制已有很多的文档。这些文档包括各种白皮书、工业条款和重要建议。对于许多客户，在系统中添加软起动使得他们节省了大量的维修费用。Copyright©2007RockwellAutomation,Inc.Allrightsreserved.SMC-Flex控制选项–制动控制•带有制动控制SMCFlex的好处–制动专利消除了添加额外部件的必要–在高惯性应用中，明显降低停止时间，以实现生产率最大化–消除或减少机电制动部件的需要–提供零速检测功能，一旦马达停止，立即关断制动–对于校准和启动过程，低速下可提供最好的性能–性能可以和任何竞争者相比较小型马达制动是另一种专门的控制。在高惯性应用下，普遍希望尽快停止。从而，这种特色得到了极其广泛的应用。同时，这也可以使用SMC完成，不需要应用额外的部件或电源。像木材加工应用中，该特征降低了大锯的斜坡减速时间从10分钟到60秒。这并不需要添加任何昂贵的机电制动或其他的电气设备。当他们调节机器或调换锯条时，这给他们节省了一些宝贵的时间。记住：除了这些写特性，该控制器依然提供了降电压启动。Copyright©2007RockwellAutomation,