Jak omezit nežádoucí rekuperaci - DC přepětí na měnič?

[Jan Nevoda]

Excentrický lis s  měničem Omron  řady JX 7,5kW 400V má při použití jednoho nástroje s plynovými tlumiči (kladou značný odpor lisovací síle) problém s přepětím na DC sběrnici, vyhodí okamžitě kod poruchy přepětí DC, zjištěná hodnota přepětí DC přes 800V !
Nikdy nebyl žádný problém na jiné nástroje, pouze výše uvedený nástroj nelze provozovat přes měnič a motor musí pracovat přímo na sítové napětí bez měniče.
Motor + setrvačník lisu při provozu na měnič s tímto nástrojem na pár desetin sekundy vlivem zátěže nebo tzv. přetáčení zátěže? vytváří brzdný moment  a chová se jako generátor, tzn. pošle do DC obvodu měniče zpětné přepětí.

Provozní frekvence na tento nástroj je 35Hz a je nežádoucí ji zvyšovat, nemá to technologickou logiku a drobné zvýšení nemá vliv na opakování přepětí DC na měniči.
Zvýšení momentu v menu taktéž, navíc ten stejně má  vliv spíše při rozběhu měniče, než za trvalého chodu s velmi krátkým úsekem času/rychlým  časem zvýšení zátěže jako u lisu.

Měnič dále mj. obsahuje v menu kontrolu přepětí DC, (LAD) ale jen při zpomalování měniče při vypnutí nebo chtěném snížení  nastavené frekvence za chodu.
Ve velmi obsáhlém menu (manuálu) není nastavení k omezení rekuperace či brzdeného momentu za chodu měniče. (Některé měniče něco takového mají)

[Martin Kurka]

Ta cyklující energie v cyklu lisu je, s tím se musíte smířit.
Jedna z možností je přidat hmotnost setrváku, nebo přidat malý setrvák s převodem do rychla.
Tím, že jste snížil otáčky lisu, snížil jste i energii v setrváku, kterou umí pohltit, nebo vydat.
Energie v setrváku roste s kvadrátem otáček.
E=2 * pi^2  * J * f^2

Zvýšením otáček setrvačníku (lisu) tento problém s přepětím proto zmizí, setrvák je větší bezedná díra ve které se dá energie pohltit.  Derivací výše uvedeného vztahu s přírůstkem otáček se zdvojnásobí i přírůstek energie.

Přidáním dalšího setrváku (třeba přímo na motor) by byla metoda sice dražší, ale energeticky úsporná.
Elektricky lze obdobu setrváku udělat kapacitou, posazenou paralelně k ss meziobvodu měniče. Na tomto principu pracují zdroje pro servopohony, z jedné kapacity a shodného meziobvodu je napájeno více měničů pro osy. Ale kapacita je potřeba značná a s malým sériovým odporem. Nejlépe z nějakého vraku jiného frekvenčního měniče (nejlépe shodného) který má vybořený jen koncový stupeň IGTB. Nebo použít měnič o stupeň  vyšší konstrukční velikosti, s větší kapacitou.


Pokud přepětí trvá opravdu desetiny sekundy, šlo by energeticky vyklíčovat přepětí do výkonového odporníku. Na to stačí komparátor s hysterezí (680V DC zap 630V DC vyp) a jedno DC SSR relé a výkonový odporník.
Tohle mají některé zdroje pro servoměniče v sobě a umí klíčovat i za chodu do centrálního brzdného odporu.

Bohužel, vše je to zásah do stroje a ne do lecjakého, do klikového lisu. A s tím nejsou žerty.
Větší měnič je z tohoto pohledu nejmenší bezpečnostně konstrukční zásah.
 

[Jan Nevoda]

Ještě mě napadlo, motor je tzv. Dahlander a bez klemů v motoru, je trvale zapojen do velkého trojůhelníku- do pomala. Možná by mohlo pomoci zapojit do dvojté hvězdy- do rychla. Ale to by zase měnič musel úměrně více snížit rychlost a asi bych byl tam, kde na začátku...?
Dále v manuálu je uvedena možnost DC tlumivky s vyvedenými svorkami P a PD, nemohla by tato tlumivka pohltit DC rekuperační přepětí??

