Regulacja PID w falowniku to proste !

Wielokrotnie spotykam się z pytaniami dotyczącymi uruchamiania regulatora PID w falowniku. Dla niektórych osób jest to bardzo skomplikowane a czasami producent procedurę związaną z PID nadmiernie skomplikował. W obecnie produkowanych falownikach wbudowany, programowy regulator PID to standard a jego wykorzystanie np. w aplikacjach pompowych czy wentylatorowych może przynieść korzyści ekonomiczne. Jak zatem go uruchomić ?
Przede wszystkim musimy zaplanować instalację elektryczną, przykładowo będzie to połączenie pompy utrzymującej ciśnienie w instalacji. Potrzebny będzie przetwornik ciśnienia (na przedstawionym schemacie jest to przetwornik dwuprzewodowy, 0...10bar z wyjściem analogowym w standardzie prądowym 4...20mA. Przetwornik połączymy bezpośrednio do falownika (sprawdzamy uprzednio czy źródło napięcia w falowniku ma odpowiednią wydajność prądową, zazwyczaj tak!) a przełącznik zezwolenia na pracę napędu łączymy z odpowiednio zaprogramowanym wejściem cyfrowym falownika. Pamiętamy oczywiście aby połączenie przetwornika z falownikiem wykonać przewodem ekranowanym.
W ustawieniach regulatora PID warto opierać się o wartości procentowe, pozwala to na szybkie przeliczanie ustawień w stosunku do zastosowanego przetwornika ciśnienia i nastaw PID. Przyjmując że regulator ma nadzorować ciśnienie robocze na poziomie 5 bar - ustawiamy wartość referencyjną PID=50%. Sygnał z przetwornika na wejściu analogowym osiągnie również wartość 50% przy ciśnieniu 5 bar. Odpowiednio wartość 36% będzie równa 3,6 bar etc...Programowo musimy tylko przypisać wejście cyfrowe do uruchamiania napędu i trybu PID oraz minimalną częstotliwość pracy pompy (zazwyczaj 25...30Hz).

Funkcja uśpienia

Następnym krokiem jest zaprogramowanie funkcji "uśpienia" pompy tak aby w chwili kiedy ciśnienie utrzymuje się na stałym zaprogramowanym poziomie wyłączyć pompę i przejść do trybu czuwania. Minimalne nastawy to:

• 1 - limit częstotliwości przy którym ma zostać włączony tryb uśpienia
• 2 - definicja czasu po którym ma nastąpić uśpienie
• 3 - poziom przebudzenia
• 4 - czas po którym ma nastąpić przebudzenie

Funkcja uśpienia działa w następujący sposób: po osiągnięciu ciśnienia zadanego, regulator PID obniża częstotliwość wyjściową falownika do ustawionej częstotliwości minimalnej (i parametru 1 uśpienia), po upływie zaprogramowanego czasu (parametr 2 uśpienia) falownik obniża częstotliwość wyjściową do poziomu 0Hz. Po spadku ciśnienia w instalacji o wartość zaprogramowaną w parametrze 3 uśpienia, odliczany zostaje czas ustawiony w parametrze 4. Po upływie tego czasu falownik "budzi" się i rozpoczyna pracę na nowo.

Pozostaje tylko uruchomić programowy nadzór nad przetwornikiem ciśnienia, realizujemy to przez uruchomienie sprawdzania pętli prądowej na minimalnym poziomie 4mA. W chwili gdy falownik przestanie "widzieć" minimum pętli - przejdzie w stan STOP i zgłosi stosowny komunikat. Jeśli tej funkcjonalności napęd nie posiada nie powinien być stosowany do ww aplikacji.
Do tego typu aplikacji polecamy falowniki ze sklepu on-line !

Częste błędy popełniane przy montażu falowników

Mimo poprawnego projektu elektrycznego możemy nie ustrzec się przed popełnieniem błędów przy montażu falownika. Najczęściej popełnianym błędem montażowym jest nie przestrzeganie stosownych przepisów dotyczących kompatybilności elektromagnetycznej. Wielokrotnie spotykałem się z falownikami zamontowanymi (nawet wiszącymi na gwoździach!) bezpośrednio na ścianie. Skutki takiego "montażu" są przewidywalne: od emisji zakłóceń do szybkiego uszkodzenia ze względu na zapylenie dostające się przez wentylator chłodzący do wnętrza falownika. Należy wspomnieć przy okazji że taki "montaż" stwarza zagrożenie dla obsługi i może również być przyczyną pożaru !

Na dołączonym zdjęciu widzimy falownik przykręcony do wspornika silnika wentylatora znajdującego się we wnętrzu centrali wentylacyjnej. Pomijając względy elektryczne, jest to błędne założenie konstrukcyjne. Układ mechaniczny wentylatora generuje drgania które są przenoszone na płytki elektroniki falownika. Po pewnym czasie tak zainstalowany falownik musi ulec uszkodzeniu. Oprócz drgań na falownik działają niekorzystne temperatury zbyt niskie jak i zbyt wysokie, takie środowisko pracy zemści się przyspieszonym "starzeniem" elementów elektronicznych i oczywiście ma ogromny wpływ na kondensatory elektrolityczne znajdujące się w falowniku.

Przemyślana instalacja mechaniczna i elektryczna falownika, pozwala na zwiększenie czasu niezawodnej pracy układu napędowego i zmniejszenie kosztów obsługi urządzeń. Mimo że ceny falowników uległy w ostatnim czasie znacznej obniżce to stanowią one jednak niebagatelny wydatek podczas procesu inwestycyjnego. Dbajmy o nasze urządzenia, naprawdę warto !

Obsługa i uruchamianie falownika - część I

Czas poruszyć temat który szczególnie leży mi na sercu ale jest bardzo rozległy, postaram się w kilku postach opisać jakie najczęstsze błędy popełniamy nawet gdy uruchamiamy któryś tam z kolei falownik.

Instalacja falowników

Grzechem przewodnim w instalacji elektrycznej jest brak stosowania kabli ekranowanych pomiędzy falownikiem a silnikiem, brak filtrów przeciw zakłóceniowych, brak dławika sieciowego. Falownik jest źródłem zakłóceń i nieekranowany kabel silnikowy staje się "anteną" która znakomicie emituje całe pasmo zakłóceń elektromagnetycznych - możliwy skutek: zakłócenia w odbiorze RTV, zakłócenia sensoryki w maszynie, nanoszenie się tychże zakłóceń na pozostałe elementy sterownicze w urządzeniu etc.. Brak dławika sieciowego (w dużym skrócie) zmniejsza "żywotność" falownika i skraca jego bezawaryjną pracę. Kable sygnalizacyjne, sterownicze oraz przenoszące sygnały analogowe (napięciowe bądź prądowe) również powinny być ekranowane !
Falownik powinien byś instalowany w uziemionej obudowie metalowej zapewniającej odpowiednie ekranowanie. Dokładny opis prawidłowego montażu, znajdziecie na stronie Instalowanie i podłączanie falowników Akademii Falowników.

