Proste sposoby zadawania częstotliwości w falownikach

Kilkanaście postów wstecz pisałem na temat wejść analogowych w falownikach, ze względu na pytania dotyczące falowników z wbudowanym potencjometrem kreślę słów kilka na ten temat w sposób bardziej praktyczny.
Generalnie rzecz biorąc potencjometr wbudowany w falownik nie powinien być używany do roboczej regulacji częstotliwości falownika!
Żywot takiego potencjometru jest dość krótki (przy częstej regulacji) i co ważniejsze operator nie może mieć dostępu do falownika. Po co zatem producenci (na szczęście coraz rzadziej) umieszczają potencjometr ? Można go używać jako element do zadawania częstotliwości w trybie serwisowym lub jako regulacja punktu odniesienia dla regulatora wewnętrznego PID. Dlatego też w prostych systemach sterowania należy używać chociażby potencjometru zewnętrznego.
W prezentowanych przykładach posłużymy się popularnym falownikiem iG5A firmy LSiS.
Zastosowanie nawet zwykłego potencjometru którego koszt nie przekracza kilku złotych, zwiększa bezawaryjną pracę falownika, liczyć się w takim przypadku musimy w zależności od jakości potencjometru i częstotliwości jego wykorzystania - będziemy musieli wymieniać go co jakiś czas.
Potencjometr zewnętrzny
Na górnym rysunku przedstawiamy najprostsze połączenie potencjometru z wykorzystaniem źródła napięciowego 10V (zacisk VR falownika). Suwak potencjometru łączymy z wejściem analogowym napięciowym (zacisk V1) a drugi skrajny koniec potencjometru łączymy z zaciskiem CM falownika. W ten sposób uzyskamy najtańszy sposób zadawania częstotliwości a co za tym idzie sterowanie prędkością obrotową silnika.
Zadawanie zewnętrzne 0...10V
Rysunek środkowy pokazuje połączenie zdalnego zadajnika, czujnika (np. ciśnienia) lub sterownika PLC z wyjściem analogowym napięciowym do falownika. Ważne w tym sposobie podłączenia jest aby pamiętać o połączeniu napięcia odniesienia (minus zasilacza) elementu zewnętrznego do zacisku CM falownika.
Zadawanie zewnętrzne 0...20 mA bez zasilacza zewnętrznego
W przypadku stosowania np. czujnika ciśnienia, możemy w prosty a co ważne tani sposób rozwiązać zasilanie takiego układu. Plus czujnika ciśnienia podłączamy do zacisku VR falownika (+10V) a minus przetwornika do prądowego wejścia analogowego w falowniku. W nie rozbudowanych aplikacjach pozwala to na zmniejszenie kosztów (brak dodatkowego zasilacza) i upraszcza schemat połączeń. W każdym przedstawionym powyżej przypadku, konieczne jest stosowanie ekranowanych przewodów połączeniowych !
Falowniki iG5A LG (LSiS) kupicie w polecanym sklepie on-line, nie ponosząc kosztów dostawy, w sklepie można nabyć równierz potencjometry i zadajniki analogowe oraz inny osprzęt do systemów napędowych.
Pozdrawiam, Przemek.

Falownik i zasilanie z agregatu

Często dostajemy zapytanie dotyczące pracy falownika zasilanego z agregatu, ponieważ problematyka ta nie jest opisywana przez producentów falowników postanowiłem przekazać swoje doświadczenia jakie posiadamy.
Podstawą przy uruchamianiu takich aplikacji napędowych jest dobór agregatu prądotwórczego, i tu pojawia się pierwszy problem. Zazwyczaj jest to niskiej jakości urządzenie, produkowane na dalekim wschodzie.;) Agregaty te posiadają lub nie systemy AVR (Automatic Voltage Regulator) i nie stanowi to większego problemu dla nas najgorszą wadą jaką posiadają to szereg harmonicznych o istnieniu których zazwyczaj nie mamy pojęcia. Oczywiście ideałem byłoby zainstalowanie agregatu który ma minimalną ilość zakłóceń ale te jak wiadomo są drogie a i co do rzeczywistych parametrów (w zależności od producenta czy miejsca instalacji) trochę im daleko.
Co zatem powinniśmy zrobić ?
Musimy dobrać falownik który posiada wbudowany dławik sieciowy lub dobrać taki dławik ze zdolnością przenoszenia prądu jaki jest wymagany dla danego modelu. Sprawdzić to możemy w dokumentacji falownika. Przy okazji doboru falownika muszę rozczarować co niektórych kolegów iż nie wszystkie typy falowników będą poprawnie pracowały ! Szczególnie najniższa półka cenowa sprawuje się beznadziejnie lub nie uruchomimy ich w ogóle...
Najlepszą metodą doboru jest praktyczne połączenie agregatu z falownikiem z zachowaniem wszystkich elementów które powinny być podłączone i uruchomienie - zarówno agregatu jak i obciążenia (silnika). Próby powinny być przeprowadzane w warunkach zgodnych (lub przybliżonych) z tymi w jakich napęd będzie pracował. Oczywiście chodzi tu o wydajność prądową agregatu, falownika itd...
Z doświadczenia dodam że kable zasilające jak i silnikowe powinny być ekranowane, dzięki temu unikniemy oddziaływania wzajemnych zakłóceń generowanych przez agregat jak i falownik.
Polecam jak zwykle sklep z falownikami.
Pozdrawiam
Przemek

