ACS sagedusmuundurite testseadme 2,2 kW sektsiooni elektriprojekteerimine

Puudus automatiseeritust testseadmest, mis võimaldaks kaudselt testida sagedusmuundurite jaoks arendatavat tarkvara, lükas ABB AS arendusinsenere projekteerima testseadet, mis seda võimaldaks. ABB AS inseneriosakond projekteeris testseadme, mis võimaldaks automaatselt testida tarkvara erinevate sagedusmuundurite ja erinevate elektrimootorite kombineerimisel. Kuna testseade võimaldab samaaegselt testida mitmeid sagedusmuunduried ja mootoreid korraga, see põhjustab suurt energiakulu. Energiakulu vähendamiseks oli projekteeritud alalisvoolu laadimisahel. Lõputöös oli selgitatud testseadme struktuuri, mille juures oli kirjeldatud testseaadme üldine tööpõhimõtte ja kirjeldatud testseadmes kasutavate seadmete tähtsus. Kuna lõputöö autor oli arendanud testseadme elektriprojekteerimise osa, siis lõputöös on kirjeldatud testseadme elektriosa projekteerimise, mis sisaldab 400 VAC jõuahela projekteerimist ja juhtimisahela 230 VAC ning 24 VDC ahela projekteerimist. Peaasjalikult on töös selgitatud 2,2 kW sektsiooni elektriosa projekteerimine, kaablite ja elektriaparaatide valiku kriteeriume, ning testseadme elektrilise automaatjuhtimise süsteemi projekteerimise etapid. Testseaadme 2,2 kW sektsiooni automaatjuhtimise juures oli kaks põhilist nõuet. Esimene nõue oli, et ühes sektsioonis saaks üheaegselt töötada ainult üks testimis sagedusmuundur ja üks elektrimootor, koos generaatoriga. Teiseks nõudeks oli keelatud sagedusmuundurite laadimisahela ja pidurdustakistuse ahela samaaegne töö. Antud probleemide lahenduseks oli kontaktorite, abikontaktorite ja releede kasutusega projekteeritud elektrilised tagasisidestuse ahelad. Oli selgitatud ka elektriaparaatide ja kaablite põhilised valiku kriteeriumid. Testseadme juhtimiseks oli kasutatud kontaktoreid ja juhtimisreleesi ning testseadme elektriahelate ja seadmete kaitseks oli kasutatud liinikaitselülitit ja sulavkaitsmeid. Kaablite valikul oli tagatud nõue, et kaabli lubatav kestev vool oleks suurem kui vooluahela arvutuslik vool. Testseadme kaitseseadmete valikul tuli jälgida rohkem kriteeriume. Peaahela liinikaitselüliti 38 peab tagama peaahela kaablite kaitsed ülekoormuste ja lühisvoolude eest, mille juures tuli jälgida kaitselüliti rakendustunnusjooni ning arvutama lühisvoolu, mille andmetega sai valida sobivaim kaitselüliti. Testseadme sulavkaitsmed peavad samuti tagama kaitset elektriahelate ülekoormuste eest. Sulavkaitsmete valiku põhilisteks kriteeriumiteks oli nende rakendusvoolu tüübid, mis testseadme jaoks sobisid on sobivaimad gG tüüpi sulavkaitsmed. Samuti tuli meeles pidada, et gG sulavkaitsmete vähim rakendusvool on 1,4 korda suurem tema nimivoolust. Kaitseseadmete valiku juures oli tähtis jälgida selektiivsust, mille kontrollimiseks oli kasutatud ABB vabavaraline tarkvara Cruve. Testseadme kontaktorid jagunevad alalisvoolu ja vahelduvvoolu kontaktoriteks. Vahelduvvoolu kontaktorite valiku põhilisteks kriteeriumiteks oli nende nimipinge ja nimivool, mis läbivad kontaktorit kommuteeritud olekus ja tähtis oli tähtis jälgida ka tema maksimaalselt talutavat voolu. Nimipinge ja nimivool peavad vastama elektriahela karakteristikutele. Alalisvoolu kontaktorite valiku kriteeriumid olid sarnased kui vahelduvvoolu ahelas, kuid lahutusvõime peab olema alalisvoolu ahela kontaktroitel parem, seega oli valitud spetsiaalne GA tüüpi kontaktor, mis on mõeldud lahutama alalisvoolu. Signaali juhtimiseks kasutatavate releede valiku põhiliseks kriteeriumiks oli relee sisendpinge 24 VDC ja väljundpinge mida relee kontaktorid juhivad 230 VAC. Antud releede valikul osutus heaks variandiks pooljuhtreleed. Projekteeritav testseade omab ABB AS jaoks suurt tähtsust, kuna tänu kiirele ja kvaliteetsele tarkvara testimise võimalusele, säilitatud ABB toodete kvaliteet ning on suureline viima läbi teste kiiremini kui varem. Lõputöö autori hinnangul on töö eesmärk täidetud, kuna töö käigus on selgitatud testseadme tähtsus, tema tööpõhimõtte, testseadme struktuur ning on selgitatud testseadme elektriosa projekteerimise põhilised etapid.

ACS sagedusmuundurite testseadme 2,2 kW sektsiooni elektriprojekteerimine – Electrical Design of 2,2 kW Section for ACS Type Frequency Converter Testing Device Today, frequency converters are more and more often used for the electric drive control. Frequency converters favour the improved and energy-efficient way of the control therefore a demand for frequency converters is steadily increasing. To preserve the quality of products, the frequency converter manufacturers are bound to test the manufactured products. Frequency converters are tested for different mechanical, electrical and software parameters. The final paper handles the electric design part of the frequency converter software testing equipment. The testing equipment was made by the engineering department of the AS ABB plant producing low voltage drives, where the author of the final paper works. The testing equipment, described in the final paper, is used for testing the software of frequency converters, included in the ASC product family manufactured by the AS ABB Eesti. Such frequency converters are used in different industrial spheres therefore the software should allow the frequency converter control in compliance with the enterprise specification and customer requirements. The designed testing equipment allows to test multiple frequency converters at once – quickly and conveniently. The testing device is a result of the cooperation of the mechanical, software and electric project designers. The purpose of the testing device project design was to design such testing device for the ABB software engineers, which would allow them to carry out the automatic software testing for different frequency converter types and different capacities. The purpose of this thesis was to describe the designing process of the testing device, where the main attention is given to automatic performance of the testing device electrical part, whereas the work 40 principle of 2.2kW section automatic control of the device and the possibilities of the electric component choice are described in more details. In order to explain the electric design part of the testing device, the author introduces a general concept of electric drives and frequency converters; justifies a need for the testing device and reveals the novelty of the equipment. In addition, the work principle of the testing device is explained, the testing device AC and DC control chains are described, and the frequency converters and electric machines, used in the testing equipment, are introduced. Following the general description of the testing equipment, the author describes the work principle of the automatic testing equipment control, and, finally, describes the importance of electric apparatuses for the testing equipment, and explains the criteria for their choice. The final paper resulted in the description of the innovative opportunity for testing the frequency converter software and the explanation of the innovative testing equipment design stages.