Łączenie szyny DC w falownikach

Wiele pytań otrzymuję w sprawie odzysku energii i wykorzystania szyny DC w instalacjach wielosinikowych. W maszynach gdzie pracuje kilka silników sterowanych falownikami nie zawsze wszystkie napędy są jednakowo obciążone. Często jednak jednostkowe, mocno dociążone silniki przy hamowaniu przechodzą do pracy generatorowej i od tego momentu mogą pojawiać się problemy. Oczywiście każdy falownik możemy wyposażyć w rezystor hamowania (przy założeniu wykorzystywania falowników z wbudowanym chopperem) lub chopper zewnętrzny z rezystorem. Zamieniamy jednak część zużytej energii w ciepło i w ten prosty sposób tracimy pieniądze.
W napędach wielosilnikowych możemy połączyć wszystkie falowniki przez szynę DC (oczywiście z zastosowaniem zabezpieczeń przewidzianych dla prądu stałego) i zastosować chopper zewnętrzny z jednym lub kilkoma rezystorami.
Jaka jest zaleta tego układu ? Otóż w układach napędowych nieobciążonych równomiernie podwyższone (przez pracę generatorową) napięcie może być "zużywane" przez napędy w danej chwili niedociążone. W ostateczności nadmiar energii będzie odprowadzany przez chopper i rezystor. Pozwala to na mniejsze zużycie energii elektrycznej oraz w niektórych układach bardziej równomierną pracę falowników.
Takie połączenia wymaga trochę pracy i nakładów finansowych (kable, zabezpieczenia etc..) które w krótkim czasie zwracają się przez oszczędności ale zwrócić uwagę należy również na zmniejszenie awaryjności systemu oraz zwiększenie żywotności falowników.
Do łączenia równoległego falowników musi pozwalać konstrukcja danego modelu i dopuszczenia producenta, taka informacja zazwyczaj podawana jest w dokumentacji.
Generalnie połączenie szyny DC, zapewnia większe bezpieczeństwo i lepsze funkcje sterowania. Dzięki temu wały poszczególnych silników mogą być różnym stopniu sprzężone – np. w maszynie papierniczej, walcarkach dużej mocy lub w wirówkach w cukrowniach. Zabezpieczenia pomiędzy szyną DC a poszczególnymi falownikami oraz model/typ choppera i rezystor lub zespół rezystorów, należy wyliczyć przy projektowaniu całego układu ! W mojej praktyce najczęściej łączyłem falowniki Lenze, ABB, Eaton, ale oczywiście zawsze można wykorzystać napędy innych firm.
Pozdrawiam Przemek !

Falowniki ze sterowaniem sekwencyjnym

Producenci falowników prześcigają się w zachęcaniu nas do korzystania z ich napędów i rozszerzają możliwości sterowania za pomocą wbudowanych funkcji lub dodatkowych kart. Bardzo ciekawą alternatywą jest zaimplementowania sterowania sekwencyjnego które pojawiło się w zmodernizowanym falowniku smv Lenze.
Miałem pod koniec ubiegłego roku możliwość wykorzystania sekwencera w maszynie do wyginania drutu. W normalnym układzie musiałbym zastosować kilka przekaźników elektromagnetycznych lub mały przekaźnik programowalny. Dzięki funkcji sterowania sekwencyjnego mogłem bez problemu uruchomić sterowanie wyginarką, praktycznie bez żadnych elementów zewnętrznych. Identyczne sterowanie można również wykonać przy pomocy karty PLC wbudowanej np. w falownik iS7 firmy LG (LSiS).
Funkcja sekwencera zawiera 16 kroków, każdy krok może mieć indywidualnie definiowane czasy ramp, czas trwania oraz częstotliwość wyjściową. Sekwencer ma do wyboru 3 tryby pracy definiujące w jaki sposób napęd przechodzi pomiędzy poszczególnymi krokami:
- przejście czasowe,
Start w kroku którego numer został zdefiniowany w parametrach jako początkowy. Napęd automatycznie przechodzi przez każdy krok. Czas pozostawania trwania kroku jest zdeterminowany wartością ustawioną w parametrze: czas w bieżącym kroku.
- przejście od wejścia cyfrowego,
Start w kroku którego numer został zdefiniowany w parametrach jako początkowy. Napęd przechodzi do następnego kroku po wystąpieniu narastającego zbocza na wejściu cyfrowym o najwyższym priorytecie z przypisanych do funkcji wyzwalany krok 24
- przejście czasowe lub od wejścia cyfrowego.
Start w kroku którego numer został zdefiniowany w parametrach jako początkowy. Napęd automatycznie przechodzi przez każdy krok. Czas pozostawania trwania kroku jest zdeterminowany wartością ustawionąw parametrze Czas w bieżącym kroku, jednakże po wystąpieniu narastajcego zbocza na wejściu cyfrowym o najwyższym priorytecie z przypisanych do funkcji wyzwalany krok 24 napęd przejdzie do realizacji następnego w kolejności kroku.

