MICROMASTER 440 bez filtra 6SE6440-2UD25-5CA1 6SE6 440-2UD25-5CA1

Siemens 6SE6440-2UD25-5CA1 | MICROMASTER 440 — 5,5 kW / 7,5 KM (HO), 7,5 kW / 10 KM (LO), 3AC 380–480V, IP20, Bez filtra, Sterowanie V/Hz i bezczujnikowe wektorowe

Przegląd

„Siemens 6SE6440-2UD25-5CA1 to 5,5 kW (stały moment obrotowy) MICROMASTER 440 — sprawdzony trójfazowy falownik firmy Siemens z najbardziej zaawansowanej generacji kompaktowych napędów, dzielący ramę mechaniczną FSC i pełny zestaw wejść/wyjść z wariantem 11 kW, ale przeznaczony do silników o mocy od 4 do 5,5 kW w trybie stałego momentu obrotowego i do 7,5 kW w zastosowaniach wentylatorów i pomp o zmiennym momencie obrotowym.

Moc 5,5 kW zajmuje szczególnie powszechne miejsce w projektowaniu maszyn przemysłowych. Silniki w tym paśmie mocy znajdują się na średniej wielkości sekcjach przenośników, małych i średnich stopniach pomp, jednostkach sprężarek, pomocniczych napędach wytłaczarek i szerokiej gamie maszyn procesowych, gdzie obciążenie wymaga napędu o mocy większej niż ułamkowy kilowat, ale poniżej większych zakresów mocy, gdzie standardem stają się dedykowane zespoły napędowe montowane w szafach.

Rama MM440 FSC — wysokość 245 mm, szerokość 185 mm, głębokość 195 mm — jest wystarczająco kompaktowa, aby zmieścić się w standardowej szafie sterowniczej, nie dominując dostępnej przestrzeni, oferując jednocześnie pełny zestaw parametrów i architekturę I/O większych wariantów MM440.

Napęd jest dostarczany bez zintegrowanego filtra EMC (oznaczenie -2UD- w numerze części).

Jest to standardowa specyfikacja dla napędów montowanych w szafach, gdzie filtrowanie EMC jest realizowane na poziomie szafy za pomocą dławika wspólno-trybowego lub filtra liniowego zewnętrznego w stosunku do napędu, dla instalacji, w których obowiązujący standard nie wymaga filtrowania emisji przewodzonej, lub gdzie konfiguracja zasilania (sieć IT lub TT) sprawia, że wbudowany filtr jest nieodpowiedni. Dostępny jest 5,5 kW wariant z filtrem (prefiks -2AD-), gdzie wymagane jest filtrowanie na pokładzie.

Kluczowe specyfikacje

Od wartości zadanej do prędkości — Jak MM440 napędza silnik

Ścieżka sygnału MICROMASTER 440 od zewnętrznego polecenia do rzeczywistej prędkości silnika przebiega przez zdefiniowaną sekwencję etapów przetwarzania, które wspólnie określają, jak napęd zachowuje się w zmiennych warunkach pracy.

Źródłem wartości zadanej może być jedno z kilku wejść: analogowy sygnał napięciowy lub prądowy z karty wyjść analogowych sterownika PLC, stała częstotliwość wybrana przez wejścia cyfrowe, wewnętrzny potencjometr silnikowy napędu (który zwiększa lub zmniejsza wartość zadaną poprzez ciągłe aktywowanie dwóch wejść cyfrowych), szeregowa wartość zadana RS-485 z sterownika PLC przez protokół USS, lub własna klawiatura napędu za pośrednictwem opcjonalnego panelu operatorskiego BOP lub AOP.

Źródła te można łączyć — na przykład, główna wartość zadana analogowa sumowana z sygnałem przycinania z drugiego wejścia analogowego.

Wybrana wartość zadana przechodzi przez programowalny generator rampy, który ogranicza szybkość zmiany prędkości do skonfigurowanych czasów przyspieszania i hamowania.

Czasy narastania i opadania są ustawiane niezależnie, a MM440 obsługuje zaokrąglanie (krzywa S) na początku i końcu rampy, aby wygładzić przejście między stanem ustanowionym a przyspieszaniem, zmniejszając naprężenia mechaniczne na napędzanej maszynie.

