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 !

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 !

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

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 !

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

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.

PowerXL DC1 falowniki do silników jednofazowych - zmiana kierunku obrotów

W przypadku stosowania silników jednofazowych nie mamy nadmiaru możliwości zastosowania falowników wielu firm. Kilkanaście miesięcy temu pisałem już o falownikach firmy Invertek Drives a teraz do grona oferentów dołączyła firma Eaton z napędami PowerXL DC1. Jest to rodzina falowników ze sterowaniem skalarnych z zasilaniem jednofazowym 230V dla silników połączonych w trójkąt, z zasilaniem 400V do silników standardowych oraz do zasilania silników jednofazowych.
Jeśli zmiana obrotów w falowniku dla silników trójfazowych nie stanowi żadnego problemu o tyle w falownikach do silników jednofazowych ten problem jest o tyle istotny że musimy realizować tę funkcję poza falownikiem. Na rysunku przedstawiam schemat aplikacyjny falownika PowerXL DC1 dla silnika jednofazowego oraz sposób podłączenia kondensatora i uzwojenia rozruchowego. Jak widać w sumie jest to dość proste ale wymaga przełączenia połączeń uzwojenia rozruchowego i kondensatora tak aby móc zmieniać kierunek obrotów. To przełączanie najlepiej zrealizować za pomocą styczników i to w taki sposób aby najpierw zatrzymany falownik, następnie odłączone zostają zaciski U i V od silnika co umożliwi przełączenie uzwojenia i kondensatora. Po przełączeniu można zamknąć obwód silnika do zacisków U i V falownika a dalej można uruchomić falownik (RUN). Schemat połączeń należy realizować z uwzględnieniem blokad styczników tak aby zapobiec połączeniom zabronionym które mogą powodować zwarcia lub uszkodzenie falownika.
Ważne również jest abyśmy za bardzo nie fascynowali się falownikami do silników jednofazowych, można je stosować wszędzie tam gdzie nie ma zbytniego zapotrzebowania na moment rozruchowy, doskonałymi przykładami są: pompy, wentylatory czy małe transportery. Inaczej mówiąc "jak nie ma innego wyjścia" ;)
Pozdrawiam, Przemek

Oszczędność energii przy zastosowaniu falowników

Wszyscy od jakiegoś czasu zmienili podejście do wydatków związanych z energią elektryczną. Zastosowanie falowników szczególnie przy sterowaniu silnikami które pracują w sposób długotrwały np. pompy czy wentylatory bytowe, pozwala na znaczne oszczędności energii elektrycznej przy zmianie prędkości obrotowej silników elektrycznych.
Pomocnym narzędziem dla osób niewtajemniczonych na pewno będzie Kalkulator oszczędności energii z falownikiem, narzędzie to jest udostępnione on-line na stronie Akademii Falowników oraz www.falowniki.com (dział narzędzia on-line). Kalkulator po wypełnieniu formularza, w prosty sposób oblicza oszczędności energii oraz czas w jakim zwróci się inwestycja w instalację z falownikiem. Oczywiście do wyników należy podchodzić z pewną rezerwą ze względu na specyfikę obiektów zasilanych oraz rodzaj pracy z usypianiem pompy czy zwiększeniem zapotrzebowania na medium które podajemy... Generalnie dosyć wysoka "sprawdzalność" metodyki obliczeń podparta fizycznie zrealizowanymi aplikacjami pozwala na duże prawdopodobieństwo wyników a co za tym idzie można to narzędzie spokojnie polecić do wstępnej kalkulacji kosztów inwestycji.
pozdrawiam serdecznie... Przemek ;)

