Zasady doboru falowników z rodziny Astraada Drive

fot. ASTOR

Właściwy dobór przemiennika częstotliwości do silnika napędzającego urządzenie w danej aplikacjijest podstawą optymalnego wykorzystania nowoczesnych napędów – zarówno pod kątem oszczędności energii elektrycznej, jak i czasu jego eksploatacji.

Rodzina przemienników częstotliwości Astraada Drive uległa w ostatnim roku znacznej przebudowie. Starsze serie CHxxx z powodzeniem zastąpiły falowniki serii GDxxx.

W artykule przybliżymy zbiorczo cechy rodziny GDxxx oraz wskażemy różnice, pozwalające na dobór odpowiednich falowników do różnych aplikacji.

Rodzina przemienników częstotliwości Astraada Drive

KROK 1. Zbierz podstawowe informacje 

Przed wyborem przemiennika częstotliwości należy w pierwszej kolejności szczególną uwagę zwrócić na silnik napędzający układ. Podstawowe dane techniczne silnika można odczytać z tabliczki znamionowej – najważniejsze do właściwego doboru to:

• napięcie zasilające,
• moc silnika,
• prąd silnika,
• typ połączeń (gwiazda-trójkąt),
• obroty silnika.

W aplikacjach wykorzystujących małe silniki o mocy do 2,2 kW mamy możliwość zastosowania falownika serii GD10, zasilanego napięciem jednofazowym 230 V z wyjściem trójfazowym 3x230 V. W przemyśle częściej wykorzystywanym standardem zasilania jest napięcie trójfazowe 3 x 400 V, stąd wszystkie serie Astraada Drive mogą być zasilane właśnie tym standardem.

Przemienniki częstotliwości Astraada Drive, podobnie jak większość dostępnych na rynku falowników, „skatalogowane" są według ich mocy wyjściowej. Znając moc silnika, można łatwo dokonać wstępnego doboru, jednak istotniejszym parametrem z punktu widzenia właściwego dopasowania falownika jest weryfikacja prądu silnika. Falowniki Astraada Drive mogą pracować w aplikacjach wielosilnikowych. Ważne jest, żeby w takich aplikacjach dobrać falownik o prądzie wyjściowym co najmniej równym łącznemu prądowi podłączonych silników. W takich aplikacjach wykorzystywane jest sterowanie skalarne, a zastosowane silniki powinny być identyczne pod względem prądu, jak i prędkości obrotowej.

Ze względu na moc wyjściową, Astraada Drive GDxxx możemy podzielić na dwie grupy rozwiązań:

• mniejszej mocy < 15 kW => serie GD10, GD100, GD35,
• szerokim zakresie mocy 1,5 ~ 500 kW => serie GD200, GD300.

KROK 2. Określ rodzaj obciążenia 

Znając prąd silnika i sposób zasilania falownika, w kolejnym kroku należy zwrócić uwagę na mechanikę systemu napędowego, pod kątem obciążenia, z jakim zostanie sprzęgnięty silnik. To właśnie od rodzaju obciążenia uzależniony będzie dobór falownika pod kątem metody sterowania, typu rozruchu, pracy stało- lub zmienno-momentowej.

Przy stosowaniu falownika do napędów „lekkich" – takich jak pompy, wentylatory, sprężarki, przenośniki – znakomicie sprawdzają się falowniki ze sterowaniem skalarnym. Wszystkie serie Astraada Drive posiadają ten typ sterowania, ale pod względem ekonomicznym i funkcjonalnym najlepiej dopasowane są serie GD10, GD100 oraz GD200.

Wśród funkcji Astraada Drive, przydatnych w aplikacjach wentylatorowo-pompowych, warto wymienić: regulator PID, możliwość załączania w funkcji lotnego startu czy wybór właściwej charakterystyki obciążenia. Dodatkowo seria GD200 oprócz szerokiego zakresu mocy (1,5~500 kW) oferuje dedykowane funkcje: uśpienia, oszczędzania i monitorowania zużywanej energii oraz sterowania wielosilnikowego w trybie kaskadowym (załączanie/wyłączanie do 3 silników w zależności od aktualnego stanu procesu technologicznego).

Charakterystyczne cechy przemienników częstotliwości Astraada Drive

Do aplikacji napędowych wymagających wysokiego momentu rozruchowego i dużej przeciążalności – takich jak napędy maszyn, obrotnice, wirówki, nawijarki – najlepiej sprawdzają się falowniki Astraada Drive z bezczujnikowym sterowaniem wektorowym serii GD100, GD300. Posiadają one możliwość automatycznego pomiaru parametrów silnika i, na jego bazie, optymalnego dopasowania parametrów przemiennika do podłączonego układu napędowego. Ten sposób sterowania umożliwia szybką reakcję na zmianę obciążenia i momentu, oraz płynne sterowanie przy niskich obrotach.

Do najbardziej zaawansowanych aplikacji wymagających wysokiej precyzji w kontroli prędkości i momentu przy zmiennych warunkach obciążenia, zalecane jest stosowanie falowników serii GD35, przystosowanych do podpięcia sygnału z enkodera, a co za tym idzie – sterowania dynamicznym wektorem strumienia pola.

Seria Astraada Drive GD35 przystosowana jest do sterowania silnikami wysokoobrotowymi, serwosilnikami AC, silnikami synchronicznymi i asynchronicznymi. Posiada ona także wbudowane funkcje dedykowane do sterowania pracą elektrowrzeciona, wykorzystywanego w obrabiarkach sterowanych numerycznie czy centrach obróbczych CNC.

KROK 3. Dopasuj wejścia/wyjścia 

Przemienniki częstotliwości Astraada Drive wyposażone są w wejścia/wyjścia dyskretne i analogowe. W przypadku niewielkich czy lokalnych układów napędowych istotna może być odpowiednio duża ilość wejść/wyjść, wykorzystywanych do uruchamiania i wyłączania napędu, monitorowania, zadawania częstotliwości wyjściowej – w tym również w trybie pracy automatycznej czy wielobiegowej. Wejścia dyskretne mogą być także wykorzystane do zliczania impulsów, definiowania sposobu zatrzymania czy przekazywania sygnału błędu z urządzenia zewnętrznego. Konfigurowalne wyjścia dają możliwość monitorowania statusu pracy napędu i informowania w przypadku wystąpienia błędu czy awarii. Zestawienie obsługiwanych sygnałów wejść/wyjść w poszczególnych seriach Astraada Drive przedstawione zostało w tabeli.

* wejście S5 konfi gurowalne zamiennie jako wejście lub wyjście

W przypadku rozproszonych układów sterowania istotne są możliwości komunikacyjne falownika pozwalające na połączenie układu napędowego z urządzeniem nadrzędnym (sterownikiem PLC, panelem HMI czy oprogramowaniem SCADA).

Falowniki Astraada Drive wyposażone są w port komunikacyjny RS-485, z obsługą protokołu Modbus RTU, umożliwiający sterowanie silnikiem oraz monitorowanie i korektę parametrów pracy. Opcje komunikacyjne mogą być rozszerzone o pracę w sieci Ethernet po protokole Modbus TCP, przy zastosowaniu zewnętrznego konwertera Astraada (AST-CON-485), a dla serii GD300 i GD35 – dodatkowo o opcję komunikacji w sieci Profibus DP, poprzez wykorzystanie dedykowanego modułu montowanego bezpośrednio w falowniku.

www.astor.com.pl/falowniki