Przetworzona wartość zadana trafia następnie do algorytmu sterowania — V/Hz lub bezczujnikowego wektorowego —, który oblicza wymaganą napięcie i częstotliwość wyjściową.

Wyjściowy stopień IGBT napędu generuje trójfazowe wyjście PWM z wybraną częstotliwością impulsów (4–16 kHz), przy czym wyższe częstotliwości impulsów zapewniają cichszą pracę silnika kosztem nieco zwiększonego rozpraszania ciepła napędu i konieczności obniżenia prądu wyjściowego w wyższych temperaturach.

Funkcje ochrony silnika

MM440 integruje kompleksowy zestaw funkcji ochrony silnika, które zmniejszają potrzebę stosowania oddzielnych przekaźników zabezpieczających w okablowaniu panelu napędu:

Elektroniczna ochrona przed przeciążeniem termicznym (funkcja I²t) stale integruje stosunek rzeczywistego prądu wyjściowego do prądu znamionowego silnika i wyzwala napęd, jeśli skumulowane obciążenie termiczne przekroczy konfigurowalny limit.

Funkcja ta przybliża zachowanie termiczne bimetalicznego przekaźnika przeciążeniowego silnika, ale szybciej dostosowuje się do pracy ze zmienną prędkością, gdzie zmniejszony przepływ powietrza chłodzącego przy niskich prędkościach zmienia stałą czasową termiczną silnika.

Monitorowanie temperatury silnika PTC/KTY umożliwia bezpośrednie podłączenie wewnętrznego czujnika temperatury silnika do napędu.

Termistor PTC wykazuje charakterystyczny skok rezystancji powyżej swojej temperatury znamionowej; napęd wykrywa to i może wygenerować ostrzeżenie lub wyzwolenie, zanim izolacja uzwojeń silnika ulegnie uszkodzeniu.

KTY (silikonowy czujnik temperatury) zapewnia liniową charakterystykę rezystancji-temperatury do ciągłego wyświetlania temperatury i dokładniejszego ustawiania progu.

Ochrona przed zablokowaniem monitoruje zależność między częstotliwością wyjściową a prędkością silnika (wnioskowaną z modelu prądowego w trybie bezczujnikowym wektorowym) w celu wykrycia zablokowania — silnika, który przestał się obracać, mimo że napęd nadal dostarcza prąd.

Wyzwolenia z powodu zablokowania zapobiegają trwałemu przetężeniu, które występuje, gdy napęd nadal dostarcza prąd pełnego poślizgu do zablokowanego silnika.

Monitorowanie przepięć i spadków napięcia na magistrali DC chroni elementy mocy napędu przed przepięciami spowodowanymi hamowaniem regeneracyjnym (jeśli nie jest zamontowany rezystor hamowania) i przed spadkami napięcia zasilania, które mogłyby spowodować utratę kontroli.

FAQ

Pytanie 1: Znamionowy prąd wyjściowy wynosi 13,2 A w trybie CT i 19 A w trybie VT. Jak wybrać, która ocena ma zastosowanie do mojej aplikacji?

Dotyczy to charakterystyki obciążenia silnika. Tryb stałego momentu obrotowego (CT/HO) — 13,2 A — ma zastosowanie, gdy obciążenie wymaga mniej więcej tego samego momentu obrotowego niezależnie od prędkości: przenośniki, sprężarki, pompy wyporowe, mieszadła, wytłaczarki.

Tryb zmiennego momentu obrotowego (VT/LO) — 19 A — ma zastosowanie, gdy moment obrotowy obciążenia rośnie z kwadratem prędkości: wentylatory odśrodkowe, pompy odśrodkowe, dmuchawy.

W trybie CT zdolność napędu do przeciążenia (150% przez 60 s) zapewnia margines momentu rozruchowego. 

W trybie VT przeciążenie jest zmniejszone (zazwyczaj 110% przez 60 s), ale wyższy prąd ciągły obsługuje większą moc silnika.

Pytanie 2: Na co wpływa ustawienie częstotliwości impulsów i kiedy należy je zmienić z domyślnego ustawienia fabrycznego?

