FP

SADRŽAJ:

1. UVOD ........................................................................................................................................ 1 2. SKALARNO UPRAVLJANJE BRZINOM ASINKRONOG MOTORA................................. 2

2.1 Regulacija brzine vrtnje promjenom napona i frekvencije ................................................ 4 2.2 Radna točka i kompenzacija klizanja ................................................................................. 6 2.3 Statički pretvarači napona i frekvencije ............................................................................. 8 2.4 Skalarno upravljanje asinkronim kaveznim motorom ....................................................... 8

3. FREKVENCIJSKI PRETVARAČ ALLEN-BRADLEY 1336 PLUS..................................... 11 3.1 Spajanje frekvencijskog pretvarača.................................................................................. 11 3.2 Upravljačka ploča frekventnog pretvarača Allen-Bradley 1336 PLUS ........................... 15

3.2.1 Tipke pokaznog polja – displeja............................................................................... 16 3.2.2 Tipke upravljačkog polja.......................................................................................... 17

3.3 Izbornici ........................................................................................................................... 18 3.3.1 Unos i promjena lozinke .......................................................................................... 19 3.3.2 Podešavanje parametara motora............................................................................... 21 3.3.3 Mjerenja ................................................................................................................... 22 3.3.4 Pokretanje i ručno upravljanje brzinom motora....................................................... 23

4. SHEMA UPRAVLJANJA ASINKRONIM ELEKTROMOTORNIM POGONOM.............. 24 5. ANALIZA RADA - KOMPENZACIJA KLIZANJA I DINAMIKA ..................................... 27

5.1 Opis opreme ..................................................................................................................... 27 5.1.1 Upravljački pult Laboratorija za električne strojeve i pogone ................................. 27 5.1.2 Norma....................................................................................................................... 29 5.1.3 Elektromotorni pogon .............................................................................................. 29

5.2 Rad u laboratoriju............................................................................................................. 30 5.2.1 Opterećenje asinkronog motora bez frekvencijskog pretvarača............................... 30 5.2.2 Opterećenje asinkronog motora uz upotrebu frekvencijskog pretvarača ................. 32

5.3 Analiza rezultata............................................................................................................... 36 6. ZAKLJUČAK .......................................................................................................................... 39 LITERATURA................................................................................................................................. 40 SAŽETAK........................................................................................................................................ 41 ABSTRACT..................................................................................................................................... 41

Završni rad Elektrotehnički fakultet Osijek Jelena Jukić, 2009.god.

Laboratorijski model sustava skalarnog upravljanja asinkronim motorom

1

1. UVOD Zadatak ovog rada je načiniti projekt laboratorijskog modela sustava skalarnog upravljanja

asinkronim kaveznim motorom. Za laboratorijski model potrebno je upotrijebiti frekvencijski

pretvarač tvrtke Allen-Bradley i asinkroni motor u laboratoriju Zavoda za elektrostrojarstvo.

U poglavlju „Skalarno upravljanje brzinom asinkronog motora“ ostvarena su teoretska

razmatranja. Pri tome je obrañena regulacija brine vrtnje promjenom napona i frekvencije, te radna

točka i kompenzacija klizanja.

Sljedeće poglavlje daje upute za priključenje i korištenje frekvencijskog pretvarača 1336

PLUS tvrtke Allen-Bradley.

Već je Lord Kelvin (1824-1907) rekao: „Kada naučite mjeriti ono o čemu govorite i to izrazite

brojkama, tada znate nešto o tome; ako to ne možete mjeriti, ako to ne možete izraziti brojkama,

vaše je znanje slabo i nezadovoljavajuće; to može biti početak znanja, no teško da ste s time, u

svojim mislima, napredovali ka stadiju znanosti.“. Stoga je u završnom poglavlju vršena analiza

rada asinkronog motora kroz rezultate mjerenja, prvo bez frekvencijskog pretvarača, a potom i s

frekvencijskim pretvaračem.



2

2. SKALARNO UPRAVLJANJE BRZINOM ASINKRONOG MOTORA

Vrsta pogona u kojem se mehanička energija, potrebna za obavljanje korisnog rada, dobiva iz

elektromotora naziva se elektromotorni pogon. Takav pogon ima dobra tehnička svojstva, kao što

su visoka korisnost, stalna spremnost za pogon uz puno opterećenje te izvanredna prilagodljivost

elektromotora radnom stroju i uvjetima okoliša. Održavanje elektromotora je takoñer relativno

jednostavno i jeftino.

Dijelovi elektromotornog pogona su: elektromotor, radni stroj, spojni, zaštitni, priključni i

upravljački elementi. Elektromotor daje mehaničku energiju, radni stroj obavlja proces, a spojni

elementi povezuju radni stroj i elektromotor. Zaštitni elementi osiguravaju elektromotorni pogon

od preopterećenja i oštećenja, a upravljačkim elementima se elektromotor priključuje na izvor

električne energije i njima se upravlja pogonom. Frekvencijski pretvarač je jedan od upravljačkih

elemenata. Struktura upravljanog elektromotornog pogona dana je na slici 2.1.

Slika 2.1 Struktura upravljanog elektromotornog pogona

Visoka pouzdanost i niska cijena glavne su karakteristike izmjeničnih motora (asinkronih i

sinkronih). Ove karakteristike su učinile asinkrone motore široko rasprostranjenima u

elektromotornim pogonima. Asinkroni motor je vrlo jednostavne konstrukcije, gradi se u širokom

rasponu snaga i ne zahtjeva posebno održavanje.



3

Veliki dio elektromotornih pogona s asinkronim motorima rade s konstantnim brzinama, nisu

u sustavima regulacije brzine ili položaja. Danas sve više raste broj reguliranih elektromotornih

pogona s asinkronim motorima. Od ukupnog broja elektromotornih pogona s asinkronim motorima

danas se procjenjuje da je oko 20% reguliranih asinkronih pogona.

S razvojem statičkih frekvencijskih pretvarača, izmjenični motori postaju zanimljiviji i za

regulirane elektromotorne pogone. Razvoj mikroprocesora, odnosno procesora za obradu signala

doprinio je realizaciji složenih algoritama i upravljačkih struktura u izmjeničnim elektromotornim

pogonima za visoko kvalitetnu dinamiku, bolju u usporedbi s dinamikom reguliranog

elektromotornog pogona s istosmjernim motorom.

Metode upravljanja brzinom vrtnje asinkronih motora promjenom napona i frekvencije

napajanja mogu se podijeliti u dvije grupe:

• skalarno upravljanje,

• vektorsko upravljanje.

Na slici 2.2. blokovski je prikazana regulacija brzine vrtnje izmjeničnog motora promjenom

napona i frekvencije napajanja, pri čemu postoji tok energije od mreže, kroz pretvarač, prema

motoru i pogonskom stroju.

Slika 2.2. Osnovna struktura skalarnog upravljanja

Izmjenični se motor napaja iz mreže konstantnog napona i frekvencije preko statičkog

pretvarača koji na izlazu generira trofazni napon promjenjive amplitude i frekvencije u rasponu

prema zahtjevima pogona. Motorom se upravlja preko upravljačkog ureñaja.



4

2.1 Regulacija brzine vrtnje promjenom napona i frekvencije

Brzina vrtnje asinkronog stroja ovisi o frekvenciji:

( )sp

fn s −⋅

⋅= 1

60 (2-1)

Gdje je:

• sf sinkrona frekvencija

• p broj polova

• s relativno klizanje

• n asinkrona brzina vrtnje stroja.