BHP i zagrożenia jakie mogą wystąpić podczas prac

Wszelkie prace i instalacja, obsługa napędu może być wykonywana tylko przez wykwalifikowanych elektryków, posiadających aktualne zaświadczenie kwalifikacyjne wydane przez odpowiednie organy!
Nigdy nie należy wykonywać żadnych prac przy napędzie, kablu silnika lub silniku kiedy jest załączone zasilanie sieciowe. Po wyłączeniu zasilania sieciowego należy odczekać co najmniej 5...10 (dokładny czas podany jest zazwyczaj w instrukcji falownika) minut aby kondensatory obwodu pośredniego rozładowały się, zanim rozpocznie się prace przy napędzie, kablu silnika lub silniku!
Przed rozpoczęciem prac po wyłączeniu zasilania falownika, należy upewnić się że nie ma napięcia pomiędzy poszczególnymi zaciskami wyjściowymi falownika U, V, W a "ziemią" oraz pomiędzy zaciskami + i - obwodu pośredniego a "ziemią".
Nie wykonywać żadnych testów izolacji lub prób wytrzymałości napięciowej w napędzie.
Sprawdzić ewentualną obecność zewnętrznych napięć (np. niebezpieczny poziom napięcia na zaciskach przekaźników falownika).
Zignorowanie powyższych informacji, może być powodem poważnych obrażeń, śmierci personelu, bądź prowadzić do uszkodzenia urządzeń.

Jak zabezpieczać falowniki w "mokrych" aplikacjach ?

Ponieważ często dyskutuję na temat instalacji systemów napędowych z falownikami w różnego rodzaju niezbyt przyjaznych aplikacjach, postanowiłem opisać przypadek zastosowania ich w środowisku bardzo wilgotnym i mokrym. Oczywistym zdaje się tu fakt zastosowania zabezpieczeń różnicowoprądowych i często są one zaprojektowane aczkolwiek samo ich zastosowanie w układach z falownikami jest wielce problematyczne. Na początku musimy wziąć pod uwagę fakt iż stosując falownik tak naprawdę nie mamy do czynienia z "normalnym" zasilaniem, mało kto zastanawia się przy doborze podstawowych zabezpieczeń z jak bardzo odkształconym przebiegiem prądu mamy do czynienia i jak korygować ich dobór. Odkształcenia te mogą wpływać na niezadziałanie lub wprost przeciwnie - przypadkowe zadziałanie zabezpieczeń.

Jak zatem zabezpieczać instalację "falownikową" w mokrym środowisku ?

Tu obowiązują ścisłe reguły ogólnie nam znane, aczkolwiek nacisk szczególny musimy położyć na połączenia ochronne, wyrównawcze i solidne połączenia szafa napędowa-silnik. Zapoznać się należy również z instalacją np. rurociągów, pomp i innych urządzeń oraz z systemem ekwipotencjalizacji całego obiektu.
Nie zawsze sprawą oczywistą (wiem z doświadczenia, o zgrozo!) jest ochrona przed dotykiem bezpośrednim czyli tzw. ochrona podstawowa. Spotykałem się wielokrotnie z urządzeniami w żaden sposób niezabezpieczonymi, z szafami napędowymi przerdzewiałymi lub falownikami dosłownie wiszącymi na ścianach ! Wielokrotnie zwracałem uwagę na umieszczanie falowników w metalowych i szczelnych szafach, przypominam wszak raz jeszcze. Sukces osiągniemy stosując się do przepisów dotyczących kompatybilności elektromagnetycznej i zdrowego rozsądku.

Ochrona przy dotyku pośrednim

Ochrona ta powinna przy jakimkolwiek zwarciu z częścią przewodzącą, zapewnić przerwę w zasilaniu zabezpieczanego układu. Ochronę tę można spełnić stosując aparaty realizujące samoczynne wyłączenie zasilania (zabezpieczenie zwarciowe) lub aparaty różnicowoprądowe. Z tymi drugimi jest trochę gorzej aczkolwiek pomijając ich cenę i dostępność, producenci nie dają nam zbyt wielkiego wyboru. Mimo braku przepisów obligujących nas do stosowania wyłączników różnicowoprądowych, kilkakrotnie zastosowałem je w szczególnie niebezpiecznych aplikacjach mimo że nie do końca pozbyłem się przypadkowego ich zadziałania. Do naszych aplikacji stosować należy aparaty z charakterystyką U lub U+. Stosowanie aparatów z inną charakterystyką i podwyższoną wartością prądu zadziałania całkowicie mija się z celem i generować będzie szereg niczym nieuzasadnionych pobudzeń i wyłączeń.
Dobierając zabezpieczenia z członem zwarciowym pamiętać musimy że doziemienie lub zwarcie może nastąpić w dowolnej części falownika: układzie prostownika, członie pośrednim DC, tranzystorach wyjściowych lub w instalacji silnikowej. Dobrze dobrane zabezpieczenie musi być skuteczne niezależnie od miejsca wystąpienia zwarcia lub doziemienia. Pamiętajmy również o prawidłowych nastawach falownika związanych z zabezpieczaniem prądowym silnika.

Połączenia wyrównawcze

Najistotniejszą sprawą jest ciągłość przewodów ochronnych i ich wzajemne połączenia. Wszystkie silniki np. pomp, muszą posiadać dodatkowe przewody ochronne połączone z systemem wyrównawczym a instalacje rurociągów powinny być uziemione. Przy wszelkiego rodzaju połączeniach rozłączanych, przegubowych bądź izolowanych muszą być zastosowane ochronne przewody połączeniowe o odpowiednim przekroju, tak aby każde urządzenie posiadało pewne połączenie z systemem uziemiającym.

Chcesz wiedzieć więcej ? Zapraszamy na szkolenia do Akademii Falowników !

Uruchamianie napędów o dużej bezwładności

W przypadku kiedy praca falownika wymaga zakresu momentu obrotowego powyżej znamionowego momentu obrotowego silnika, przy szerokim zakresie prędkości i bez żadnego mierzalnego sygnału sprzężenia zwrotnego od prędkości np. enkoder, należy zastosować dobry falownik ze sterowaniem wektorowym bezczujnikowym lub sterowanie DTC. W przedstawionym przypadku napęd młyna walcowego, kulowego nie dość że ma pracować w szerokim zakresie prędkościowym to musimy go odpowiednio wypozycjonować do zasypu i zalania wodą technologiczną. Młyny rozdrabniające pracują zazwyczaj przez długi okres czasu (od kilku do kilkudziesięciu godzin w pojedynczym trybie technologicznym). Problemy zazwyczaj następują w momencie uruchamiania młyna czy kruszarki oraz jego pozycjonowania, jeżeli ruch obrotowy przenoszony jest za pomocą pasków to napotkamy na kilka przeszkód: prężenie pasków i ruch zwrotny, poślizg oraz bezwładność płynnej masy znajdującej się w środku (dążenie do poziomu). Olbrzymią rolą jest zachowanie odpowiedniego montażu mechanicznego urządzenia, umieszczenie mocowania w osi i sprawność łożysk, panewek etc... Wspomaga to uruchomienie urządzenia, unika wpadania w rezonans zmniejszając w ten sposób zapotrzebowanie na moment rozruchowy. Omawiany młyn/kruszarka zasypywany jest kilkunastoma tonami komponentów do wytwarzania farb a następnie zalewany w 2 cyklach wodą. Aby dokonać zasypu, należy młyn ustawić w pozycji wejściowej i pozostawić go w taki sposób do zakończenia załadunku. Proces hamowania i pozycjonowania na żądanie przeprowadzany jest poprzez zmniejszenie obrotów silnika z częstotliwością około 10 Hz, w chwili minięcia pierwszego czujnika pozycji i zatrzymanie silnika przy wspomaganiu prądem stałym (DC Hold) przy czujniku drugim. Następnie młyn zostaje zablokowany mechanicznie. Po załadowaniu i zabezpieczeniu zasypu, młyn jest gotowy do pracy a jego uruchomienie następuje z wydłużoną rampą czasową do obrotów określonych technologicznie. Zbyt krótki czas rozruchu może powodować "ślizganie" się pasków na kołach pasowych a zbyt długi powodować generowanie błędu rozruchowego falownika. W aplikacji którą uruchamiałem zastosowałem falownik ACS800 firmy ABB o mocy 132 kW. Zasoby programowe tego falownika są na tyle bogate że możemy poradzić sobie z każdą "niespodzianką" jaka czekać nas może podczas uruchamiania obiektowego.
Pozdrawiam, Przemek.

