Wektorowy przemiennik częstotliwości SD300 ogólnego przeznaczenia z kontrolą momentu obrotowego i 16-stopniowym sterownikiem PLC

Trzy tryby sterowania silnikiem

IFIND SD300 to wektorowa przetwornica częstotliwości ogólnego przeznaczenia do sterowania prędkością, momentem obrotowym i procesem w przemysłowych układach silników. Łączy w sobie trzy tryby sterowania, aby dostosować się do różnych charakterystyk obciążenia i wymagań operacyjnych.

Bezczujnikowe sterowanie wektorowe

Bezczujnikowe sterowanie wektorowe (SVC) szacuje prędkość silnika i warunki magnetyczne bez konieczności stosowania enkodera wału. Zapewnia większy moment obrotowy przy niskich prędkościach i lepszą reakcję na zmieniające się obciążenie niż konwencjonalne sterowanie V/F.

SVC można rozważyć w zastosowaniach wymagających:

• Załadowany, start

• Stabilna praca przy niskiej prędkości

• Szersza regulacja prędkości

• Szybsza reakcja na zmiany obciążenia

• Kontrolowane przyspieszanie i zwalnianie

• Praca bez sprzężenia zwrotnego enkodera

Prawidłowe dane z tabliczki znamionowej silnika i identyfikacja silnika są ważne dla uzyskania oczekiwanej wydajności wektora bez czujnika.

Sterowanie V/F

Sterowanie V/F reguluje napięcie silnika w zależności od częstotliwości wyjściowej. Zapewnia prostą kontrolę prędkości dla obciążeń o zmiennym momencie obrotowym i zastosowań, które nie wymagają precyzyjnej regulacji momentu obrotowego.

Typowe zastosowania V/F obejmują:

• Pompy odśrodkowe

• Wentylatory

• Dmuchawy

• Podstawowe przenośniki

• Wiele silników pracujących razem

Gdy jeden falownik obsługuje kilka silników, każdy silnik zwykle wymaga oddzielnego zabezpieczenia przed przeciążeniem.

Kontrola momentu obrotowego

Sterowanie momentem reguluje moc silnika zgodnie z wybranym momentem odniesienia. Może obsługiwać maszyny, w których reakcja na obciążenie, siła uciągu lub ograniczenie momentu obrotowego są ważniejsze niż utrzymanie jednej stałej prędkości.

Prawidłowy tryb sterowania zależy od silnika, napędzanego sprzętu, minimalnej prędkości, obciążenia rozruchowego i wymaganej dokładności procesu.

Wysoki moment rozruchowy

Przy bezczujnikowym sterowaniu wektorowym SD300 zapewnia 150% znamionowego momentu obrotowego przy 0,5 Hz. Dzięki temu odpowiednio dobrany silnik może wytworzyć znaczny moment obrotowy przy niskiej częstotliwości bez konieczności stosowania sprzężenia zwrotnego z enkoderem.

Wydajność rozruchu przy niskiej prędkości może przynieść korzyści:

• Załadowane przenośniki

• Sprężarki powietrza

• Maszyny włókiennicze

• Mieszalniki i sprzęt do przetwarzania

• Pompy uruchamiane pod ciśnieniem

• Maszyny z częstymi zmianami obciążenia

Rzeczywista wydajność rozruchowa zależy również od prądu silnika, bezwładności obciążenia, stanu mechanicznego i konfiguracji parametrów.

Zwiększanie wzmocnienia momentu obrotowego lub limitów prądu bez sprawdzenia silnika i obciążenia może spowodować przegrzanie lub powtarzające się wyłączenia awaryjne z powodu przetężenia. Uruchomienie należy rozpocząć od podania prawidłowych danych silnika, a nie od zbyt wysokich ustawień kompensacji.

Dynamiczna reakcja na prędkość

SD300 dostosowuje częstotliwość wyjściową, napięcie i prąd, gdy silnik przyspiesza, zwalnia lub doświadcza zmian obciążenia.