Iz čega je lako uočljivo da je brzina vrtnje ovisna o frekvenciji mreže, ali s promjenom

frekvencije dolazi o do promjene magnetskog toka (odnosno indukcije) kao što je prikazano

jednadžbom (2-2):

SBfNEU ss ⋅⋅⋅⋅=≈ 44,420 (2-2)

Gdje je:

• 20E napon u fazi rotora

• sU pad napona na statoru

• N broj zavoja

• B magnetska indukcija

• S aktivni presjek.

Promjenom frekvencije, bez mijenjanja napona, dolazi do promjene indukcije, tj. magnetskog

toka ( )SB ⋅=Φ . Povećanje indukcije je nemoguće zbog zasićenja magnetskog kruga, a

smanjenjem se smanjuje moment. Zbog toga se regulacija vrši tako što se omjer napona i

frekvencije drži konstantnim:

.0

20 constf

E

f

U

s

s == (2-3)

Ovakva regulacija brzine vrtnje, promjena napona i frekvencije se rade istovremeno, naziva se

skalarno upravljanje. Skalarno upravljanje ima karakteristike prikazane na slici 2.2.

Na slici 2.3.a) prikazan je odnos napona i frekvencije. Iako skalarna regulacija podrazumijeva

istovremenu promjenu napona i frekvencije, napon ne možemo povećati iznad nazivnog, odnosno



5

iznad najvećeg dozvoljenog. Zbog toga se do frekvencije 0f napon mijenja proporcionalno

frekvenciji, a nakon što dosegne najvišu dozvoljenu vrijednost ostaje konstantan dok se frekvencija

i dalje mijenja do najviše dozvoljene.

Na slici 2.3.b) prikazane su momentne karakteristike asinkronog motora pri skalarnoj

regulaciji. Dok je magnetski tok konstantan (omjer napona i frekvencije je konstantan) bit će i

prekretni moment ( kM ) konstantan.

Slika 2.3. Karakteristike skalarnog upravljanja



6

Nakon što se dosegne najveći napon, kao što je već ranije spomenuto, doći će do slabljenja

magnetskog polja te će se prekretni moment smanjivati. Pošto se radni otpor statora može

zanemariti (mnogo je manji od reaktancija), to onda za prekretni moment vrijedi:

2

2

f

UkM k ⋅= (2-4)

2.2 Radna točka i kompenzacija klizanja

Ukoliko je na pogon priključen neki teret, to će ga onda pogon pri zaletu morati savladati i

istovremeno ubrzati cjelokupni pogon do željen brzine. Kada se pogon zaleti on nastavlja raditi u

pogonskoj radnoj točki koja leži u sjecištu karakteristike radnog stroja ( tM ) sa karakteristikom

motora ( mM ). Pogon radi stacionarno ukoliko je tm MM = . Kada je tm MM > pogon usporava,

dok pri tm MM < pogon ubrzava. Stanje u kojem je tm MM ≠ naziva se dinamičko ili prijelazno.

Na slici 2.4. prikazan je asinkroni motor opterećen konstantnim teretom. U prvom slučaju

(slika 2.4.a)) teret je manji od najmanjeg momenta asinkronog stroja te postoji samo jedna radna

točka koja je stabilna. U drugom slučaju (slika 2.4.b)) moment tereta je veći od najmanjeg

momenta motora te stroj mora brzo proći kroz nestabilne radne točke 1N i 2N , jer će se inače

stalno njihati izmeñu njih dvije. Radna točka 1S je stabilna.

Slika 2.3 Radne točke asinkronog motora

Ukoliko se asinkroni pogon regulira skalarno i mijenja mu se teret, da bi se brzina vrtnje

zadržala konstantnom, potrebno je povećati frekvenciju na izlazu iz frekvencijskog pretvarača.



7

Održavanje konstantne brzine vrtnje motora, bez obzira na opterećenje, naziva se kompenzacija

klizanja , i prikazana je na slici 2.5.

1tM i 2tM su momenti tereta, pri čemu je moment 2tM četiri puta veći od momenta 1tM , koji

je u razmatranju uzet kao nazivni. Motor je prvo bio opterećen momentom 1tM i kretao se

željenom brzinom 0n , definiranom radnom točkom 1. Potom se moment tereta povećao na 2tM i

pogon se kretao brzinom 1n , definiranom radnom točkom 2. Kako bi pogon zadržao zadanu brzinu

0n , njegova radna točka mora biti 3 (moment tereta je 2tM , a brzina 0n ). Kako je za nazivni teret

uzet moment tereta 1tM , to onda frekvencijski pretvarač mora na svom izlazu dati frekvenciju koja

odgovara momentnoj karakteristici asinkronog stroja u radnoj točci 3 (naznačena crvenom bojom)

pri nazivnom momentu - radna točka 4, brzina 2n .

Slika 2.5. Kompenzacija klizanja

Da bi se u svakoj radnoj točki ostvario željeni magnetski tok potreban je odreñeni iznos

napona napajanja, ovisno o frekvenciji statora i karakteristici tereta. Odnosno brzina vrtnje se

označava kao funkcija dvije upravljačke veličine - napona i frekvencije, i jedne veličine sa

karakterom smetnje – moment tereta (u prethodnom razmatranju 1tM i 2tM ).

),,( tMfUfn = (2-5)



8

Traženi moment pogona moguće je postići većim brojem funkcionalnih veza izmeñu napona i

frekvencije. Da bi se za različite momente održala konstantna brzina pri preopterećenju potrebno je

prekretne momente držati proporcionalnim momentima tereta:

.2

1

2

2

2

1

2

1

2

1 constf

f

U

U

M

M

M

M

k

k

t

t =

⋅

== (2-6)

Sreñivanjem izraza (2-6) dobiva se zakon upravljanja:

1

2

1

2

1

2

t

t

M

M

f

f

U

U⋅= (2-7)

Ukoliko je na motor priključen teret sa kvadratnom ovisnošću (centrifugalne pumpe,

ventilatori i sl.), vrijednost napona se mijenja sa kvadratom frekvencije:

.2

2

1

2

1

2 constf

U

f

f

U

U =⇒

= (2-8)

2.3 Statički pretvara či napona i frekvencije

Pretvarači frekvencije su izmjenični pretvarači kod kojih frekvencija pojne mreže i

frekvencija trošila nije jednaka. Za napajanje izmjeničnih motora postoje dvije glavne grupe

pretvarača frekvencije:

a) pretvarači frekvencije s istosmjernim meñukrugom (indirektni pretvarači) –

izmjeničnu snagu pojne mreže prvo pretvaraju u istosmjernu, a tek potom u

izmjeničnu. Mogu biti izvedeni sa tiristorima (uključujući i geitom isklopive tiristore

tzv. GTO) i tranzistorima.

b) direktni pretvarači (ciklokonvertori) – izmjeničnu snagu pojne mreže pretvaraju u

izmjeničnu snagu trošila, drugačiju od pojne mreže. Izravni pretvarači

(ciklokonvertori) grade se samo s tiristorima.

2.4 Skalarno upravljanje asinkronim kaveznim motorom

Postoje dva načina upravljanja asinkronim kaveznim motorom: sa otvorenom i zatvorenom

regulacijskom petljom.