Falowniki w wentylacji wymuszonej

Wśród wielu aplikacji napędowych z wykorzystaniem falowników najczęstsze ich zastosowanie to wentylacja i przepompownie. Od kilku lat montujemy nasze szafki napędowe do wysokościowców w Warszawie. Ze względu na ilość poziomów mieszkalnych nie można tu wykorzystać wentylacji grawitacyjnej i zastosowano tu kilkanaście wentylatorów małej mocy w pionach kuchennych i łazienkowych. Ponieważ coraz więcej takich bloków mieszkalnych przekształca się we Wspólnoty Mieszkańców a Ci patrzą na wydatki jakie muszą ponieść w związku z eksploatacją budynków i wszelkie oszczędności są mile widziane.
Specjalnie dla Wspólnot opracowaliśmy szafę napędową która ogranicza zużycie energii elektrycznej oraz zmniejsza straty ciepła które w okresie zimowym jest w nadmiarze "wyciągane" przez wentylatory. W aplikacji tej wykorzystaliśmy dwa falowniki Lenze smv, układ obejściowy oraz przekaźnik programowalny NEED firmy Relpol. Zasada działania układu sterowania jest bardzo prosta: wykorzystując kalendarz systemowy przekaźnika programowalnego wprowadzamy pracę na trzech różnych częstotliwościach w zależności od dnia tygodnia i godziny. System posiada wbudowane sterowanie automatyczne oraz ręczne a w przypadku awarii falownika samoczynnie przełącza się na układ obejściowy i generuje sygnał o zakłóceniu, powiadamiając konserwatora o wystąpieniu awarii. W kilku przypadkach zastosowaliśmy powiadamianie o zdarzeniach przez wysyłanie odpowiednich komunikatów sms z modemu GSM. Całość inwestycji wprowadza oszczędności zużycia energii elektrycznej w zakresie 30...50% w zależności od pory roku i temperatur wewnątrz i na zewnątrz budynku. Wszelkie ustawienia mogą być przeprowadzane za pomocą klawiatury przekaźnika NEED, na jego mini ekranie wyświetlany jest również stan pracy układu napędowego oraz stany awaryjne.
Pozdrawiam Przemek

Napęd młyna kulowego z falownikiem iS7

Dziś zakończyłem uruchamianie modernizowanej młynowni, program pilotażowy - wymiana szafy napędowej jednego z czterech młynów kulowych. Technologia Inwestora. wymaga regulacji obrotów w sposób bardziej precyzyjny tak aby kule wewnątrz młyna spadały w określonym położeniu młyna. Zastosowanie falownika iS7 firmy LS oraz stan istniejącej szafy sterowniczej wymusiło zaprojektowanie całkowicie nowej szafy napędowej w której znalazł się filtr przeciwzakłóceniowy, styczniki zasilania z falownika oraz układu obejściowego (bypass), zadajnik falownika wraz z programowalnym licznikiem ilości obrotów. Proces technologiczny jest dość brudny i w hali gdzie zamontowane są młyny jest dość duże zapylenie. To wymusiło na nas zastosowanie specjalnych wentylatorów i kratek wlotowych szafy o stopniu ochrony IP65. Z jednej strony uzyskaliśmy ochronę wymienianego powietrza a z drugiej jego przepływ na wymaganym poziomie.
Falowniki iS7 to napędy dla wymagających aplikacji. Posiadają wbudowany filtr klasy A oraz dławik DC, przeciążalność: 150% przez 60 sekund, 200% przez 2 sekundy. Płytki elektroniki są dodatkowo zabezpieczone co wspomaga aplikowanie falownika do pracy w ciężkich warunkach. Rozruch silnika zaprogramowany został z wydłużoną rampą czasową do 40 sekund tak aby młyn łagodnie rozpędzał się do wartości zadanej w zakresie: 38...47 Hz. N konstrukcji młyna zainstalowano dwa czujniki indukcyjne do zliczania ilości obrotów oraz pozycjonowania młyna do pozycji zasypu. Po zaprogramowaniu częstotliwości oraz ilości obrotów, młyn pracuje do momentu ich zliczenia a następnie zatrzymuje się zgodnie z rampą czasową.Przeprowadzone badania próbek mielonego materiału ceramicznego w zależności od składu mieszanki, wymagają właśnie pracy młyna w tym zakresie częstotliwości.
Inwestor wyraził chęć wymiany pozostałych trzech szaf na napędy z zastosowaniem falowników. Za kilka tygodni postaram się opisać zachowanie się układu napędowego młynowni...
Pozdrawiam, Przemek

Falowniki smv - sterowanie momentem

Falowniki wektorowe zadomowiły się na naszym rynku i przez ostatnie lata można było zaobserwować duże zainteresowanie naszych Klientów i wykorzystanie ich w wielu różnorakich aplikacjach napędowych. Jednak najczęściej uruchamiane jest wektorowe sterowanie prędkością które jest zaimplementowane w jednosilnikowych aplikacjach, wymagających wysokiego momentu rozruchowego i szybkiej regulacji obrotami silnika. Falowniki smv firmy Lenze mimo swojej prostoty posiadają dość duże możliwości sterowania wektorowego prędkościowego jak i momentowego. To skłoniło mnie do zastosowania ich w linii technologicznej - przewijania drutu wraz częścią prostowania, odmierzania i cięcia drutu zbrojeniowego. Silniki odwijania i przewijania drutu są zasilane z falownika smv o mocy 5,5 kW. Idea i realizacja napędu jest bardzo prosta, po wybraniu trybu sterowania momentem i wprowadzeniu do falownika podstawowych danych z tabliczki silnika, została przeprowadzona autokalibracja falownik-silnik i aplikacja jest gotowa do pracy. Oczywiście pamiętać należy o ustawieniach czasu reakcji napędu oraz ograniczeniu minimalnej i maksymalnej częstotliwości.
Zasada działania od strony użytkownika jest bardzo prosta: przez wejście analogowe zadawana jest wartość momentu z jakim chcemy pracować (w tym wypadku ustalony moment = naciąg przewijanego drutu), drut nie może być rozciągany oraz niedopuszczalny jest jego "zwis". W opisywanej aplikacji wartość momentu była zapisywana w poszczególnych recepturach panela operatorskiego ale nic nie stoi na przeszkodzie aby do wejścia analogowego falownika podłączony był potencjometr czy zadajnik napięciowy lub prądowy. Dodatkowo wyjście analogowe falownika podłączone zostało do sterownika PLC, wyjście to zostało zaprogramowane jako % aktualnego momentu falownika). Dane te są również wyświetlane na panelu linii technologicznej a zaprogramowane stany ponadnormatywne, zatrzymują w łagodny i szybki sposób całość urządzenia.
Takie rozwiązanie pozwala na równomierną pracę przewijania, prostowania i cięcie drutu zbrojeniowego. Zastosowanie falownika smv zmniejszyło koszty sterowania i znacznie ułatwiło projekt wykonawczy maszyny i jej rozruch. Programowanie falownika wraz z określeniem momentu dla różnych przekrojów drutu nie trwało dłużej niż 40 minut. Prototyp urządzenia jest w fazie testów od kilkunastu dni i jak na razie nie zgłoszono żadnych uchybień działania w stosunku do założeń projektowych.
Pozdrawiam, Przemek.

