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 !

Zamiana sygnału prądowego 4...20mA na sygnał napięciowy

Czasami spotykam się (w starszych modelach falowników) z "konfliktem" połączenia różnego rodzaju przetworników np. ciśnienia, z wyjściem analogowym 0(4)...20mA i wejściem analogowym w falowniku w standardzie napięciowym (0...10V).
Prostym i dość niezawodnym rozwiązaniem tego problemu jest zastosowanie rezystora 510 Ohm co pozwoli nam przetworzyć sygnał prądowy na napięciowy.
Uzyskamy to mierząc spadek napięcia na rezystorze 510Ω, będącym obciążeniem przetwornika. Spadek napięcia jest proporcjonalny do wielkości przepływającego prądu w przybliżonej zależności: 1mA = ~ 0.5V. W obliczeniach bardziej precyzyjnych należy uwzględnić rezystancję wewnętrzną wejścia analogowego falownika. Charakterystyczne punkty przetwarzania to:
1mA ~ 0,5V
4mA ~ 1,9V
10mA ~ 4,9V
20mA ~ 9,8V
W falownikach z programowalnym zakresem napięciowym można wybrać poziom 2...10V i w ten sposób uzyskać kontrolę utracenia minimalnego poziomu sygnału 2V, co pomoże nam w wykrywaniu uszkodzenia przetwornika lub utraceniu połączenia z nim, np. przy uszkodzeniu kabla zasilającego przetwornik. Musimy pamiętać przy tym że przełożenie prąd/napięcie w takim układzie jest przybliżone i zależne od rezystancji wewnętrznej wejścia analogowego w falowniku oraz jego rozdzielczości.
Pozdrawiam serdecznie, Przemek.

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.

Pompy głębinowe - układ falownikowy i bypass

Standardowy układ napędowy pompy głębinowej zbudowany jest w oparciu o jeden falownik i układ obejściowy (bypass) ze stycznikiem, softstartem lub z drugim falownikiem. Oczywiście nie każdego Inwestora stać na układ z dwoma falownikami, najczęściej wykorzystywane są układy ze stycznikiem.
Kilka dni temu projektowałem przeróbkę szafy napędowej w której kilka lat temu został zainstalowany falownik Lenze smd 22 kW a ze względu na strategiczne znaczenie pompowni (podłączenie kilku dodatkowych odbiorców) Inwestor zdecydował się na dodatkowy bypass z falownikiem.
Ponadto nowy falownik zaplanowaliśmy do obsługi pompy o większej wydajności a co za tym idzie większej mocy. Dobrałem (zgodnie z ostatnią obietnicą opisu) falownik firmy Delta Electronics 30 kW.

Opis układu

Obydwa falowniki są podłączone przez zabezpieczenia w postaci wyłączników silnikowych do zasilania podstawowego 400V (istnieje zabudowany również układ SZR z zasilaniem rezerwowym w postaci agregatu prądotwórczego o odpowiedniej wydajności). Do falowników doprowadzono instalację z przetworników ciśnienia z wyjściem 4...20 mA a a w falownikach uruchomione są regulatory: w smd PI a w falowniku Delta PID. Nastawy regulatorów pozwalają na utrzymywanie stałego ciśnienia w instalacji 5 Bar. Wyjścia silnikowe falowników połączone są przez układ styczników z blokadą mechaniczną i elektryczną do pompy głębinowej.
Układ prostej automatyki pozwala na:
- pracę z ręcznym wyborem falownika
- pracę automatyczną z przełączeniem na falownik obejściowy podczas awarii
- pracę automatyczną bez przełączenia automatycznego
Ponieważ przepompownia wyposażona jest w samodzielny system uzdatniania wody z cyklicznym czyszczeniem zbiorników, system ten w odpowiednim momencie przesyła sygnał czyszczenia do falownika i wymusza wyższą częstotliwość stałą przez co wspomaga i przyspiesza cykl czyszczenia. Taka praca falownika pozwala zaoszczędzić czas i zużycie energii elektrycznej. Po sprawdzeniu poprawności pracy falowniki podłączone zostały do komputera i odpowiednio zoptymalizowane pod kątem poprawnego utrzymywania ciśnienia z maksymalną oszczędnością.