Kod upravljanja u otvorenoj regulacijskog petlji (slika 2.6) koristi se pretvarač sa utisnutim

naponom (tj. pretvarač frekvencije s naponskim meñukrugom). Kao referentna veličina zadaje se

frekvencija napona na statoru, uz pomoć koje regulator napona generira odgovarajuću referentnu



9

vrijednost napona statora. Strujno ograničenje automatski smanjuje napon povećanjem struje

statora. Pri tome svaka promjena momenta tereta ili amplitude napona statora pri skalarnom

upravljanju u otvorenoj petlji uzrokuje promjenu brzine vrtnje stroja.

Slika 2.6. Blokovski prikaz upravljanja asinkronog motora u otvorenoj regulacijskoj petlji



10

U zatvorenoj regulacijskoj petlji (slika 2.7.) se koristi i mjerni član brzine vrtnje, te se

zatvara povratna veza po brzini vrtnje koja se dodaje na postojeći sustav u otvorenoj petlji.

Zatvorena regulacijska petlja omogućava održavanje zadane brzine vrtnje motora bez obzira na

promjenu tereta ili amplitude statora.

Slika 2.7. Zatvorena regulacijska petlja



11

3. FREKVENCIJSKI PRETVARA Č ALLEN-BRADLEY 1336 PLUS

3.1 Spajanje frekvencijskog pretvarača

Frekvencijski pretvarač Allen - Bradley 1336 PLUS ima pet grupa stezaljki prikazanih na

slici 3.1. Za sam rad pogona bitna je grupa stezaljki 1 preko koje se pokretač priključuje na mrežu.

Ostale grupe stezaljki služe za priključenje upravljačkih ureñaja ( PLC i slično) te za meñusobno

usklañivanje signala.

Slika 3.1. Stezaljke frekvencijskog pretvarača



12

Frekvencijski pretvarač se priključuje na mrežu i na asinkroni motor preko grupe stezaljki 1

(slika 3.2).

Slika 3.2. Priključak frekvencijskog pretvarača

Preko stezaljki R, S i T (odnosno T1, T2 i T3) priključuje se frekvencijski pretvarač na

mrežu. Frekvencijski pretvarač napaja asinkroni motor preko njegovih izlaznih priključaka U, V i

W (odnosno T1, T2 i T3.



13

Upravljački ulazi priključuju se na drugu grupu stezaljki (slika 3.3). Ukoliko se

frekvencijski pretvarač spaja sa elektroničkim sklopom, to onda, ukoliko je to moguće, referentna

točka (0 V) treba biti uzemljena sa izvorom signala. Bitno je napomenuti da se referentna točka

ulaznog signala (npr. željena vrijednost frekvencije) priključuje na stezaljke 3 i 4. Te stezaljke su

unutar ureñaja spojene na njegov potencijal mase.

Pri priključenju krivog polariteta ili napona preko +12 V istosmjerno na dulje vrijeme može

doći do oštećenja komponenti ili slabljenja signala.

Na stezaljke 4, 5, 6 i 9 moguće je priključiti analogni ureñaj postastavljen od strane

korisnika. Kao što se vidi na slici 3.3. ureñaj je normiran za analogne signale 0-10 V i 4-20 mA.

Kao sinkronizirajući signal mora se priključiti vanjski izvor četvrtastog napona sa TTL naponom

od 5 V. Aktivnom stanju odgovara napon od 0,4 do 5,5 V istosmjerno pri 16 mA, dok isključenom

stanju odgovara napon od 0 do 0,4 V pri 16 mA. Najveća ulazna frekvencija je 125 kHz.

Slika 3.3. Druga grupa stezaljki



14

Treća grupa stezaljki (slika 3.4) služi kao spoj izmeñu različitih signala i naredbi od strane

frekvencijskog ureñaja. Za to se koriste kontakti bez potencijala. Na ovu grupu spojnica spojena je

kartica sa opcijama. Opcija svakog ulaza mora se programirati. Postoji šest verzija ove grupe

spoja:

• L4 (koristi unutarnju opskrbu strujom od +5 V istosmjerno)

• L4E (koristi unutarnju opskrbu strujom od +5 V istosmjerno sa dodatnim

stezaljkama)

• L5 (+ 24 V izmjenično/istosmjerno )

• L5 (+24 V izmjenično/istosmjerno sa dodatnim stezaljkama)

• L6 (115 V izmjenično)

• L6E (115 V izmjenično sa dodatnim stezaljkama)

Tako da ovisno o verziji ova grupa spojnica ima dvanaest ili osamnaest spojnica.

Slika 3.4. Treća grupa stezaljki

Kontakti 20, 24 i 30 moraju biti otvoreni, odnosno neaktivni, kako bi frekvencijski

pretvarač mogao raditi. Promjena smjera vrtnje vrši se na kontaktima 22 i 23.

Grupe stezaljki 4 i 5 služe kao pomoćni ulazi i kao takvi omogućuju priključak na vanjski

izvor napona. Preko četvrte grupe (ulazni napon 24 V istosmjerno) održava se elektronička

opskrba i bez priključka na mrežu. ±5 V , ±15 V i 12 V proizvodi se interno i mogu služiti za

napajanje raznih komponenti (npr. Control Interface kartica, RIO-kartica, itd.).

Na petoj grupi sprema se istosmjerni napon koji se može koristiti za upravljanje IGBT

tranzistora, kao i za stvaranje internih niskih napona.



15

3.2 Upravlja čka ploča frekventnog pretvarača Allen-Bradley 1336 PLUS

Upravljačka ploča nalazi se na prednjoj strani frekvencijskog pretvarača. Može se podijeliti u

dva polja: upravljačko i pokazno. Pokazno polje služi za programiranje frekvencijskog pretvarača i

za prikaz različitih parametara pogona. Upravljačkim poljem mogu se upravljati odreñene veličine.

Upravljačko i pokazno polje, odnosno upravljačka ploča prikazana je na slici 3.5.

Slika 3.5. Upravljačka ploča



16

3.2.1 Tipke pokaznog polja – displeja

Slika 3.6. Pokazno polje upravljačke ploče

Pokazno polje sadrži sljedeće tipke:

Escape

Tipkom ESCape se vraća na prethodnu razinu menija.

Select

Tipkom SELect se naizmjence aktivira gornje i donje prikazani natpis. Aktivan je

onaj natpis koji treperi.

Gore/dolje

Ovim tipkama se mijenja vrijednost parametra, a služi kao pomični kursor za

listanje kroz odreñene grupe ili parametre. Ukoliko se za vrijeme procesa ili

unosa lozinke pritisnu obje tipke istovremeno, to se onda taj prikaz sprema kao

prikaz sa automatskim startom.

Enter

Ovom tipkom se odabire grupa, npr. parametar, ili sprema vrijednost parametra.

Nakon spremanja parametra se automatski ponovno aktivira gornje prikazani

natpis, kako bi se mogao izabrati drugi parametar (npr. sljedeća grupa).



17

3.2.2 Tipke upravlja čkog polja

Slika 3.7. Upravljačko polje na upravljačkoj ploči

Upravljačko polje sadrži sljedeće tipke:

Start

Ovom tipkom se pokreće program frekvencijskog pretvarača, ukoliko nijedan

drugi upravljački ureñaj ne šalje stop signal. Ova tipka se može isključiti sa

parametrima [Logic mask] i [Start mask].