Falowniki łączenie ekranów kabli sygnałowych

Często popełnianym błędem zarówno przy projektowaniu jak i montażu szafy napędowej czy podłączaniu kabli jest nieprawidłowe prowadzenie kabli sygnalizacyjnych oraz łączenie ich ekranów.
Musimy zdawać sobie sprawę że mamy do czynienia ze stroną "brudną" która wprowadza zakłócenia oraz ze stroną "czystą" do której nie możemy wprowadzać zakłóceń. Strona brudna powinna być zamknięta w obudowie metalowej (szafa) i zawiera: falownik, dławik sieciowy, filtr przeciw zakłóceniowy i ewentualnie: czoper, rezystor hamowania, dławiki i/lub filtry silnikowe.
Tak zbudowany układ napędowy możemy porównać do klatki Faradaya i im bardziej zapewnimy jej szczelność tym mniej będziemy mieli problemów z zakłóceniami jakie generują falowniki i ich osprzęt. Prawidłowa zawartość szafy z falownikiem zależy od zastosowanego napędu (wbudowane filtry czy dławiki sieciowe).
Do tak zbudowanej szafie musimy jednak wprowadzić kable zasilające, silnikowe i sterownicze.
Wszystkie kable i przewody powinny być ekranowane i zgodne z wytycznymi EMC (żyły skręcane, parowane). W celu wprowadzenia kabli niestety musimy klatkę Faradaya rozszczelnić... na szczęście mamy całą gamę dławików i przepustów kablowych które ją uszczelnią i nie pozwolą na emisję zakłóceń. Łączenie i wprowadzanie kabli silnoprądowych (zasilanie i kable silnikowe) zostawię do opisania w przyszłości a poniżej opiszę jak prowadzić kable sterownicze i sygnałowe.
Wprowadzanie-wyprowadzanie kabli do szafy napędowej
Ekrany kabli silnikowych powinny mieć dookólny (360 stopni) kontakt z przepustami (dławikami) kablowymi w szafie. Uziemianie w.cz powinno być wykonane wszędzie tam gdzie kable są wyprowadzane lub wprowadzane do szafy napędowej. Można wykorzystywać również specjalne przepusty wielokablowe z dociskiem z gumy przewodzącej, pamiętać przy tym należy że przepusty te nie mogą być obciążane mechanicznie i przy wprowadzaniu grubszych kabli, należy je wzmocnić np. uchwytem lub wspornikiem.
Prowadzenie kabli sterowniczych
Ekranowane przewody sygnałowe i sterownicze, powinny być prowadzone jak najdalej od kabli zasilających i silnikowych. Część przewodów pozbawiona ekranu powinna być jak najkrótsza i skręcona parami a uziemianie ekranu krótkim odcinkiem do zacisku PE lub specjalnych zacisków uziemiających. Izolacja zewnętrzna kabla powinna być zdejmowana tylko na odcinku przepustu kablowego. Płyta montażowa falownika odgrywa rolę centralnego punktu dla wspólnego uziemienia i podłączenia ekranu w maszynie albo urządzeniu.
Uziemianie i łączenie ekranów
Ekrany kabli sterowniczych (sygnalizacyjnych) łączymy po obu stronach w taki sposób aby odsłonięte żyły były jak najkrótsze.
Ekrany przewodów sygnałowych (sygnały analogowe), zawsze uziemiamy przy najbardziej zakłócanym końcu.

W tym tygodniu polecam Falowniki LG z bezpłatną dostawą ze sklepu internetowego w którym sie zaopatruje.
pozdrawiam
Przemek

