COMBIVERT F5-SCLKEB1.AllgemeinesS.C.L.steht fur Sensorless Closed Loop und beschreibt den geberlosen Betrieb von Drehstrom-Synchronmoto-Das Prinzip beruht auf einem mathematischen Modell des Synchronmotors.Damit kann bei bekannten Motorda-ten die Rotorlage nachgebildet werden.S.C.L.ist keine Betriebsart von F5-MULTI,sondem eine eigenstandige Softwareversion F5E-S,die auf der Hard-ware der F5-Application-Steuerungen lauffahig ist.Diese Anwendung bietet unter anderem folgende Vorteile:kein Gebersystem im Motorautomatische Einmessfunktion fur Widerstand und Induktivitatmassentragheitsabhangige Voreinstellung des DrehzahlreglersPotentielle Anwendungen fur S.C.L.sind:Antriebe fur WarmepumpenKompakte Antriebe fur Frasen·Kompressoren2.GrundeinstellungenBei dieser Software laBt sich die Drehzahl des Motors aus den gemessenen Stromen und den Motordaten mit Hil-fe eines Modells nachbilden.Diese erreche Drehzahl kann als Ruckfuhrung fur den Drehzahlregler verwendetwerden.Die fur das Modell notwendigen Motordaten konnen vom KEB COMBIVERT selbstandig identifiziert wer-den.Der statische Betrieb bei kleinen Frequenzen muss vermieden werden,da das Modell hier instabil werdenkann.Der nutzbare Frequenzbereich betragt ca.1:100.Bei Solldrehzahl 0 ist die Drehzahlregelung deaktiviertund der Motor wird mit dem in Parameter mm.10 vorgegebenen Gleichstrom bestromt.2.1 Aktivierung des geberlosen BetriebesSteuerungstyp(ud.02)Der Parameter ud.02(Steuerungstyp)muB auf F5-S eingestellt werden.Wert bearbeiten지8.F5-S/4000pmcontrol type 8:F5-S/4000 rpm4F5M/4000pm5F5-M/8000pm6F5M/16000rpm7F5M/500pm8 F5-S 4000 rpm9F5-S 8000 rpm10F5-S/16000pm11F5-S/500pmD-5COMBIVERT F5-SCLMit cs.01 =2(Istdrehzahl=bereche Drehzahl)wird der geberlose Betrieb aktiviert.Wert bearbeitencS01 act.source Umr.1:Satz I2 calculatedact.source2calculated2.2Eingabe der MotordatenZur Parametrierung des Motormodells sind folgende Parameter maBgebend:dr.23DSM Nennstromdr.24 DSM Nenndrehzahldr.25DSM Nennfrequenzdr.26DSM EMK Spannungskonstantedr.30DSM Wicklungswiderstanddr.31DSM WicklungsinduktivitatDie Daten fur das Motormodell werden nach Betatigung von fr.10 berech.3.Identifikation der Motordaten(dr.48 DSM Identifikation)Wert bearbeitendr48 DSM Identification Umr.1 Satz I5:deadtime identMeassure 5:deadtime ident0:off1:L with 500Hz2:L with 1kHz3:Resistance4:EMK5:deadtime ident6:auto ident7:torgue identDie fur das Motormodell benotigten Daten konnen vom KEB COMBIVERT selbsttatig ermittelt werden.Nebenden Einzelfunktionen ist auch ein Automatikmode fur die komplette Identifikation der wichtigsten Parameter vor-handen.3.1 AutomatikmodusDer Automatikmode wird durch dr.48 6 und anschlieBender Modulationsfreigabe gestartet.Dadurch werdender Widerstand,die Induktivitat und die Totzeitkennlinie fur alle Schaltfrequenzen automatisch ermittelt.Der KEBCOMBIVERT gibt dafur Testsignale auf den Motor.Der Strom,der wahrend der Parameteridentifikation flieBt,wird durch den Motorbemessungsstrom(dr.23)begrenzt.Dieser muss also vor dem Start der Einmessung korrekteingegeben werden.D-6COMBIVERT F5-SCLKEB3.2 WiderstandsidentifikationDie Widerstandsidentifikation