Typ 5261

FREQUENZUMRICHTER Typ 5261

Der FREQUENZUMRICHTER Typ 5261 ist ein Lehr- und Lerngerät für Drehstrommotoren von 100 W bis 1 kW. Er bietet Vierquadrantenbetrieb, umfassende Schutzfunktionen, eine integrierte Mess- und Anzeigeeinheit sowie eine PC- und Terminalbedienung über RS 232.

Für Drehstrommotoren von 100 W bis 1 kW
Vierquadrantenbetrieb mit integrierter Steuer- und Anzeigeeinheit
Parametrierung über Terminal oder PC via RS 232
Schutz gegen Überstrom, Über- und Unterspannung, Übertemperatur, Kurz- und Erdschluss
Integrierte Messung und Anzeige von Strom, Spannung und Frequenz
Bedienung über Folientastatur, LCD-Display oder Software

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Einsatz und Funktionsumfang

Mit dem Frequenzumrichter bietet hps SystemTechnik ein Lehr- und Lerngerät zur Durchführung von Versuchen auf dem Gebiet der Drehzahlsteuerung und Drehzahlregelung von Drehstrommotoren an.

Über das Terminal oder einen PC lassen sich minimale und maximale Frequenz, Beschleunigungs- und Bremsrampe, Anlauf- und Bremsspannung, Spannung, Strom, Drehrichtung sowie die Modulationsart mit Sinus- oder Trapez-PWM einstellen und messen.

Software und Bedienung

Die mitgelieferte Software DFUwin unterstützt die U/f-Kennlinie des Frequenzumrichters, das Fahrdiagramm, die Anzeige von Strom und Spannung, die Anzeige von Brems- und Anlaufspannung sowie die gleichzeitige Darstellung aller Parameter.

Die Software läuft unter Windows XP, Vista sowie Windows 7 in 32- und 64-Bit-Varianten.

Empfohlenes Zubehör und Versuchsumgebung

Als empfohlenes Zubehör nennt die Dokumentation das Versuchshandbuch "Versuche zum Frequenzumrichter Digital" (Typ V 0022), einen Drehstrom-Asynchronmotor Typ 2707.1, die Last Typ 5512, den Trennverstärker Typ 8630, Universalstromversorgungen Typ 2740.1, ein Speicheroszilloskop, die PC-Software 5261 EVGB, die Verbindungsleitung RS 232 Typ 9102.50, die DC-Bremseinheit Typ 2718 sowie optional den USB/RS 232-Konverter Typ 9102.55.

DC-Bremseinheit Typ 2718

Die DC-Bremseinheit ist für Anwendungen in der Antriebstechnik vorgesehen, etwa für Versuche mit einem Drehstrom-Asynchronmotor und dem Frequenzumrichter.

Sie kann als Motor oder Generator eingesetzt werden und besteht aus einer Gleichstrom-Nebenschlussmaschine mit integriertem DC-Tachogenerator auf einem Sockel.

Die Versuchsmaschine wird mit vier Maschinenfüßen auf den Sockel aufgeschoben und über eine Einhebel-Schnellspannvorrichtung gehalten; als Zubehör wird eine Kupplungsmanschette Typ 2718.5 mitgeliefert.

Mechanische Ausführung

Die Frontplatte des Frequenzumrichters besteht aus 5 mm starkem Schichtpressstoff, ist mattblau und mit weißen Symbolen entsprechend den eingebauten Funktionsgruppen graviert.

Zum System gehören außerdem die typischen hps-Zubehör- und Bildkomponenten der Frequenzumrichter-Dokumentation, darunter die zusätzliche Maschine sowie die Software-Screenshots für die Bedienung.

Software zur Anzeige von U/f-Kennlinie, Fahrdiagramm und Betriebsparametern
Erweiterbar um DC-Bremseinheit und weitere Mess-/Versuchszubehörteile

Netzanschluss (einphasig): Netzspannung 230 V AC +/- 10 %, Stromaufnahme max. 6,3 A, Netzfrequenz 48 Hz ... 400 Hz
Ausgang: Ausgangsspannung 3 x 220 V, 0,5 ... 120 Hz; Ausgangsstrom max. 4,5 A; Grenzfrequenz 120 Hz (einstellbar)
Brems- und Beschleunigungsrampe: 11,5 Hz/s ... 588,1 Hz/s
Pulsweitenmodulation (PWM): Frequenzen 2,0 kHz, 3,9 kHz, 7,8 kHz und 15,6 kHz
Schutzfunktionen: Über- und Unterspannung, Überstrom, Übertemperatur des Leistungsteils, Übertemperatur des Motors, Kurz- und Erdschluss
SUB-D-Anschluss (9-polig): Zur Steuerung des Frequenzumrichters mit TTL-Pegel
Sonstiges: Steuerteil potentialgetrennt; Bremswiderstand 150 Ohm / 50 W; Eingänge für Sollfrequenz über Potentiometer oder externe Spannung 0 ... 10 V
Mechanische Angaben: Frontplatte aus 5 mm starkem Schichtpressstoff, mattblau, mit weißen Symbolen graviert; Abmessungen 532 x 297 x 165 mm (B x H x T), Gewicht ca. 6,2 kg
DC-Bremseinheit Typ 2718: Gleichstrom-Nebenschlussmaschine mit Ankerspannung und -strom 205 V / 2 A, Feldspannung und -strom 205 V / 0,33 A, Leistung 0,3 kW bei 2000 U/min, Schutz durch Thermokontakt; DC-Tachogenerator mit Ausgang 1: 10 V bei 1500 U/min und Ausgang 2: 10 V bei 3000 U/min; Sockel aus Edelstahl gebürstet, Abmessungen 710 x 220 x 250 mm (B x H x T), Gewicht 13,7 kg