Stop

Ovom tipkom frekvencijski pretvarač uz primjenu izabranog Stop moda

zaustavlja stroj. Ukoliko se program frekvencijskog pretvarača zaustavi na

osnovu greške, onda se ovom tipkom ispravlja greška i program vraća na

početak.

LED - Prikaz smjera (vrtnje)

Ove LED-signalizacije gore kako bi prikazale smjer vrtnje motora. Kontinuirano

svjetleći LED-prikaz prikazuje stvarni smjer vrtnje motora. Kada drugi prikaz

treperi, to onda znači da je zadana promjena smjera, i motor još koči.



18

Promjena smjera/reverzacija

Uporabom ove tipke uzrokuje se da frekvencija na izlazu frekvencijskog

pretvarača pada na 0 Hz te potom raste u suprotnom smjeru na zadanu brzinu.

Odgovarajući prikaz smjera vrtnje se uključuje, kako bi prikazala stvarni smjer

vrtnje motora

Jog

Pritisnutom ovom tipkom uključuje se sporohodni način rada na konfiguriranu

frekvenciju, ukoliko nijedan drugi upravljački ureñaj ne šalje stop signal/nalog.

Frekventni pretvarač zaustavlja ureñaj u zadanom Stop modu, kada se ova tipka

pusti.

Prikaz brzine vrtnje

Postepeno gori kako bi željena brzina vrtnje bila vizualno prikazana.

Gore/dolje tipke

Ovim tipkama se povećava, ili smanjuje, zadana/željena frekvencija prikazana na

ekranu. Željena frekvencija se pojavljuje na prikazu brzine vrtnje. Frekvencijski

pretvarač vrti tom brzinom kada je upravljačka jedinica izvor frekvencije.

Kod istodobnog korištenja obaju tipki sprema se trenutna brzina vrtnje na

upravljačku jedinicu. Ukoliko se ta vrijednost ne spremi, željena frekvencija će

se, uz isključenje i ponovno uključenje opskrbe mrežom, ili kroz uklanjanje

upravljačke jedinice od frekvencijskog ureñaja, vratiti na prethodno spremljenu

vrijednost

3.3 Izbornici

Frekvencijski pretvarač Allen-Bradley sadrži sljedeće izbornike:

• Prikaz (Display)

U izborniku Prikaz može se vidjeti svaki parametar. Promjena postavljanih parametara nije

moguća.



19

• Proces (Process)

U procesu se prikazuju dva, od korisnika izabrana parametra, uključujući tekst i od

korisnika programirano skaliranje.

• Program (Program)

U ovom izborniku ima se pristup na potpuni popis svih parametara, koji se mogu

programirati.

• EEProm (EEProm)

U ovom izborniku mogu se poništiti svi parametri koji su prethodno postavljeni za vrijeme

rada.

• Pretraga (Search)

Ovaj izbornik traži korisnički definirane parametre i postavke.

• Upravlja čko stanje (Control Status)

U ovom izborniku se može uključiti/isključiti logička maska frekvencijskog pretvarača,

tako da se upravljačka jedinica može skinuti i pri uključenom frekvencijskom ureñaju.

Osim toga ovaj izbornik omogućuje pristup na popis grešaka, u kojem su navedene četiri

posljednje greške. Takoñer prikazuje grešku i njen uzrok. Funkcijom prestanka (Quit) može

se izbrisati popis, ali ne može se izbrisati greška koja je još uvijek aktivna.

• Lozinka (Password)

U izborniku lozinka mogu se zaštititi parametri frekvencijskog pretvarača iz programskih

sjećanja od neovlaštenog pristupa osoblja. Kada se definira i ispravno unese lozinka, mogu

se pozvati sljedeći izbornici i njihove opcije: „Program“, „EEProm”, kao i meniji

„Upravljačka logika/brisanje uzastopnih grešaka“. Lozinka može biti peteroznamenkasti

broj izmeñu 00000 i 65535.

3.3.1 Unos i promjena lozinke

Bez ispravnog unosa lozinke nemoguće je promijeniti parametre motora, kao i mnoge druge

parametre.

Lozinka se unosi na sljedeći način:

• Prvo je potrebno ispravno spojiti frekvencijski pretvarač i motor. Na ekranu upravljačkog

polja prikazat će se natpis „Stopped” s podnatpisom “0 Hz”.



20

• Pritiskom na neku tipku iz pokaznog polja (najčešće Enter) pojavit će se natpis „Chose

mod”. Tipke gore/dolje na pokaznom polju upotrebljavaju se sve dok se, u podnatpisu, ne

pojavi izbornik Password.

• Pritiskom na tipku Enter pojavit će se opcija „Login” .

• Ponovnim pritiskom na tipku Enter pojavljuje se natpis „Enter Password”. Pritiskom na

tipku Select može se unijeti lozinka. Tipkama gore/dolje na pokaznom polju mijenja se

vrijednost broja 0-9. Ponovnim pritiskom na tipku Select prelazi se sa jedinica na desetice,

sa desetica na stotice, itd.

• Ispravno unesenu lozinku potrebno je potvrditi pritiskom na tipku Enter. Pri neispravnom

unosu lozinke može se iz izbornika izaći pritiskom na tipku Escape, te ponovno ući u

izbornik pritiskom tipke Enter.

• Iz ovog izbornika, kao iz svih ostalih, izlazi se pritiskom na tipku Escape.

Promjena lozinke:

• Prvo je potrebno ispravno spojiti frekvencijski pretvarač i motor. Na ekranu upravljačkog

polja prikazat će se natpis „Stopped” s podnatpisom “0 Hz”.

• Pritiskom na neku tipku iz pokaznog polja (najčešće Enter) pojavit će se natpis „Chose

mod”. Tipke gore/dolje na pokaznom polju upotrebljavaju se sve dok se, u podnatpisu, ne

pojavi izbornik Password.

• Pritiskom na tipku Enter pojavit će se opcija „Login” . Pritiskom na tipke gore/dolje na

pokaznom polju upravljačke ploče pojavit će se opcija „Modify“.

• Ponovnim pritiskom na tipku Enter pojavljuje se natpis „Enter Password”. Pritiskom na

tipku Select može se unijeti lozinka. Tipkama gore/dolje na pokaznom polju mijenja se

vrijednost broja 0-9. Ponovnim pritiskom na tipku Select prelazi se sa jedinica na desetice,

sa desetica na stotice, itd.

• Novu lozinku potrebno je potvrditi pritiskom na tipku Enter.

Nakon što se postave svi parametri potrebno se odjaviti. Time su svi parametri zaštićeni od

neovlaštenih promjena. Odjava se vrši na sljedeći način:

• Prvo je potrebno ući u izbornik Password.

• Pritiskom na tipku Enter pojavit će se opcija „Login” . Pritiskom na tipke gore/dolje na

pokaznom polju upravljačke ploče pojavit će se opcija „Logout“.



21

• Ponovnim pritiskom na tipku Enter vrši se odjava i time onemogućava pristup

neovlaštenim osobama.

3.3.2 Podešavanje parametara motora

Podešavanje parametara motora može se vršiti samo ukoliko je ispravno unesena lozinka.

Podešavanje se vrši u izborniku „Motor Control“, koji je podizbornik u izborniku „Program”, na

sljedeći način:

• Prvo je potrebno ispravno spojiti frekvencijski pretvarač i motor, te unijeti lozinku.