Jego opublikowane funkcje obejmują:

• Szybka reakcja na przyspieszanie i zwalnianie

• Automatyczne ograniczenie prądu

• Automatyczne ograniczenie napięcia

• Ponowne uruchomienie śledzenia prędkości obrotowej

• Wykrywanie nadmiernego momentu obrotowego

• Sterowanie częstotliwością skoku

• Natychmiastowa utrata zasilania

• Wiele źródeł ustawień maksymalnej częstotliwości

Automatyczne ograniczanie prądu i napięcia pomaga ograniczyć powtarzające się wyłączenia podczas zmian warunków pracy. Funkcje te nie mogą kompensować nieprawidłowego rozmiaru falownika, nieodpowiedniego czasu hamowania lub przeszkody mechanicznej.

Maksymalna częstotliwość robocza musi mieścić się w dopuszczalnej prędkości obrotowej silnika i podłączonej maszyny.

16-stopniowy sterownik PLC i sterowanie wieloma prędkościami

Wbudowany prosty sterownik PLC obsługuje sekwencje operacyjne składające się z maksymalnie 16 kroków. Każdemu krokowi można przypisać częstotliwość roboczą, kierunek i czas działania zgodnie z dostępnymi funkcjami parametrów.

Prosty sterownik PLC można wykorzystać do:

• Powtarzające się sekwencje prędkości

• Harmonogramowane etapy procesu

• Cykle maszynowe o wielu prędkościach

• Automatyczne sekwencje mycia lub pompowania

• Zmiany prędkości maszyny tekstylnej

• Podstawowe procesy transportu materiałów

Wstępnie ustawione sterowanie wieloma prędkościami umożliwia także zewnętrznym terminalom cyfrowym wybór zdefiniowanych częstotliwości roboczych.

Wbudowany prosty sterownik PLC przeznaczony jest do podstawowych sekwencji napędowych. Nie zastępuje pełnego przemysłowego sterownika PLC, gdy maszyna wymaga skomplikowanego blokowania, logiki bezpieczeństwa, koordynacji ruchu, przetwarzania danych lub sterowania kilkoma urządzeniami.

Kontrola PID i uśpienia/wybudzenia

SD300 zawiera sterowanie PID dla procesów, które wykorzystują sygnał sprzężenia zwrotnego do automatycznej regulacji prędkości silnika.

Typowy system PID obejmuje:

1. Wartość docelowa

2. Czujnik ciśnienia, przepływu, temperatury lub inny

3. Analogowy sygnał zwrotny

4. Obliczenia PID SD300

5. Regulacja prędkości silnika

Instalacje wodne o stałym ciśnieniu

Czujnik ciśnienia może przekazywać informację zwrotną do falownika. SD300 dostosowuje prędkość pompy w miarę zmian zapotrzebowania na wodę, pomagając systemowi utrzymać skonfigurowane ciśnienie docelowe.

Sterowanie wentylatorem i przepływem powietrza

Sterowanie PID może regulować prędkość wentylatora za pomocą ciśnienia, przepływu powietrza, temperatury lub innego odpowiedniego sygnału procesowego.

Sterowanie sprężarką powietrza

Falownik może regulować prędkość silnika sprężarki w zależności od ciśnienia odniesienia. Oryginalny sterownik sprężarki musi w dalszym ciągu zarządzać funkcjami rozładunku, smarowania, chłodzenia i bezpieczeństwa.

Operacja uśpienia i czuwania

Funkcja opóźnienia uśpienia/wybudzenia może zatrzymać lub spowolnić silnik, gdy zapotrzebowanie na proces pozostaje niskie, a następnie ponownie go uruchomić, gdy sygnał sprzężenia zwrotnego osiągnie skonfigurowany stan wybudzenia.

Częstotliwość uśpienia, próg budzenia i czas opóźnienia muszą być ustawione ostrożnie, aby uniknąć częstych cykli.

Hamowanie prądem stałym i rezystorem

Hamowanie prądem stałym

SD300 obsługuje hamowanie prądem stałym podczas uruchamiania i zatrzymywania.

Rozruchowe hamowanie prądem stałym może zostać użyte do zatrzymania resztkowych obrotów silnika przed przyjęciem nowego polecenia pracy. Zatrzymanie hamowania prądem stałym powoduje podanie prądu stałego, aby pomóc w zatrzymaniu silnika pod koniec zwalniania.