Falowniki w technice teatralnej

W większości przypadków falowniki kojarzą nam się w zastosowaniach przemysłowych lub z przepompowniami wszelakiej maści mediów. Dziś przedstawię aplikację napędową zastosowaną w technice sceny - napęd sztankiet. W sumie do zaprojektowania mieliśmy 7 sztankiet technicznych oraz dwa mosty oświetleniowe.
W chwili zaproszenia nas do rozmów mających rozwiązać problem napędowy okazało się że mechanika napędu sztankiet jest już zrealizowana i zamontowana i jak to zwykle bywa są z ową mechaniką problemy... W tym konkretnym przypadku dobrane i zastosowane przekładnie nie są w wykonaniu samohamownym co niestety stwarza zagrożenie samo-opadania obciążonej sztankiety (np. przez sprzęt oświetleniowy). Do rozwiązania mieliśmy dwa problemy: dobór silników oraz realizacja systemu sterowania. Pierwszy problem został szybko usunięty przez zamówienie silników elektrycznych z fabrycznie zamontowanymi podwójnymi hamulcami elektromagnetycznymi.
Projekt wstępny został zrealizowany w oparciu o falowniki wektorowe smv oraz przekaźniki programowalne NEED firmy Relpol. Algorytm pracy falownika został połączony z algorytmem sterowania w taki sposób aby po zwolnieniu hamulca elektromagnetycznego falownik napędzał z określoną częstotliwością silnik napędu sztankiety a po otrzymaniu polecenia stop - silnik wyhamowywał - następnie przy częstotliwości 1 Hz falownik uruchamiał hamowanie prądem stałym a następnie wyłączone zostaje zasilanie hamulca elektromagnetycznego. Zastosowane falowniki wektorowe smv Lenze mają bardzo proste menu programowania i posiadają wszystkie, wymagane możliwości sterowania do projektowanego przez nas napędu. Wszystkie elementy stykowe związane ze zwalnianiem hamulca elektromagnetycznego zostały odpowiednio wyliczone i dobrane w taki sposób aby unikać "sklejenia" styków a w przypadku wystąpienia takiej awarii następuje natychmiastowe wyłączenie napięcia sterującego uaktywnionym hamulcem elektromagnetycznym. Całość systemu pracuje bezawaryjnie co daje nam satysfakcję z prawidłowego doboru falowników jak i wdrożonego projektu systemu sterowania i zabezpieczeń. W przyszłości postaram się opisać zastosowanie falowników w napędzie zapadni teatralnych i sceny obrotowej.

Pozdrawiam, życząc Szczęśliwego Nowego Roku !
Przemek

Falowniki w sieciach IT

Wśród wielu aplikacji napędowych jakie realizujemy znajdują się również szafy sterownicze z falownikami zasilanymi z sieci IT.
Specyfika sieci IT polega na tym że punkt neutralny transformatora jest izolowany a punkty PE połączone z uziemieniem ochronnym oddzielnie dla każdego odbiornika. Takie systemy zasilania występują między innymi w instalacjach o poziomie napięcia 500V w kopalniach, hutach i ogólnie w przemyśle ciężkim lecz również spotkamy się z tym systemem w zasilaniach obiektów medycznych.
Budując szafę napędową systemu IT musimy pamiętać o kilku podstawowych zasadach. Przede wszystkim należy wyeliminować tradycyjne filtry przez który zasilamy falownik, jeżeli filtr jest wbudowany w falowniku, zazwyczaj jest możliwość odłączenia go przez wykręcenie jednej lub kilku śrub połączeniowych przez które są podłączone kondensatory filtra do obudowy falownika (PE), niektóre modele posiadają zworę do PE lub specjalny przełącznik. We wszystkich przypadkach należy zapoznać się z instrukcją montażową falownika lub skontaktować się ze wsparciem technicznym producenta. Dlaczego należy odłączyć filtr ? Proponuję poczytać na temat sieci IT oraz budowy takich klasycznych filtrów które posiadają dość dużą upływność...
W przypadku potrzeby stosowania napięcia pomocniczego należy stosować transformatory separujące (na przykład 500V/230V) i w żadnym przypadku nie należy uziemiać uzwojenia wtórnego.
Jako dodatkowe zabezpieczenie należy stosować system lokalizacji doziemienia i monitorowanie stanu izolacji. Zadaniem systemu lokalizacji doziemień jest ciągłe monitorowanie rezystancji izolacji sieci a po wykryciu doziemienia automatyczna lokalizacja uszkodzonego odbiornika podczas normalnej pracy sieci. Tak zaprojektowany system zapewni nam bezawaryjną i bezpieczną pracę urządzeń sterowniczych i napędowych.

W sieci IT punkt neutralny transformatora izolowany, punkty PE połączone z uziemieniem ochronnym oddzielnie dla każdego odbiornika. Układ IT jest stosowany w przypadku występowania dużych wymagań dotyczących zarówno pewności zasilania jak i niezawodnej ochrony przeciwporażeniowej.
Znaczenie liter:
I - Odizolowanie wszystkich czynnych części od ziemi albo uziemienia jednego punktu przez impedancję
T - Korpus jest uziemiony bezpośrednio, niezależnie od uziemienia źródła zasilania (uziom ruchomy)
Więcej informacji o sieciach na stronie Akademii Falowników
Pozdrawiam, Przemek ;)