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8.23.2
PLC-gesteuertes hohes Anlaufmoment für Förderbandanwendungen
Das PLC-gesteuerte hohe Anlaufmoment (High Starting Torque Mode, HST) ermöglicht
die Regelung des hohen Anlaufmoments für einen Induktionsmotor in der Regelungsart
OLVC mithilfe einer PLC zur Verwendung in Förderanlagen, in denen mehrere Umrichter
und Motoren auf einem gemeinsamen Band betrieben und von derselben PLC gesteuert
werden. Die PLC steuert die Frequenz und den Strom zum Umrichter direkt, sodass
mehrere parallele Umrichter gleichzeitig gestartet werden können.
Diese Funktion ermöglicht es einer externen PLC, den Anlauf mehrerer mit einer
gemeinsamen Last verbundener Motoren zu koordinieren, wenn ein höheres
Anlaufmoment als normal erforderlich ist. Da ein Induktionsmotor über keine
Läuferpositionserfassung verfügt und zur Erzeugung des Anlaufmoments auf den
Schlupf zurückgreifen muss, ist es erforderlich, eine hohe Kraft anzuwenden, indem ein
Strom in einem gesteuerten Winkel angelegt wird, um die Last zu bewegen. Erst
nachdem sich die Last bewegt, kann der Umrichter den Flussvektor sperren und wieder
die Regelungsart OLVC verwenden, um den Drehmomentstrom direkter zu steuern.
Wenn mehrere Motoren und Umrichter mit einer gemeinsamen Last verbunden sind,
werden der Strom und die Frequenz (Drehzahl) koordiniert, um ein einheitliches
Drehmoment für alle Motoren zu erzeugen, ohne übermäßige Spannung zwischen den
Bandabschnitten zu verursachen. Dies erfolgt über eine externe PLC, um den
erforderlichen Lastausgleich zwischen allen Motoren sicherzustellen.
Da ein Induktionsmotor den Schlupf (Differenz zwischen mechanischer Drehzahl des
Läufers und elektrischer Drehzahl des Ständers) verwendet, um Drehmoment zu
erzeugen, kann er mit dem normalen Verfahren für Induktionsmotoren aufmagnetisiert
werden. Nach der Aufmagnetisierung wendet eine Ablaufsteuerung einen rotatorischen
Stromvektor mit der durch einen externen Strombefehl festgelegten Größe und der durch
einen externen Drehzahlbefehl geregelten Drehgeschwindigkeit an. Der Hoch-/Rücklauf
von Drehzahl und Strom muss innerhalb der PLC erfolgen, was für einen reibungslosen
Betrieb einen schnellen Zugriff auf die Register erfordert.
Dieser Algorithmus liefert die Mittel, um die Umrichter und Motoren entlang des
Förderbands zu koordinieren, die Synchronisierung erfolgt jedoch durch die PLC. Ferner
werden die Zustandsübergänge weitestgehend durch Handshake-Signale zwischen der
PLC und der NXGPro+ Steuerung gesteuert.
Die Schlupfkompensation wird während des gesteuerten HST-Modus angewandt, indem
der Schlupf mithilfe des Strombefehls berechnet wird. Nachdem sich der Motor nach der
Aufmagnetisierung zu drehen beginnt und der Phasenregelkreis den Flussvektor sperrt,
wird der Strom-Istwert in die d-q-Komponenten zerlegt. Der Schlupf wird dann mit dem
normalen Verfahren für Induktionsmotoren in der Regelungsart OLVC berechnet.
Durch die externe Steuerung werden die Rampen für Strom und Frequenz vollständig
umgangen, bis die Ablaufsteuerung abgeschlossen ist.
Nach Abschluss der Ablaufsteuerung wechselt der Umrichter sanft in den
Drehzahlregelkreis (Integrator-Voreinstellung) und der Drehzahlbefehl wird von der
Schnellzugriffs-Drehzahlanforderung erzeugt (die Rampe wird auf die Motoristdrehzahl
voreingestellt). Der Strombefehl wird durch den Ausgang des Drehzahlreglers ersetzt
und das externe Stromsignal wird als dynamische Drehmomentstrombegrenzung
verwendet. Indem der Stromsignalbefehl als dynamische Drehmomentbegrenzung
verwendet wird, steuert das Drehmomentstromsignal den Ausgang des Umrichters
direkt, sofern der Drehzahlregler gesättigt bleibt.
Handbuch NXGPro+ Steuerung
Bedienhandbuch, AC, A5E50491925B
Erweiterte Betriebsfunktionen
8.23 Förderbandanwendungen
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