Falowniki Delta są wykonane z dużą dbałością widoczną zarówno w wykończeniu mechanicznym jak i w wygodnym systemie programowania. Poszczególne parametry są pogrupowane w taki sposób że po krótkiej chwili możemy swobodnie się poruszać w menu falownika. Również oprogramowanie falownika nie przysparza problemów i jest bardzo intuicyjne, jedyna wadą jest interfejs RS485 w postaci "małej" wtyczki RJ ale odpowiednia przelotka załatwia sprawę.
W przypadku chęci zakupu falownika Delta czy smd Lenze, polecam sklep internetowy z falownikami EL-HELU lub kontakt z p. Robertem telefon: 48 363 32 40, pomoże przy doborze jak i otrzymaniu dobrej ceny na falownik.

Pozdrawiam jak zwykle serdecznie Przemek

Falowniki ABB ACS 310 w aplikacjach pompowych

W trakcie opracowywania standardu szaf napędowych do sterowania pompami głębinowymi, postanowiliśmy zastosować w nich falowniki ACS 310 firmy ABB. Był to bardzo trafny wybór pod wieloma względami, między innymi falowniki te mają bardzo duże możliwości przy stosunkowo niskiej cenie co ma bezpośredni wpływ dla odbiorcy końcowego. Falownik ten jak zresztą i inne falowniki firmy ABB mają gotowe makra do wykorzystania w zależności od aplikacji które chcemy zastosować, między innymi: makro PID, makro PFC oraz makro SPFC, to makra które nas interesują. Poniżej zamieszczam opis tych makr, polecam przy tym do zapoznania się z instrukcją falownika ACS 310, znajdują się tam opisy pozostałych makr.

• Makro PID: Regulacja procesowa np. różne systemy regulacji działające w  pętli zamkniętej takie jak regulacja ciśnienia, poziomu, czy przepływu. Istnieje możliwość przełączania między regulacją procesową a regulacją prędkościową  część przyłączy sygnałów sterujących jest
  zarezerwowanych dla regulacji procesowej, pozostała część jest przypisana dla regulacji prędkościowej.  Pojedynczym wejściem cyfrowym dokonywany jest wybór między regulacją procesową a regulacją prędkościową.
• Makro PFC: Aplikacje do prędkościowej regulacji pompy głównej  i przemiennego załączania/wyłączania pomp pomocniczych, np. w stacjach pomp utrzymujących odpowiednie ciśnienie w sieci wodociągowej. Ciśnienie w sieci jest regulowane przez zmianĊ prędkości pracy pompy zgodnie z sygnałem odbieranym z przetwornika ciśnienia oraz, w razie potrzeby,
  przez załączanie dodatkowych pomp pomocniczych zasilanych bezpośrednio z sieci.
• Makro SPFC: Aplikacje do "miękkiego" sterowania PFC, gdzie są pożądane niższe poziomy ciśnienia w sieci w momencie uruchamiania silnika następnej pompy pomocniczej.

W małych systemach pompowania wody ze studni głębinowej, wystarczające jest zastosowanie makra PID, po podłączeniu przetwornika ciśnienia, aplikacja jest gotowa do pracy, wystarczy tylko określić ciśnienie jakie ma być utrzymywane w sieci wodociągowej. Wykorzystanie "gotowego" makra nie pozbawia nas do dostosowywania go do naszych potrzeb, w każdej chwili możemy wprowadzić własne zmiany parametrów tak aby aplikacja była wszechstronna oraz spełniała oczekiwania użytkownika. W ten sposób możemy bardziej oszczędzać energię, uruchamiać funkcję "uśpienia" falownika i wiele, wiele innych.
Olbrzymią zaletą tych napędów jest ich cena, falowniki ACS 310, można zakupić w sklepie EL-HELU, autoryzowanego partnera handlowego firmy ABB. Kupując ten falownik nie wydamy wiele więcej pieniędzy niż za falowniki koreańskie a będziemy się cieszyć jego długotrwałą i bezawaryjną pracą.