• U izborniku „Chose mod” potrebno je izabrati izbornik Program, unutar kojeg se nalazi

podizbornik „Motor Control“ u koji ulazimo (tipka Enter).

• Pritiskom na tipku Enter otvara se skup parametara motora (npr. nazivni napon, nazivna

frekvencija, najveći napon, najveća frekvencija,…) koje je moguće mijenjati pritiskom na

tipku Select, te pomoću tipki gore/dolje.

Potrebno je podesiti sjedeće parametre:

• [Maximum Voltage]: Najveći dozvoljeni izlazni napon na izlazu iz frekvencijskog

pretvarača.

• [Base Frequency]: Nazivna frekvencija dana na natpisnoj pločici motora.

• [Base Voltage]: Nazivni napon dan na natpisnoj pločici motora.

U izborniku „Linear List“ nalaze se svi promjenjivi i nepromjenjivi parametri izbornika

„Program”. Svaki parametar ima svoj broj. Tako i prethodno navedenim parametrima odgovaraju

sljedeći brojevi : [Maximum Voltage] -20 , [Base Frequency] - 17, [Base Voltage] – 18. U

izborniku „Linear List“ potrebno je, na isti način kao i u prethodnom slučaju, podesiti sljedeće

parametre:

• [Minimum Freq] – parametar broj 16: Ova vrijednost definira najnižu izlaznu frekvenciju iz

pretvarača frekvencije.

• [Maximum Freq] – parametar broj 19: Najveća frekvencija na izlazu iz pretvarača. Ovaj

parametar se ne može mijenjati ukoliko frekvencijski pretvarač radi po zadanom programu!

• [Motor Type] – parametar broj 41: Vrsta motora – Induction.

• [Motor NP RPM] – parametar broj 177: Broj okretaja sa natpisne ploče motora. Ovaj




22

• [Motor NP Hertz] – parametar broj 178: Nazivna frekvencija motora dana na natpisnoj

pločici. Ovaj parametar se ne može mijenjati ukoliko frekvencijski pretvarač radi po

zadanom programu!

• [Motor NP Volts] – parametar 190: Nazivni napon motora dan na natpisnoj pločici. Ovaj


• [Motor NP Amps] – parametar 191: Nazivna struja motora dana na natpisnoj pločici. Ovaj


3.3.3 Mjerenja

Frekvencijski pretvarač Allen-Bradley 1336 PLUS u svom izborniku Program →Metering,

kao i izborniku Display→Metering, može mjeriti:

• [Output Current] – parametar broj 54: Izlazna struja (struja na priključcima U,V i W za

motor).

• [Output Freq] – parametar broj 66: Izlazna frekvencija (frekvencija na priključcima U,V i

W za motor).

• [Output Power] – parametar broj 23: Izlazna snaga (snaga na priključcima U,V i W za

motor).

• [Output Voltage] – parametar broj 1: Izlazni napon (napon na priključcima U,V i W za

motor).

• [% Output Curr] – parametar broj 2: Izlazna struja pretvarača u postotcima.

• [% Output Power] – parametar broj 3: Postotna vrijednost snage na izlazu.

• [Freq Command] – parametar broj 65: Pokazuje zadanu frekvenciju.

• [Torque Current] – parametar broj 162: Struja koja je u fazi sa osnovnim fazorom napona.

Ona proizvodi okretni moment.

• [Flux Current] – parametar 163: Struja koja nije u fazi sa osnovnim fazorom napona,

potrebnu za održavanje toka u motoru.

• [Headsink Temp] – parametar broj 70: Prikazuje temperaturu hladnjaka.

• [Last Fault] – parametar broj 4: Prikazuje zadnju grešku kodom.

Bitno je napomenuti da su ovi parametri samo za čitanje, tj. ne može ih se mijenjati.



23

3.3.4 Pokretanje i ručno upravljanje brzinom motora

Tek nakon podešavanja parametara motora smije se pritisnuti tipka start i pokrenuti

program frekvencijskog pretvarača, a da ne doñe do uništenja stroja. Prilikom pokretanja

frekvencijski pretvarač ubrzava do vrijednosti zadane frekvencije (ukoliko ona iz nekog razloga

nije zadana, onda ubrzava do najveće frekvencije). Zadanu frekvenciju moguće je ručno

promijeniti upotrebom tipki gore/dolje upravljačkog polja upravljačke ploče. Željena frekvencija

se može mijenjati samo u rasponu od najniže do najviše frekvencije.

Ukoliko je potrebno promijeniti smjer vrtnje, izvesti reverzaciju, to je moguće pritiskom na

tipku za promjenu smjera vrtnje/reverzaciju na upravljačkom polju upravljačke ploče. Pri tome nije

potrebno smanjiti brzinu vrtnje na nulu (zakočiti/zaustaviti stroj), jer to frekvencijski pretvarač sam

odrañuje. Dok koči/zaustavlja stroj treperi LED – prikaz smjera vrtnje. Nakon što se stroj zaustavi

počinje ubrzavati do zadane frekvencije u novom smjeru vrtnje. Pri tome LED – prikaz smjera

vrtnje više ne treperi, nego konstantno svijetli naznačujući smjer vrtnje.

Program frekvencijskog pretvarača moguće je zaustaviti pritiskom na stop tipku u

upravljačkom polju upravljačke ploče.

Za vrijeme izvršavanja bilo kojeg programa moguće je pratiti izlazne veličine u izborniku

Metering.



24

4. SHEMA UPRAVLJANJA ASINKRONIM ELEKTROMOTORNIM

POGONOM

Na slici 4.1. dana je jednopolna shema laboratorijske makete pogona s frekvencijskim

pretvaračem Allen-Bradley 1336 PLUS. Spaja se direktno na mrežu 3x400 V, uz frekvenciju mreže

50Hz. Oznake F1 i F2 predstavljaju osigurače, U1 je frekvencijski pretvarač, a K1 uklopni kontakti

njemu odgovarajućeg sklopnika na slici 4.2.

Slika 4.1. Jednopolna shema laboratorijske makete pogona s frekvencijskim pretvaračem



25

Na slici 4.2. dana je upravljačka shema frekvencijskog pretvarača. Pritiskom na tipkalo T1

uključuje se sklopnik K10. Zatvaranjem kontakata sklopnika uključuje se sklopnik K1. Nakon toga

je moguće pokrenuti motor ukoliko se zatvori tipkalo T3. Uključenjem sklopnika K1 uključuje se

frekvencijski pretvarač. Djelovanjem na tipkalo T4 motor se zaustavlja. Djelovanjem na tikalo T2

isključuje se frekventni pretvarač.

Sklopnici K21 i K22 služe za reverzaciju (tj. promjenu smjera vrtnje). Smjer vrtnje moguće je

promijeniti tek nakon što se uključi frekvencijski pretvarač (uklopni kontakt sklopnika K1).

Ukoliko se ne djeluje na sklopku S1 proteći će struja kroz skolpnik K21 i stroj će se vrtiti u desnom

smjeru vrtnje. Ukoliko se djeluje na sklopku S1 isključuje se sklopnik K21, uključuje se sklopnik

K22 te motor mijenja smjer vrtnje.

.2. Shema upravljanja frekventnog pretvarača

Slika 4.3. povezuje kontakte sklopnika sa digitalnim ulazima pretvarača.



