Tag Archives: teoria

Dobór kabli zasilających do falowników ABB ACS150

Poza doborem odpowiednich zabezpieczeń w postaci rozłączników izolacyjnych, zabezpieczeń zwarciowych i nadmiarowo prądowych – opisanym tutaj, równie istotną kwestią jest dobór odpowiedniego okablowania zarówno zasilającego falownik, kabli silnikowych, jak również przewodów sterujących. W tym artykule zajmiemy kwestią doboru przewodów zasilających falownik.

Najważniejsze zasady i zalecenia doboru przewodów zasilających:

  • Prawidłowe zwymiarowanie kabla zgodnie z obowiązującymi przepisami lokalnymi, tak aby przenosił prąd obciążenia,
  • Maksymalna temperatura pracy ciągłej kabla powinna wynosić co najmniej 70 stopni Celsjusza,
  • Przekrój poprzeczny przewodu ochronnego PE musi być taki sam jak przekrój poprzeczny przewodu fazowego,
  • Kable o napięciu pracy 600VAC są dopuszczalne dla napięcia do 500VAC,
  • W celu spełnienia wymagań EMC dla oznaczeń CE oraz C-tick należy użyć symetrycznego kabla ekranowanego,
  • Dopuszcza się stosowanie kabli 4-przewodowych (trzy przewody fazowe i przewód ochronny), jednak w celu redukcji zakłóceń elektromagnetycznych oraz redukcji prądów łożyskowych, a tym samym zużycia łożysk zaleca się stosowanie symetrycznych kabli ekranowanych,
Kabel zasilający do falownika

Kabel zasilający do falownika

Reklamy

Prądy upływnościowe w układach z falownikami

W układach napędowych, w których skład wchodzą przemienniki częstotliwości mogą pojawić się tzw. prądy upływnościowe, które będą przepływać przez wejście i wyjście falownika, kondensatory układu pośredniego oraz pojemność silnika. Prąd upływnościowy jest sumą prądu upływu do ziemi oraz międzyfazowych prądów upływu, zaś jego wartość zależy od częstotliwości nośnej falownika oraz od pojemności rozproszonych.

Prądy upływu mogą powodować problemy z prawidłową pracą maszyn i urządzeń poprzez fałszywe wyzwalanie zabezpieczeń nadprądowych oraz wyłączników różnicowoprądowych. Przepisy prawne dotyczące stosowanie zabezpieczeń różnicowoprądowych w układach napędowych z przemiennikami częstotliwości nie są dokładnie doprecyzowane, jak również specjaliści nie mają jednoznacznej opinii dlatego też decyzję o stosowaniu lub nie stosowaniu wyłączników różnicowoprądowych należy podjąć indywidualnie  zależności od realizowanego projektu.

Zgodnie z tym co napisaliśmy wcześniej że prądy upływnościowe zależą od częstotliwości nośnej falownika oraz od pojemności rozproszonych istnieje kilka sposobów ich ograniczenia:

  • Zmniejszenie częstotliwości nośnej przemiennika skutkuje zmniejszeniem prądów upływu, jednak powoduje ono również wzrost hałasu związanego z pracą silnika,
  • Zmniejszenie pojemności rozproszonych można zrealizować poprzez zmniejszenie długości przewodów silnikowych,
  • Większą pewność działania urządzeń sterowanych przez przemienniki można uzyskać stosując odpowiednie rodzaje zabezpieczeń nadprądowych i różnicowoprądowych dostosowanych do współpracy z urządzeniami energoelektronicznymi.

 

falownik iG5A - firmy LSiS

Falownik (przemiennik częstotliwości) LG/LSiS iG5A

Przewody zasilające, silnikowe i sygnałowe do współpracy z flownikami – jakich używać oraz jak je układać ?

W artykule przedstawię jakiego rodzaju przewody powinny być stosowane do podłączenia samego falownika ze źródłem zasilania, falownika z silnikiem oraz czujników i sterowników do falownika. Ponadto opiszę, w jaki sposób należy przewody te układać by zminimalizować zakłócenia.