1 Grundlagen1
1. 1.1 Der Drehstrom-Asynchronmotor mit Kurzschluss- oder Käfigläufer1
  1. 1.1.1 Aufbau des Motors1
  2. 1.1.2 Drehfelddrehzahl2
  3. 1.1.3 Drehmoment und Schlupf2
  4. 1.1.4 Kennlinienpunkte3
  5. 1.1.5 Drehzahlsteuerung4
2. 1.2 Stromrichtersysteme zur Drehzahleinstellung beim DSAM7
  1. 1.2.1 Allgemeines7
  2. 1.2.2 I-Umrichter7
  3. 1.2.3 U-Umrichter8
3. 1.3 Der Frequenzumrichter Digital (Typ 5261)10
  1. 1.3.1 Allgemeines10
  2. 1.3.2 Aufbau des Leistungsteils10
  3. 1.3.3 Funktionsprinzip eines Wechselrichters11
  4. 1.3.4 Aufbau des Steuerteils13
2 Inbetriebnahme und Messtechnik19
1. 2.1 Bedienung des Terminals19
  1. 2.1.1 Parameter, Funktionen und Grundeinstellungen19
  2. 2.1.2 Fehlermeldungen des Frequenzumrichters Digital (Typ 5261)20
2. 2.2 Anschluss eines Drehstrom-Asynchronmotors21
3. 2.3 Drehzahlsteuerung und Rechts-/Linkslauf eines DSAM22
4. 2.4 LED-Drehfeld und Messpunkte22
5. 2.5 Zusatz- und Messgeräte23
6. 2.6 Sicherheitshinweise zur Handhabung des Systems23
3 Die Frequenzumrichter-Software DFUwin25
1. 3.1 Systemvoraussetzungen25
2. 3.2 Installation der Software25
3. 3.2.1 Installation unter Windows 3.1x25
4. 3.2.2 Installation unter Windows 9525
5. 3.3 Das U/f-Diagramm26
6. 3.4 Das Fahrdiagramm28
4 RS-Kompensation29
1. 4.1 Maximal zulässiger BOOST eines DSAM29
2. 4.2 LED-Drehfeld30
3. 4.3 Drehrichtung31
4. 4.4 Digitale Steuersignale des Frequenzumrichters32
5. 4.5 Maximaler Hub34
6. 4.6 Analoge Steuersignale des Frequenzumrichters36
7. 4.7 U/f-Kennlinie39
5 Das Leistungsteil41
1. 5.1 Zwischenkreisspannung41
2. 5.2 Wirkung des Brems-Choppers42
6 Frequenzsteuerung eines Drehstrom-Asynchronmotors44
1. 6.1 Drehfelddrehzahl, Leerlaufdrehzahl und Leerlaufschlupf44
2. 6.2 Frequenzabhängigkeit des Leerlaufstromes47
3. 6.3 Motorspannung in Abhängigkeit von der PWM-Frequenz49
4. 6.4 Drehzahl und Schlupf bei Sinus-PWM51
5. 6.5 Drehzahl und Schlupf bei Trapez-PWM56
7 Beschleunigung und Bremsung eines Drehstrom-Asynchronmotors61
1. 7.1 Beschleunigung eines DSAM ohne Last61
2. 7.2 Beschleunigung eines DSAM bei Last64
3. 7.3 Fahrdiagramm mit DFUwin68
8 Drehzahlregelung mit einem Drehstrom-Asynchronmotor70
1. 8.1 Drehzahlregelung unabhängig von der Belastung70
2. 8.2 Drehzahlregelung mit Sollwertsprung73
9 Die Synchronmaschine76
1. 9.1 Grundlagen76
  1. 9.1.1 Aufbau der Maschine76
  2. 9.1.2 Betriebsverhalten als Motor77
  3. 9.1.3 Anschluss der Maschine78
2. 9.2 Versuche zum Synchronmotor79
  1. 9.2.1 Maximal zulässiger BOOST einer Synchronmaschine79
  2. 9.2.2 Beschleunigung eines Synchronmotors ohne Last80
  3. 9.2.3 Beschleunigung bei Last und Sinus-PWM83
  4. 9.2.4 Beschleunigung bei Last und Trapez-PWM86