Pagina afdrukken

Directe koppelregeling

Maximaal vermogen volledig onder controle

Emotron was het eerste bedrijf dat in 1977 een frequentieregelaar op basis van Pulse Width Modulation (PWM) introduceerde. De verdere ontwikkeling leidde in 1998 tot één van de eerste marktintroducties van frequentieregelaars met directe koppelregeling. De technologie van Emotron levert een uiterst korte reactietijd op, doordat het actuele en benodigde koppel 40.000 keer per seconde worden vergeleken. De frequentieregelaars kunnen bij een normale industriemotor voor het hoogst mogelijke koppel per ampère zorgen met als optie een motorregeling zonder een rotorsensor waarbij toch de regeling van koppel en snelheid behouden blijft.

Directe koppelregeling elimineert verstoringen

De directe koppelregelingsmethode, uitgevonden door dhr.Depenbrock en dhr.Takahashi, regelt dynamische en veeleisende toepassingen op een zeer efficiënte manier. De techniek van Emotron reageert snel op piekbelastingen, abrupte veranderingen in belasting of onjuist ingestelde aanlooptijden. De reactietijd is uiterst kort, doordat het actuele en benodigde koppel 40.000 keer per seconde worden vergeleken. Dit is bijvoorbeeld onmisbaar bij kraanbesturing waar frequente en kritische starts en stops om directe beschikbaarheid van een hoog koppel vragen of bij brekertoepassingen waar de snelheid snel aan het type of formaat materiaal moet worden aangepast.

De directe koppelregeling van Emotron voorkomt onderbrekingen. De reactietijd is zeer kort omdat het werkelijke en het vereiste koppel 40.000 keer per seconde worden vergeleken.

 

Piekkoppel tot 400 procent

Door de stroom en spanning van de motor te meten, kunnen het koppel en de snelheid van de motor realtime continu en zeer precies worden geregeld. De frequentieregelaars van Emotron zijn gebaseerd op directe regeling van de magnetische flux en het koppel van de aangesloten elektromotor. Door de hoge nauwkeurigheid van de schattingsfunctie van de flux en het koppel is het mogelijk om het piekkoppel van de motor tot maximaal 400 procent van het nominale koppel te verhogen, zelfs bij 0 rpm. Om een dergelijk hoog koppel te bereiken, moet de frequentieregelaar bij de benodigde stroom passen.

 

Verhouding stroom versus koppel 1:1

Met directe koppelregeling is de verhouding koppel/stroom lineair boven het nominale koppel, d.w.z. 200 procent stroom resulteert in 200 procent koppel. Vergelijk dit eens met ongeveer 150 procent koppel bij 200 procent stroom zonder directe koppelregeling. Om die reden kan de overbelastingscapaciteit die voor de frequentieregelaar van Emotron nodig is om de motor volledig onder controle te houden aanzienlijk lager zijn dan wanneer er gebruik wordt gemaakt van regelmethodes zonder directe koppelregeling.

 

Ingebouwde remfunctie

De directe koppelregeling werkt samen met de geïntegreerde vectorrem van de frequentieregelaar om voor snel en beschermend remmen te zorgen. Het beschikbare remkoppel is vergeleken met conventionele remmethodes verdubbeld. De remenergie wordt afgevoerd via de motor zelf; dit helpt onderbrekingen ten gevolge van extreem hoge remspanning te voorkomen. In de meeste gevallen zijn geen mechanische remmen nodig. Er zijn alleen remchoppers en remweerstanden nodig om een extreem korte remtijd te bereiken.

 

Ongewenste stops door overstroom voorkomen

Frequentieregelaars met directe koppelregeling werken allemaal met een directe regeling van het koppel en de flux van de motor. Hierdoor worden ongewenste stops, veroorzaakt door schokbelastingen, storingen in de netvoeding of onjuist ingestelde aanlooptijden effectief voorkomen. Dit wordt gerealiseerd door een snelle reactie en een zeer nauwkeurige regeling van de motorflux op basis van het in de software gebruikte motormodel. Elke schakeling in de frequentieregelaar wordt direct gerelateerd aan de elektromagnetische status van de motor en dat resulteert altijd in een soepele en nauwkeurige regeling.

 

Hoge dynamica zonder encoder-feedback

Het essentiële onderdeel van de directe koppelregeling is het motormodel dat voor een nauwkeurige schatting van de actuele flux en het actuele koppel van de motor zorgt. Door de berekende actuele waarden met een zeer hoge berekeningsfrequentie te vergelijken met referentiewaarden, kan er een gesloten lus van flux- en koppelregeling worden bereikt. Alle relevante motorparameters worden automatisch gemeten, de traagheid van de belasting wordt gecontroleerd en de interne parameters worden hier automatisch op ingesteld. Samen met een superieure remcapaciteit en een precieze regeling van acceleratie en deceleratie resulteert dit in een koppelreactietijd die minder dan 1 ms kan zijn en een snelheidsnauwkeurigheid van zo’n ±0,1% van het nominale rpm, zelfs zonder een aparte sensor op de motor. Typische waarden met conventionele sensorloze vectorregeling zijn 50-100 ms koppelreactie en ±1-2% snelheidsnauwkeurigheid.