wird durch dr.48 3 und anschlieBender Modulationsfreigabe gestartet.Nach er-folgter ldentifikation wird der Widerstandswert in dr.30 angezeigt.3.3 InduktivitatsidentifikationDie Induktivitat sollte idealerweise mit einer Messfrequenz von 1 kHz(dr.48 2)identifiziert werden.Der MeB-strom ist der Motorbemessungsstrom.Kann dieser bei der Messung nicht erreicht werden,so wird automatischauf 500 Hz umgeschaltet.Wird auch bei dieser Messung der Nennstrom nicht erreicht,so wird mit dem maximalmoglichen Strom gemessen.Die Induktivitatsindentifikation wird durch dr.48 =2 und anschlieBender Modulationsfreigabe gestartet.Nach er-folgter ldentifikation wird der Induktivitatswert in dr.31 angezeigt.3.4 EMK SpannungskonstanteBei nicht bekannter EMK Spannungskonstante kann zunachst ein Naherungswert aus Nennstrom und Nennmo-ment berech werden.Dazu wird dr.48 =4 bei ausgeschalteter Modulation geschrieben.Der genaue Wert der EMK kann im Betrieb oberhalb von 2/3 der Motomenndrehzahl nachgemessen werden.DieMessung wird durch dr.48 4 ausgelost.Dazu muss die EMK-Adaption mit mm.00 Bit7 aktiv sein(Defaultwert).Der identifizierte Wert wird in dr.26 angezeigt.Generell wird das Istmoment im F5-S-Mode in Abhangigkeit von EMK berech3.5Ermittlung der Totzeitkennline der EndstufenDie Totzeitkennlinie wird jeweils fur die aktuelle Schaltfrequenz eingemessen,wenn dies durch dr.48=5 und Reg-lerfreigabe ausgewahlt wurde.Es besteht die Moglichkeit,fur jede Schaltfrequenz eine Kennlinie im Gerat zuhinterlegen.Diese Kennlinien konnen uber In.39 und In.40 ausgelesen werden.Die eingemessene Kennlinie wirdmit uf.18=3 (Auto Ident)aktiv.3.6 Momentenoffset des Antriebes einlesenDer Momentenoffset des kompletten Antriebes kann im Leerlauf eingemessen werden.Nach dr.48 7 und Mo-dulationsfreigabe beschleunigt der Antrieb mit der in dr.57 eingestellten Rampe auf die 1,3-fache Nenndrehzahl.Die Drehzahlgrenzen der oP-Parameter sind wirksam.Das dabei eingemessene Leerlaufmoment wird abgespei-chert.Im Betrieb wird die Anzeige ru.12 mit dieser Kennlinie korrigiert.Die Momentenkennlinie ist unter dr.58 unddr.59 abgelegt.3.7Nach Beendigung der Identifikation muss dr.48 wieder auf den Wert 0 eingestellt werden,da andernfalls die Mes-sung mit jeder Reglerfreigabe neu gestartet wird.Die identifizierten Daten werden durch fr.10 ubemnommen.Wahrend der ldentifikation wird der Status,calculate drive data(cdd)'angezeigt.Nach Beendigung der Identifikation wird der Status ,calculate drive data ready(cddr)'angezeigt.Der Fehler,Error calculate drive data (E.cdd)'wird ausgelost,wenn die MeBwerte fur Widerstand und Induktivitatnicht im gultigen Bereich liegen.COMBIVERT F5-SCL4.Einstellung des Drehzahlreglers4.1 Voreinstellung des DrehzahlreglersDer Drehzahlregler kann bei bekanntem Massentragheitsmoment voreingestellt werden.Dazu sind neue dr-Pa-rameter angelegt worden.Die Massentragheit des Gesamtsystems(Motor +starr gekoppelte Last)ist in dr.49 einzutragen.Ist die Massen-tragheit nicht bekannt,so kann sie wie unter Punkt 4.2 beschrieben ermittelt werden.In dr.50 kann durch die Vorgabe eines Wertes von 2(harter Regler)bis 