Zastosowanie sterowania SPFC z falownikiem

Systemy gminnych przepompowni oparte są zazwyczaj o układ kilku pomp o mocy silników od 4 do 7,5 kW. W układach tych stosowane są falowniki ze sterowaniem PFC (Pump and Fan Control = PFC). Sterowanie załącza i wyłącza pompy pomocnicze w zależności od zmieniającego się zapotrzebowania. Funkcja automatycznego przełączania pracujących pomp pomocniczych steruje zmianami pracującej w danym momencie pompy w taki sposób, aby całkowity czas każdej z pomp pomocniczych był zbliżony lub jednakowy.
Systemy sterowania pompami SPFC (Soft Pump and Fan Control = SPFC) działają podobnie z tym że każda pompa rozpoczyna pracę wykorzystując falownik a w przypadku potrzeby, pompa przełączana jest na układ zasilania z sieci. Sterowanie SPFC umożliwia obniżenie prądu rozruchowego silnika podczas załączania silników pomocniczych do zasilania sieciowego. Taki układ zapewnia zmniejszenie zużycia mechanicznego pomp przez co zwiększony jest czas między ich awariami i pozwala zmniejszyć zużycie energii elektrycznej. W opisywanym przypadku szafa napędowa zaprojektowana została do sterowania 4 pompami o mocy 5,5 kW każda. W szafie zabudowany został falownik ACS 310 firmy ABB, styczniki z blokadą elektryczną i mechaniczną do zasilania pomp z falownika i sieci, zabezpieczania (wyłączniki silnikowe) oraz zabezpieczenia od suchobiegu i zaniku fazy zasilania. Na elewacji szafy zostały zamontowane trzy-położeniowe pracy każdej pompy (praca automatyczna, odstawienie i praca ręczna), lampka awarii oraz panel falownika. Panel ten został skonfigurowany w sposób przyjazny Użytkownikowi i można na nim obserwować: częstotliwość pracy falownika, prąd wyjściowy oraz aktualne ciśnienie (bar) w instalacji. Całość sterowania SPFC realizuje falownik ACS310, w przypadku awarii lub odstawienia którejkolwiek z pomp, zostaje ona pominięta a do pracy zostaje włączona następna w kolejności.
Układ pompowni wyposażony również został w komunikację GSM, informującą obsługę o stanach awaryjnych, zanikach napięcia oraz zbyt niskim ciśnieniu pompowni. Istnieje również możliwość zdalnego resetu błędów występujących w układzie automatyki. Dodatkową zaletą realizacji takiego układu sterowania, jest atrakcyjna cena i pewność działania pompowni. Falowniki ACS310 jak również inne można zakupić w atrakcyjnych cenach w profesjonalnym sklepie z falownikami. Nie jest to kolejny handel internetowy, firma ta fachowo doradza oraz bezpłatnie programuje falowniki, serdecznie zatem polecam !

Nowy falownik LS S100 - pierwsze wrażenia

Dzięki uprzejmości firmy Aniro, otrzymaliśmy do testów falownik nowej generacji, serii S100 produkcji LSiS. Pierwsze co rzuca się w oczy to wymiary urządzenia, maksymalne gabaryty falownika dla mocy 5,5kW to: wysokość: 232mm, szerokość: 160mm, głębokość: 140mm. Według danych producenta wymiary zostały zredukowane w stosunku do falowników serii iG5A o 60%. Zmniejszenie wymiarów nie przeszkodziło producentowi doposażenia falownika w filtr RFI, dławik DC oraz w moduł STO. Moją uwagę zwróciła również staranność wykonania, wszystkie elementy plastikowe są perfekcyjnie wykonane i doskonale pasują do siebie, brak widocznych szczelin czy odstających elementów. Konstrukcja napędu pozwala na jego montaż "bok do boku" bez pozostawiania odstępów większych niż 2 mm co pozwala na zmniejszenie szafy napędowej w której są instalowane.
Po odkręceniu jednego wkręta i zdjęciu głównej części obudowy, osłaniającej zaciski silnoprądowe znajdujemy plastikową zaślepkę która nie pozwala na bezpośredni dostęp do tychże zacisków. Osłona ta zabezpiecza technika przy podłączaniu czy dokonywaniu zmiany konfiguracji oprzewodowania sterującego na przykład w trakcie kiedy nie są do końca rozładowane kondensatory falownika. Muszę przyznać że ten niewielki element plastikowy zaskoczył mnie a jednocześnie ucieszyła mnie dbałość producenta o nasze bezpieczeństwo. Zaciski sterujące znajdują się pod mniejszą zaślepką umiejscowioną poniżej panela programowania.

Listwa zaciskowa sterowania i kontroli ma niewielkie wymiary i skoordynowana jest w trzech rzędach tak że dostęp do niższego rzędu może być utrudniony po podłączeniu oprzewodowania do górnej części. Oczywiście przy świadomym rozplanowaniu montażu nie będzie to większą przeszkodą. W modelu który otrzymaliśmy znajdziemy znane nam z poprzednich modeli falowników LS, wejścia cyfrowe jak również nowe zaciski oznaczone SA, SB, SC, są to fabrycznie zmostkowane zaciski funkcjonalności STO (Safe Torque Off – bezpieczny stan blokady momentu silnika). Przypomnijmy że odpowiednie normy wymagają stosowania STO w aplikacjach napędowych maszyn i linii technologicznych. Falownik został wyposażony w jeden programowalny przekaźnik ze stykiem przełączalnym oraz programowalne wyjście tranzystorowe. I/O analogowe to: jedno wejście w standardzie 0...10V oraz drugie z możliwością wyboru (przełącznik) jako wejście napięciowe lub prądowe. Wyjścia analogowe w zależności od modelu to jedno lub dwa w standardzie napięciowym oraz TO - wyjście impulsowe 0...32kHz.
W chwili obecnej przygotowujemy się do przeprowadzenia testów falownika oraz sprawdzenia jego możliwości technicznych i programowych. O wynikach nie omieszkamy Was powiadomić.

