"Sterowanie momentem" bez falownika wektorowego

Odezwał się do mnie zaprzyjaźniony Klient i niepocieszony poinformował mnie o uszkodzeniu falownika który montowany był wiele lat temu. I przypomniałem sobie tę fajną aplikację gdzie wykorzystaliśmy nietypowe sterowanie...
Ale do rzeczy, w dawnych czasach nie było takich falowników jak dziś, do dyspozycji mieliśmy kilka typów falowników ze sterowaniem U/f i czasami trzeba było nieźle ruszyć głową aby uruchomić bardziej wymagający system napędowy.
W tym przypadku mieliśmy zainstalowany silnik o mocy 75 kW napędzający przez przekładnie układ ciągnący drut zbrojeniowy. Drut ten był ciągnięty i jednocześnie nawijany na szpulę. Pełna szpula ważyła około 2 ton.
Aby spełnić wymagania technologiczne i nie absorbować zbytnio obsługi całego urządzenia musieliśmy zmierzyć się z problemem nawijania na zwykłym falowniku skalarnym który mieliśmy do dyspozycji.

Wpadliśmy na pomysł aby zbudować układ samoregulujący naciąg drutu w oparciu... o sam falownik! Ponieważ falowniki wówczas nie posiadały zbytnio rozbudowanych, wewnętrznych algorytmów sterowania, musieliśmy zastosować tylko jeden element zewnętrzny w postaci separatora analogowego o specyficznym działaniu odwracającym sygnał analogowy 0...10V na 10...0 V. Cała filozofia sterowania oparta była na zasadzie specyficznego sprzężenia zwrotnego polegającego na:

• zaprogramowaniu i wyskalowaniu wyjścia analogowego 0..10V który był odzwierciedlaniem aktualnego prądu wyjściowego falownika.
• połączeniu tego wyjścia przez "odwracający" separator analogowy do wejścia analogowego falownika
• zaprogramowaniu i wyskalowaniu wejścia analogowego falownika do sterowania obrotami silnika

Oczywiście układ wymagał ponad godzinnego "dopieszczania" ale działał bez zarzutu i to działał przez ponad 11 lat ! Działanie polegało na pracy falownika z zaprogramowaną górną granicą częstotliwości a w chwili wzrostu prądu falownika obroty zmniejszały się, jeśli obniżył się prąd falownika obroty wzrastały.
Muszę przyznać że z pewnym sentymentem demontowaliśmy stary układ i wymienialiśmy go na nowy. Trochę żal a z drugiej strony satysfakcja z tak długotrwałej pracy. W miejsce starego falownika zainstalowaliśmy falownik ACS550 firmy ABB. I tu już nie musieliśmy tworzyć dodatkowych układów i po zaprogramowaniu (polecam panel asystenta !) linia ruszyła co ucieszyło najbardziej oczywiście naszego Klienta.
A przy okazji polecam zapoznać się z falownikami Delta, niedługo opiszę moje spostrzeżenia z nimi związane bo coraz bardziej mi się podobają.
Pozdrawiam, Przemek ;)

Falowniki do ciężkich zadań

No i już po urlopie...I jak to zwykle bywa, głowa jeszcze nad morzem a praca trafia się nie pozbawiona problemów...
Często ostatnio mam do czynienia z "wrednymi" aplikacjami i to nie z ciężkimi rozruchami ale z ciężką pracą po przeprowadzeniu rozruchu i zadaniu odpowiedniej częstotliwości.
Przykłady można by mnożyć: silniki dużych pomp hydraulicznych bez zbiorników wyrównawczych, duże wibratory czy zbijakowe maszyny do produkcji śrub.
W rozmowie z Inwestorem trudno czasem wytłumaczyć dlaczego zastosowany falownik musi mieć większą "moc" niż zastosowany w maszynie silnik. No bo jak ? Zacząć od teorii budowy falowników, od prawa Ohma ???
Z ciężkim rozruchem w dzisiejszych czasach w miarę łatwo można sobie poradzić ale w maszynach która cyklicznie jest przeciążana z czasem cyklu jedna czy dwie sekundy, sprawa nie jest już taka prosta. I nie chodzi tu o rodzaj czy tryb pracy falownika - głównym celem jest zapewnienie silnikowi odpowiedniego "zapasu" prądu. Przykładem jest maszyna którą ostatnio modernizowałem. Silnik 2850 obrotów o mocy 30 kW, napędza przez koła pasowe maszynę z dodatkowym magazynem energii w postaci koło zamachowego. Maszyna leciwa ale jak to zwykle bywa mechanika w doskonałym stanie. Po przeprowadzeniu wstępnego rozruchu, całość podczas pracy "na luzie" silnik pobierał około 16 A przy częstotliwości 43 Hz. Podczas pracy okazało się że zapotrzebowanie na "prąd" to około 85-90 A !
Zastosowany falownik (który miał Inwestor) to moc 37 kW, dlaczego taki ? Bo Ktoś mu tak dobrał, sprzedał i powiedział że wszystko będzie dobrze jak się da większy (!sic). Nic dodać nic ująć...
Po przeprowadzeniu stosownych pomiarów zarówno w chwilowej pracy (zanim nie nastąpił błąd przeciążenia falownika) z falownikiem jak i z zasilaniem bezpośrednio z sieci, dobrałem falownik 8200 vector o prądzie znamionowym 89 A. I w sumie nie tylko o "vector" tu chodzi, bardziej trzeba patrzeć przy tego rodzaju obciążeniach na falownik jako źródło prądu dla silnika. Pomocne tu jest koło zamachowe które trochę "wygładza" zapotrzebowanie na moment aczkolwiek po utracie energii trzeba ją jakoś uzupełnić. Po sparemetryzowaniu falownika i uruchomieniu okazało się że falownik chwilami nieznacznie przekracza prąd znamionowy falownika ale bez wpływu na jego bezawaryjną pracę...