Zgodnie z normami, zasadami wiedzy technicznej oraz zaleceniami zawartymi w instrukcjach obsługi przemienników częstotliwości przewody sterujące, zasilające oraz przewody silnikowe powinny być układane osobno, w odpowiednich odległościach między sobą:

  • Odległość przewodów silnikowych od przewodów zasilających powinna być nie mniejsza niż 30cm,
  • Odległość przewodów silnikowych od przewodów sygnałowych powinna być nie mniejsza niż 50cm,
  • Odległość przewodów zasilających od przewodów sygnałowych powinna być nie mniejsza niż 20cm,

W przypadku sygnałowe krzyżują się z przewodami zasilającymi, to wówczas ich przecięcie powinno być pod kątem prostym.

W celu minimalizacji zakłóceń kable zarówno silnikowe, zasilające, jak i sygnałowe powinny być ekranowane, a ich ekrany uziemione. Dodatkowo przewody te można umieszczać w metalowych, uziemionych rurach, jak najdalej od wejścia i wyjścia napędu.

przewody silnik - falownik

Prawidłowy sposób prowadzenia przewodów silnikowych, zasilających i sygnałowych

Szeroką oferta przewodów silnikowych w niskich cenach można znaleźć tutaj.

Falowniki – montaż i podłączenia – zasady bezpieczeństwa

Siemens V20

Falownik Siemens Sinamics V20

Nieprawidłowa instalacja falownika niesie ze sobą nie tylko ryzyko porażenie prądem elektrycznym, ale również ryzyko obrażeń ciała, zniszczenia materiału czy sprzętu w skutek nieprawidłowego zaprogramowania falownika współpracującego z napędzaną maszyną.

Dlatego tak ważnym jest, by zadbać o to, by falowniki były montowane, podłączane i programowane jedynie przez wykwalifikowany personel, który jest gruntownie zaznajomiony z zawartymi w instrukcji obsługi każdego z nich wskazówkami dotyczącymi bezpieczeństwa i prawidłowego sposobu montażu instalacji.

Poniżej przedstawię kilka najważniejszych elementów mających wpływ na bezpieczeństwo i prawidłowe funkcjonowanie instalacji z falownikiem:

  • Kondensatory obwodu prądu stałego, pozostają naładowane jeszcze przez 5 – 15 minut po odłączeniu zasilania i ich dotknięcie w tym czasie może prowadzić do śmiertelnego porażenie. Po upływie tego czasu należy sprawdzić za pomocą woltomierza, czy kondensatory rozładowały się prawidłowo, jeżeli nie należ zwrócić się po pomoc do serwisu.
  • W przewodzie uziemiającym podłączonym do falownika, płyną prądy upływowe, o wartości zależnej od modelu urządzenia. W związku z tym wymagane jest stałe połączenie uziemiające, wykonane zgodnie z obowiązującymi normami.
  • Do ochrony przekształtników należy stosować zabezpieczenia bezpiecznikowe. Zaś gdy to jest wymagane – zabezpieczenie różnicowo-prądowe typu B.
  • Należy pamiętać, o tym co wspominałem już wcześniej, że falownik steruje pracą urządzeń potencjalnie niebezpiecznych, z ruchomymi częściami mechanicznymi, w związku z czym nieprawidłowe ustawienie niektórych parametrów, jak np. autostart po zaniku zasilania może nieść ze sobą olbrzymie ryzyko. W celu jego zmniejszenia należy stosować niezależne wyłączniki krańcowe, czy blokady mechaniczne.
  • Falownik powinien być zamontowany na metalowej płycie montażowej (dobrze przewodzącej, nie lakierowanej) w szafie sterowniczej i chroniony przed dostępem osób niepowołanych.
  • Zabronione jest rozłączanie obwodu siłowego silnika w czasie pracy falownika, rozłączenie zasilanie może odbyć się jedynie po stronie sieci zasilającej falownik.
  • Należy zwrócić szczególną uwagę na prawidłowy dobór i montaż rezystora hamowania (jeśli taki jest wymagany w aplikacji). Dobór zbyt małego rezystora, może zakończyć się wybuchem pożaru lub stratami rzeczowymi czy osobowymi.

