i950, i750, i700: Anschlussmöglichkeiten für Temperatursensoren (PT1000, KTY, PTC oder TKO)

Frage:
Welche Anschlussmöglichkeiten für Temperatursensoren gibt es, welche Temperatursensor-Typen sind verwendbar und welche Einstellungen sind erforderlich?

Antwort:
i950, i750, i700:
Grundsätzlich ermöglichen alle Gerätereihen die Auswertung von verschiedenen Temperatursensor-Typen. Einige Gerätereihen verfügen über zusätzliche Möglichkeiten zum Anschluss von Temperatursensoren.

Kontaktierungs-Varianten für Temperatursensoren:

  1. Geber-Eingang (X7/X8) 
  2. Direkt am PTC-Eingang (T1, T2)
  3. Anschluss innerhalb des Motors am OCT-Geber.  Der erfasste Widerstandswert wird dabei über die digitale Schnittstelle HIPERFACE DSL zum Umrichter übertragen.
1. Geber-Eingang (X7/X8):
  • Geräte: i950 mit eingestecktem Gebermodul (Resolver, Encoder), i750 sowie i700
  • Anschluss für kontinuierliche Temperatursensoren (PT1000, KTY) zur temperaturabhängigen Adaption der Motormodell-Parameter.
  • PTC-Temperatursensor oder Thermokontakt-Öffner (TKO):
    Diese simplen Temperatursensoren können bei Parametrierung der Anwender-spezifischen Kennlinie zwar ausgewertet werden, jedoch wird der Anschluss über den Geber-Eingang (X7/X8) in der Praxis nur bedingt möglich sein. Siehe dazu die Hinweise zum Thema Schutz vor elektrischem Schlag in folgendem Beitrag: (201600533).
2. Direkt am PTC-Eingang (T1, T2):

  • Geräte: alle i950 und i750 Geräte-Variante OCT, siehe Beitrag: (202300255)
  • PTC-Temperatursensor oder Thermokontakt-Öffner (TKO): 
    Nur die simplen Temperatursensoren (PTC, TKO) können direkt über den PTC-Eingang (T1,T2) angeschlossen werden.
  • Bei Anschluss über T1/T2 erfolgt die Auswertung per Hardware über eine  fixe Schaltschwelle mit Hysterese, so dass keine Sensor-spezifische Kennlinie zu parametrieren ist.
  • Kontinuierliche Temperatursensoren, wie z.B.: PT1000 oder KTY, können über T1/T2 nicht ausgewertet werden.

3. Anschluss am OCT-Geber und Übertragung des Widerstandswertes per HIPERFACE DSL:

  • Geräte: i950 ohne ein Gebermodul (Resolver, Encoder) und i750 Geräte-Variante OCT.
  • Der OCT-Geber (HIPERFACE DSL) ermittelt den Widerstandswert des am OCT-Geber angeschlossenen Temperatursensors und überträgt diesen über die digitale Schnittstelle HIPERFACE-DSL an den Umrichter.
  • Für die Parametrierung des am OCT-Geber angeschlossenen Motor-Temperatursensors gelten die gleichen Parameter, als wenn der Temperatursensor über den Geber-Eingang (X7/X8) angeschlossen wäre. 
  • Entsprechend können die gleichen Temperatursensor-Typen verwendet werden. 
Zu Kontaktierungs-Varianten 1. und 3. (Geber-Eingang (X7/X8) oder über OCT-Geber):
Beispiel-Parametrierung bei Anschluss eines simplen PTC oder TKO:
  • 0x2D49:01 = [3]               | Anwender-spezifische Kennlinie (Charakteristik)
  • 0x2D49:06 =  95 °C          | Temperatur 1: Betriebsmäßig erreichte Temperatur sinnvoll
  • 0x2D49:07 = 150 °C         | Temperatur 2: kann auf Werkseinstellung belassen werden
  • 0x2D49:08 =  0 Ohm        | Widerstand 1: TKO geschlossen --> kleiner Widerstand
  • 0x2D49:09 = 2225 Ohm  | Widerstand 2: kann auf Werkseinstellung belassen werden 
  • 0x2D49:02 = [1] Fault      | Aktivierung Temperatur-Überwachung


Ergänzende Infos:

Zu Parameter 0x2D49:08 (Widerstand 1):
Bei einem Parameterwert kleiner als 122 Ohm wird die Überwachung des Temperatursensors auf Drahtbruch automatisch deaktiviert.

Zu PTC / TKO:
Im Unterschied zu den kontinuierlichen Temperatursensoren (PT1000, KTY) eignen sich die simplen Temperatursensoren (PTC, TKO) nur dazu, eine bestimmte Temperaturschwelle zu detektieren, um darüber den Motor vor Übertemperatur zu schützen.
Die Temperatur-abhängige Anpassung der Motormodell-Parameter in der Motorregelung ist mit PTC oder TKO aufgrund der Kennlinien-Verläufe nicht sinnvoll möglich. Siehe Beitrag (200511092).
Prinzip-bedingt können nur zwei Punkte (Temperaturen) von der parametrierten spezifischen Kennlinie genutzt werden, so dass für die aktuelle Motor-Temperatur (0x2D49:05) immer nahezu der gleiche Wert angezeigt wird:

  • Thermokontakt TKO geschlossen: Widerstandswert liegt bei 0 Ohm und die eingestellte Temperatur 1 ist wirksam, unabhängig von der tatsächlichen Motortemperatur.
  • Thermokontakt TKO geöffnet: Widerstandswert liegt oberhalb von Widerstand 2 und die Überwachung spricht an.
Aktuelle Motor-Temperatur (0x2D49:05):
Die ermittelte aktuelle Motor-Temperatur (0x2D49:05) wird zur Adaption der Motormodell-Parameter verwendet. Liegt der erfasste Wert außerhalb des Bereiches von -100..255 °C wird auf einen Temperatursensorfehler geschlossen und die aktuelle Motortemperatur mit 90°C angenommen.

Mögliche Auswirkungen einer abweichend erfassten Motortemperatur auf das Regelverhalten des Antriebes:

  • Drehzahlregelung mit/ohne Positionsregelung:
    Die überlagerten Regelkreise für Drehzahl und ggf. Position kompensieren die Auswirkungen der ungenau erfassten Motortemperatur auf das Drehmoment-Verhalten weitgehend.

  • Drehmoment-geregelter Betrieb,
    (nur Vorgabe Drehmoment-Sollwert ohne weitere überlagerte Regelkreise):
    Das beste Drehmoment-Verhalten wird sich ergeben, wenn die unter 0x2D49:06 eingestellte Temperatur der tatsächlichen Motortemperatur entspricht. Im ungünstigsten Fall wird sich ein Verhalten wie ohne kontinuierliche Temperaturerfassung ergeben.

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