Frequenzumrichter - ELWE Technik GmbH

08 / 2003
Lehrsysteme für die zukunftsorientierte Aus- und Weiterbildung
in Naturwissenschaft und Technik
Frequenzumrichter
Lehrsysteme zur Automatisierungstechnik
mit SIEMENS-Komponenten

2
Die zunehmende Automatisierung bei gleichzeitiger Verringerung des erforderlichen Energieeinsatzes
zur Senkung der Betriebskosten und Schonung der Umwelt setzt nahezu in allen
Bereichen des Maschinen- und Anlagenbaus die stufenlose Einstellung von Drehzahl oder
Drehmoment voraus.
Hierzu werden heute meist drehzahlveränderbare Antriebe mit Drehstrom-Asynchron-
Maschinen und vorgeschaltetem Frequenzumrichter eingesetzt.
ELWE bietet im Rahmen eines ganzheitlichen, modularen Konzeptes zur Aus- und Weiterbildung
im Bereich der Automatisierungstechnik Experimentierplatten und -module mit Frequenzumrichtern
der Reihen Micromaster 420 und 440 von Siemens an.
Die Micromaster-Familie umfasst die Reihen:
■ Micromaster 410 Leistungsbereich 0,12 kW bis 0,75 kW
■ Micromaster 420 Leistungsbereich 0,12 kW bis 11 kW
■ Micromaster 430 Leistungsbereich 7,5 kW bis 90 kW
■ Micromaster 440 Leistungsbereich 0,12 kW bis 250 kW
Die gesamte Familie hat die gleiche Parameterstruktur. Der Befehlssatz einer Micromaster-
Reihe ist stets eine Untermenge des Befehlssatzes der nächsthöheren Reihe. Alle Umrichter
können einzeln oder eingebunden in Automatisierungssystemen betrieben werden.
Der Micromaster 420 ist ein kostenoptimierter, universell einsetzbarer Frequenzumrichter
mit einem umfangreichen Befehlssatz und einfacher Inbetriebnahme.
Der Micromaster 440 bietet mit einer ausgefeilten Vectorregelung eine höhere Dynamik und
das genaue Einfahren in Zielpositionen auch ohne Rotorlagegeber.
Beide Umrichterfamilien sind über optionale PROFIBUS-Schnittstellen mit anderen Automatisierungskomponenten,
z.B. der SPS-Reihe S7-300 und den Touch Panels von SIE-
MENS, vernetzbar und in TIA integrierbar.
Als Teil von TIA (Totally Integrated Automation) ist damit unter einer Softwareoberfläche eine
relativ einfache durchgängige Projektierung, Kommunikation und Datenhaltung, z.B. in
einem kompletten Antriebsstrang, mit der zugehörigen Steuerung gewährleistet.
Um die Eigenschaften und Vorteile frequenzumrichtergespeister Antriebe sowie die Auswirkungen
zahlreicher Parametereinstellungen eines Umrichters praxisnah untersuchen zu
können, bietet ELWE ein umfangreiches Zubehörprogramm an, z.B. eine Linearachse und
eine Rotationsachse, die mit unterschiedlichen Sensoren und Aktoren bestückt werden
können. Die einzelnen Module und Komponenten lassen sich ohne Werkzeuge und nennenswerte
Rüstzeiten kombinieren (siehe Prospekt „Anlagenmodelle zur Automatisierungstechnik“).
ELWE bietet folglich Komplettlösungen aus einer Hand in zweifacher Hinsicht:
SIEMENS, weltweit führender Anbieter von Automatisierungslösungen aus einer Hand, ist
Hersteller und Lieferant aller wesentlichen Komponenten des Lehrsystems.
ELWE, einer der weltweit führenden Hersteller und Lieferanten von Lehrmitteln, bietet außer
dem modular aufgebauten Lehrsystem auch die Einrichtung schlüsselfertiger Labore zur
Automatisierungstechnik.
Einzelheiten hierzu entnehmen Sie bitte unseren Prospekten.

Die Frequenzumrichter Micromaster 420 und 440 im Vergleich
Die Experimentierplatten und -module von ELWE mit den Umrichtern MICROMASTER können in zahlreichen
Experimenten mit steuer- und regelbarer Drehzahl von 230-V-Dreiphasen-Motoren eingesetzt werden.
Der modulare Aufbau ermöglicht das Aufstecken von Bedienfeldern und Kommunikationsbaugruppen ohne
Werkzeug.