Regenerační brzdná jednotka a brzdný odpor by v tomto případě byl asi k ničemu? Slouží asi jen navoleném dynamickému brždění při zpomalování a zastavení motoru...

[ACEOF ACES]

Třeba by pomohla tlumivka např. ELFIS 1TS050, zapojená mezi svorky PD/+1 a P/+,  ale nezkoušel jsem to.

[Olin Krátký]

Brzdná jednotka je v tomto případě asi to pravé, pro takové účely se právě používá. Pokud vím, pro Omron JX se jmenovala 3G3AX-RBU41 nebo tak nějak, s měniči Omron jsem moc nepracoval.

[Miroslav Revús]

Každý menič má vstavaný malý brzdný odpor, ktorý stačí na bežnú prevádzku. Pre väčšie zaťaženie má byť dodaný externý brzdný odpor, kde sa prebytočná energia umorí do tepla.

[Jan Nevoda]

Podrobnější zkoumání historie chyby v menu přesně v čase chyby: výstupní frekvence se snížila o 10Hz na 25Hz, výstupní proud na motor se zvýšil cca o 100% na 24A, interní DC napětí 810V... Zajímavá je ta snížená frekvence, zřejmě měnič nedokáže v takovém extrémním přetížení DC napětím a proudem regulovat frekvenci...
Původně totiž vybavovala i elektronická proudová ochrana motoru, ale po jejím časovém změkčení cca 1s, aby ihned nevybavila, se projevila chyba přepětí DC...

[Miroslav Revús]

Podrobnější zkoumání historie chyby v menu přesně v čase chyby: výstupní frekvence se snížila o 10Hz na 25Hz, výstupní proud na motor se zvýšil cca o 100% na 24A, interní DC napětí 810V... Zajímavá je ta snížená frekvence, zřejmě měnič nedokáže v takovém extrémním přetížení DC napětím a proudem regulovat frekvenci...
Původně totiž vybavovala i elektronická proudová ochrana motoru, ale po jejím časovém změkčení cca 1s, aby ihned nevybavila, se projevila chyba přepětí DC...

Manuál na strane 112 presne na to upozorňuje:

Měnič zobrazuje proud motoru během zrychlování nebo provozu s konstantní rychlostí. Pokud dosáhne úroveň omezení přetížení, je výstupní frekvence automaticky snížena podle parametru omezení přetížení.



Při nastavení parametru omezení přetížení příliš nízko,  může se vyskytnout chyba přepětí vzhledem k regenerované energii z motoru. Je to proto, že automatické zpomalení z této funkce je i při zrychlování.

Proveďte následující úpravy, je-li tato funkce v činnosti během zrychlování a frekvence nedosáhne cílové úrovně.

•Zvyšte čas zrychlení.

•Zvyšte zvýšení momentu.

•Zvyšte úroveň omezení přetížení.

•Použijte měnič vyšší řady.


A ruším svoje tvrdenie o externom brzdnom odpore. Tento menič nie je na to konštruovaný.

[Miroslav Revús]

Strana 115 manuálu:

Funkce kontroly přepětí během zpomalování

Tato funkce pomáhá se vyhnout chybě přepětí během zpomalování. Vemte na vědomí, že aktuální čas zpomalení může být delší než nastavená hodnota. Tato funkce automaticky udržuje DC napětí na nastavené úrovni během zpomalování.

Skúste polaborovať s nastavením.

Veľmi by vám pomohla možnosť komunikácie meniča s PC a nejakým programovacím nástrojom. Urýchľuje to nastavovanie a máte/mali by ste mať aj možnosť graficky zobraziť vybrané priebehy (prúd, moment, napätie ...)

