Falowniki PowerXL DC1 i DA1 Eaton, pierwsze wrażenia...

Dziś miałem możliwość organoleptycznie zapoznać się z falownikami PowerXL DC1 i PowerXL DA1 i przeprowadzić pierwsze testy programowania jak również sprawdzenia ich parametrów technicznych podczas prób w hamowni.
Rodzina falowników PowerXL to przede wszystkim nastawienie firmy Eaton na łączenie sieciowe napędów z wykorzystaniem magistral komunikacyjnych oraz w systemie SmartWire (polecam do układów napędowych np. kaskad transporterów). Wykonanie falowników jest dosyć solidne i charakteryzuje się (jak zawsze) bardzo ładnym wyglądem pasującym do pozostałej aparatury firmy Eaton. Zasoby fizyczne we/wy falownika nie powalają na kolana ale możliwości pracy w sieciach rekompensują minimalistyczne podejście producenta. Falowniki posiadają:

• 3 wejścia cyfrowe (start do przodu, do tyłu oraz np. częstotliwość stała)
• uniwersalne wejście analogowe
• uniwersalne wyjście analogowe
• programowalne wyjście przekaźnikowe
• złącze RJ - CANopen, Modbus, PC

Oczywiście falowniki można rozbudowywać przez różne karty ale przy założeniu że falownik ten wykorzystamy jako pracujący w sieci, zasoby te są całkowicie wystarczające. Dostępne są również różne wersje wykonań z filtrami lub bez oraz z wbudowanym czoperem hamulca czy interfejsem SmartWire. Falowniki PowerXL DC1 to falowniki z przeznaczeniem do pracy lekkiej: pompy, wentylatory, transport technologiczny etc.. Falowniki PowerXL DA1 to falowniki do różnorakich zastosowań od pracy lekkiej do pracy ciężkiej, współpracujące z silnikami asynchronicznymi, BLDC, synchroniczne, tryb wektorowy prędkości lub momentu.
Podłączenie i pierwsze uruchomienie jest bardzo proste i sprowadza się do zaprogramowania kilku parametrów i falownik jest gotów do pracy. Poruszanie się po menu falownika nie przysparza większych kłopotów, oczywiście przy założeniu większego doświadczenia w programowaniu napędów. W niedługim czasie na stronie falowniki.com ukażą się raporty z testów ww falowników więc tu mogę tylko napisać że w całym zakresie dokonywanych przeze mnie prób falowniki zapewniały poprawną pracę silnika a parametry producenta nie są w żaden sposób zawyżone jak to bywa w przypadku urządzeń dalekowschodnich.

pozdrawiam Przemek ;)

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

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.