Die Inbetriebnahmeprogramme STARTER und DriveMonitor liegen den Umrichtern bei.
STARTER, lauffähig unter Windows 95/98/NT/2000, ist eine grafisch geführte Inbetriebnahmesoftware. Parameterlisten
können ausgelesen, geändert, gespeichert, eingelesen und gedruckt werden.
DriveMonitor, ebenfalls lauffähig unter Window 95/98/NT/2000, ist eine Inbetriebnahmesoftware zur listenorientierten
Parametierung.
Gemeinsame Leistungsmerkmale:
Standardfunktionen
– einfache, geführte Inbetriebnahme
– interner PID-Regler für einfache Prozessregelung
– Fangschaltung auf trudelndem Motor
– Schlupfkompensation
– parametrierbare Hoch- und Rücklaufzeiten 0 s bis 650 s
– Rampenglättung
– Compound-Bremsung für kontrolliertes Schnellbremsen
– 4 Ausblendfrequenzen
– automatischer Wiederanlauf
nach Netzausfall oder Beriebsstörung
– geräuscharmer Motorbetrieb
durch hohe einstellbare Pulsfrequenz
– serielle Schnittstelle RS-485
Schutzfunktionen
– Unter- und Überspannungsschutz
– Übertemperaturschutz für den Umrichter
– Erdschluss-Schutz
– Kurzschluss-Schutz
– thermischer Motorschutz I 2 t
– Motorblockierschutz
– Kippschutz
– Parameterverriegelung
– Digitaleingang für PTC/KTY-Anschluss zum Motorschutz
– schnelle Strombegrenzung (FCL) für störungsfreien Betrieb
– Überlastschutz
Alle Ein- und Ausgänge für Kleinspannung (0 bis 24 V) sind auf 2-mm-Sicherheitsbuchsen, die Anschlüsse für den
Motor und Zwischenkreis auf 4-mm-Sicherheitsbuchsen geführt. Die Netzspannung wird über Kaltgeräteeinbaustecker
zugeführt.
Die Sollwerteinstellung kann wahlweise über eine extern zugeführte Spannung 0 ... 10 V DC oder ein zuschaltbares
Potentiometer erfolgen.
MICROMASTER 420 MICROMASTER 440
Netzspannung 1 AC 200 V bis 240 V, 47(63) Hz, einphasig 1 AC 200 V bis 240 V, 47(63) Hz, einphasig
Eingänge
Ausgänge
Betriebsmodi
3 parametrierbare,
potenzialgetrennte Digitaleingänge
1 Analogeingang, 10 Bit (0 ... 10 V, skalierbar)
wahlweise als 4. Digitaleingang nutzbar
1 analoger Eingang für Sollwert
1 Analogausgang, parametrierbar
(0 ... 20 mA)
1 Relaisausgang, parametreirbar
(DC 30 V / 5 A ohmsche Last;
AC 250 V / 2 A induktive Last)
– U/f-Kennlinie linear
quadratisch
parametrierbar
(Multipoint-Kennlinie)
– Fluss-Stromregelung (FCC)
für verbessertes Dynamikverhalten
und optimierte Motorsteuerung
––
Drehmomentregelung ––
freie Funktionsbausteine ––
Bremschopper –– integriert
6 parametrierbare,
potenzialgetrennte Digitaleingänge
2 Analogeingänge, 10 Bit (0 ... 10 V, skalierbar)
wahlweise als 7./8. Digitaleingang nutzbar
1 Eingang für Motor-PTC
2 Analogausgänge, parametrierbar,
(0 ... 20 mA)
3 Relaisausgänge, parametrierbar
(DC 30 V / 5 A ohmsche Last;
AC 250 V / 2 A induktive Last)
– U/f-Kennlinie linear
quadratisch
parametrierbar
(Multipoint-Kennlinie)
– Fluss-Stromregelung (FCC)
für verbessertes Dynamikverhalten
und optimierte Motorsteuerung
– hochwertige Regelung (Vector Control)
– konstantes Drehmoment CT (constant torque)
– variables Drehmoment VT (variable torque)
für logische und arithmetische Operationen
– kinetische Pufferung
– positionierende Rücklauframpe
3

Experimentierplatten mit aufgedrucktem Übersichtsschaltplan;
Tast-Rast-Schalter zur Simulation der digitalen Eingangssignale,
Schalter und Eingänge sind mittels Dioden entkoppelt.