Pozdrawiam, życząc przy okazji Wesołych Świąt.
Waldek

Oszczędzamy energię z falownikiem

W ubiegłym roku, udostępniliśmy na stronach Akademii Falowników kalkulator oszczędności energii. Kalkulator ten cieszy się olbrzymią popularnością lecz nie brak również osób które proszą o dodatkowe wyjaśnienia dotyczące oszczędności. W poście z sierpnia informowaliśmy o podstawach oszczędzania przy stosowaniu regulowanych napędów. Teraz przedstawię odpowiedzi na najczęściej pojawiające się pytania. Kalkulator należy stosować do napędów regulowanych falownikami z włączoną funkcją U/f (tzw. sterowanie skalarne). Największe oszczędności uzyskamy np. przy instalacjach pomp i wentylatorów.
Na wykresie który zamieszczamy uwidoczniona została krzywa zużycia energii elektrycznej w zależności od prędkości obrotowej silnika elektrycznego. Zaznaczone pola to: zmniejszenie prędkości silnika o 20% która powoduje zmniejszenie konsumpcji energii o 50%.
Przy stosowaniu kalkulatora jak i posługiwaniu się wykresem, należy kierować się rozsądkiem ! Musimy przeprowadzić kilka dodatkowych czynności tak aby przy doborze minimalnej prędkości obrotowej silników, zachować sprawność technologiczną urządzeń nimi sterowanych. Pomocne przy tym są wykresy pracy pompy, wentylatora czy dmuchawy gdzie jest określona wydajność w uzależnieniu od prędkości obrotowej. W innym przypadku możemy mieć efekt "mielenia" medium a nie jego tłoczenia. Po sprawdzeniu tych wielkości możemy zoptymalizować falownik w taki sposób aby z jednej strony zachować wszelkie wielkości technologiczne urządzenia a z drugiej uzyskać maksymalne oszczędności zużycia energii elektrycznej. Musimy także pamiętać że programując falownik z funkcją uśpienia, wprowadzamy niewielkie opóźnienia w czasie reakcji na np. zmniejszone ciśnienie w instalacji, co prawda zazwyczaj jest to instalacja bytowa gdzie nieznaczny spadek ciśnienia nie wprowadza zbytnich zakłóceń ale gdy jest to instalacja przemysłowa może to mieć całkowicie odmienne skutki.
Do każdej aplikacji jedno lub wielosilnikowej należy podchodzić indywidualnie, sporządzić bilans mocy, sprawdzić wymogi technologiczne oraz sprzętowe. Dopiero wówczas osiągniemy określone skutki z zastosowania falowników. Istnieją oczywiście urządzenia przy których nie uzyskamy tak dużych oszczędności ze względu właśnie na wymogi techniczne, dobrym przykładem są tu pompy hydrauliki siłowej. W przypadku dalszych pytań lub wątpliwości zapraszamy do kontaktu z nami. Podczas szkoleń Akademii Falowników, prezentujemy szerzej tematykę oszczędności i optymalizację falowników do ww aplikacji napędowych.

Metody zadawania częstotliwości falownika przez wejścia analogowe

Temat łączenia zarówno wejść analogowych jak i cyfrowych falownika wraca co jakiś czas w rozmowach z nowymi Klientami. Postaram się w tym poście pokazać jak należy łączyć wejścia analogowe z różnego rodzaju urządzeniami które mogą być zadajnikami częstotliwości wyjściowej falownika.
Obecnie produkowane falowniki mają przynajmniej jedno uniwersalne wejście analogowe obsługujące dwa podstawowe standardy poziomów analogówych używanych w automatyce przemysłowej. Pierwszy z nich to standard napięciowy poziomu 0...10V, standard ten pozwala na zadawanie częstotliwości np. przez potencjometr. Drugi to standard prądowy z poziomem 0...20mA (rzadko obecnie używany) lub 4...20mA inaczej nazywany pętlą prądową. Pętla 4...20mA ma tę przewagę nad 0...20mA że urządzenie (w tym przypadku falownik) może wykrywać przerwę w obwodzie np. przetwornika ciśnienia lub jego uszkodzenie. Prosto mówiąc falownik "wie" że minimum na wejściu prądowym to 4mA, jeśli pętla zostanie przerwana - prąd zmaleje do zera i falownik powinien odpowiednio zareagować. Niesłychanie pomocne może to być w przypadku zastosowania regulatora PID gdzie może zaistnieć sytuacja uszkodzenia przetwornika czy przerwanie jego obwodu i falownik mógłby wówczas pracować cały czas z częstotliwością maksymalną !

Na rysunku przedstawiam podstawowe możliwości zastosowania wejść analogowych.

1 - Regulacja potencjometrem zewnętrznym (wejście napięciowe)
2 - Regulacja z zadajnika lub sterownika PLC (wejście napięciowe)
3 - Regulacja z zadajnika, czujnika, etc.. (wejście prądowe aktywne)
4 - Regulacja z zadajnika, czujnika, etc.. (wejście prądowe pasywne).

1 - Najprostsza regulacja to zastosowanie potencjometru obrotowego o odpowiedniej wartości (sprawdzić w instrukcji falownika jaka wartość!). Po podłączeniu skrajnych zacisków potencjometru do zasilania napięcia referencyjnego +10V a z drugiej strony do "masy" falownika (oznaczenia mogą być różne: COM, CM, GND...) suwak potencjomtera łączymy z wejściem analogowym napięciowym. Jeśli falownik został zaprogramowany na zakres częstotliwości 0...50Hz to odpowiednio poziom napięcia na wejściu analogowym IA, będzie przekładany na częstotliwość wyjściową 0V=0Hz, 10V=50Hz.

2 - Bardzo podobnie podłączamy do wejścia IA - napięciowego podłączamy zewnętrzne urządzenie w postaci np. przetwornik ciśnienia, wyjście napięciowe (AO) sterownika PLC, zadajnik napięciowy, etc.. Istotne jest przy tym połączenie napięcia odniesienia (zazwyczaj minus zasilacza) do "masy" falownika.

3 - Urządzenia z wyjściem prądowym aktywnym łączymy identycznie jak napięciowe do wejścia analogowego, prądowego falownika.

4 - Bardzo często spotykamy urządzenia z wyjściem analogowym prądowym które wymagają zewnętrznego zasilania, są to urządzenie posiadające wyjście pasywne. W takim przypadku albo wykorzystujemy zewnętrzny zasilacz lub możemy wykorzystać napięcie falownika (np. falownik iG5A - zacisk 24) pamiętać należy o tym że napięcie z falownika ma zazwyczaj niezbyt dużą wydajność prądową.

Konfiguracja wejścia napięciowe - prądowe

W zależności od: typu, producenta, budowy falownika - możemy spotkać się z różnymi metodami konfiguracji wejść analogowych.

Na rysunku przedstawione są dwa rozwiązania z którymi można się często spotkać. Pierwszy z nich do wbudowany w falowniku przełącznik, U - oznacza konfigurację napięciową, I - konfigurację pętli prądowej. Inną metodą konfiguracji wejść analogowych, są zworki w postaci złączek lub wyjmowanych małych wtyczek które przekładamy do odpowiednich pinów gniazd.
Oczywiście możemy też spotkać falowniki w których konfigurację wejść określamy programowo w takim przypadku należy tylko w dokonać zmian w odpowiednim parametrze falownika.
Wszystkie wejścia analogowe należy łączyć z urządzeniami przewodami ekranowanymi !
Pozdrawiam, Przemek.

Falowniki - sterowanie wektorowe lekarstwo na wszystko ?