26

4.3. Uključenje i isključenje, te reverzacija pomoću digitalnih ulaza



27

5. ANALIZA RADA - KOMPENZACIJA KLIZANJA I DINAMIKA

Frekventni pretvarač priključuje se na upravljački pult u Laboratoriju za električne strojeve i

pogone. U ovom poglavlju analizirana je kompenzacija klizanja. Za to je potrebna sljedeća oprema:

• Izvor napona – Upravljački pult Laboratorija za električne strojeve i pogone

• Norma

• Frekventni pretvarač Allen-Bradley

• Asinkroni motor Končar

• Istosmjerni generator Končar koji se koristi kao teret

• Dinamovaga

• Tahometar

• Spojni vodovi

5.1 Opis opreme

5.1.1 Upravlja čki pult Laboratorija za elektri čne strojeve i pogone

Upravljački pult je prikazan je na slici 5.1 i sadrži sljedeće djetlove:

Slika 5.1. Upravljački pult



28

1. Glavna sklopka- pomoću nje se upravljačka i ispitna stanica prikapčaju/iskapčaju sa

mrežnog napona 3x400/230 V, 50 Hz. Ima tri položaja: OFF (sklopka isključena),

srednji položaj (došlo je do kvara i prije ponovnog uključenja sklopku treba staviti u

položaj OF), i ON (sklopka uključena). Glavna sklopka sadrži i „NOT-AUS“ tipkalo

koje u slučaju nužde isključuje upravljački pult sa mreže, kao i tipke TEST i RESET,

PM9C, te tri signalne lampice: MREŽA (upravljački pult priključen na mrežni napon),

KVAR (dogodio se kvar na upravljačkom pultu) i OK (upravljački pult je priključen u

ispravnom stanju).

2. Modul s priklju čcima strojeva – sadrži izvode priključenih strojeva na kojima se

izvode laboratorijske vježbe i stezaljke za uzemljenje. Trofazni asinkroni motor Končar

se priključuje na frekvencijski pretvarač. On ima oznaku „2“ i osnovne podatke: D 380

V, 8,6 A, 4kW 50 Hz, 1435 °/min, 83,0cos =ϕ . Može se teretiti istosmjernim

generatorom Končar koji nosi oznaku „1“ i ima sljedeće osnovne podatke: 230 V,

22,2A, 5,1 kW.

3. Modul glavnog izvora trofaznog izmjeničnog napona

4. Modul izvora istosmjernog napona

5. Modul regulatora za istosmjerne strojeve SIMOREG

6. Modul pomoćnog izvora istosmjernog i izmjeničnog napona – postoje dva modula.

Služe za napajanje promjenjivim jednofaznim (ili istosmjernim naponom) od 0 V do

250 V, uz struju od 3A. Sadrži odvojni regulacijski transformatora koji se priključuje

sklopkom. Na ovaj modul se priključuje nezavsinsni uzbudni namot istosmjernog

generatora kako bi došlo do indukcije napona.

7. Modul za terećenje s instrumentima za mjerenje momenta i broja okretaja

dinamovage – na njene priključke I+ i I- priključuje se namot armature istosmjernog

generatora kako bi protekla struja. Sadrži jedinicu za terećenje koja se sastoji od tri

grupe otpornika, kojima se preklopkom „Snaga“ u četiri stupnja može birati otpor za

svaku grupu. Svaki stupanj ima otpor od 91,6 Ω i može se trajno teretiti sa 2,3 A, što je

približno 500 W pri naponu od 220 V.

8. Modul za upravljanje frekvencijskim pretvaračem Danfoss FC-302



29

9. Modul za upravljanje upuštačem Altistart 48

10. Modul za zalet asinkronog motora zvijezda/trokut

11. Modul za promjenu smjera vrtnje izmjeničnog motora – služi kao napajanje za

frekvencijski pretvarač Allen-Bradley 1336 PLUS. Potrebno je odabrati mrežno

napajanje postavljanjem desne sklope u položaj „MREŽA“. Frekventni pretvarač se

priključuje na izlazne stezaljke modula (U1, V1, W1). Pomoću tipkala „L“ i „D“ može

se odabrati smjer pokretanja motora.

12. Modul pomoćnih napona za dodatne mjerne instrumente i ureñaje – sadrži četiri

jednofazne i jednu trofaznu utičnicu. Na njega se priključuje napajanje od norme.

5.1.2 Norma

Slika 5.2. Norma

Norma (slika 5.2.) je mjerni instrument koji u sebi sadrži tri ampermetra i tri voltmetra.

Ampermetri se spajaju u seriju tako što se na gornje (crne) priključke dovede napajanje, a na donji

(crni) priključci su izlazi. Napajanje je u ovom slučaju mreža sa priključaka U1, V1 i W1 modula

za promjenu smjera vrtnje izmjeničnog motora. Na normine izlaze se priključuje frekvencijski

pretvarač (ili asinkroni motor). Voltmetri se spajaju tako da se ulazi (označeni crvenom bojom i sa

oznakom ↑) dovedu sa priključaka za ampermetre (sa oznakom ↑), a izlazi spoje u zvijezdu.

5.1.3 Elektromotorni pogon

Asinkroni motor (desni stroj na slici 5.3.) ima izvode na modulu s priključcima strojeva pod

brojem „2“. Sa frekventnog pretvarača (ili norme) se dovode priključci na priključke U1, V1, W1.

Stroj se spaja u trokut, tj. U1 se spaja sa W2, V1 sa U2 i W1 sa V2.

Istosmjerni generator (lijevi stroj na slici 5.3.) ima izvode na modulu s priključcima

strojeva pod brojem „1“. Njime se može teretiti asinkroni motor. Njegovi izvodi F1 i F2



30

priključuju se na izvode - i + modula pomoćnog izvora istosmjernog napajanja. Izvodi A1 i A2

spajaju se na izvode I- i I+ modula za terećenje instrumentima za mjerenje momenta i broja

okretaja dinamovage. Ukoliko se zamjene priključci I+ i I-, ili + i -, stroj će se okretati u

suprotnome smjeru.

Slika 5.3. Asinkroni motor i istosmjerni generator

5.2 Rad u laboratoriju

Da bi se analizirao rad frekvencijskog pretvarača prvo je potrebno odraditi analizu rada

asinkronog motora uz različita opterećenja bez frekvencijskog pretvarača. Potom se dodaje

frekvencijski pretvarač te se vrši usporedba dobivenih rezultata. Rad frekvencijskog pretvarača

praćen je u dva slučaja: prvo je praćen rad kada frekvencijski pretvarač ne kontrolira brzinu vrtnje,

a potom uz praćenje brzine vrtnje kompenzacijom klizanja od 5 Hz.

5.2.1 Opterećenje asinkronog motora bez frekvencijskog pretvarača

Potrebno je spojiti asinkroni motor sa istosmjernim generatorom prema shemi na slici 5.4.