Experimentierplatte P 10.367. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 10 367
Motornennleistung: min. 90 W bis max. 370 W
Ausgangsstrom: max. 2,3 A; Eingangsstrom: max. 3,7 A
Abmessungen in mm: 440 x 297 x 130 (B x H x T); Masse: 5,0 kg
Experimentierplatte P 10.371. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 10 371
Motornennleistung: min. 550 W bis max. 2200 W
Ausgangsstrom: max. 10,4 A; Eingangsstrom: max. 17,6 A
Abmessungen in mm: 440 x 297 x 130 (B x H x T); Masse: 8,0 kg
Experimentiermodul BS 10.367 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 10 367
Motornennleistung: min. 90 W bis max. 370 W
Abmessungen in mm: 182 x 230 x 95 (B x H x T); Masse: 5,0 kg
4
10 10 367
10 10 371
22 10 367
Frequenzumrichter Micromaster 420
10 10 368
10 10 372
22 10 368
Frequenzumrichter Micromaster 440
Experimentierplatten mit aufgedrucktem Übersichtsschaltplan;
Tast-Rast-Schalter zur Simulation der digitalen Eingangssignale,
Schalter und Eingänge sind mittels Dioden entkoppelt.
Experimentierplatte P 10.368 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 10 368
Motornennleistung: min. 90 W bis max. 370 W
Ausgangsstrom: max. 2,3 A; Eingangsstrom: max. 3,7 A
Abmessungen in mm: 440 x 297 x 130 (B x H x T); Masse: 5,0 kg
Experimentierplatte P 10.372 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 10 372
Motornennleistung: min. 550 W bis max. 2200 W
Ausgangsstrom: max. 10,4 A; Eingangsstrom: max. 17,6 A
Abmessungen in mm: 440 x 297 x 130 (B x H x T); Masse: 8,0 kg
Experimentiermodul BS 10.368 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 10 368
Motornennleistung: min. 90 W bis max. 2200 W
Abmessungen in mm: 182 x 230 x 95 (B x H x T); Masse: 5,0 kg

Zubehör zu den Frequenzumrichtern Micromaster 420 und 440
15 10 035
Die Zubehörbaugruppen lassen sich ohne Werkzeug montieren und demontieren.
15 10 036
15 10 037
15 10 038
Basic Operator Panel (BOP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 10 035
(Siemens-Art.-Nr.: 6SE6400-0BP00-0AA0)
Mit dem BOP können individuelle Parametereinstellungen manuell
vorgenommen werden.
Werte und Einheiten werden über ein einzeiliges 5-stelliges
Display angezeigt.
Ein BOP kann für mehrere Umrichter verwendet werden.
Es kann direkt auf die Micromaster 420 und 440 aufgesteckt
werden.
Masse: 0,3 kg
Advanced Operator Panel (AOP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 10 038
(Siemens-Art.-Nr.: 6SE6400-0AP00-0AA0)
Das AOP mit vierzeiliger Klartextanzeige in mehreren umschaltbaren
Sprachen ermöglicht, Parametersätze aus dem Umrichter
zu lesen oder in den Umrichter zu schreiben (Upload/
Download). Im AOP können bis zu 10 unterschiedliche Parametersätze
abgespeichert werden. Es kann direkt auf die Micromaster
420 und 440 aufgesteckt werden.
Masse: 0,3 kg
PC-Umrichter-Montagesatz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 10 036
(Siemens-Art.-Nr.: 6SE6400-1PC00-0AA0)
zur Steuerung der Frequenzumrichter Micromaster 420 und
440 direkt von einem PC.
Potenzialgetrennte RS-232-Adapterbaugruppe für eine sichere
Point-to-Point-Verbindung zu einem PC.
Die Software „DriveMonitor“ und das Inbetriebnahmeprogramm
„Starter“ gehören zum Lieferumfang der Experimentierplatten
und -module mit den Frequenzumrichtern 420 und 440.
Im Lieferumfang enthalten:
3 m lange RS-232-Leitung mit Sub-D-Stecker.
PROFIBUS-Baugruppe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 10 037
(Siemens-Art.-Nr.: 6SE6400-1PB00-0AA0)
geeignet für eine vollständige PROFIBUS-Verbindung mit max.
12 MBaud.
Über die PROFIBUS-Baugruppe können die Frequenzumrichter
Micromaster 420 und 440 ferngesteuert werden.