Zalet stosowania falowników do sterowania silnikami nie trzeba chyba przedstawiać, wiele osób przekonało się do takich rozwiązań napędowych co pozwala zaoszczędzić nie tylko pieniądze ale również oszczędności pośrednie wynikające między innymi z mniejszego zużycia mechaniki, przekładni czy rzadszą wymianę łożysk a co za tym idzie zmniejszenie przestojów maszyn.
Prawidłowy dobór falowników do aplikacji napędowych stanowi o wydatkach przeznaczonych na inwestycję, niestety wiele osób omamionych przez niezbyt rozgarniętych doradców, dokonuje złego wyboru i mimo zwiększonych wydatków nie osiąga docelowych założeń technicznych i ekonomicznych. Nie będę się tu rozpisywał za bardzo na temat szeroko rozumianej metodyki doboru, bo tym zajmujemy się podczas szkoleń w Akademii Falowników ale pozwolę sobie skreślić kilka słów o nieuzasadnionym zastosowaniu falowników wektorowych do wrzecion szybkoobrotowych.
Właściwy dobór falownika uzależniony jest od zastosowanego silnika, obciążenia oraz zakresu parametrów jego pracy. Silnik wrzeciona szybkoobrotowego pracującego z częstotliwościami 400Hz...1kHz, zasilany z falownika z uruchomionym sterowaniem wektorowym jest obarczony błędnym doborem a parametry napędowe bardzo często ulegają znacznemu pogorszeniu! Sterowanie wektorowe polega na szybkim przeliczaniu olbrzymiej liczby parametrów, model matematyczny wirującego pola, jak i prądy uzwojeń są przedstawiane w obliczeniach jako wektory wirujące w przestrzeni trójwymiarowej, wyniki analizy wektorowej nie mogą być bezpośrednio przełożone do parametrów fizycznych napędu, takich jak prędkość i moment.
Mimo zastosowania w falownikach coraz szybszych procesorów i specjalizowanych procesorów matematycznych, przy dużych prędkościach silnika system nie nadąża w wyliczaniu kolejnych orientacji pola mimo zastosowania transformacji matematycznych Clarke’a i Parka - co nieznacznie upraszcza analizowanie i wyliczanie układu wektorowego. W takim przypadku niekontrolowane w pełni sterowanie wektorowe może mieć zły wpływ na przebieg generowanego napięcia zasilającego silnik co przekłada się na nierówną jego pracę czy nadmierne nagrzewanie się silnika. Bardzo często również szczególnie przy wolniejszych procesorach, nie możemy przeprowadzić prawidłowego biegu identyfikacyjnego z uruchomionym silnikiem - autotuning aktywny.
W zastosowaniu praktycznym okazuje się (analizując w dużym uproszczeniu) że falownik wektorowy sprawdza się w przypadku zmniejszania obrotów silnika lub sterowanie momentem np. przy nawijaniu a do sterowania silnikami szybkoobrotowymi lepiej dobierać falowniki ze sterowaniem skalarnym u/f. Silniki indukcyjne powszechnego użytku mają charakterystykę amplitudowo-częstotliwościową - stały stosunek częstotliwości do napięcia, realizując sterowanie szybkoobrotowym silnikiem należy pamiętać o ustawieniu poprawnej wartości częstotliwości kluczowania tranzystorów mocy falownika. Ustawienie to ma olbrzymi wpływ na zmniejszenie strat w stojanie silnika elektrycznego i zwiększenie efektywności napędu. A dla nas to wszak najważniejsze !

Instalacja falowników - połączenia kablowe

Temat instalacji falowników wraca co jakiś czas, jak bumerang.. Namnożyło się specjalistów i niezbyt profesjonalnych (o rzetelnej wiedzy) sprzedawców którzy nie potrafią (lub nie chcą) doradzić inwestorowi jak powinna być wykonana instalacja. No cóż znak czasów, napędy regulowane trafiły pod strzechy, kiedyś można było zakupić je w kilku miastach obecnie realnie istnieją firmy które swoje siedziby mają w małych miasteczkach bądź wsiach. Najgorsze jest to że nieprawidłowa instalacja falownika skraca mu żywotność, powoduje dodatkowe zakłócenia radioelektryczne oraz zwiększa zagrożenie życia. Na zdjęciu które zamieszczam, jest przykład (notabene zrobione w dużej i znanej firmie !!) jak nie należy instalować falowników. Falowniki nie są zamontowane w obudowie metalowej a przykręcone wprost do konstrukcji automatu, cóż z tego że fachowiec podłączył ekranowany kabel silnikowy jak dławik kablowy jest plastikowy. No i trzeci falownik który nawet nie został przykręcony tylko spoczywa sobie w mniej czy więcej pozycji horyzontalnej oczekując na litość lub zmiłowanie jakiegoś fachowca...
Najważniejsze zasady prawidłowego montażu i instalacji falowników to: instalacja w obudowie metalowej, połączenia silnika kablem specjalnym (nie wystarczy "zwykły" ekranowany). Falownik i jego osprzęt musimy traktować jako źródło zakłóceń (strona brudna) dlatego umieszczamy go w obudowie metalowej która ma być "klatką Faraday`a" a kabel silnikowy musi być tak wyprowadzony i połączony z obudową aby stanowił z nią jedność (ciągłość klatki Faraday`a). Możemy to porównać do instalacji zbiornika i rurociągu - nie możemy sobie pozwolić na żaden wyciek :).
Wszelkie informacje dotyczące prawidłowej instalacji falowników w postaci rozszerzonej znajdziecie na stronie Akademii Falowników w dziale EMC. Nakłady inwestycyjne które inwestor musi ponieść w chwili instalacji zwracają się poprzez bezawaryjną i długotrwałą pracę urządzenia a co za tym idzie zmniejszenie kosztów użytkowania.
Pozdrawiam, Przemek

Problemy z hamowaniem silnika falownikiem

Wiele problemów w eksploatacji systemów napędowych z wykorzystaniem falowników sprawia wyhamowywanie silnika zgodnie z zadaną ramą czasową. Problemy te najczęściej pojawiają się przy obsłudze napędów o dużym momencie bezwładności, przykładowo: duży wentylator czy wirówka technologiczna. Urządzenia te podczas hamowania mogą powodować pracę generatorową silnika który je napędza. [Praca generatorowa powyżej prędkości synchronicznej (kierunek ruchu wirnika jest zgodny z kierunkiem wirowania pola, a prędkość silnika jest większa od synchronicznej).] Podczas pracy generatorowej silnika w obwodzie DC falownika szybko rośnie napięcie a po przekroczeniu jego dopuszczalnej wartości granicznej, falownik wyłącza się celem ochrony przed uszkodzeniem kondensatorów obwodu pośredniego i/lub tranzystorów wyjściowych. Po przeanalizowaniu danego przypadku musimy podjąć decyzje która pozwoli nam na wyeliminowanie powyższego problemu, do dyspozycji mamy trzy rozwiązania.

Wydłużenie trwania rampy hamowania

Najprostsze rozwiązanie to zwiększenie czasu rampy hamowania do wartości przy której silnik nie wygeneruje napięcia. Ale czasami zdarza się że zależy nam ze względów sterowania aby czas wyhamowania napędu był jak najkrótszy, w takim przypadku nie możemy zastosować tego rozwiązania.

