MICROMASTER 440 без фильтра 6SE6440-2UD31-1CA1 6SE6 440-2UD31-1CA1 6SE644O-2UD31-1CA1

Siemens 6SE6440-2UD31-1CA1 | MICROMASTER 440 — 11 кВт / 15 л.с., 3 фазы, 380–480В, 26А (CT) / 32А (VT), IP20, без фильтра, управление V/Гц и векторное управление

Обзор

Siemens 6SE6440-2UD31-1CA1 представляет собой вариант MICROMASTER 440 с постоянным крутящим моментом 11 кВт — флагманский универсальный преобразователь частоты Siemens из поколения продуктов, зарекомендовавших себя в глобальных промышленных установках в 2000-х и 2010-х годах.

MM440 представлял собой самое мощное предложение Siemens в сегменте компактных приводов: более широкие, чем MM420, возможности управления (добавление бесколлекторного векторного управления к V/Гц) и более гибкие, чем MM430 (который был оптимизирован для вентиляторных и насосных применений и не имел высоких номинальных перегрузок, необходимых для нагрузок с постоянным крутящим моментом).

Вариант FSC-корпуса мощностью 11 кВт в этом номере детали удобно располагается в середине диапазона мощности MM440, обслуживая размеры двигателей, наиболее часто встречающиеся на конвейерных системах, компрессорах, центробежных насосах, смесителях и общем заводском оборудовании.

При выходном токе 26 А в режиме постоянного крутящего момента (высокая перегрузка) и 32 А в режиме переменного крутящего момента (низкая перегрузка) мощность привода правильно соответствует двигателю мощностью 11 кВт в режиме HO и двигателю мощностью 15 кВт в приложениях LO.

Спецификация перегрузки — 150% в течение 60 секунд и 200% в течение 3 секунд в режиме HO — отражает способность привода справляться с переходными требованиями по току при пуске загруженных конвейеров, пуске компрессоров и других сценариях кратковременного ускорения с высокой инерцией без срабатывания защиты или снижения производительности.

Для насосных и вентиляторных применений, где крутящий момент нагрузки растет пропорционально квадрату скорости, номинал LO позволяет более экономично выбрать привод следующего меньшего размера по сравнению с выбором для режима постоянного крутящего момента.

Привод поставляется без ЭМС-фильтра (-2UD- в номере детали), что является правильной спецификацией для установок, где внешний линейный фильтр предусмотрен на уровне коммутационного оборудования, где в сети питания уже имеется фильтрация, или где применимый стандарт ЭМС не требует фильтрации кондуктивных помех на приводе.

Там, где требуется соответствие ЭМС в месте установки — как правило, в установках, подпадающих под требования EN 61800-3 категории C2 — либо к кабелю питания добавляется внешний фильтр, либо следует выбирать фильтрованный вариант (-2AD- префикс) той же мощности.

Ключевые характеристики

Режимы управления — V/Гц и бесколлекторное векторное управление

Архитектура управления MM440 поддерживает два основных режима управления, выбираемых путем параметризации:

Управление V/Гц поддерживает постоянное соотношение между выходным напряжением и выходной частотой, аппроксимируя кривую намагничивания двигателя.

Линейное V/Гц подходит для применений с постоянным крутящим моментом (конвейеры, компрессоры), где двигатель должен развивать полный крутящий момент в диапазоне рабочих скоростей. 

Квадратичное V/Гц — также называемое V/Гц по квадратичному закону — снижает напряжение на низких скоростях пропорционально квадрату частоты, соответствуя характеристике крутящего момента и скорости центробежных вентиляторов и насосов и снижая потери двигателя при частичной нагрузке.

Бесколлекторное векторное управление (также называемое управлением по току магнитного потока или FCC в литературе Siemens) вычисляет модель состояния магнитного потока двигателя в реальном времени и управляет вектором выходного тока для поддержания оптимальной ориентации потока без датчика положения вала.

Это обеспечивает значительно лучшее производство крутящего момента на низких скоростях, более быструю динамическую реакцию на изменения нагрузки и способность развивать максимальный крутящий момент на нулевой скорости или около нее — возможности, которые управление V/Гц не может обеспечить.

Бесколлекторное векторное управление требует запуска идентификации двигателя (автонастройка) во время ввода в эксплуатацию для заполнения модели двигателя привода параметрами сопротивления, индуктивности и скольжения конкретного двигателя.

Для большинства конвейерных, смесительных и компрессорных применений достаточно управления V/Гц с соответствующим вводом данных двигателя.

Для применений, требующих точного регулирования скорости при изменяющихся нагрузках, хорошего пускового момента на низкой скорости или максимально быстрой реакции на возмущения нагрузки, бесколлекторное векторное управление является лучшим режимом работы.

Архитектура ввода-вывода и гибкость применения

Комплект ввода-вывода MM440 значительно богаче, чем у более простых приводов в своем классе. Шесть изолированных цифровых входов, конфигурируемых через набор параметров, управляют функциями, включая пуск/останов, изменение направления, выбор источника уставки, сброс ошибки, JOG и выбор фиксированной частоты.