Parametry hamowania prądem stałym muszą uwzględniać:

• Prąd znamionowy silnika

• Prąd hamowania

• Czas hamowania

• Bezwładność maszyny

• Uruchamia się i zatrzymuje na godzinę

• Temperatura silnika

Hamowanie prądem stałym nie jest mechanicznym hamulcem trzymającym i nie powinno być stosowane do utrzymywania zawieszonego ładunku.

Wsparcie rezystora hamowania

W opublikowanych informacjach o produkcie podano, że wersje SD300 od 0,75 kW do 15 kW zawierają wewnętrzny moduł hamujący, umożliwiający podłączenie odpowiedniego rezystora hamującego w zastosowaniach wymagających szybszego zatrzymania.

Rezystor hamowania rozprasza energię regeneracyjną wytwarzaną podczas zwalniania. Rezystancję rezystora, moc znamionową i cykl pracy należy wybrać dla rzeczywistej maszyny.

Rezystor hamujący może być wymagany w przypadku:

• Krótkie czasy hamowania

• Maszyny o dużej bezwładności

• Częste zatrzymywanie

• Remont ładunków

• Szybkie cykle cofania

Rezystor należy zainstalować z odpowiednią wentylacją i zabezpieczeniem przed przypadkowym kontaktem.

Wbudowany dławik prądu stałego

W opublikowanej konfiguracji podano, że falowniki SD300 o mocy od 18,5 kW do 90 kW zawierają dławik prądu stałego.

Dławik prądu stałego może poprawić warunki prądu wejściowego przemiennika, redukując szczyty prądu i pomagając ograniczyć zniekształcenia harmoniczne. Może także wspierać pracę tam, gdzie zasilanie wejściowe jest stosunkowo sztywne lub podlega zakłóceniom elektrycznym.

Reaktor nie zastępuje:

• Ochrona wejścia

• Wyłączniki automatyczne lub bezpieczniki

• Urządzenia przeciwprzepięciowe

• Filtry EMC

• Dławiki wyjściowe do długich kabli silnikowych

• Prawidłowe uziemienie

Przed złożeniem zamówienia należy potwierdzić konfigurację reaktora pod kątem dokładnego modelu napięcia i mocy.

Elastyczne polecenia i programowalne wejścia/wyjścia

SD300 obsługuje kilka metod ustawiania częstotliwości:

• Ustawienie klawiatury cyfrowej

• Odniesienie analogowe

• Wyjście PID

• Ustawienie komunikacji

• Terminale wielobiegowe

• Prosta sekwencja PLC

• Połączone źródła częstotliwości

Programowalne zaciski wejściowe i wyjściowe umożliwiają falownikowi wymianę poleceń operacyjnych i sygnałów stanu z zewnętrznymi przełącznikami, czujnikami, przekaźnikami, sterownikami PLC i innym sprzętem automatyki.

Typowe funkcje terminala mogą obejmować:

• Biegnij i zatrzymaj się

• Do przodu i do tyłu

• Wybór wielu prędkości

• Działanie JOG-a

• Resetowanie usterek

• Wejście błędu zewnętrznego

• Odniesienie częstotliwości

• Wyjście stanu pracy

• Wyjście błędu

• Monitorowanie częstotliwości lub prądu

Dokładną liczbę zacisków, parametry elektryczne i dostępne przypisania należy sprawdzić w instrukcji SD300.

Tam, gdzie jest to możliwe, kable sterujące powinny być oddzielone od kabli silnika i zasilania. Okablowanie ekranujące, uziemiające i zacisków wspólnych musi być zgodne z wybranym typem sygnału.

Unikanie rezonansu i śledzenie prędkości

Sterowanie częstotliwością skoku

W niektórych maszynach przy określonych prędkościach obrotowych silnika występują zwiększone wibracje. Sterowanie częstotliwością skokową pozwala na ominięcie wybranych pasm częstotliwości podczas pracy ciągłej.

Ta funkcja może pomóc w ograniczeniu działania przy znanym rezonansie mechanicznym, ale nie koryguje niewspółosiowości, uszkodzenia łożysk, niewyważenia ani nieodpowiedniej konstrukcji mechanicznej.

Ponowne uruchomienie śledzenia prędkości

Ponowne uruchomienie ze śledzeniem prędkości umożliwia falownikowi określenie przybliżonej prędkości obracającego się silnika przed wznowieniem sterowania.

