Это устройство плавного пуска (УПП) принципиально похоже на другие УПП, но имеет контроль выхода двигателя в номинальный нагрузочный режим, а также временные параметры пуска и останова, регулировку уровня напряжения при старте. В случае отклонения тока двигателеля в какую-либо сторону свыше заданных значений УПП отключит двигатель с индикацией ошибки. В составе устройства можно выделить следующие элементы:
- Плата управления на процессоре V850ES/KF1 D70F3210HGK
- Силовые модули тиристорного типа SEMIKRON SKKQ 1200/14E
- Контакторы ByPass
- Плата фильтрации импульсных помех
- Датчики тока в количестве 3-х шт.
- Вентилятор охлаждения ~ 220V
Кратко выделим некоторые цепи для лучшего понимания работы платы управления.
Сигналы между двумя входными фазами и клемами мотора подаются через четырехпроводные разъемы (красный и черный провода) на плату управления, ослабляются симметрично набором резисторов и направляются на сдвоенный операционный усилитель LMV932.
Сигнал от фазного напряжения ~220 В , питающее импульсный источник питания платы, аналогично ослабляется симметрично цепочками резисторов и также подается на второй сдвоенный операционный усилитель LMV932.
Сигналы с трансформаторов тока поступают по черным тонким проводам через двухконтактные разъемы (сигнал со среднего трансформатора поступает через трехконтактный разъем) на цепь нагрузочных резисторов 3*2||3 Ома и напрямую через RC цепь (10кОм) направляются на аналоговые входы P70/ANI0, P71/ANI1, P77/ANI7 (80, 79, 73 ножки соответственно) в процессор. Нагрузочные резисторы подключены между сигналом и опорным напряжением, равным половине напряжения питания процессора. Опорное напряжение формируется вторым сдвоенным операционным усилителем LMV932, (1,2-я ножки). Аналоговые входы процессора защищены от отрицательных выбросов диодами Шотки в корпусе SOT23 с маркировкой 76W:
Сигналы предустановочных параметров, формируемых на переменных резисторах подаются в процессор через аналоговый мультиплексор 74HC4051M
Конфигуратор значения номинального тока выполнен на двоично-шестнадцатиричном кодовом переключателе. Входной канал подключен к +3,3В, а 4-е выхода поступают непосредственно на входы в процессор.
Процессор и большинство микросхем питаются от напряжения 3,3 В.
Силовые модули управляются через трансформаторы VAC4721X004. Отдельно силовые модули легко проверяются путем подачи управляющего воздействия 3 В 300 мА плюсом на синий или белый провода, а минусом на красный или черный. Подавая между клемами источника и клемами мотора напряжение около 20 В и ток 450 мА можно наблюдать срабатывание и удержание открытого состояния с падением напряжения около 1В. Полярность и клемы управления меняем и проводим еще раз по каждой шине 2 теста с разной полярностью.
В левом верхнем углу фотографии выше имеются 2 реле. Одно управляет контакторами ByPass. Второе подает питание вентилятору охлаждения. Реле получают управление от мс ULN2003.
Тестирование в условиях СЦ в полной мере затруднительно, т.к. после старта плавного пуска по истечении 1,5-2 секунд устройство переходит в режим индикации ошибки из-а недостаточной величины проходящего тока. Минимально требуемый номинальный ток = 130 А. Необходимо производить тестирование с измерением тока на стороне клиента под нагрузкой. Но именно начальный алгоритм плавного пуска и его реализацию можно проверить даже в условиях СЦ на обычном 3-х фазном моторе:
https://disk.yandex.ru/i/T7vbBcEL1xtacQ
Есть одно обстоятельство, которое позволяет в нужной мере «обмануть» плату управления в части измеряемого тока двигателя. Для этого следует заменить шунтирующие резисторы в измерительной цепи на другие, кратно выше номиналом согласно кратности штатного тока к доступному току нагрузки. Это позволит протестировать УПП в полной мере на двигателе даже в условиях СЦ.
Вот такая временная замена резисторов 2||3Ом= 1,5 Ом на 150 Ом позволит подключать 3-х фазные двигатели с номинальным током холостого хода 1,5-2А :
—->>>
Старт УПП с выходом в ByPass с увеличенной таким образом в 100 раз чувствительностью датчиков тока показано на видео:
https://disk.yandex.ru/i/C8SBuJDA4vRT5g
Не забыть вернуть штатные резисторы на место после тестирования!
Фотографии внутренних частей Siemens 3RW4074-2BB44 тут.
Дамп памяти микросхемы ST M95160W — тут.
Спасибо за внимание!