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Invertitore di frequenza variabile
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| Luogo di origine | La Gran Bretagna |
| Marca | SIMENS |
| Certificazione | CE ROHS |
| Numero di modello | 6SE6440-2UD25-5CA1 |
Il Siemens 6SE6440-2UD25-5CA1 è il MICROMASTER 440 da 5,5 kW (coppia costante) — un drive a frequenza variabile trifase consolidato della generazione di drive compatti più performante di Siemens, che condivide il suo telaio meccanico FSC e la completa dotazione di I/O con la variante da 11 kW, ma dimensionato per la gamma di motori da 4 a 5,5 kW in servizio a coppia costante e fino a 7,5 kW nelle applicazioni a ventola e pompa a coppia variabile.
La potenza nominale di 5,5 kW occupa una posizione particolarmente comune nella progettazione di macchine industriali. I motori in questa fascia di potenza si trovano su sezioni di nastri trasportatori di medie dimensioni, stadi di pompe di piccole-medie dimensioni, unità compressori, azionamenti ausiliari di estrusori e un'ampia varietà di macchinari di processo in cui il carico richiede più di un azionamento frazionario di kilowatt ma rientra nelle gamme di potenza inferiori in cui gli assemblaggi di azionamento dedicati montati in armadio diventano standard.
Il telaio MM440 FSC — alto 245 mm, largo 185 mm, profondo 195 mm — è abbastanza compatto da stare all'interno di un pannello di controllo standard senza dominare lo spazio disponibile, offrendo comunque il set completo di parametri e l'architettura I/O delle varianti MM440 più grandi.
L'azionamento viene fornito senza un filtro EMC integrato (designazione -2UD- nel numero di parte).
Questa è la specifica standard per gli azionamenti montati su pannello in cui il filtraggio EMC viene gestito a livello di pannello da un reattore di modo comune o da un filtro di linea esterno all'azionamento, per installazioni in cui lo standard applicabile non richiede il filtraggio delle emissioni condotte, o dove la configurazione dell'alimentazione (rete IT o TT) rende inappropriato un filtro integrato. La versione filtrata da 5,5 kW (prefisso -2AD-) è disponibile dove è richiesto il filtraggio a bordo.
| Parametro | Valore |
|---|---|
| Potenza Nominale (HO / CT) | 5,5 kW / 7,5 CV |
| Potenza Nominale (LO / VT) | 7,5 kW / 10 CV |
| Ingresso | 3AC, 380–480V ±10%, 47–63Hz |
| Corrente di Ingresso (HO) | 15,6A |
| Corrente di Ingresso (LO/VT) | 17,3A |
| Corrente di Uscita (HO/CT) | 13,2A |
| Corrente di Uscita (LO/VT) | 19A |
| Dimensione Telaio | FSC |
| Dimensioni (A×L×P) | 245×185×195mm |
| Peso | 5,5 kg |
| Protezione | IP20 |
| Temperatura Ambiente | −10 a +50°C |
| Sovraccarico (HO) | 150% per 60s / 200% per 3s |
| Controllo | V/Hz, V/Hz quadratico, vectorless |
| Ingressi Digitali | 6 × isolati, programmabili |
| Ingressi Analogici | 2 × (V o mA) |
| Uscite a Relè | 3 × programmabili |
| Filtro EMC | Non incluso |
Il percorso del segnale del MICROMASTER 440 dal comando esterno alla velocità effettiva del motore attraversa una sequenza definita di stadi di elaborazione che insieme determinano il comportamento dell'azionamento in condizioni operative variabili.
La sorgente del setpoint può essere uno qualsiasi di diversi ingressi: un segnale di tensione o corrente analogico da una scheda di uscita analogica PLC, una frequenza fissa selezionata da ingressi digitali, il potenziometro motorizzato interno dell'azionamento (che aumenta o diminuisce il setpoint tramite attivazione prolungata di due ingressi digitali), un setpoint seriale RS-485 da un PLC tramite il protocollo USS, o la tastiera dell'azionamento tramite il pannello operatore BOP o AOP opzionale.