Powyższe zalecenia mają jedynie ogólny charakter informacyjny, przed instalacją falownika należy bezwzględnie zapoznać się z dołączoną do niego instrukcją obsługi.

Indukcyjne silniki asynchroniczne – silniki o rozległych zastosowaniach i atrakcyjnych cenach

ZAWEX
Firma ZAWEX w ofercie  swojego sklepu internetowego www.sklepfalowniki.pl posiada nie tylko falowniki, softstarty i akcesoria dla nich w atrakcyjnych cenach lecz również oferuje szeroki wybór indukcyjnych silników asynchronicznych. Są to najbardziej popularne i powszechnie używane silniki elektryczne nie tylko w przemyśle lecz również w gospodarstwach domowych. Dzięki swojej konstrukcji nadają sie one idealnie do współpracy z falownikami – a tym samym do regulacji prędkości obrotowej. Przemiennik częstotliwości może dokonywać regulacji prędkości silnika metodą skalarną (prosta metoda – implementowana w tańszych falownikach) lub metodą wektorową (metoda bardziej zaawansowana).

W ofercie ZAWEX’u znajdują się silniki asynchroniczne dwóch producentów:

silnik asynchroniczny tamel1. Polskiej firmy TAMEL – bardzo dobre silniki w atrakcyjnych cenach – dostępny zakres mocy 0,75 kW – 15 kW, o prędkościach obrotowych 2800, 1400, 900 obr/min oraz w wersjach mocowania – łapowe lub kołnierzowe.

silnik indukcyjny siemens2. Silniki renomowanej firmy SIEMENS – dostępne moce od 0,12kW do 15kW, o mocowaniu łapowym.

Uziemianie układu napędowego wyposażonego w falownik

Spozoby uzuemiania ukłądu silnik falownik

Użytkownicy falowników bardzo często pomijają i bagatelizują ten bardzo ważny z punktu widzienia bezpieczeństwa i niezawodności działatnia temat, jakim jest prawidłowe uziemienie układu napędowego wyposażonego w falownik. Wykonanie prawidłowego uziemienia układu ma na celu przede wszystkim ochronę przed porażeniem spowodowanym prądami upływowymi.

 

W związku z występowaniem w falowniku lub w fitrze EMC wspomnianych już prądów upływowych należy go uziemić, do tego celu wykorzystuje się dedykowany zacisk uziemiający, w który standardowo musi być wyposażony każdy falownik. Punkt uziemienia przemiennika częstotliwości powinien znajdować sie jak najbliżej niego i być połączony z urzadzeniem poprzez odpowiednio gruby przewód uziemiający (wymaga się by rezystancja uziemienia dla falownika zasilanego 1-fazowo była mniejsza niż 100 Ohm, zaś dla falownika zasilanego 3-fazowo mniejsza niz 10 Ohm).

 

Najbardziej zalecanym sposobem uziemiania takiego układu jest niezależne uziemienie falownika i silnika w dwóch osobnych punktach, często takie rozwiąznie niestety nie jest możliwe do wykonania, wówczas można zastosować wspólne uziemienie – silnik i falownik są uziemione we wspólnym punkcie. Nie zaleca się by uziemiać silnik z falownikiem za pomocą jednego kabla.

Technika sterowania 87Hz

Falownik, silnikOmawiane zagadnienie sterowania – tzw. technika 87Hz jest bardzo interesująca ze względu za zwiększenie możliwości regulacji zakresu prędkości silnika asynchronicznego, przy zachowaniu stałego momentu, a jednoczesnym zwiększeniu mocy wyjściowej.

W tej metodzie sterowania silnik musi zostać połączony w trójkąt (zgodnie z teorią będzie wtedy pobierał prąd większy o pierwiastek z 3 od prądu znamionowego), tą zmiane należy wówczas uwzględnić przy doborze odpowiedniego falownika – potrzebny będzie mocniejszy, najczęściej o jeden typoszereg.

Przy sterowniu tą metodą, by zapobiec uszkodzeniu falownika i silnika należy ustawić częstotliwość załomu na 87Hz, w tym wypadku w zakresie częstotliwości od 0 -50Hz silnik będzie pracował jak przy standardowych nastawach falownika, zaś powyżej 50Hz do 87Hz dalej zostanie zachowana proporcaj pomiędzy napięciem silnika a jego częstotliwością – tzn. że zwiększenie napięcia przy jednoczesnym zwiększaniu częstotliwości nie będzie powodować zwiększenia prądu, a tym samym uszkodzenia silnika.