Zastosowanie tranzystora hamującego (czopera) i rezystora

Aby uniknąć zwiększenia napięcia na szynie DC, stosuje się falowniki wyposażone w czoper (tranzystor hamujący), dzięki któremu energia z obwodu DC podczas pracy generatorowej hamującego napędu jest rozładowywana na rezystorze, który jest pod podłączony do obwodu DC za pośrednictwem wspomnianego czopera. Powoduje to jednak powstawanie niepotrzebnych strat ciepła i jest umiarkowanie efektywne. Istnieją dwa sposoby podłączenia rezystora hamującego: do czopera wbudowanego w falownik i czoper zewnętrzny.
Przy zastosowaniu tego rozwiązania mamy w zależności od modelu i producenta kilka nastaw do zaprogramowania, między innymi: poziom progu napięcia uruchamiającego czoper, częstotliwość rozładowywania energii, czas reakcji i opóźnień. Są również czopery które nie posiadają żadnych nastaw a jedyną wartością jaką musimy ustawić jest włączenie czopera do pracy, sam czoper natomiast reguluje dzięki ustawieniom fabrycznym - napięcie na szynie DC. W tym przypadku "szkodliwa" nadwyżka energii zamieniana jest w ciepło.

Hamowanie ze zwrotem energii

Najbardziej efektywną i energooszczędną metodą hamowania jest zastosowanie modułu zwrotu energii do sieci. Moduły te są produkowane jako dedykowane do danego modelu/firmy lub moduły uniwersalne do zastosowania z różnymi typami falowników z możliwością podłączenia pojedynczych falowników lub grup kilku falowników z połączoną wspólną szyną DC. Moduły zwrotu energii do sieci, budowane są w oparciu o niskostratne tranzystory IGBT i charakteryzują się wysoką sprawnością dochodzącą do 97% dlatego też w określonych przypadkach stosowanie ich jest bardzo opłacalne.
Moduły zwrotu energii posiadają kontrolę synchronizacji z siecią zasilającą, dokładny monitoring sieci oraz szereg zabezpieczeń między innymi: kontrola temperatury elementów energoelektronicznych, kolejność podłączenia faz, przeciążenie...
Maksymalny prąd modułu zazwyczaj nie może przekraczać 1,2 x In i należy go wyznaczać łącznie z ilością i częstotliwością uruchamiania modułu przy doborze do każdej aplikacji. Maksymalna moc zwracana do sieci zależna jest od napięcia sieci zasilającej oraz prądu nominalnego modułu przy czym szczególną uwagę należy zwrócić na chwilową wartość napięcia w danej chwili.

Pozdrawiam serdecznie - Przemek

Nowe falowniki na targach SPS/IPC/Drives w Norymberdze

W dniach 26...28 listopada w Norymberdze odbyły się chyba największe targi automatyki i napędów w Europie, jak co roku zwiedzałem je mając możliwość zapoznania się z nowościami w dziedzinie napędowej.
W stosunku do ubiegłorocznej edycji dało się zauważyć większą liczbę nowych urządzeń jak i więcej firm z branży prezentowało swoje wyroby. Firma Eaton zaprezentowała nowe rozruszniki rewersyjne oraz serię falowników (obecnie wprowadzanych do Polski) dedykowanych do pomp i wentylatorów PowerXL DC1 i napędy dla bardziej wymagających aplikacji PowerXL DA1. Po raz pierwszy mogłem się zapoznać z nowymi softstartami S801 działającymi ze wszystkimi silnikami od małej mocy do silników wymagających ponad 560A prądu rozruchowego.
Na stoisku firmy ABB można było zobaczyć falowniki serii ACS850 (miałem już przyjemność ich wdrażania) oraz ACS880, dla szerokiego spektrum zastosowań, takich jak dźwigi, wytłaczarki, wciągarki, nawijarki, przenośniki, mieszalniki, kompresory, pompy i wentylatory.

Na szczególną uwagę zasługiwała prezentacja firmy LSiS gdzie pojawiło się wiele nowości. Falowniki serii S100 to uniwersalne napędy o szerokich możliwościach aplikacyjnych w zakresie mocy 0,4 do 75 kW w tym również przewidywana jest wersja o stopniu ochrony IP66. Falowniki serii S100 posiadają rozbudowane funkcje samokontroli, takie jak: monitorowanie pojemności kondensatorów stopnia pośredniego DC, serwisową kontrolę pracy wentylatorów wewnętrznych. Umożliwiają jednocześnie monitoring zespolonej pracy wielofalownikowej (łączność RS485) oraz posiadają wbudowany programowy sekwencer. Ulepszony algorytm bezczujnikowego sterowania wektorowego pozwala na pracę z 200% momentem rozruchowym dostarczając odpowiednią moc silnika w obszarze niskich prędkości obrotowych.

Następną nowością firmy LSiS, jest falownik H100 przeznaczony dla branży HVAC, zakres mocy dla 400V to: 5,5 do 90 kW. Falowniki te mogą być wyposażone w karty sieciowe dedykowane dla automatyki budynkowej: BACnet czy LonWorks. Na pokładzie tych falowników znajdują się specjalizowane makra z obsługą pomp i wentylatorów oraz rozszerzone regulatory PID.
Firma LSiS przygotowuje również serię kompaktowych falowników maszynowych ogólnego zastosowania pod nazwą C100. Zakres mocy dla zasilania jednofazowego 230V: 0,1...2,2 kW a dla zasilania trójfazowego 400V to: 0,4 do 7,5 kW. Falowniki posiadają sterowanie V/F oraz bezczujnikowe wektorowe. Dodatkową zaletą jest wbudowany standardowo interfejs Modbus RS485 oraz możliwość montażu bezpośrednio falownik przy falowniku (Side by Side).
Miałem również możliwość zapoznać się z falownikami średniego napięcia MV VFD, jest to ciekawa alternatywa napędów np. 6kv w stosunku do producentów europejskich zarówno od strony możliwości aplikacyjno-technicznych jak i cenowych.

Falownik do wentylatorów, regulacja PID lub zadawanie ręczne

Szafa napędowa o stopniu ochrony IP54, wykonana dla zespołu wentylatorów 2 x 37 kW/500 VAC w układzie sieciowym IT (z izolowanym punktem neutralnym transformatora zasilającego i z systemem uziemiających przewodów ochronnych). Szafa wyposażona została w indywidualny przemiennik częstotliwości dla każdego wentylatora wraz z wbudowanym stycznikowym układem obejściowym (bypass) z zabezpieczeniem przeciążeniowym, zwarciowym oraz blokadą mechaniczną i elektryczną. System sterowania prędkości wentylatorów:
• Automatyczna regulacja PID na podstawie danych z anemometru i wartości zadanej przez panel falownika
• Sterowanie ręczne z zadawaniem częstotliwości za pomocą potencjometru lub zadajnika
W układzie napędowym, zastosowano nowoczesne jednostki napędowe ACS 850 firmy ABB. Przemienniki częstotliwości ACS850 to elastyczne napędy zaprojektowane głównie dla aplikacji: napędu maszyn i urządzeń technologicznych, wentylacji i pompowni. Przeznaczone są do pracy z silnikami asynchronicznymi oraz z silnikami z magnesami trwałymi. Napędy ACS850 mogą zostać tak skonfigurowane, aby spełnić wymagania konkretnej aplikacji. Szeroki zakres mocy, elementy standardowego i opcjonalnego wyposażenia oraz łatwa konfiguracja sprawiają, że adaptacja w danej aplikacji jest szybka i prosta. Budowa falownika ACS850 jest zoptymalizowana pod względem instalacji wewnątrz szafy, tak aby czas poświęcony na instalację był jak najkrótszy oraz koszty z tym związane były jak najmniejsze. Dzięki technice DTC uzyskano znakomite parametry statyczne i dynamiczne napędu zbliżone do układów napędowych ze sprzężeniem zwrotnym od wału silnika:
• wysoki moment rozruchowy silnika
• czas narastania momentu typowo < 5ms
• dynamiczna dokładność regulacji prędkości typowo 0,1...0,4% sek dla 100% skoku momentu
• dokładna regulacja momentu
Założenie szybkiej zmiany wyboru trybu sterowania rozwiązano za pomocą przełącznika który "bocznikuje" regulator PID i falownik odczytuje zadaną prędkość ustawioną za pomocą potencjometru lub zadajnika. Możliwości konfiguracji wejść cyfrowych, pozwalają na zaprogramowanie ich dowolnej funkcjonalności.