10 (weicher Regler)das gewunschteRegelverhalten vorgegeben werden.Wird anschlieBend die Motoranpassung mit Fr.10 durchgefuhrt,werden dieWerte fur den Drehzahlregler in die Parameter cS.06 und cS.09 eingetragen.Sollen die Reglerparameter nichtuberschrieben werden,muss dr.50 auf 19 (off)stehen (Defaultwert).4.2 Ermittlung des MassentragheitsmomentesWenn das Tragheitsmoment der Anlage nicht bekannt ist,kann es evtl.durch einen Beschleunigungsversuchermittelt werden.Dazu muss die Anlage mit definiertem,konstantem Drehmoment beschleunigt werden.Dabeimuss sichergestellt sein,dass durch die Applikation kein nennenswertes,beschleunigungsunabhanigiges Last-moment entsteht.Es gilt folgende Formel:△tAt [s]*95493Beispiel:Bei einem Versuch wurde ein Antrieb in 100ms mit 4 Nm bis auf 1000mim beschleunigt.0,1sdr.49 [kg cm2]4Nm*95493=38,2kgcm21000min1120010008006004002000-200050100150200t5.MotorstartD-8COMBIVERT F5-SCLKEBDas Starten des Motors,sowie der Betrieb bei kleinen Drehzahlen,ist ein kritischer Bereich,der schnell durch-fahren werden sollte.Die GroBe dieses Bereiches kann nicht allgemeingultig angegeben werden,sondem hangtstark von den verwendeten Motoren ab.Der nutzbare Drehzahlbereich betragt circa 1:100.Fur den Start existieren zwei Modi:5.1Start mit AusrichtstromAusrichtstrom(mm.10)Nach Schalten der Reglerfreigabe wird der Motor mit einem Gleichstrom bestromt,der den Rotor in seine korrekteLage ausrichtet.Dieser Ausrichtstrom ist in Parameter mm.10 einstellbar.Damit dieser Einziehvorgang moglichstsanft verlauft,wird der Strom nicht schlagartig vorgegeben,sondern mit einer Rampe erhoht.Die Zeit fur dieseDer Ausrichtstrom ist so zu wahlen,das auch bei einer eventuellen Last eine Rotorbewegung moglich ist.Als mechanische Belastung ist das halbe stromabhangige Lastmoment akzeptabel(z.B.1/4 vom Nennmomentbei 1/2 Nennstrom im Stillstand).Stabilisierungsstrom(mm.01)Wahrend der Startphase(Betrieb mit kleinen Drehzahlen)kann ein zusatzlicher Stabilisierungsstrom(Parametermm.01)vorgegeben werden.Dies ist ein Blindstrom,der nicht zur Momentenbildung beitragt,sondern nur stabi-lisierend auf das Motormodell wirkt.Untere Drehzahlgrenze Stabilisierungsstrom(mm.02)Von Drehzahl 0 bis zu dieser Grenze ist mm.01 aktiv.Obere Drehzahlgrenze Stabilisierungsstrom(mm.03)Oberhalb dieser Grenze ist kein Strom zum Stabilisieren mehr notwendig.Zwischen unterer und oberer Drehzahl-grenze wird der Stabilisierungsstrom linear abgebaut.mm.01mm.03mm.020Startrampe(mm.08,mm.09)Um beim Starten den unteren Drehzahlbereich moglichst schnell zu verlassen,ist eine Rampe eingebaut,diePrioritat hat gegenuber dem Rampengenerator in den OP-Parametern.Startrampe/Geschwindigkeit(mm.08)Bis zu dieser Drehzahl ist die zusatzliche Drehzahlrampe aktiv.D-9COMBIVERT F5-SCLStartrampe /Zeit(mm.09)Beschleunigungs-/Verzogerungszeit fur den Startbereich.Die Zeit bezieht sich auf eine Drehzahlanderung vonmm.08mm.08*mm.0910005.2 Start mit Speed Search FunctionDreht sich der Motor beim Einschalten der Modulation,kann mit der Speed Search Funktion(SSF)die aktuelleDrehzahl ermittelt werden.AnschlieBend wird die eingestellte