Falowniki średniego napięcia VFD firmy LS

Falowniki MV VFD posiadają wbudowany bezczujnikowy algorytm sterowania wektorowego, algorytm ten to nie tylko charakterystyka sterowania momentem, ale zdolność regulacji prędkości w stanach spowodowanych przez nagłą zmianę obciążenia. MV VFD generuje silny moment obrotowy przy niskim zakresie częstotliwości co klasyfikuje ten falownik jako napęd uniwersalny, zarówno do napędu maszyn jak i pomp i wentylatorów.Przyjazny dla użytkownika system monitorowania, wygoda i optymalne rozwiązanie dla szerokiego rozumianego przemysłu. W aplikacjach które wymagają wysokiego momentu obrotowego przy niskich obrotach, parametry elektryczne silnika powinny być właściwie ustawione dla optymalnego działania systemu napędowego.
W przypadku awarii podczas pracy falownika pojedynczej komórki, element jest pomijany (bypass) i neutralny punkt jest przesunięty. Ta funkcja może być obsługiwana automatycznie lub ustawiana ręcznie, przy czym moment rozruchowy jest stale utrzymywany, gdy komórka jest pominięta. Falowniki VFD posiadają zaawansowaną technikę regulacji napięcia. MV VFD utrzymuje wysoki współczynnik mocy przy standardowym silniku indukcyjnym w cały zakresie obrotów. (Powyżej 95%).
Falowniki MV VFD firmy LSiS, mają modułową budowę wielopoziomową, składającą się z transformatora wejściowego z dopasowywaniem napięcia zasilającego, kilkunastu elementów (cell) po 6 na fazę, oraz części sterująco-monitorującej. Każdy element wykorzystuje kontrolę PWM z rozproszonego systemu sterowania i posiada wbudowaną funkcję obejścia. Układ sterujący jest regulatorem zarządzania sterowaniem PWM, używa w tym celu komunikacji z każdym z 18 elementów falownika. Posiada przyjazny dla użytkownika system kontroli, sterowania i monitoringu. Falownik wyposażony jest rónież w swobodnie programowalny sterownik PLC z możliwością programowania przez użytkownika końcowego. Sterownik posiada wejścia i wyjścia cyfrowe jak również wyposażony jest w kanały wejść-wyjść analogowych w standardzie 0...10V lub 4...20mA.

Sterowanie wektorowe

Falowniki MV VFD posiadają wbudowany potężny algorytm bezczujnikowego sterowania wektorowego. Algorytm ten jest podstawą technologii VFD, dzięki temu osiągnięto znakomite charakterystyki sterowania momentem i zdolność precyzyjnej kontroli prędkości również w chwilach znacznych zmian obciążenia. MV VFD generuje wysoki moment obrotowy przy niskim zakresie obrotów. W aplikacjach które wymagają wysokiego momentu obrotowego przy niskich obrotach, parametry elektryczne silnika powinno być odpowiednio ustawione dla optymalnego działania falownika. Funkcja Auto Tuning automatycznie mierzy silnik i zapisuje parametry potrzebne do sterowania, np. rezystancję stojana, rezystancja wirnika, induktancja czy prąd jałowy.

Zapraszam do zapoznania się z szeroką ofertą falowników LG.

Falowniki - wektorowy tryb sterowania prędkością czy momentem ?

Układ sterujący falownikiem może realizować różne algorytmy pracy napędu. Algorytmy te należy wybierać na miarę potrzeb układu który napędzamy w taki sposób aby najbardziej efektywnie wykorzystać falownik. W niniejszym poście pominę tryb sterowania skalarnego, który nie jest zbytnio skomplikowany i najczęściej stosowany jest w prostych układach pompowo-wentylatorowych.
Tryb skalarny posiada szereg wad które dyskwalifikują falownik "skalarny" do bardziej zaawansowanych aplikacji napędowych o większych wymaganiach. Tu wkraczają falowniki ze sterowaniem wektorowym. Falownik wektorowy można użyć w aplikacjach sterowania silnikami (wymagana konfiguracja jeden falownik-silnik, bez możliwości pracy wielosilnikowej). Dobry falownik posiadać powinien minimum dwa tryby wektorowe:

• tryb wektorowy prędkości
• tryb wektorowy momentu

Tryb wektorowy prędkości

Tryb ten przeznaczony jest do aplikacji jednosilnikowych wymagających wysokiego momentu rozruchowego, szybkiej regulacji i reakcji na nagłe zapotrzebowanie na moment. W większości maszyn stosowany jest właśnie wektorowy tryb prędkości. Falownik pracuje z normalną regulacją oraz pełną kontrolą momentu obrotowego silnika. Proszę zwrócić uwagę że w trybie tym nie mówimy o regulacji częstotliwości a o regulacji i kontroli prędkości obrotowej silnika. Jest to bardzo często mylone! Dzięki kontroli momentu oraz możliwości wpływania na jego wartość, możliwe jest osiągnięcie wysokiej dynamiki, charakteryzującej się szybkimi reakcjami na zmiany wartości zadanej i porównania z aktualnym obciążeniem silnika a co za tym idzie odpowiedzią układu sterującego. W taki sposób mamy pełną kontrolę nad stanami i dynamiczną pracę.

Tryb wektorowy momentu

Tryb ten stosujemy do aplikacji jednosilnikowych wymagających sterowania wektorowego niezależnego od prędkości. Najczęściej tryb ten wykorzystujemy w układach nawijania lub przewijania np. blachy, papieru czy folii. W urządzeniach nawijających i odwijających istnieje potrzeba kontrolowania naprężenia materiału. Regulację momentu obrotowego i naprężenia nawijanego materiału umożliwia tryb sterowania momentem. Pamiętać przy tym należy że regulujemy moment a nie prędkość!

Tryb wektorowy wymaga większej ilości nastaw niż tryb skalarny, jednocześnie należy przeprowadzić manualny lub automatyczny bieg identyfikacyjny (autotuning) zespołu falownik-silnik. Jest to niezbędne w celu perfekcyjnego dopasowania silnika i falownika.
Doskonałym przykładem urządzenia które posiada wszystkie funkcje sterowania jest falownik SMV Lenze. Falownik ten posiada niżej wymienione tryby sterowania:

stały V/Hz	stały moment do większości lekkich aplikacji napędowych
zmienny V/Hz	do aplikacji pomopowo-wentylatorowych
wzmocniony stały V/Hz	tryb wzmocniony do zastosowań ogólnych
wzmocniony zmienny V/Hz	do aplikacji wielosilnikowych
wektorowy prędkości	aplikacje jednosilnikowe maszynowe
wektorowy momentu	aplikacje nawijania, przewijania etc.

Dzięki wielu możliwością sterowania falownik ten jest uniwersalnym napędem który możemy stosować w wielu aplikacjach napędowych, zarówno w prostym sterowaniu skalarnym jak i wymagających układach z zapotrzebowaniem na duży moment i szybką reakcję na zmiany obciążenia.
Falowniki Lenze można kupić w dobrej cenie w sklepie internetowym, który z czystym sumieniem polecam.
Pozdrawiam serdecznie, Przemek.

Falowniki w technice zdecentralizowanej

Zdecentralizowana falownikowa technika napędowa nie jest zbyt popularna u polskich producentów linii technologicznych. W dalszym ciągu stosowany jest zazwyczaj, klasyczny sposób sterowania silnikami za pomocą falowników umieszczonych w szafie napędowej. Jakie korzyści przynosi stosowanie falowników montowanych bezpośrednio na silniku lub w jego pobliżu, postaram się przedstawić poniżej.
Rozróżnić należy dwa sposoby montażu falowników techniki zdecentralizowanej: falowniki montowane bezpośrednio na silnik oraz falowniki do montażu przy silniku. Pierwsze rozwiązanie zmusza nas do stosowania silników dostosowanych do falowników drugie pozwala na dowolność wyboru silnika do projektowanej aplikacji.
Każde z tych rozwiązań ma swoje wady i zalety, wybór oczywiście zależy od nas. Najmniej komplikacji sprawia zespół falownik-silnik, jedną z głównych zalet tego rozwiązania jest brak kabla silnikowego z zaciski falownika połączone są mechanicznie bezpośrednio z zaciskami silnika - pozwala to na zmniejszenie czasu montażu połączeń elektrycznych.

