MICROMASTER 440 bez filtra 6SE6440-2UD24-0BA1 6SE6 440-2UD24-0BA1 6SE644O-2UD24-OBA1

Siemens 6SE6440-2UD24-0BA1 | MICROMASTER 440 — 4 kW / 5 KM, 3AC 380–480V, 10,2A Wyjście, IP20, Rama FSB, Sterowanie V/Hz i bezczujnikowe wektorowe

Przegląd

Siemens 6SE6440-2UD24-0BA1 to wariant o stałym momencie obrotowym 4 kW z serii MICROMASTER 440 w rozmiarze ramy B — kompaktowa wersja formatu mechanicznego FSB, która umieszcza pełny zestaw funkcji tego napędu w obudowie o wysokości zaledwie 202 mm, szerokości 149 mm i głębokości 172 mm.

Ważąc 3,3 kg i mieszcząc się wygodnie w standardowym gnieździe panelu DIN, zapewnia pełną funkcjonalność MM440 — sześć programowalnych wejść cyfrowych, dwukierunkowe wejścia/wyjścia analogowe, bezczujnikowe sterowanie wektorowe, kompleksową ochronę silnika i komunikację RS-485 — dla klasy silników 4 kW, która występuje w lekkich maszynach przemysłowych, urządzeniach procesowych i systemach HVAC.

To, co MM440 oferował w momencie premiery — i co nadal czyni go istotnym w utrzymaniu ruchu w istniejących instalacjach — stanowiło znaczący krok naprzód w jakości sterowania w porównaniu do prostszych napędów w swojej klasie.

Tryb bezczujnikowego sterowania wektorowego pozwalał silnikom 4 kW rozwijać pełny moment obrotowy przy bardzo niskich prędkościach i szybko reagować na przejściowe zmiany obciążenia, bez enkodera wału, który byłby wymagany w napędzie wektorowym z zamkniętą pętlą.

W przypadku przenośników rozpoczynających pracę pod obciążeniem, małych sprężarek i mieszadeł, gdzie profil momentu obrotowego obciążenia znacznie się zmienia, oznaczało to lepsze utrzymanie prędkości i bardziej niezawodne rozruchy niż mogłoby zapewnić samo sterowanie V/Hz.

Rama FSB pozycjonuje ten napęd poniżej ramy FSC (używanej dla wariantów 5,5–11 kW w zakresie MM440).

Obie ramy mają ten sam format głębokości i szerokości, co pozwala na umieszczenie wielu napędów o różnych mocach obok siebie na szynie panelowej ze spójnymi profilami wycięć w panelu — praktyczny szczegół, który upraszcza układ panelu, gdy potrzebne są różne rozmiary napędów dla różnych silników w tej samej maszynie.

Oznaczenie -2UD24- w numerze części identyfikuje ten wariant jako niewyfiltrowany (bez wbudowanego filtra EMC) o mocy 4 kW, 380–480V.

Instalacje wymagające zgodności z emisją przewodzoną w punkcie instalacji wymagają zewnętrznego filtra liniowego dobranego do prądu wejściowego napędu.

Kluczowe specyfikacje

Konfiguracja I/O i integracja z maszyną

Komplet wejść/wyjść MM440 na tym poziomie mocy jest identyczny jak w większych wariantach MM440 — celowy wybór projektowy firmy Siemens, który pozwolił uniknąć uproszczonej architektury I/O dla mniejszych napędów.

Sześć izolowanych wejść cyfrowych, dwa wejścia analogowe (napięciowe lub prądowe, przełączane DIP), dwa wyjścia analogowe (0–20mA) i trzy wyjścia przekaźnikowe zapewniają projektantowi panelu taką samą elastyczność okablowania przy 4 kW, jak przy 11 kW.

W typowej instalacji maszyny wejścia cyfrowe obsługują: polecenie start/stop (DI1), kierunek obrotów (DI2), funkcję JOG (DI3), zewnętrzne wejście awarii (DI4), przełączanie źródła zadanej wartości (DI5) i wybór stałej częstotliwości (DI6).