[ACEOF ACES]

A když všechno selže, pak bych vzal devět tepelných koulí na 230V, udělal tři trojice po třech koulích v sérii a ty zapojil za měnič mezi fáze.
Smích

[Miroslav Revús]

Aj na to výrobca pamätá:

•Použijte měnič vyšší řady.

[Jan Nevoda]

Díky.
Na omezení přetížení se podívám... to by mohlo pomoci  

"Je to proto, že automatické zpomalení z této funkce je i při zrychlování."

 - tato vaše věta mě nedává smysl, protože motor při chodu pracuje s konstatním nastaveným kmitočtem a rychlostí a při normálních podmínkách jej nemá co zrychlovat a zpomalovat....

"Funkce kontroly přepětí během zpomalování"

Toto jsem již měnil v nastavení a nemá to vliv, logicky, při podrobnějším studiu textu, je jasné, že logicky tato funkce je aktivní JEN při zpomalení= zastavování=zastavení motoru chtěným povelem Stop.

viz.

"Vemte na vědomí, že aktuální čas zpomalení může být delší než nastavená hodnota."
Dále mám dojem, že jsou tam i jasné grafy, s ukončením zpomalení na 0Hz...
Tedy podle mě zcela jasně není funkční při brzděném zátěží a rekuperačním chodu motoru za trvalého chodu motoru.

Princip lisu se setrvačníkem a obecně lisu, vylučuje možnost obsluhou nebo sw snižovat, zvyšovat či dokonce zastavovat a nebo spouštět motor, když je lis v lisovací fázi/cyklu/práci.

Před započetím nebo na konci  lisovací práce, měnič prakticky musí být a je nastaven s cca 20s rozběhem motoru a cca 30s doběhem, jinak letí nahoru proud při rozběhu a při doběhu by na tvrdo zastavený motor/setrvačník jistě generoval značné přepětí a jistě i motor by nejraději vyskočil a letěl někde na procházku...

[ACEOF ACES]

Já bych zkusil snížit výstupní napětí,
A045 bych nastavil na 90.

[raj]

Třeba by pomohla tlumivka např. ELFIS 1TS050, zapojená mezi svorky PD/+1 a P/+,  ale nezkoušel jsem to.

Nic takového nepomůže.

Každý menič má vstavaný malý brzdný odpor, ktorý stačí na bežnú prevádzku.

Blbost. Odpory slouží k rychlému vybití DC meziobvodu po odpojení ze sítě.

Pokud přepětí trvá opravdu desetiny sekundy, šlo by energeticky vyklíčovat přepětí do výkonového odporníku. Na to stačí komparátor s hysterezí (680V DC zap 630V DC vyp) a jedno DC SSR relé a výkonový odporník.
Tohle mají některé zdroje pro servoměniče v sobě a umí klíčovat i za chodu do centrálního brzdného odporu.

To SSR relém nestihneš. Koupil bych originální příslušenství od Omronu, nebo by jsi to musel spínat IGBT tranzistorem.
Škoda. Před týdnem jsem uklízel a mrak měničů i DC chopperů šlo do šrotu.


Motor pracuje v generátorickém režimu a prostě - vyrábí elektřiku, která pokud se nemaří v brzdném chopperu způsobí nárůst napětí v stejnosměrném meziobvodu měniče.
(viz návod, kde se mluví o "regenerační brzdné jednotce" (větší kokotinu jsem neslyšel))

[Miroslav Revús]

"Je to proto, že automatické zpomalení z této funkce je i při zrychlování."

To je veta z manuálu a nie je moja. Iba som poukázal, že výrobca vie o zdvihnutí napätia v DC medziobvode, ak je motor v generátorickom režime.

[raj]

To nebylo nic proti Tobě.
Jen jsem nechápal kvalitu překoladu manuálu...

[Oliver Mička]

Podobný problém som riešil kedysi dávnejšie - vyriešilo sa to po telefonáte s oblastným technikom výrobcu a ten odporučil menič vyššej rady a pomohlo. ( motor 7,5kW a menič až 15kW - ak si pamätám dobre )