Sposoby sterowania

Podstawowe sposoby sterowania za pomocą wejść cyfrowych i analogowych są oczywiście dostępne w tego rodzaju falownikach ale pełne wykorzystanie techniki zdecentralizowanej to połączenia sieci przemysłowych, zazwyczaj są to popularne standardy: CANopen , EtherCAT , PROFIBUS , PROFINET, AS-Interface. W swoich aplikacjach osobiście preferujemy sieć CANopen co jest związane ze sterownikami PLC jakie wykorzystujemy a prostota i wielostopniowa diagnostyka pozwala nam na bezpieczną i bezawaryjną pracę systemu sterowania i napędów. Takimi napędami są np. falowniki Lenze, które wykorzystuje bardzo często w swoich projektach.
Zastosowanie sieci pozwala na pełne wykorzystanie falownika, sterowanie nim oraz diagnostykę, nowoczesne systemy sieciowe pozwalają na szybka transmisję i wymianę danych pomiędzy poszczególnymi uczestnikami sieci a sterowaniem nadrzędnym. W falownikach producentów którzy dbają o swoich Klientów, istnieje możliwość pełnej lub prawie pełnej parametryzacji jednostki napędowej poprzez sieć, oznacza to że nie musimy biegać od napędu do napędu z laptopem lub panelem serwisowym ale wygodnie siedząc przy komputerze zmieniamy dane w poszczególnych napędach.

Zalety

Zmniejszenie kosztów montażu, kosztów specjalizowanych kabli, gabarytów szafy napędowej (lub całkowity jej brak) to podstawowe zalety zastosowania falowników w technice zdecentralizowanej. W ten sposób, skomplikowaną strukturę maszyny, można również uczynić bardziej przejrzystą. Swoją sprawność i skuteczność te zdecentralizowane przemienniki częstotliwości udowadniają szczególnie w branży samochodowej, logistyce - systemach transportujących i magazynowych czy w drukarniach. Dzięki temu otrzymujemy napęd łatwy w rozruchu i technologii Plug (Plug and Drive) a modułowa konstrukcja składająca się z jednostki napędowej, jednostki łączności i modułu jednostki przyłączeniowej pozwala na zmniejszenie magazynowanych części zamiennych co redukuje koszty logistyczne i utrzymania ruchu. Polecam tego typu rozwiązania a w przypadku problemów proszę o kontakt ze sklepem z falownikami, koledzy na pewno pomogą dobrać cały system.

Pozdrawiam, Przemek ;)

Sterowanie falownikiem przez sieć

Większość falowników produkowanych w ostatnich latach, posiada wbudowany interfejs sieciowy - zazwyczaj jest to łatwy w implementacji i prosty protokół Modbus. Osobiście za nim nie przepadam i uważam go za zbyt prosty i niezbyt przyjazny w obsłudze, ale jest to moja subiektywna opinia i tak czy siak muszę czasami pracować z tą siecią w projektowanych układach napędowych.
Sieć przemysłowa zapewnia nam dwukierunkową łączność pomiędzy sterowaniem nadrzędnym Master (np. przekaźnik programowalny lub sterownik PLC) i urządzeniami Slave, które "słuchają" się Mastera i wykonują jego polecenia. W niektórych typach falowników nie jest nam potrzebny zewnętrzny sterownik a rolę Mastera może przejąć wyznaczony do tego celu falownik który zarządza zasobami pozostałych napędów. W dużym skrócie, protokoły sieciowe oferują nam:

• odczyt zmiennych procesowych z falownika
• odczyt błędów i stanów alarmowych
• sterowanie falownikiem
• zmiana nastaw falownika