Te domyślne przypisania są w pełni konfigurowalne — każde wejście można przypisać ponownie za pomocą listy parametrów, aby dopasować je do logiki sterowania konkretnej maszyny, bez potrzeby stosowania zewnętrznych przekaźników lub logiki okablowania.

Dwa wejścia analogowe służą do odbierania poleceń zadanej wartości z PLC maszyny (zmienna procesowa lub referencja prędkości na AI1) oraz sygnałów sprzężenia zwrotnego lub przycinania (AI2), podczas gdy dwa wyjścia analogowe dostarczają sygnały aktualnej prędkości i prądu wyjściowego do systemu nadzorczego w celu monitorowania lub zamknięcia pętli sterowania procesem.

Trzy wyjścia przekaźnikowe obsługują wskaźniki pracy silnika, awarii i osiągnięcia zadanej wartości dla wejść cyfrowych PLC.

Funkcje ochrony — bezpieczeństwo silnika i napędu

MM440 integruje wielowarstwową architekturę ochrony, która zmniejsza liczbę zewnętrznych elementów zabezpieczających wymaganych w rozdzielnicy.

Na poziomie silnika interfejs PTC/KTY umożliwia bezpośrednie podłączenie czujnika termicznego silnika, dostarczając napędowi dane o temperaturze uzwojeń silnika w czasie rzeczywistym w celu ostrzeżenia o przegrzaniu i wyłączenia przed uszkodzeniem izolacji.

Elektroniczne zabezpieczenie termiczne (funkcja I²t) monitoruje stosunek aktualnego prądu wyjściowego do prądu znamionowego silnika, gromadząc model termiczny, który przybliża działanie bimetalicznego przekaźnika silnika. Gdy skumulowane obciążenie termiczne przekroczy konfigurowalny limit, napęd ostrzega, a następnie wyłącza.

Funkcja ta automatycznie dostosowuje się do zmniejszonego przepływu powietrza chłodzącego przy niskich prędkościach roboczych — warunek, w którym stałe przekaźniki nadprądowe nie mogą zapewnić odpowiedniej ochrony, ponieważ pojemność cieplna silnika jest zmniejszona przez niższy przepływ powietrza chłodzącego z wentylatora zamontowanego na wale.

Po stronie energoelektroniki napęd chroni się przed zwarciami (międzyfazowymi i doziemnymi na wyjściu), przepięciami na magistrali DC (z energii odzyskanej podczas hamowania), niedonapięciami (z spadków napięcia zasilania) i przegrzaniem IGBT.

Ochrona przed przegrzaniem reaguje na czujnik temperatury radiatora napędu i inicjuje kontrolowane wyłączenie przed uszkodzeniem termicznym stopnia mocy wyjściowej.

Często zadawane pytania

P1: Moc momentu kwadratowego i moc stałego momentu obrotowego są podane jako 4 kW. Co to oznacza dla zastosowań pomp i wentylatorów?

Dla większości modeli MM440, znamionowa moc zmiennego momentu obrotowego (LO) pozwala na napędzanie większego silnika niż znamionowa moc stałego momentu obrotowego (HO) — na przykład 5,5 kW w LO vs 4 kW w HO dla następnego rozmiaru.

6SE6440-2UD24-0BA1 jest wyjątkiem: obie wartości znamionowe wynoszą 4 kW, co oznacza, że ta rama nie oferuje większego silnika w trybie zmiennego momentu obrotowego.

Moc znamionowa silnika 4 kW dotyczy niezależnie od tego, czy obciążenie jest stałe, czy wentylatorowe/pompowe. W przypadku zastosowań wymagających silnika pompy o mocy 5,5 kW, należy określić następny model (6SE6440-2UD25-5CA1).

P2: Napęd jest dostarczany bez panelu operatorskiego. Czy parametry można ustawić bez BOP lub AOP?