Domyślna częstotliwość impulsów wynosi 4 kHz, co minimalizuje straty przełączania napędu i maksymalizuje zdolność prądu wyjściowego. Zwiększenie częstotliwości impulsów do 8 lub 16 kHz zmniejsza słyszalny szum elektromagnetyczny z silnika (charakterystyczny szum częstotliwości przełączania), co jest ważne w środowiskach wrażliwych na hałas.

Jednak wyższe częstotliwości impulsów zwiększają rozpraszanie ciepła napędu i wymagają obniżenia prądu wyjściowego — przy 16 kHz zdolność prądu wyjściowego ramy MM440 FSC jest zmniejszona poniżej wartości znamionowej.

Dobre praktyczne rozwiązanie dla większości napędów maszyn to 8 kHz, co zapewnia znacznie cichszą pracę przy umiarkowanym obniżeniu parametrów.

Lista parametrów MM440 zawiera współczynnik obniżenia dla każdego ustawienia częstotliwości impulsów.

Pytanie 3: Napęd ma 6 wejść cyfrowych. Czy wszystkie można skonfigurować do funkcji innych niż domyślne?

Tak. Wszystkie sześć wejść cyfrowych (DI1–DI6) jest w pełni programowalnych za pomocą listy parametrów (P0701–P0706).

Domyślne ustawienia fabryczne obejmują włączanie/wyłączanie 1 (DI1), cofanie (DI2), JOG (DI3) i resetowanie błędu (DI4/DI5), ale każde wejście cyfrowe można przypisać do dowolnej dostępnej funkcji sterowania napędem — w tym wybór stałej częstotliwości, przełączanie źródła wartości zadanej, włączanie PID, zewnętrzne wejście błędu i liczne funkcje sterowania silnikiem.

Ta elastyczność eliminuje potrzebę stosowania zewnętrznej logiki okablowania w wielu zastosowaniach, gdzie standardowe przypisania funkcji nie pasują do architektury sterowania maszyny.

Pytanie 4: Czy MICROMASTER 440 nadaje się do zastosowań dźwigowych lub żurawiowych?

MM440 może być stosowany do prac dźwigowych przy odpowiednim zaprojektowaniu, ale nie jest to dedykowany napęd dźwigowy.

Kluczowe kwestie: napęd musi być podłączony do rezystora hamowania (za pomocą wbudowanego chopper hamulcowego) w celu rozpraszania energii regeneracyjnej podczas opuszczania z obciążonymi ładunkami — MM440 nie może zwracać energii do sieci, a bez rezystora hamowania wyzwoli się z powodu przepięcia na magistrali DC podczas hamowania. 

Tryb bezczujnikowego sterowania wektorowego napędu zapewnia lepszy moment obrotowy przy niskich prędkościach dla płynnej obsługi ładunku.

W przypadku krytycznych pod względem bezpieczeństwa zastosowań dźwigowych z bezpiecznym sterowaniem hamulcem, zarządzaniem elektromagnetycznym hamulcem trzymającym i certyfikowanymi funkcjami bezpieczeństwa wymaganymi przez przepisy dotyczące dźwigów, dedykowany napęd dźwigowy lub wariant SINAMICS z zintegrowanymi funkcjami bezpieczeństwa może być bardziej odpowiednią specyfikacją.

Pytanie 5: Napęd został wycofany z produkcji. Jaki jest obecny odpowiednik firmy Siemens?

Firma Siemens pozycjonuje SINAMICS G120 i G120C jako następców MICROMASTER 440.

G120 w konfiguracji jednostki sterującej + modułu mocy zapewnia równoważne sterowanie V/Hz i bezczujnikowe wektorowe, z opcjami komunikacji PROFIBUS i PROFINET, ulepszoną integracją funkcji bezpieczeństwa i bardziej modułową konstrukcją.

G120C (kompaktowy) zapewnia podobną funkcjonalność w bardziej zintegrowanej obudowie. Oba są aktywnymi produktami z pełnym wsparciem firmy Siemens.

Dla aplikacji o mocy 5,5 kW, 380–480 V, ze stałym momentem obrotowym, równoważnej z 6SE6440-2UD25-5CA1, odpowiednią konfigurację zamawiania G120 lub G120C należy potwierdzić za pomocą internetowego konfiguratora produktów firmy Siemens.