Ta funkcja jest przydatna dla:

• Wentylatory z długimi czasami wybiegu

• Pompy dotknięte przepływem wstecznym

• Maszyny uruchomiono ponownie po krótkiej przerwie

• Obciążenia, które kontynuują obrót po wydaniu polecenia zatrzymania

Przed włączeniem automatycznego ponownego uruchomienia należy wziąć pod uwagę kierunek silnika, stan obciążenia i uprawnienia do ponownego uruchomienia.

Dwukierunkowy klawisz Shift

Panel operacyjny zawiera dwukierunkowy klawisz Shift umożliwiający przeglądanie parametrów pracy w czasie rzeczywistym. Może to uprościć uruchomienie i obserwację usterek bez zmiany aktywnego polecenia sterującego.

Ochrona napędu

SD300 zawiera funkcje zabezpieczające przed typowymi awariami elektrycznymi i operacyjnymi:

• Nadmierna temperatura

• Podnapięcie

• Przepięcie

• Przeciążenie silnika lub napędu

• Nadprądowe

• Zwarcie

• Warunki nadmiernego momentu obrotowego

Automatyczne ograniczanie prądu i napięcia pomaga ograniczyć częste błędy związane z przetężeniem i przepięciem podczas pracy.

Ustawienia zabezpieczeń muszą odpowiadać podłączonemu silnikowi i aplikacji. Elektroniczne zabezpieczenie falownika nie zastępuje poprzedzającego zabezpieczenia przed zwarciem, urządzeń termicznych silnika, obwodów zatrzymania awaryjnego ani elementów sterujących bezpieczeństwem maszyny.

Nie należy wielokrotnie kasować wyłączenia awaryjnego, zanim jego przyczyna nie zostanie zidentyfikowana. Sprawdź kod błędu, prąd silnika, stan obciążenia, czas przyspieszania lub zwalniania, chłodzenie i okablowanie.

Reakcja na utratę mocy

W informacjach o produkcie wymieniona jest funkcja działająca non-stop w przypadku chwilowej awarii zasilania. Podczas krótkiej redukcji lub przerwy w zasilaniu wejściowym falownik może wykorzystywać pozostałą energię szyny DC oraz energię zwracaną przez obciążenie obrotowe w celu utrzymania kontrolowanej pracy.

Dostępny czas przejazdu zależy od:

• Redukcja napięcia wejściowego

• Prędkość silnika

• Bezwładność obciążenia

• Obciążenie silnika

• Napięcie szyny DC

• Ustawienia parametrów

Funkcja ta nie zapewnia nieprzerwanej pracy podczas długotrwałej awarii i nie zastępuje UPS ani systemu zasilania rezerwowego.

Automatyczny restart po przerwie w zasilaniu powinien być włączony tylko wtedy, gdy nieoczekiwane ponowne uruchomienie silnika nie może spowodować zagrożenia.

Zastosowania przemysłowe

Pompy wodne

Sterowanie V/F lub wektor bezczujnikowe umożliwia regulację prędkości pompy w zależności od ciśnienia, przepływu lub zapotrzebowania procesu. Funkcje PID i uśpienia/wybudzenia obsługują systemy o stałym ciśnieniu i o przerywanym zapotrzebowaniu.

Przed zmniejszeniem częstotliwości należy wziąć pod uwagę minimalną prędkość pompy, wymagania dotyczące chłodzenia i krzywą roboczą.

Wentylatory i dmuchawy

Prędkość wentylatora można regulować w zależności od przepływu powietrza, ciśnienia i zapotrzebowania na temperaturę. Śledzenie prędkości umożliwia kontrolowane ponowne uruchomienie, gdy wentylator nadal się obraca, a ustawienia częstotliwości skoku pozwalają uniknąć znanych prędkości rezonansowych.

Sprężarki powietrza

Bezczujnikowe sterowanie wektorowe, zarządzanie momentem obrotowym i regulacja PID mogą obsługiwać systemy sprężarek o zmiennym zapotrzebowaniu na powietrze. Oryginalne zabezpieczenia, elementy sterujące rozładunkiem i smarowaniem sprężarki muszą pozostać sprawne.

Maszyny włókiennicze

16-stopniowy sterownik PLC, sterowanie wieloma prędkościami, funkcje momentu obrotowego i programowalne terminale mogą obsługiwać sprzęt tekstylny wymagający powtarzalnych zmian prędkości lub kontrolowanej reakcji na obciążenie.