Queste sorgenti possono essere combinate — ad esempio, un setpoint analogico principale sommato a un segnale di trim da un secondo ingresso analogico.
Il setpoint selezionato passa attraverso il generatore di rampa programmabile, che limita la velocità di variazione ai tempi di accelerazione e decelerazione configurati.
I tempi di rampa in salita e in discesa sono impostabili in modo indipendente e l'MM440 supporta l'arrotondamento (curva a S) all'inizio e alla fine della rampa per uniformare la transizione tra stato stazionario e accelerazione, riducendo lo stress meccanico sulla macchina azionata.
Il setpoint elaborato entra quindi nell'algoritmo di controllo — V/Hz o vectorless — che calcola la tensione e la frequenza di uscita richieste.
Lo stadio di uscita IGBT dell'azionamento genera l'uscita PWM trifase alla frequenza di impulso selezionata (4–16 kHz), con frequenze di impulso più elevate che consentono un funzionamento del motore più silenzioso a scapito di una dissipazione di calore leggermente maggiore dell'azionamento e della necessità di una riduzione della corrente di uscita a temperature più elevate.
L'MM440 integra una serie completa di funzioni di protezione motore che riducono la necessità di relè di protezione separati nel cablaggio del pannello dell'azionamento:
Protezione da sovraccarico termico elettronico (funzione I²t) integra continuamente il rapporto tra la corrente di uscita effettiva e la corrente nominale del motore e interrompe l'azionamento se lo stress termico accumulato supera un limite configurabile.
Questa funzione approssima il comportamento termico di un relè di sovraccarico bimetallico del motore, ma si adatta più rapidamente al funzionamento a velocità variabile in cui il ridotto flusso d'aria di raffreddamento a basse velocità modifica la costante di tempo termica del motore.
Monitoraggio della temperatura del motore PTC/KTY consente il collegamento diretto del sensore di temperatura interno del motore all'azionamento.
Un termistore PTC presenta un salto caratteristico di resistenza al di sopra della sua temperatura nominale; l'azionamento lo rileva e può generare un avviso o un'interruzione prima che l'isolamento degli avvolgimenti del motore venga danneggiato.
Un KTY (sensore di temperatura al silicio) fornisce una caratteristica lineare di resistenza-temperatura per la visualizzazione continua della temperatura e un'impostazione della soglia più precisa.
Protezione da stallo monitora la relazione tra la frequenza di uscita e la velocità del motore (inferita dal modello di corrente in modalità vectorless) per rilevare il funzionamento in stallo — un motore che ha smesso di muoversi nonostante l'azionamento continui a erogare corrente.
Le interruzioni per stallo prevengono la sovracorrente prolungata che si verifica quando un azionamento continua ad applicare corrente di scorrimento completa a un motore in stallo.
Monitoraggio sovratensione e sottotensione sul bus DC protegge i componenti di potenza dell'azionamento dalle escursioni di alta tensione causate dalla frenatura rigenerativa (se non è installata una resistenza di frenatura) e dai cali di alimentazione che potrebbero causare la perdita di controllo.
D1: La corrente di uscita nominale è di 13,2A in modalità CT e 19A in modalità VT. Come seleziono quale rating si applica alla mia applicazione?
Il rating applicabile dipende dalla caratteristica di carico del motore. La modalità a coppia costante (CT/HO) — 13,2A — si applica quando il carico richiede una coppia approssimativamente costante indipendentemente dalla velocità: nastri trasportatori, compressori, pompe volumetriche, miscelatori, estrusori.
La modalità a coppia variabile (VT/LO) — 19A — si applica quando la coppia di carico aumenta con il quadrato della velocità: ventilatori centrifughi, pompe centrifughe, soffiatori.
In modalità CT, la capacità di sovraccarico dell'azionamento (150% per 60s) garantisce un margine di coppia di spunto.
In modalità VT, il sovraccarico è ridotto (tipicamente 110% per 60s) ma la corrente continua più elevata gestisce la potenza nominale maggiore del motore.