Ważne przy tym jest że dostęp do wszystkich elementów programowych sekwencera jest bezpośrednio z klawiatury falownika i nie musimy podłączać laptopa z oprogramowaniem w celu parametryzacji sterowania. Wykorzystując sam falownik smv i minimalną ilość elementów zewnętrznych można zbudować całkiem skomplikowany system sterowania co jest niebagatelną wartością w czasach poszukiwania dobrego, markowego sprzętu z jak najniższym budżetem.
Na zakupy falowników smv Lenze zapraszam do zaprzyjaźnionego sklepu internetowego, zawsze można tam uzyskać fajne ceny. Więc polecam !
Pozdrawiam Przemek !

Optymalizacja falowników w układach napędowych

W dzisiejszych czasach niesłychanie ważną sprawą jest oszczędność energii elektrycznej. W wielu aplikacjach, gdzie falowniki obsługują różne cykle obciążenia można oszczędzać energię, np. podczas pracy z małymi obciążeniami redukując natężenie pola magnetycznego w silniku. Umiejętne posługiwanie się parametrami falownika pomaga zaoszczędzić do 50% energii elektrycznej. Jest to niebagatelna wartość przeliczana na konkretne pieniądze.
Oczywiście uzależnione to jest od wielu uwarunkowań takich jak: rodzaj aplikacji i zastosowanych urządzeń, typ i producent falownika (możliwości programowe), rodzaj zastosowanego scenariusza sterowania. I tak na przykład w prostych falownikach firmy LSiS (popularne LG) mamy ograniczone możliwości optymalizacyjne co nie przeszkadza przy umiejętnych nastawach osiągnąć dość dobre wyniki oszczędzania szczególnie tam gdzie obciążenie rośnie w kwadracie w stosunku do prędkości np. wentylatory i pompy wirujące, specjalnie ukształtowane charakterystyki U/f też mogą przyczynić się do wzrostu oszczędności energii.
W bardziej zaawansowanych falownikach mamy do dyspozycji specjalizowane optymalizatory energii np. AEO - Automatic Energy Optimalization lub specjalizowane makra gdzie możemy wprowadzić stawkę taryfową za kWh i obserwować "na żywo" ile energii i na jaką kwotę zaoszczędziliśmy w jednostkach kalendarzowych (cykl miesięczny czy roczny).
Taką wbudowaną opcję mają falowniki ABB serii ACS, sama (podstawowa) optymalizacja jest dość prosta w programowaniu a wymierne oszczędności możemy obserwować na panelu wyświetlacza. Pełna optymalizacja falowników wymaga wiedzy i doświadczenia ale precyzyjne nastawy potrafią znacznie zmniejszyć zużycie energii elektrycznej. Wiele osób niestety kieruje się myślą iż samo podłączenie falownika do silników pozwoli na oszczędności i w kilku mniej wymagających aplikacjach faktycznie tak jest, ale zużycie energii zmniejsza się tylko o około 5...10% resztę musimy dopasować samodzielnie tak aby efektywnie wykorzystać zastosowane falowniki.
Już wkrótce rozpocznie się cykl szkoleń z zakresu podstawowego (w późniejszym czasie zaawansowane) z zakresu doboru i programowania falowników. Chętnych zapraszam na stronę Akademii Falowników gdzie można zapisać swój adres e-mail na który zostanie przesłana oferta szkoleń.
Szkolenia są praktycznie bezpłatne wnoszona jest niewielka opłata którą można "odzyskać" kupując w przyszłości falowniki...