Inne maszyny przemysłowe

SD300 można również przetestować pod kątem przenośników, mieszalników, sprzętu przetwórczego i maszyn wymagających programowalnej kontroli prędkości.

Ostateczna przydatność zależy od typu silnika, prądu silnika, charakterystyki obciążenia, cyklu roboczego, zapotrzebowania na hamowanie i warunków środowiskowych.

Dane techniczne

Dane sterujące i funkcjonalne

Funkcje ochronne

Parametry elektryczne, konfigurację faz, znamionowy prąd wyjściowy, wymiary i ograniczenia środowiskowe należy wybrać z instrukcji lub arkusza danych konkretnego modelu.

Instalacja i uruchomienie

SD300 należy zainstalować w zabezpieczonej obudowie elektrycznej z odpowiednim odstępem, chłodzeniem i dostępem do okablowania.

Przed instalacją

Potwierdzać:

• Napięcie i faza zasilania

• Napięcie silnika i prąd znamionowy

• Rodzaj obciążenia i cykl pracy

• Temperatura szafki

• Wysokość montażu

• Długość kabla silnika

• Wymagania dotyczące hamowania

• Zewnętrzne sygnały sterujące

• Wymagania komunikacyjne

• Układ uziemiający

Konfiguracja silnika

Przed użyciem bezczujnikowego sterowania wektorowego lub sterowania momentem należy wprowadzić wymagane dane z tabliczki znamionowej silnika. Wykonaj odpowiednią procedurę identyfikacji silnika zgodnie z instrukcją.

Automatyczne dostrajanie obrotowe powinno być wykonywane tylko wtedy, gdy silnik może się bezpiecznie obracać i jest odłączony od wszelkich obciążeń, które mogłyby stworzyć zagrożenie.

Wstępny test

Rozpocznij od testu niskiej częstotliwości i sprawdź:

• Kierunek silnika

• Bieżący prąd

• Przyśpieszenie

• Zmniejszenie prędkości

• Minimalna i maksymalna prędkość

• Źródło odniesienia do prędkości

• Logika wejścia cyfrowego

• Wyjścia przekaźnikowe i analogowe

• Kierunek sprzężenia zwrotnego PID

• Reakcja na błąd

Testowanie obciążenia należy przeprowadzać stopniowo, monitorując prąd silnika, temperaturę napędu i działanie mechaniczne.

Produkcja i wsparcie techniczne

IFIND powstał w 2016 roku w Haiyan, Zhejiang. Firma twierdzi, że jej zakład produkcyjny zajmuje powierzchnię około 15 000 metrów kwadratowych i zatrudnia ponad 150 osób.

Możliwości produkcyjne i serwisowe obejmują:

• Własna produkcja SMT

• Produkcja przetwornic częstotliwości

• Wsparcie inżynieryjne produktu

• Usługi OEM

• Konfiguracja specyficzna dla aplikacji

• Koordynacja techniczna przed wysyłką

• Zdalna obsługa klienta

• Wsparcie za pośrednictwem agentów zagranicznych

Inżynierowie IFIND mogą sprawdzić silnik, zasilanie, obciążenie, zakres prędkości, zapotrzebowanie na hamowanie i wymagania dotyczące sterowania przed zatwierdzeniem konfiguracji SD300.

Przed wyborem SD300

Przygotuj następujące informacje:

1. Typ silnika

2. Moc znamionowa silnika

3. Napięcie znamionowe silnika

4. Prąd znamionowy silnika

5. Częstotliwość i prędkość znamionowa silnika

6. Dostępne napięcie i faza zasilania

7. Napędzana maszyna lub sprzęt

8. Obciążenie o stałym lub zmiennym momencie obrotowym

9. Minimalna i maksymalna prędkość robocza

10. Wymagany moment rozruchowy

11. Czas przyspieszania i hamowania

12. Uruchamia się i zatrzymuje na godzinę

13. Bezwładność obciążenia

14. Potrzebny rezystor hamujący

15. Wymagany sterownik PLC lub sekwencja wielu prędkości

16. Czujnik PID i sygnał zwrotny

17. Wymagania dotyczące wejść/wyjść cyfrowych i analogowych

18. Interfejs komunikacyjny i protokół

19. Temperatura i wentylacja szafy

20. Wysokość montażu i długość kabla silnika

Falownik należy dobrać w zależności od prądu silnika, rodzaju obciążenia i zapotrzebowania na przeciążenie, a nie samej mocy silnika.