Normom je potrebno mjeriti ulaznu snagu (1P ), struju iz mreže (I ), napon (U ) i frekvenciju ( f )

mreže. Tahometrom se mjeri brzina motora (n ) pri raznim opterećenjima. Dinamovagom se mjeri

masa (m), iz koje se može izračunati moment (M ). Još je iz fizike poznato da je moment

umnožak sile (F ) i kraka sile (d ), a sila umnožak mase i gravitacionog ubrzanja (g ), koje na

Zemlji iznosi 9,81m/s2. Tako moment dobivamo kao:

dgmdFM ⋅⋅=⋅= (5-1)

Kako je gravitaciono ubrzanje konstantno, a i mjerenje mase se vrši istom dinamovagom, to se

onda umnožak kraka sile i gravitacionog ubrzanja zemlje može smatrati konstantnim i iznosi



31

3,08Nm/kg ili 3,08 m2/s2. Takoñer je bitno napomenuti da je od izmjerene mase potrebno oduzeti

200 gr radi točnosti rezultata. Stoga se u konačnici moment računa prema jednadžbi (4-2):

08,3)2,0( ⋅−= mM (5-2)

Sada, kada je poznat moment, moguće je izračunati snagu na osovini asinkronog motora (2P )

prema jednadžbi (5-3):

55,92

nMP

⋅= (5-3)

Slika 5.4. Shema spoja asinkronog motora na mrežu terećenog istosmjernim generatorom



32

Tablica 5.1. Vrijednosti parametara za asinkroni motor pri razli čitim opterećenjima P1 n m U I f M P2

[kW] [°/min] [kg] [V] [A] [Hz] [Nm] [kW]1 0,297 1497 0 389 4,93 49,98 0 02 1,06 1498 1,375 388,8 5,09 49,97 3,619 0,567673 1,55 1484 2,875 387,4 5,32 49,99 8,239 1,280284 2,12 1477 4,05 387,6 5,78 49,98 11,858 1,833955 3,16 1464 5,7 387,8 6,85 49,98 16,94 2,596886 3,64 1458 6,975 386,5 7,41 49,97 20,867 3,185777 4,3 1450 8,15 386,9 8,26 49,99 24,486 3,71777

No

Na slici 5.5. dana je ovisnost snage o brzini vrtnje. Jasno se vidi da je izlazna snaga manja

od ulazne snage, što znači da u stroju imamo gubitke. Takoñer se može uočiti kako povećanje

snage (i tereta) izaziva smanjenje brzine vrtnje.

odnos ulazne i izlazne snage

0

1

2

3

4

5

1497 1498 1484 1477 1464 1458 1450

n [o/min]

P [

kW]

ulazna snaga izlazna snaga

Slika 5.5. Grafički prikaz ulazne i izlazne snage

5.2.2 Opterećenje asinkronog motora uz upotrebu frekvencijskog pretvarača

Frekvencijski pretvarač se uvijek stavlja ispred asinkronog motora! Stoga je dodan (u

odnosu na sliku 5.4.) iza norme, a ispred asinkronog motora, kao što je to shematski prikazano na

slici 5.6.

Uz podešenja navedena u trećem poglavlju potrebno je podesiti i sljedeće parametre u

izborniku Program→ Process PI → Speed control. Parametar [Speed control] (parametar broj 77)

nalazi se i pod Program→ Feature select → Speed control, kao i Program→ Encoder Feedbk→

Speed control. U prvom slučaju potrebno je parametar [Speed control] podesit na vrijednost No



33

control i izvršiti mjerenje. Ovo podešenje odgovara radu frekvencijskog pretvarača u otvorenoj

regulacijskoj petlji!

Mjerenje treba ponoviti uz postavljenu vrijednost [Speed control] na Slip comp, i vrijednost

parametra [Slip @ F. L. A.] (parametar broj 42) na 5 Hz. Parametar [Slip @ F. L. A.] nalazi se u

izborniku Program→ Feature select → Slip @ F. L. A. Ovo podešenje odgovara radu

frekvencijskog pretvarača u zatvorenoj regulacijskoj petlji!

U oba slučaja, uz moment i izlaznu snagu, potrebno je računati brzinu vrtnje na izlazu iz

frekvencijskog pretvarača ( Sn ). Ona ovisi o frekvenciji na izlazu iz pretvarača ( f ) i broju polova:

p

fnS

⋅= 60 (5-4)

Kako asinkroni motor ima dva pola to se onda njegova brzina može računati kao:

fnS ⋅= 30 (5-5)



34

Slika 5.6. Shema terećenja asinkronog uz kompenzaciju klizanja



35

Tablica 5.2. Rezultati mjerenja u otvorenoj regulacijskoj petlji

NormaP1 P1 f ns U n m M P2

[kW] [kW] [Hz] [°/min] [V] [°/min] [kg] [Nm] [kW]1 0,39 0,07 47,97 1439,1 360 1438 0 0 02 1,01 0,66 47,97 1439,1 360 1430 1,15 2,926 0,4381340313 1,49 1,11 47,97 1439,1 361 1423 2,3 6,468 0,9637658644 2,21 1,76 47,97 1439,1 361 1415 4 11,704 1,734152885 2,55 2,07 47,97 1439,1 361 1410 4,36 12,8128 1,8917327756 3,35 2,83 47,97 1439,1 362 1386 6,1 18,172 2,6373185347 3,74 3,24 47,97 1439,1 362 1392 7,1 21,252 3,0976737178 4,11 3,58 47,97 1439,1 362 1387 7,8 23,408 3,3996749749 4,37 3,84 47,97 1439,1 362 1382 8,1 24,332 3,521133403

NoFrekventni pretvarač Upravljački pult

Kao i u prethodnom slučaju frekvencija na ulazu u motor je konstantna. Porastom

opterećenja smanjuje se brzina vrtnje. Na slici 5.7. dana je ovisnost brzine vrtnje o snazi

opterećenja. Snaga na ulazu i izlazu iz frekvencijskog pretvarača različita je zbog gubitaka u

frekvencijskom pretvaraču.

Kako frekvencijski pretvarač pri pretvaranju jedne frekvencije u drugu u mrežu šalje i više

harmonike, to se onda brzina vrtnje mora mjeriti tahometrom, jer inkrementalni enkoder mjeri

harmonik najviše frekvencije u krugu, a ne rezultantni!

odnosi snaga i brzine

0

1

2

3

4

5

1438 1430 1423 1415 1410 1368 1392 1387 1382

n [o/min]

P [

kW]

ulazna snaga - norma izlazna snaga iz FP izlazna snaga iz AM

Slika 5.7. Ovisnost brzine vrtnje od opterećenja



36

Tablica 5.3. Rezultati mjerenja u zatvorenoj regulacijskoj petlji ( Slip @ F.L.A. =5 Hz)

NormaP1 P1 f ns U n m M P2

[kW] [kW] [Hz] [°/min] [V] [°/min] [kg] [Nm] [kW]1 0,41 0,07 47,99 1439,7 360 1438 0 0 02 1 0,62 48,13 1443,9 362 1435 1,25 3,234 0,485953 1,55 1,13 48,27 1448,1 363 1432 2,325 6,545 0,981414 2,21 1,73 48,44 1453,2 365 1429 3,975 11,627 1,739795 2,97 2,51 48,63 1458,9 366 1424 5,15 15,246 2,273336 3,49 3,03 48,77 1463,1 368 1420 6,04 17,9872 2,674547 4,21 3,74 48,94 1468,2 369 1415 7,85 23,562 3,491128 4,62 4 48,99 1469,7 370 1410 8,3 24,948 3,68342

NoFrekventni pretvarač Upravljački pult

Na slici 5.8. dana je ovisnost brzine vrtnje o opterećenju. Ponovno je moguće uočiti da

povećanjem snage (tereta) pada brzina vrtnje. Ipak brzina je opala manje nego u prethodna dva

slučaja, jer je frekvencija na ulazu u motor rasla.

odnos snaga i brzine vrtnje

0

1

2

3

4

5

1438 1435 1432 1429 1424 1420 1415 1410

n [o/min]

P [

kW]

ulazna snaga -norma snaga na izlazu iz FP izlazna snaga na AM

Slika 5.8. Ovisnost brzine vrtnje od oterećenja

5.3 Analiza rezultata

U tablici 5.4. dana je ovisnost ulazne frekvencije u motor, kao i ovisnost brzine vrtnje o snazi

tereta. Pri tome su te veličine usporeñene u tri slučaja. U prvom slučaju na motor nije bio

priključen frekvencijski pretvarač, u drugom slučaju frekvencijski pretvarač radi u otvorenoj petlji

(No control), dok u trećem slučaju radi u zatvorenoj regulacijskoj petlji (Slip comp.) Na slici 5.9.

dan je grafički pregled tih ovisnosti.