Zarządzanie grupą falowników przez panel dotykowy

Bardzo ciekawym rozwiązaniem wspomagającym sterowanie i parametryzację większej ilości falowników jest zastosowanie panela dotykowego firmy LSiS. Innowacyjność tego rozwiązania polega na zarządzanie napędami bez dodatkowego sterownika. W przykładowej aplikacji wykorzystaliśmy kolorowy, dotykowy panel serii XP40-TTA/DC o przekątnej 7 cali w połączeniu z popularnymi falownikami LS.
Połączenie sieciowe budujemy za pomocą protokołu Modbus lub LSBus w typowej konfiguracji i z wyborem standardowych prędkości. Poszczególne strony panela odpowiadające za falowniki które chcemy obsługiwać, tworzymy w bezpłatnym oprogramowaniu XP-Builder.
Zyskujemy przez to graficzne przedstawienie stanu pracy falowników i pełen dostęp do zasobów falownika w sieci Modbus/LSBus. Możemy swobodnie programować dostęp do parametrów przeznaczonych dla obsługi urządzenia czy maszyny (np. częstotliwość wyjściowa) oraz zabezpieczone hasłem pozostałe parametry falownika do których dostęp będzie miała tylko służba techniczna UR.
Wykorzystując panel operatorski do zarządzania większą ilością falowników zyskujemy przede wszystkim na czasie dostępu do zasobów falowników, zgrupowania alarmów i zdarzeń na jednym specjalnym w tym celu zaprogramowanym ekranie oraz wizualizację systemu napędowego. Falowniki firmy LS pozwalają na odczyt i zapis parametrów które są zgrupowane w adresowalnych rejestrach Modbus, adresy te można znaleźć w instrukcjach obsługi falowników. Intuicyjny program XP-Builder pozwala na szybkie zaprogramowanie ekranów falowników, przykładowa aplikacja dla falowników iG5A została utworzona i zaprogramowana w niespełna 20 minut.

Falowniki w aplikacjach dźwigowych

W odpowiedzialnych napędach dźwigowych, górniczych maszynach wyciągowych czy suwnicach, stosuję zazwyczaj bezkonkurencyjne falowniki ABB wykorzystujące technikę sterowania DTC (Direct Torque Control) Bezpośrednie Sterowanie Momentem.
Sterowanie DTC to zaawansowana technologia sterowania silnikiem zapewniająca bardzo dokładną dynamiczną i statyczną regulację prędkości i momentu obrotowego, nawet bez wykorzystania interfejsu sprzężenia zwrotnego. Idealnym przykładem falownika który znakomicie spisuje się w aplikacjach dźwigowych jest falownik ACS850 w którym (w dużym skrócie) sterowanie odbywa się na podstawie pomiarów natężenia prądu dwóch faz oraz napięcia obwodu pośredniego. Pomiar natężenia prądu trzeciej fazy jest wykorzystywany w celu zabezpieczenia przed zwarciem doziemnym. Perfekcyjna kontrola momentu obrotowego przy niskich częstotliwościach jest szczególnie korzystna przy napędach dźwigowych. Falowniki te są przyjazne w programowaniu i co najważniejsze bardzo niezawodne w działaniu. Jakby się tu nie rozpisywać każdy kto choć raz miał do czynienia z serią ACS150, ACS 310 czy ACS550 wie o czym piszę...
Szereg modułów rozszerzających możliwości falownika ACS850 oraz zastosowanie specjalistycznych interfejsów enkoderów (inkrementalne, absolutne, resolwery etc...) czy modułów komunikacyjnych, daje nam olbrzymie możliwości konfiguracyjne w zależności od naszych potrzeb aplikacyjnych.
Oczywiście w falownikach tych nie może oczywiście zabraknąć funkcji Safe Torque Off (bezpiecznego wyłączenia momentu. Funkcja Safe Torque Off wyłącza napięcie sterowania tranzystorów IGBT układu zasilania sekcji wyjściowej przemiennika, uniemożliwiając wytworzenie przez falownik, napięcia niezbędnego do wprawienia silnika w ruch. Po aktywowaniu tej funkcji, można wykonywać na urządzeniu pewne krótkotrwałe czynności (jak czyszczenie) lub prace konserwacyjne niezwiązane z częściami elektrycznymi bez odłączania dopływu napięcia zasilania do napędu.
pozdrawiam Przemek ;)

Falownik a może softstart ?

Spotykam się często ze złym doborem systemu sterowania silnikiem w szczególności w trudnych i ciężkich napędach. Czasami tam gdzie zastosowano układ rozruchowy z falownikiem całkowicie wystarcza tańsze rozwiązanie z zastosowaniem softstartu.
Dobór softstartu nie jest łatwy a jego zaprogramowanie wymaga wiedzy nie tylko na temat silnika ale musimy objąć w projekcie cały system elektryczno-mechaniczny aplikacji. Parametry silnika, takie jak prąd nominalny i napięcie pracy, są podstawowymi danymi uwzględnianymi w trakcie doboru softstartu. Parametry silnika można odnaleźć w danych katalogowych, bądź odczytać z tabliczki znamionowej umieszczonej na obudowie silnika. Następnym krokiem jest określenie z jaką aplikacją będziemy mieli do czynienia. Typowe urządzenia napędzane przez silniki elektryczne można podzielić z uwagi na przebieg momentu obciążenia w funkcji prędkości.

• Wentylatory i pompy posiadają moment obciążenia proporcjonalny do kwadratu prędkości.
• Sprężarki tłokowe, młyny, kruszarki mają moment stały w funkcji prędkości. Rozruch tych urządzeń softstartem możliwy jest pod pewnymi warunkami np.: zawory obejściowe w sprężarkach tłokowych muszą być otwarte do chwili zakończenia rozruchu
• Wirówki, niektóre rodzaje wentylatorów (osiowe) charakteryzują się dużym momentem bezwładności. Silnik napędzający takie urządzenie będzie rozpędzał się powoli

Dodatkowo musimy uwzględnić kilka ważnych aspektów pracy: czas rozruchu i prąd rozruchu, cykliczność pracy urządzenia oraz miejsce instalacji i sposoby chłodzenia urządzeń rozruchowych. Sprawdzić należy maksymalną ilość rozruchów na godzinę dobieranego softstartu i porównać to z ilością rzeczywistą rozruchów sterowanego urządzenia (z odpowiednią poprawką na rozruchy w trybie awaryjnym). Od strony aplikacyjnej zwróćmy uwagę na: ilość wejść cyfrowych, ilość wyjść przekaźnikowych, interfejs komunikacyjny (jeśli jest wymagany) oraz metodę układu obejściowego softstartu (wbudowany lub zewnętrzny bypass).
Ze względu na to że w chwili obecnej opracowuję artykuł opisujący szerzej aspekty doboru i programowania softstartów, zapraszam na stronę Akademia Falowników.
pozdrawiam Przemek