Często zadawane pytania dotyczące falownika SD300

Jaka jest różnica pomiędzy sterowaniem SVC i V/F?

SVC szacuje stan silnika, aby zapewnić większy moment obrotowy przy niskich prędkościach i lepszą reakcję na obciążenie. Sterowanie V/F zapewnia prostszą regulację częstotliwości i napięcia i jest powszechnie stosowane w pompach, wentylatorach i mniej wymagających obciążeniach.

Czy bezczujnikowe sterowanie wektorowe wymaga enkodera?

Nie. Opublikowany moment rozruchowy SVC wynoszący 150% przy 0,5 Hz nie wymaga karty PG ani enkodera silnika. Nadal konieczne są prawidłowe dane silnika i automatyczne dostrajanie.

Co potrafi 16-stopniowy prosty sterownik PLC?

Może wykonywać podstawową sekwencję zadanych prędkości, kierunków i czasów pracy. Nadaje się do powtarzalnych cykli jazdy, ale nie zastępuje pełnego sterownika PLC w przypadku złożonej logiki maszyny lub sterowania bezpieczeństwem.

Czy SD300 może utrzymać stałe ciśnienie wody?

Tak, gdy jest podłączony do kompatybilnego czujnika ciśnienia i parametry PID są prawidłowo skonfigurowane. Należy także ustawić limity pompy, zakres czujnika i progi uśpienia/wybudzenia.

Kiedy potrzebny jest rezystor hamujący?

Rezystor może być wymagany w przypadku szybkiego zatrzymywania, obciążeń o dużej bezwładności, częstego zwalniania lub maszyn zwracających energię do falownika. Jego rezystancję, moc i cykl pracy należy obliczyć dla danego zastosowania.

Czy każdy SD300 zawiera moduł hamowania?

W informacjach o produkcie wymieniono wewnętrzny moduł hamujący dla wersji 0,75–15 kW. Dokładną konfigurację napięcia i modelu należy potwierdzić przed złożeniem zamówienia.

Jaki jest cel wbudowanego dławika prądu stałego?

Opublikowana konfiguracja o mocy 18,5–90 kW obejmuje dławik prądu stałego, który poprawia warunki prądu wejściowego i wspiera stabilność systemu. Nie zastępuje normalnej ochrony wejścia ani środków EMC.

Czy SD300 może ponownie uruchomić silnik, który już się obraca?

W takiej sytuacji przeznaczona jest funkcja śledzenia prędkości. Wykrywa przybliżoną prędkość silnika przed podaniem wymaganej mocy wyjściowej, co może zmniejszyć wpływ prądu podczas ponownego uruchamiania.

Czy jeden SD300 może obsługiwać kilka silników?

Sterowanie U/F może być stosowane w przypadku wielu silników pracujących razem, jeśli falownik jest dobrany pod kątem ich łącznego prądu. Każdy silnik zwykle wymaga osobnego zabezpieczenia przed przeciążeniem. Bezczujnikowe sterowanie wektorowe jest zazwyczaj przeznaczone dla jednego dopasowanego silnika.

Czy falownik może obsługiwać silnik synchroniczny z magnesami trwałymi?

Obecna strona nie potwierdza jednoznacznie kompatybilności z silnikami synchronicznymi. Nie podłączaj PMSM, jeśli dokładna wersja sprzętu i oprogramowania SD300 nie została zweryfikowana dla tego silnika.

Czy SD300 można zainstalować na zewnątrz?

Bieżąca strona nie publikuje oceny ochrony na zewnątrz. Zainstaluj go w odpowiednio chronionej szafce, chyba że wybrany model ma potwierdzone parametry obudowy do użytku na zewnątrz.

Czy funkcja utraty zasilania zapewnia ciągłe zasilanie rezerwowe?

Nie. Jest przeznaczony do krótkich przerw na wejściu i zależy od obciążenia i zmagazynowanej energii szyny DC. Dłuższa przerwa wymaga oddzielnego rozwiązania w zakresie zasilania awaryjnego.