Solldrehzahl angefahren.Aktivierung der Speed Search Funktion:Die Speed Search Funktion wird durch Pn.26 aktiviert.Die Bremsenansteuerung unter Pn.34 muss nicht deakti-viert werden.Dreht sich der Motor wahrend der Drehzahlsuche nur mit geringer Geschwindigkeit,so wird auto-matisch weiter wie unter Punkt 5.1 beschrieben gestartet.D-10COMBIVERT F5-SCLKEB6.Modellspezifische ParameterFur das Motormodell wurde mit den mm-Parametern eine eigene Parametergruppe erzeugt.Die nachfolgendbeschriebenen Parameter haben eine werksseitige Grundeinstellung.Eine Anderung dieser Werte ist nicht un-bedingt erforderlich.Parameter mm.00 EinstellungenBit BedeutungErklarung0Ausricht-und Stabilisierungsstrom off /Aktivierung von mm.01 und mm.10on1Modellstabilisation off/onDient dazu das Model zu stabilisieren.2RS Adaption off onStabilisiert das Modell bei kleinen Sollwerten3Drehzahlquelle0:Geber 11:ModellZum Testen kann das Model mit den Werten von Geber 1 be-trieben werden.HochgeschwindigkeitsmodellDieses Modell ist insbesondere bei groBeren Frequenzen sinn-voll.Beobachter Hochgeschwindigkeitsmo-Dient zur Stabilisierung des Hochgeschwindigkeitsmodelldell6Stromregler mit0:gemessenen Stromen1:Modellstrδmen>EMK Spannungskonstante adaptierenAktiviert die Adaption der EMK Spannungskonstanteoff /on8Stromoffsetadaption off/onStrom Offsetabgleich im BetriebDrehzahlberechnung /Zeit(mm.04)Zeit fur die Drehzahlberechnung.Drehzahlberechnung Filter(mm.05)Filter fur die bereche Drehzahl.RS Adaption Faktor(mm.06)Dieser Wert beeinflusst die Widerstandsadaption und damit das Verhalten bei Lastubernahme und kleinen Dreh-zahlen.Beobachtereinfluss(mm.07)Fur die Justage des Beobachters.D-11COMBIVERT F5-SCL7.BeispielIm Folgenden werden die Inbetriebnahmeschritte und die Anwendung von S.C.L.anhand eines Programmierbei-spieles beschrieben.Inbetriebnahmeschritte F5-SCL an SynchronmotorenF5E-S Parameter-Konfiguration mit ud.02 8-11 aktivierenParameter initialisieren mit Fr.01 =-4(Defaultwerte)Motordaten eingeben(dr.23 bis dr.28)Wenn die EMK nicht bekannt ist,kann mit dr.48 4 ein Naherungswert fur EMK berech werdenAuto Identifikation mit dr.48=6 durchfuhrenTotzeitkompensation einschalten uF.18 3Anpassung an den Motor mit Fr.10 1 oder 2 aktivierenEvtl.Massentragheit ermitteln und voreinstellen.AnschlieBend erneut Fr.10 =1 bzw.2 aktivierenEvtl.EMK identifizieren und Leerlaufkennlinie ermitteln.AnschlieBend erneut Fr.10 1 bzw.2 aktivierenAnpassung der ubrigen Parameter an die AnwendungParameterubersichtMinimalwertMaximalwertSchrittweiteDefaultcs.010F01h0210dr480630h70dr.490631h0,05kgm221474836,47kgcm20,01 kgcm21 kgcm2dr.500632h1.910.00,119:ofdr.570639h0s300s10sdr.58063Ah01910dr.59063Bh-320Nm320Nm0,01Nm03410n.390E27h032910025510Pn.26041AhXX03110mm.001400h10231191mm.011401h0.0A1n.18*1,251dr23/2mm.031403h32000min-1min-1dr24/8mm.041404h8191,875ms0,125ms0,125msmm.051405h0,0ms8191,875ms0,125ms1msmm.061406h0655351100mm.071407h0.0%27.5%0.01%2%mm.081408h4000mim10,125minmm.091409h300s5smm.10140Ah1n.18*125A0,1Adr23/21):abhangig von ud.2/Angaben fur ud.2 =8RO:Leseparameter (Read Only)PG:Programmierbare ParameterE.Enter-ParameterD-12