Zestaw parametrów napędu jest dostępny przez interfejs szeregowy RS-485 przy użyciu oprogramowania PC SIEMENS STARTER lub DriveMonitor — fizyczny panel operatorski nie jest wymagany do uruchomienia w instalacjach, gdzie dostępny jest laptop przy napędzie.

W przypadku dostępu w terenie bez komputera, panel BOP (Basic Operator Panel, 6SE6400-0BP00-0AA0) lub AOP (Advanced Operator Panel) można podłączyć do przedniej części napędu w dowolnym momencie. BOP umożliwia nawigację po parametrach i zmianę wartości za pomocą interfejsu przycisków i 5-cyfrowego wyświetlacza LED.

AOP zapewnia wyświetlanie menu w postaci zwykłego tekstu i może przechowywać do dziesięciu kompletnych zestawów parametrów do pobrania na napędy zamienne.

P3: Czy napęd MM440 może pracować w zamkniętej pętli regulacji prędkości z enkoderem wału, czy jest ograniczony do pracy bezczujnikowej?

Podstawowy napęd MM440 (bez opcjonalnej karty enkodera) jest ograniczony do bezczujnikowego sterowania wektorowego i sterowania V/Hz.

Zamknięta pętla regulacji prędkości z enkoderem wału (prawdziwe sterowanie wektorowe) wymaga zainstalowania opcjonalnej karty enkodera CB15 w porcie opcji napędu. 

Karta enkodera akceptuje sygnały enkodera przyrostkowego TTL/RS422 i zapewnia sprzężenie zwrotne prędkości dla regulatora prędkości w zamkniętej pętli.

Większość zastosowań na tym poziomie mocy wykorzystuje bezczujnikowe sterowanie wektorowe, które zapewnia odpowiednią regulację prędkości bez enkodera wału — zazwyczaj regulację prędkości ±0,5% przy zmiennym obciążeniu, wystarczającą dla większości zastosowań przenośników, pomp i mieszadeł.

P4: Jakie jest minimalne wymagane odstępy instalacyjne nad i pod napędem dla odpowiedniego chłodzenia?

Rama FSB MM440 wykorzystuje ścieżkę chłodzenia konwekcyjnego i wymuszonego przepływu powietrza, która biegnie pionowo przez napęd.

Wymagany jest minimalny odstęp 100 mm (około 4 cali) nad i pod napędem dla zapewnienia odpowiedniego przepływu powietrza.

Niewystarczający odstęp powoduje wzrost temperatury radiatora napędu powyżej projektowego punktu pracy, co jest wykrywane przez monitorowanie temperatury napędu i reaguje ograniczeniem prądu wyjściowego lub wyłączeniem. 

W ciasnych panelach, gdzie nie można osiągnąć odstępu 100 mm, napęd musi być oceniony pod kątem warunków ograniczenia mocy udokumentowanych w instrukcji obsługi MM440.

P5: Częstotliwość wyjściowa napędu sięga 650 Hz. Czy jest to przydatne i jakie zastosowania tego wymagają?

Maksymalna częstotliwość wyjściowa 650 Hz jest istotna dla zastosowań silników o wysokiej prędkości obrotowej — napędów wrzecion pracujących z silnikami 2-biegunowymi z prędkościami powyżej standardowej prędkości bazowej 50/60 Hz, specjalistycznych napędów wirówek, niektórych maszyn tekstylnych i zastosowań na stanowiskach badawczych.

Dla większości standardowych silników przemysłowych 4-biegunowych pracujących z prędkością znamionową (zazwyczaj 1450–1480 obr./min przy 50 Hz), zakres wyjściowy 50 Hz jest normalnym zakresem roboczym.

Możliwość pracy z częstotliwością 650 Hz jest dostępna, ale wymaga odpowiedniego doboru silnika — standardowe silniki indukcyjne przemysłowe nie są przeznaczone do pracy powyżej częstotliwości znamionowej bez ograniczenia mocy i starannego rozważenia smarowania łożysk, rezonansu mechanicznego i klasy izolacji.