Mit einem Bedienfeld (AOP oder BOP), aufgesteckt auf die
PROFIBUS-Baugruppe, können Fernbedienung und manuelle
Bedienung an den Frequenzumrichtern Micromaster 420 und
440 kombiniert werden.
Die PROFIBUS-Baugruppe kann extern mit 24 V DC versorgt
werden und ist damit auch aktiv, wenn der Umrichter vom Netz
getrennt ist.
Technische Daten:
Versorgungsspannung: 6,5 V DC, ± 5 %, max. 300 mA,
intern vom Grundgerät
24 V DC, ± 10 %, max. 350 mA, extern
Ausgangsspannung: 5 V, ± 10 %, max. 100 mA,
galvanisch getrennte Versorgung
- für den Busabschluss der seriellen Schnittstelle
- für die Versorgung eines OLP (Optical Link Plug)
Datenübertragung: max. 16 MBaud
5

6
15 10 040
15 10 039
Bremswiderstände zu den Frequenzumrichtern Micromaster 440
10 10 363 22 10 361
Impulsgeberauswertung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 10 039
(Siemens-Art.-Nr.: 6SE6400-0EN00-0AA0)
Die Impulsgeber-Auswertungsbaugruppe ermöglicht den Anschluss
der meist verbreiteten digitalen Impulsgeber direkt an
den Frequenzumrichter Micromaster 440.
Sie bietet folgende Funktionen:
– hochpräzise Geschwindigkeitsregelung
– Geschwindigkeit Null bei vollem Lastmoment
– erhöhte Dynamik der Drehzahl- und Drehmomentregelung.
Diese Baugruppe kann mit HTL- und TTL-Impulsgebern eingesetzt
werden (Highvoltage Transistor Logic, 24 V und Transistor
Logic, 5 V), die mechanisch direkt mit der Motorwelle verbunden
sind.
Kommunikationsbaugruppe CANopen . . . . . . . . . . . . . . 15 10 040
(Siemens-Art.-Nr.: 6SE6400-1CB00-0AA0)
Mit der Kommunikationsbaugruppe CANopen kann der Frequenzumrichter
Micromaster 420 und 440 mit dem Feldbussystem
CANopen vernetzt und somit ferngesteuert werden.
Die Baugruppe wird über einen 9-poligen Sub-D-Stecker an das
CANopen-Bussystem angeschlossen.
Durch Aufstecken des BOP (Basic Operator Panel 15 10 035)
oder des AOP (Klartextbedienfeld Advanced Operator Panel
15 10 038) können Fernbedienung und manuelle Bedienung an
den Frequenzumrichtern Micromaster 420 und 440 kombiniert
werden.
Die Bremswiderstände können über 4-mm-Sicherheitsbuchsen
an die Frequenzumrichter angeschlossen werden und wandeln
die überschüssige Bremsenergie aus dem Frequenzumrichter-
Zwischenkreis in Wärmeenergie um. Sowohl im Experimentier-
Plattensystem als auch im Experimentier-Modulsystem sind je
Frequenzumrichter-Motorbemessungsleistung die zugehörigen
Bremswiderstände lieferbar.
Bauform Experimentierplatte -modul
Motornennleistung max. 370 W max. 2200 W max. 370 W
Art.-Nr. 10 10 363 10 10 365 22 10 361
Widerstand 200 Ω 200 Ω 200 Ω
Dauerleistung 40 W 150 W 40 W
Leistung
für 12 Sekunden
800 W 3000 W 800 W
Abmessungen
in mm (BxHxT)
99x297x100 159x297x100 180x230x70
Masse 1,7 kg 2,0 kg 1,6 kg

Empfohlene Leitungssätze für die Frequenzumrichter
Aus Sicherheitsgründen wurden die Geräte so konstruiert, dass die Schutzkleinspannungseinund
-ausgänge (bis 24 V DC) mit 2-mm-Sicherheitsbuchsen und die Niederspannungsausgänge
(U, V, W und Relaiskontakte) mit 4-mm-Sicherheitsbuchsen ausgestattet sind.
Folgende Leitungssätze werden für die Verdrahtung der Frequenzumrichter empfohlen. Bei
Bedarf können die Brückenstecker und Sicherheitsleitungen auch einzeln bestellt werden.
