Właściwy dobór przemiennika częstotliwości do silnika napędzającego urządzenie w danej aplikacji jest podstawą optymalnego wykorzystania nowoczesnych napędów – zarówno pod kątem oszczędności energii elektrycznej, jak i czasu ich eksploatacji. Rodzina Astraada DRV zawiera pełen przekrój urządzeń – od uniwersalnych przemienników częstotliwości małej mocy, przez falowniki z funkcjami wentylatorowo-pompowymi, do zaawansowanych technicznie rozwiązań sterowanych za pośrednictwem magistrali Profibus DP, CAN, CANopen. Urządzenia są dostępne w ofercie firmy Astor.

Artykuł przybliża zbiorczo cechy całej rodziny przemienników Astraada DRV oraz wskazuje różnice pomiędzy poszczególnymi modelami, pozwalające na dobór odpowiednich falowników do różnych aplikacji.

Seria przemienników częstotliwości Astraada DRV-27

Krok 1 – Zbierz podstawowe informacje

Przed wyborem przemiennika częstotliwości należy w pierwszej kolejności zwrócić szczególną uwagę 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 można zastosować falownik serii DRV-21, zasilany napięciem jednofazowym 230 V z wyjściem trójfazowym 3 x 230 V. W przemyśle częściej wykorzystywanym standardem zasilania jest napięcie trójfazowe 3 x 400 V, stąd wszystkie serie Astraada DRV mogą być zasilane w taki właśnie sposób.
Przemienniki częstotliwości Astraada DRV, podobnie jak i większość dostępnych na rynku falowników, są skatalogowane 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.
Astraada DRV mogą pracować w aplikacjach wielosilnikowych. Ważne jest, żeby w takich układach 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 DRV można podzielić na dwie grupy rozwiązań:
• mniejszej mocy < 15 kW – serie DRV-21, DRV-23,
• szerokim zakresie mocy 1,5-500 kW – serie DRV-25, DRV-27.

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 zmiennomomentowej.

Napędy lekkie
Przy stosowaniu falownika do napędów „lekkich” – takich jak pompy, wentylatory, sprężarki, przenośniki – najlepiej sprawdzają się falowniki ze sterowaniem skalarnym. Wszystkie serie Astraada DRV posiadają ten typ sterowania, ale pod względem ekonomicznym i funkcjonalnym najlepiej dopasowane są serie DRV-21, DRV-23 oraz DRV-25. Wśród innych funkcji Astraada DRV, przydatnych w aplikacjach wentylatorowo-pompowych, można wymienić: regulator PID, możliwość załączania w funkcji lotnego startu czy wybór właściwej charakterystyki obciążenia. Dodatkowo seria DRV-25 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 trzech silników w zależności od aktualnego stanu procesu technologicznego). Dzięki powyższym funkcjom można zrealizować układ regulacji oszczędzając czas, miejsce i energię, zwiększając przy tym jednocześnie bezpieczeństwo i stabilność pracy systemu.

Funkcjonalność poszczególnych serii falowników DRV

Aplikacje z wysokim momentem rozruchowym
W aplikacjach napędowych wymagających wysokiego momentu rozruchowego i dużej przeciążalności – takich jak napędy maszyn, obrotnice, wirówki, nawijarki – najlepiej sprawdzą się falowniki Astraada DRV z bezczujnikowym sterowaniem wektorowym serii DRV-23, DRV-25 i DRV-27. 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. Przy tego typu aplikacjach często wykorzystywane jest hamowanie dynamiczne, umożliwiające szybkie zatrzymywanie urządzeń o dużym momencie bezwładności. Astraada DRV wyposażone są standardowo we wbudowany moduł hamowania dynamicznego dla wszystkich falowników do 30 kW. Przy większych mocach dostępne są opcjonalne zewnętrzne moduły hamowania dynamicznego (DBM).

Krok 3 – Dopasuj wejścia / wyjścia

Przemienniki częstotliwości Astraada DRV są wyposażone 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 użyte do zliczania impulsów, definiowania sposobu zatrzymania czy przekazywaniu 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 DRV przedstawione zostało w tabeli 1.

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 DRV 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 DRV-27 dodatkowo o opcję komunikacji w sieci Profibus DP oraz CAN, poprzez wykorzystanie dedykowanego modułu montowanego bezpośrednio w falowniku.

Tomasz Kochanowski
Autor jest dyrektorem działu wsparcia sprzedaży w firmie Astor