Opisana metoda sterowania nie może być stosowana do silników jednobiegunowych – powodowała by ona wzrost ich prędkości do 5000 obr/min, w przypadku silników czterobiegunowych powoduje wzrost prędkości obrotwej do 2800 obr/min

Rezystory hamowania do falowników

Rezystory hamowania podłącza się w falownikach do obwodu prądu stałego. Jest sterowany przez tranzystor hamowania (Chopper). Podczas zmniejszania się częstotliwości wyjściowej falownika a co za tym idzie zmniejszania się prędkości obrotowej silnika (hamowania), silnika wchodzi w tryb pracy generatorowej. Następuje wtedy wzrost napięcia w obwodzie pośrednim przemiennika częstotliwości i gdy napięcie przekroczy określoną wartość – tranzystor uaktywnia rezystor hamujący. Rezystor hamujący zamienia tą energię w ciepło i oddaje ją do otoczenia kiedy jest już odłączony. Przeciążalność rezystorów hamowania zależna jest od ich budowy, otoczenia oraz od termicznej stałej czasowej. Dobiera się ich czas hamowania nie wynosił więcej niż 15 sekund dla jednego cyklu hamowania a dla cyklicznego hamowania czas nie może być większy niż 10%. Oczywiście przy doborze rezystorów hamowania bierze się pod uwagę najważniejsze parametry rezystorów czyli rezystancję i moc.

Rezystory hamowania można nabyć w sklepie z falownikami, silnikami i osprzętem do falowników na stronie http://www.sklepFalowniki.pl

Filtry przeciwzakłóceniowe FLD do falowników

Filtry przeciwzakłóceniowe FLD są filtrami klasy B czyli pracujących w środowisku mieszkaniowym. Są to filtry o dużej tłumienności a ich stosowanie zalecane jest dla środowiska podatnego na zakłócanie. Filtry FLD współpracują z falownikami oraz mają zastosowanie w zespołach napędowych i instalacjach przemysłowych. Zastosowanie tych filtrów zapewnia wysoką tłumienność zakłóceń elektromagnetycznych. Są stosowane w układach trójfazowych do napięcia 480VAC i częstotliwości pracy do 60Hz. Filtry te dostępne są w zakresie  prądów od 7A do 210A. Mają zastosowanie do kabli zasilających o długości do 50m.  Filtry FLD posiadają stopień ochrony IP20 oraz trwałość pracy nawet do 25 lat. Kolejne zalety tych filtrów to bardzo mały prąd upływu i bardzo dobre rozpraszanie ciepła. Przeciążalność: 4-krotność prądu znamionowego podczas załączania, 1,5-krotnie przez minutę na godzinę.

 

Zwiekszanie częstotliwości nośnej

Nie jest to może częsty przypadek jednak zdarza się, że od napędzanego silnika wydobywają się dźwięki przechodzące w lekki pisk. Wywołuje to konsternację szczególnie u użytkowników, którzy po raz pierwszy mają do czynienia z falownikami. Nastąpiło pojawienie się tzw. prądu upływowego. W przypadku gdy silnik pracuje głośno należy zwiększyć wartość częstotliwości nośnej. W falownikach LG/LS w seriach IC5 oraz IG5A częstotliwość nośną można zmienić w parametrze H39. Parametr H39 służy do zmiany przełączania kluczy tyrystorowych na wyjściu falownika. Zakres częstotliwości nośnej można zmieniać w zakresie od 1kHz do 15kHz. Należy jednak pamiętać, że przy zwiększaniu częstotliwości nośnej zmniejsza się moc silnika. Gdy pojawią się dźwięki z silnika nie należy usuwać skutków tego nastawiając od razu maksymalną częstotliwość nośną – 15kHz. Należy stopniowo zwiększać ją o 1kHz aż dźwięki zupełnie znikną.

Foto falownika SV008IC5Foto falownika SV015IC5