Ausstattung Anzahl Bezeichnung Länge
in cm
Satz 2- und 4-mm-Sicherheitsleitungen
für die Frequenzumrichter 10 10 367, 10 10 371 und 22 10 367
55 10 001
4
2
3
4
1
1
4
2-mm-Sicherheitsverbindungsleitung
2-mm-Sicherheitsverbindungsleitung
2-mm-Sicherheitsverbindungsleitung
4-mm-Sicherheitsverbindungsleitung
4-mm-Sicherheitsverbindungsleitung
4-mm-Sicherheitsverbindungsleitung
Sicherheits-Abzweigverbindungsstecker 2/19 mm
Satz 2- und 4-mm-Sicherheitsleitungen
für die Frequenzumrichter 10 10 368, 1010 372 und 22 10 368
55 10 002
7
8
1
1
10
1
1
7
Adapter 2-mm-/4-mm-Sicherheitsbuchsen
Experimentierplatte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 00 002
Experimentiermodul . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 00 002
Die Experimentierplatte und das Experimentiermodul dienen als
Adapter zwischen Geräten mit 4-mm-Sicherheitsbuchsen und
2-mm-Sicherheitsbuchsen.
Abmessungen in mm: Masse:
Experimentierplatte 99 x 297 x 45 (B x H x T) 0,3 kg
Experimentiermodul 98 x 150 x 40 (B x H x T) 0,3 kg
Kombinierte Adapterleitungen
mit 2-mm- und 4-mm-Sicherheitssteckern
werden aus Sicherheitsgründen nicht angeboten!
Verbindungsleitungen
mit 4-mm-Sicherheitssteckern:
Länge[cm] Farbe Art.-Nr.
150
200
100
150
200
schwarz
blau
2-mm-Sicherheitsverbindungsleitung
2-mm-Sicherheitsverbindungsleitung
4-mm-Sicherheitsverbindungsleitung
4-mm-Sicherheitsverbindungsleitung
4-mm-Sicherheitsverbindungsleitung
4-mm-Sicherheitsverbindungsleitung
4-mm-Sicherheitsverbindungsleitung
Sicherheits-Abzweigverbindungsstecker 2/19 mm
57 00 201
57 00 202
57 00 500
57 00 501
57 00 502
200 grün/gelb 57 00 702
60
60
60
100
100
150
60
60
60
60
100
100
150
Adapter
Adapter für 4-mm-Sicherheitsstecker
auf 2-mm-Sicherheitsbuchse:
Farbe Art.-Nr.
rot 59 00 089 1
blau 59 00 089 2
Farbe Art.-Nr.
schwarz
blau
rot
schwarz
braun
grün/gelb
schwarz
schwarz
rot
blau
rot
schwarz
braun
grün/gelb
schwarz
55 01 160
55 01 460
55 01 560
57 00 200
57 00 400
57 00 701
59 00 075
55 01 160
55 01 560
57 00 460
57 00 560
57 00 200
57 00 400
57 00 701
59 00 075
2-mm-Sicherheitsleitungen
10 00 002 22 00 002
4-mm-Sicherheitsleitungen
7

Lehrsysteme für die zukunftsorientierte Aus- und Weiterbildung
in Naturwissenschaft und Technik
Ihre Angebots- und Preisanfragen richten Sie bitte an:
ELWE-Lehrsysteme bietet neben den Frequenzumrichtern ein
umfangreiches Lehrsystemprogramm mit Siemenskomponenten
zur Automatisierungstechnik an.
Diese sind in weiteren Prospekten detailliert beschrieben.
In der Industrie werden Automatisierungsgeräte in Wechselwirkung
mit technischen Anlagen der Hydraulik, Pneumatik,
Antriebs- und Regelungstechnik eingesetzt.
Zu diesen Themengebieten hat ELWE ebenfalls ein umfangreiches
Lehr- und Experimentiersystem entwickelt, um auch
in der Aus- und Weiterbildung den interdisziplinären Einsatz
der Automatisierungsgeräte anschaulich vermitteln zu können.
Ausführliche Prospekte zu den Lehr- und Experimentiersystemen
erhalten Sie direkt bei der ELWE-Lehrsysteme GmbH
oder bei unseren Außendienstmitarbeitern.
Werk: ELWE-Lehrsysteme GmbH Elwestraße 6 Tel. (05306) 930-0 eMail: vt@elwe.com
D - 38162 Cremlingen / Schandelah Fax (05306) 930-404 Internet: http://www.elwe.com
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