D2: Cosa influisce sull'impostazione della frequenza di impulso e quando dovrebbe essere modificata rispetto all'impostazione predefinita di fabbrica?
La frequenza di impulso predefinita è di 4 kHz, che minimizza le perdite di commutazione dell'azionamento e massimizza la capacità di corrente di uscita. Aumentare la frequenza di impulso a 8 o 16 kHz riduce il rumore elettromagnetico udibile dal motore (l'hum caratteristico della frequenza di commutazione), che è importante in ambienti sensibili al rumore.
Tuttavia, frequenze di impulso più elevate aumentano la dissipazione di calore dell'azionamento e richiedono una riduzione della corrente di uscita — a 16 kHz, la capacità di corrente di uscita del telaio MM440 FSC è ridotta al di sotto del valore nominale.
Un buon compromesso pratico per la maggior parte degli azionamenti di macchine è 8 kHz, che offre un funzionamento significativamente più silenzioso con una modesta riduzione.
L'elenco dei parametri dell'MM440 fornisce il fattore di riduzione per ogni impostazione di frequenza di impulso.
D3: L'azionamento ha 6 ingressi digitali. Possono essere tutti riconfigurati per funzioni non predefinite?
Sì. Tutti e sei gli ingressi digitali (DI1–DI6) sono completamente programmabili tramite l'elenco dei parametri (P0701–P0706).
Le assegnazioni predefinite di fabbrica includono on/off1 (DI1), retromarcia (DI2), JOG (DI3) e reset guasti (DI4/DI5), ma qualsiasi ingresso digitale può essere riassegnato a qualsiasi funzione di controllo dell'azionamento disponibile — inclusa la selezione di frequenza fissa, la commutazione della sorgente del setpoint, l'abilitazione PID, l'ingresso guasto esterno e numerose funzioni di controllo motore.
Questa flessibilità elimina la necessità di logica di cablaggio esterna in molte applicazioni in cui le assegnazioni di funzioni standard non corrispondono all'architettura di controllo della macchina.
D4: Il MICROMASTER 440 è adatto per applicazioni di sollevamento o gru?
L'MM440 può essere applicato a compiti di sollevamento con ingegneria appropriata, ma non è un azionamento di sollevamento dedicato.
Considerazioni chiave: l'azionamento deve avere una resistenza di frenatura collegata (tramite il chopper di frenatura integrato) per gestire l'energia rigenerativa durante l'abbassamento con carichi sospesi — l'MM440 non può restituire energia alla rete e senza una resistenza di frenatura andrà in errore per sovratensione del bus DC durante la decelerazione.
La modalità di controllo vectorless dell'azionamento fornisce una migliore coppia a bassa velocità per una gestione fluida del carico.
Per il sollevamento critico per la sicurezza con controllo del freno fail-safe, gestione del freno di tenuta elettromagnetico e le funzioni di sicurezza certificate richieste dalle normative sul sollevamento, un azionamento di sollevamento dedicato o una variante SINAMICS con funzioni di sicurezza integrate potrebbero essere la specifica più appropriata.
D5: L'azionamento è fuori produzione. Qual è l'equivalente Siemens attuale?
Siemens ha posizionato i SINAMICS G120 e G120C come successori del MICROMASTER 440.
Il G120 in una configurazione Control Unit + Power Module fornisce un controllo V/Hz e vectorless equivalente, con opzioni di comunicazione PROFIBUS e PROFINET, integrazione migliorata delle funzioni di sicurezza e un design più modulare.
Il G120C (compatto) fornisce funzionalità simili in un alloggiamento più integrato. Entrambi sono prodotti attivi con pieno supporto Siemens.
Per un'applicazione a coppia costante da 5,5 kW, 380–480V, equivalente al 6SE6440-2UD25-5CA1, la configurazione d'ordine G120 o G120C appropriata dovrebbe essere confermata utilizzando il configuratore di prodotti online di Siemens.
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