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 !

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

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.

Falowniki z Allegro - odsłona trzecia

W ubiegłym tygodniu po raz nie wiem już który dotknął mnie problem sprzedaży falowników poprzez Allegro. Ponieważ człowiek który do mnie zatelefonował był niezwykle uprzejmy ale i bardzo zdesperowany, postanowiłem Mu pomóc. Falownik zakupił od "firmy" która reklamuje się jako dostawca falowników i być może tak jest, aczkolwiek urządzenia którymi handluje traktuje na równi z młotkami czy siekierami. Znajomość urządzeń ma w małym palcu i wie jak "podłonczyć" falownik do zasilania. Zdesperowany i niezbyt szczęśliwy nabywca falownika, opowiedział mi jak to sprzedający zapewnił go że falownik jest już skonfigurowany do pracy wektorowej przy nawijaniu folii i jest to "cud techniki" który po włożeniu "wtyczki" będzie działał.
Podobne bzdury słyszałem już wielokrotnie więc zbytniego wrażenia na mnie nie zrobiły, oczywiście jak się okazało napędu nikt nawet nie rozpakował nie mówiąc o jakimkolwiek programowaniu. Wyjaśniłem człowiekowi że falowniki nie są jeszcze programowane telepatycznie, poprosiłem o przygotowanie i podłączenie falownika do silnika z którym miał współpracować i poprowadziłem "za rękę" aż do momentu pierwszego uruchomienia do pracy.
Zdesperowany telefonujący, serdecznie podziękował i obiecał odwdzięczyć się..:) Zobaczymy... ale nie w tym rzecz. Postanowiłem poczytać o sprzedającym niby-aukcyjnie falowniki, jak się okazało ma On stron kilka w necie.. i nieźle się obśmiałem czytając to co tam ktoś spłodził. Stwierdziłem również co najmniej kilka mniej czy więcej wiernych kopii z falowniki.com a i z naszego bloga.. Małpuje, kopiuje ten niby-ekspert...
Napiszę wprost.. chłopie handluj falownikami ale błagam nie staraj się wejść w rolę eksperta, ja mimo i wiedzy wieloletniej i szkół odpowiednich pokończonych nie jawię się jako ekspert bo wiedzę zdobywa się przez całe życie i uczyć się trzeba też całe życie !
A i jeszcze jedno, falowniki to nie kartofle żeby sprzedawać je na aukcjach udając że to są aukcje ! Ceny jakie proponujesz są śmiesznie niskie bo zapewniasz tylko towar nie dając nic co dają firmy profesjonalnie zajmujące się systemami napędowymi. Całe szczęście że coraz więcej ludzi przekonuje się że kupując tanio tak naprawdę tracą ! Bardzo dziwię się że firmy-importerzy pozwalają na tak niskie traktowanie Ich urządzeń, ja bym się po prostu wstydził !
Pozdrawiam, Przemek !

Wymiana starych falowników i Modbus

Coraz częściej mam do czynienia z dokonaniem wymiany uszkodzonych falowników, przy sterowaniu binarnym nie ma większego problemu. Po porównaniu zasobów fizycznych, programowych falownika i sporządzeniu dokumentacji elektrycznej z wrysowaniem zacisków starego i nowego falownika - można przystąpić do takiej wymiany. Gabaryty nowoczesnych falowników zazwyczaj są mniejsze więc nie musimy szukać miejsca w szafie sterowniczej. Gorzej jest, jeśli w urządzeniu był wykorzystywany protokół sieciowy. Taki przypadek miałem ostatnio w jednej z firm w Rzeszowie, uszkodzony falownik sterowany był przez sieć Modbus i mimo że znane były adresy poszczególnych funkcji to nie mieliśmy możliwości ich zmiany jako że nikt ww firmie nie miał kodu źródłowego do nadrzędnego sterownika PLC.
Nie pozostało nic innego jak zainstalować nowy falownik, w tym przypadku wybrany został falownik ACS550 firmy ABB o mocy 45 kW i z przeznaczeniem do pracy ciężkiej.

Przy tej okazji dostosowaliśmy układ sterowania maszyny do przepisów Dyrektywy Maszynowej i zwiększyć bezpieczeństwo pracy. Zainstalowano nowoczesne przekaźniki bezpieczeństwa wraz z nową instalacją połączeń - wyłączników bezpieczeństwa i wyłączników krańcowych.
Pozostała do zrealizowania funkcja sterowania falownikiem w sieci Modbus, zaprojektowany przez nas "translator" zapewnił odbiór - zamianę oraz wysyłanie "przetłumaczonych" ramek ze sterownika PLC do falownika i na odwrót. Wcześniej taką funkcję spełnić miał mały sterownik PLC, po kalkulacji kosztów okazało się że "translator" jest tańszym rozwiązaniem. Nasze urządzenie ma możliwość zamianę do 64 podwójnych rejestrów i może znajdować zastosowanie wszędzie tam gdzie nie mamy dostępu do zmiany adresowania. Po przetestowaniu zarówno napędu jak i komunikacji, przystąpiliśmy do rozruchu maszyny. Oczywiście na początek testy przy niewielkich obrotach i sprawdzeniu utrzymywania momentu aż do prędkości maksymalnej procesowej przewidzianej przez producenta maszyny. Po dokonaniu niewielkich korekt w ustawieniach falownika, nadzorowaliśmy pracę urządzenia kontrolując ACS550 za pomocą dedykowanego oprogramowania. Maszyna pracuje w cyklu dwuzmianowym 7 dni w tygodniu i od ponad miesiąca sprawuje się bez zarzutu.
Falowniki ACS550 jak i inne, polecam w sklepie z falownikami EL-HELU.
Pozdrawiam Przemek