В отличие от приводов, где цифровые входы имеют фиксированные заводские функции и требуют внешней перекоммутации для их изменения, цифровые входы MM440 полностью переназначаются через параметры — каждый вход может быть сопоставлен с любой доступной функцией привода из списка параметров.

Два аналоговых входа принимают сигналы напряжения (0–10В) или тока (0–20мА), причем тип входа выбирается DIP-переключателем, а не требует различных аппаратных вариантов для разных типов сигналов уставки.

Любой из входов может быть альтернативно использован в качестве дополнительного цифрового входа при подключении бинарного сигнала — что дает приводу фактически восемь цифровых входов, когда аналоговые каналы не требуются для аналоговой уставки или обратной связи.

Три релейных выхода с номиналами 30В постоянного тока / 5А или 250В переменного тока / 2А сигнализируют о состоянии привода — работа/останов, ошибка, достижение уставки или пользовательские функции — ПЛК машины или цепям управления реле.

Вход мониторинга температуры двигателя PTC/KTY подключается непосредственно к датчику тепловой защиты двигателя, позволяя приводу отслеживать температуру двигателя в реальном времени и снижать скорость или отключаться до возникновения теплового повреждения.

Часто задаваемые вопросы

В1: Привод рассчитан на 11 кВт в режиме постоянного крутящего момента (HO) и 15 кВт в режиме переменного крутящего момента (LO). Какой номинал применяется для конвейерного применения?

Конвейеры являются нагрузками с постоянным крутящим моментом — требуемый крутящий момент примерно постоянен в диапазоне скоростей независимо от скорости.

Это означает, что применяется номинал HO (высокая перегрузка): двигатель должен быть рассчитан на мощность не более 11 кВт, а привод будет обеспечивать максимальный непрерывный выходной ток 26 А с возможностью перегрузки 150% в течение 60 секунд.

Если двигатель имеет мощность 15 кВт, а профиль применения чисто вентиляторный или насосный (крутящий момент растет с квадратом скорости, низкий пусковой момент), то применяется режим LO при 32 А — но это инженерное решение, основанное на фактической характеристике нагрузки, а не просто на мощности по шильдику двигателя.

В2: Привод не включает ЭМС-фильтр. Всегда ли требуется внешний фильтр?

Не всегда. Требование к ЭМС-фильтру зависит от применимого стандарта ЭМС установки и среды развертывания привода.

Промышленные среды, классифицированные как категория C3 (ограниченное распространение, промышленная зона) согласно EN 61800-3, часто допускают работу без фильтрации кондуктивных помех при условии, что сеть питания установки не чувствительна к высокочастотным помехам.

Среды категории C2 — которые включают установки в первой среде (жилой/легкой коммерческой) или где питание совместно используется с чувствительным оборудованием — обычно требуют фильтрации.

Перед принятием решения о необходимости фильтрации подтвердите применимую категорию с инженером по ЭМС системы.

В3: Какие шаги по вводу в эксплуатацию требуются при установке MM440 на новый двигатель?

Минимальный ввод в эксплуатацию требует ввода данных с шильдика двигателя в группу параметров P0 (номинальное напряжение, частота, мощность, ток, скорость, коэффициент мощности и тип двигателя).

После ввода данных двигателя процедура быстрой настройки (параметр P1910) выполняет статическую автонастройку для измерения сопротивления статора двигателя и улучшения точности V/Гц. 

Для бесколлекторного векторного управления вращающаяся автонастройка (требующая свободного вращения двигателя) измеряет параметры ротора и заполняет полную модель двигателя.

После ввода в эксплуатацию проверьте время разгона и замедления (P1120/P1121) в соответствии с инерцией и диапазоном скоростей применения.

В4: Привод имеет последовательный интерфейс RS-485. Какие протоколы связи он поддерживает нативно?

Встроенный интерфейс RS-485 MM440 поддерживает протокол USS (Universal Serial Interface) — собственный стандарт последовательной связи Siemens для управления приводами и параметризации.

USS позволяет подключать несколько приводов на одной шине RS-485 (до 31 узла при скорости 19 200 бод или меньше при более высоких скоростях), при этом ПЛК или мастер-контроллер опрашивает каждый привод на предмет состояния и отправляет команды уставки.

Для подключения PROFIBUS DP — необходимого для интеграции в SIMATIC S7 или другие системы управления на базе PROFIBUS — опциональный коммуникационный модуль CB15 PROFIBUS устанавливается в порт расширения привода.

В5: Может ли 6SE6440-2UD31-1CA1 быть обновлен с V/Гц до векторного управления после установки, или для этого требуется другой привод?

Как V/Гц, так и бесколлекторное векторное управление являются программными режимами управления в одном и том же приводе — переключение между ними является изменением параметра (P1300), а не аппаратным изменением.

Привод поставляется с V/Гц в качестве значения по умолчанию (P1300 = 0) и может быть изменен на бесколлекторное векторное управление (P1300 = 20) после выполнения необходимой автонастройки.

Дополнительное аппаратное обеспечение или обновление прошивки не требуется.

Переход обратим в любое время.