Stosując w naszym sterowaniu protokół sieciowy, za pomocą dwużyłowego przewodu mamy dostęp do większości zasobów programowych falownika. Przy rozległych systemach sterowania i/lub zastosowaniu wielu napędów falownikowych jest to funkcjonalność wielce wygodna i umożliwia szybką parametryzację i diagnostykę urządzeń. Jednakże nie należy do końca zachłystywać się możliwością uruchamiania czy zmiany kierunku obrotów silnika przez sieć bez odpowiedniego zabezpieczenia się. Najczęstszym błędem przy wykorzystywaniu sieci jest brak odpowiedniej procedury pozwolenia na start falownika. Mimo że mamy możliwość podania polecenia START (RUN) falownika, samo zezwolenie powinno być "podparte" stykiem który podłączony jest do wejścia cyfrowego falownika. W dobrych napędach jest to dedykowane wejście zezwolenia na pracę (ENABLE) lub wejście cyfrowe z możliwością zaprogramowania takiej funkcji. W nowszych modelach mamy (a przynajmniej powinniśmy mieć) zaciski bezpiecznego zatrzymania momentu (STO). Na rysunku obok jest przedstawiony uproszczony schemat zasady działania STO wbudowanego w falownik ACS355 firmy ABB. Takie zabezpieczenie i system sterowania w oparciu o sieć przemysłową pozwala na poprawną i bezpieczną pracę układu napędowego bez możliwości przypadkowego rozruchu lub samorozruchu.
Pozdrawiam Waldek.

Falowniki do wentylatorów

Układy wentylacji i klimatyzacji bytowej lub przemysłowej to najpopularniejsza dziedzina w której wykorzystuje się falowniki. Charakterystyka sterowania zmiennomomentowego jest bardzo ekonomiczna, polega na dostarczeniu do silnika minimalnie wymaganej energii nie powodując przy tym obniżenia się częstotliwości wyjściowej poniżej wartości zadanej.
Doboru wentylatorów powinien wykonać specjalista który precyzyjnie wyliczy według założeń i naszego zapotrzebowania stosowny model. Można również (przy wentylatorach standardowych) oprzeć się o karty katalogowe ogólnie udostępniane przez producentów. Z własnego doświadczenia wiem że większość sprzedawców wentylatorów orientuje się tylko w podstawowych modelach tak że odradzam opieranie się na ich wskazówkach w przypadku nietypowych układów lub doboru zespołu wentylatorów.
Niezwykle ważnym aspektem jest również niezawodność mechaniczna wentylatora, silnika elektrycznego jak i samego falownika, dlatego też aplikacja wentylatorowa powinna być przemyślana i w przypadku ważnych wentylatorów zabezpieczona układem obejściowym (bypass).

wydajność	V [m3/s]
przyrost ciśnienia	Δ [Pa]
gęstość czynnika	ρ [kg/m]
maksymalna temperatura czynnika	Tmax [°C]
zapylenie czynnika	p [g/m]
dopuszczalny hałas	L [dBA]
rodzaj regulacji	...

Kryteria doboru wentylatorów (wymagania ogólne) są przedstawione w tabelce. Falownik do wentylatorów należy dobierać według prądu silnika, jest to najistotniejsze kryterium jakiego powinniśmy przestrzegać. Pozostałe istotne i interesujące nas zasoby falownika to: ilość wejść i wyjść cyfrowych, ilość i rodzaj wejść analogowych, ilość wyjść cyfrowych i przekaźnikowych oraz możliwości połączeń sieciowych.
W zależności od sposobu sterowania falownikiem możemy potrzebować większą ilość wejść cyfrowych. W podstawowym prostym systemie wykorzystujemy minimalną ich ilość. Doskonałym przykładem falownika do wentylatorów jest napęd serii iC5 firmy LSiS (LG). Wbudowany filtr przeciwzakłóceniowy sprawia, że falownik ten jest bardzo tanim i prostym rozwiązaniem regulacji prędkości obrotowej silników wentylatorów. Jeżeli budujemy system bardziej rozbudowany lecz nie chcemy lub nie możemy stosować bardziej zaawansowanych systemów sterowania np. PLC, proponuję projektowanie tego typu aplikacji w oparciu o falowniki ABB - serii ACS 150 lub ACS 310. Falowniki te są dedykowane dla aplikacji zmienno-momentowych. W niewielkiej obudowie kryje się cały zestaw cech programowych wykorzystywanych w aplikacjach pompowych i wentylatorowych takich jak optymalizacja energii, regulatory PID i funkcja PFC ("Pump and Fan Control") do sterowania pomp pracujących równolegle. Dzięki temu regulację parametrów pracy całego układu napędowego można uzależnić od ciśnienia, przepływu lub innych zmiennych procesowych.
Pozdrawiam serdecznie - Przemek