37

Tablica 5.4. Usporedba statičkih karakteristika pogona

P1 Brzina vrtnje [°/min] Frekvencija na ulazu u motor [Hz]

[kW] bez FP No control Slip comp. bez FP No control Slip comp.

0,4 1497 1438 1438 49,98 47,97 47,99 1 1498 1430 1435 49,97 47,97 48,13

1,5 1484 1423 1432 49,99 47,97 48,27 2,2 1477 1415 1429 49,98 47,97 48,44 3,5 1458 1392 1420 49,97 47,97 48,77

4,3 1450 1382 1415 49,99 47,97 48,95

Ulazna frekvencija na asinkronom motoru

46,547

47,548

48,549

49,550

50,5

0,4 1 1,5 2,2 3,5 4,3

P [kW]

f [H

z]

bez FP No control Speed comp

Ovisnost brzine vrtnje o teretu

1300

1350

1400

1450

1500

1550

0,4 1 1,5 2,2 3,5 4,3

P [kW]

n [

o/m

in]

bez FP No control slip comp

Slika 5.9. Ovisnost frekvencije napajanja i brzine vrtnje motora o teretu



38

Iz tablice 5.4. , kao i iz slike 5.9., vidljivo je da se porastom opterećenja smanjuje brzina

vrtnje. Ulazna frekvencija u motor pri parametru No control je konstantna, kao i ulazna frekvencija

kada nije priključen frekvencijski pretvarač, dok se ulazna frekvencija pri uključenom parametru

Slip comp povećava sa povećanjem opterećenja. Brzina vrtnje je najveća pri napajanju bez

frekvencijskog pretvarača, ali samo zato što je najveće njena ulazna frekvencija. Kada bi njen graf

spustili u zajedničku početnu točku sa druga dva grafa ona bi bila približna grafu sa parametrom

No control. Moguće je uočiti da je najmanja razlika početne i krajnje brzine pri parametru Slip

comp, odnosno pri regulaciji brzine vrtnje u zatvorenoj regulacijskoj petlji.

Poželjno bi bilo ponoviti ova mjerenja uz jednake početne frekvencije.



39

6. ZAKLJU ČAK

Pod pojmom skalarna regulacija brzine vrtnje asinkronog motora podrazumijeva se U/f

regulacija brzine vrtnje. Pri tome odnos napona i struje mora biti konstantan. Kada napon dosegne

maksimalnu vrijednost frekvencija se može nastaviti povećavati, te time dolazi do smanjenja

momenta. Moment je proporcionalan kvadratu napona i obrnuto proporcionalan kvadratu

frekvencije.

Razlikuje se upravljanje brzine u otvorenoj i zatvorenoj petlji. Kod upravljanja brzinom vrtnje

u otvorenoj petlji kao referentna veličina zadaje se frekvencija napona na statoru. Pri regulaciji

brzine u zatvorenoj petlji koristi se mjerni član brzine vrtnje (povratna veza). Zatvorena

regulacijska petlja omogućava održavanje zadane brzine vrtnje motora bez obzira na promjenu

tereta ili amplitude statora.

Frekvencijski pretvarač Allen-Bradley 1336 PLUS može se upotrijebiti i u otvorenoj i u

zatvorenoj petlji. Takoñer može i mjeriti izlaznu frekvenciju, napon, snagu, ... Zaštićen je lozinkom

koju je potrebno točno unijeti ukoliko postoji potreba za promjenom nekog parametra. Prije

pokretanja motora frekvencijskim pretvaračem potrebno je unijeti nazivne parametre motora.

Na temelju ovog rada trebalo bi načiniti izvedbeni projekt laboratorijske makete asinkronog

elektromotornog pogona napajanog iz frekvencijskog pretvarača. Izvedbeni projekt bi trebao

sadržati i upute za upravljanje pogonom te sve signalne i mjerne elemente potrebna a obavljanje

laboratorijskih vježbi.



40

LITERATURA

[1] Z. Valter, „Osnove električnih pogona“, str. 88 i 89, ETF Osijek, 2007.god.

[2] G. Erceg, „Sustavi upravljanja asinkronim elektromotornim pogonima“, PP, ETF Osijek,

2009.god.

[3] G. Erceg, „Skalarno upravljanje asinkronim motorom“, PP, ETF Osijek, 2009.god.

[4] Krčum Maja, „Asinkroni strojevi“, str.80-83, Sveučilište u Splitu, 2008.god.

[5] Allen-Bradley, „Frequenzumrichter 1336 PLUS zur Drehzahlsteuerung für

Drehstrommotoren“, Benutzerhandbuch

[6] G. Erceg, V. Jerković, Ž. Špoljarić, „Upute za rad na ispitnoj stanici u Laboratoriju za

električne strojeve i pogone“, ETF Osijek, 2009.god.

[7] K. Mikološević, „Frekvencijski pretvarač Danffos FC-302“, 6. laboratorijska vježba,

Eelektromotorni pogoni, Stručni studij, ETF Osijek 2009.god.



41

SAŽETAK

U drugom poglavlju vršena su teorijska razmatranja vezana u frekventni pretvarač. Obrañeni

su pojmovi: elektromotorni pogon, skalarno upravljanje brzinom vrtnje, radna točka, kompenzacija

klizanja, te otvorna i zatvorena regulacijska petlja.

Treće poglavlje daje uvid u mogućnosti i funkcije frekvencijskog pretvarača Allen-Bradley, te

je dan primjer ručnog upravljanja.

U četvrtom poglavlju vršena su mjerenja i analizirani rezultati. Prvo je vršeno mjerenje snage i

brzine vrtnje asinkronog motora terećenog istosmjernim generatorom bez frekvencijskog

pretvarača, a potom i sa frekvencijskim pretvaračem uz parametre No control (otvorena

regulacijska petlja) i Slip compensation (zatvorena regulacijska petlja).

ABSTRACT

The second chapter content theoretical considerations related to frequency converter. It

considers the terms: Electric drive, scalable control of speed, the working point, slip compensation,

as well as open- and closed regulatory loop.

The third chapter provides an insight into the capabilities and functions of the frequency

converter Allen-Bradley, and he gives an example of manual control.

The fourth chapter contains the measurement and analysis results. First was took the

measurement of strength and speed of a induction motor that was load with a DC generator without

frequency converter, and then with frequency converter with parameters “No control” (open

regulatory loop) and “Slip compensation” (closed regulatory loop).

FP

Documents

zatvorena

closed regulatory

elektrotehniki

se natpis

se natpis

se opcija

ovisnost brzine

zatvorenoj