Měniče frekvence Eaton – správný pohon pro vaše technologie

Pro regulaci otáček asynchronních střídavých motorů se využívá řízení energie dodávané do motoru. Systém pohonu se skládá z třífázového motoru, měniče frekvence a řízení. Motor je obvykle standardní třífázový asynchronní elektromotor s kotvou nakrátko na jmenovité napětí 230 nebo 400 V, 50 Hz. Měnič frekvence je jednotka, kterou lze napájet jednofázově nebo třífázově v rozsahu napětí 115 až 400 V, 50 Hz. Tato jednotka upravuje výstupní napětí a výstupní frekvenci v konstantním poměru podle přednastavené charakteristiky řízení motoru. Měnič frekvence zajišťuje spouštění, zastavování a regulaci otáček motoru. Osvědčená řada měničů frekvence Eaton, která nese označení PowerXL^TM, působí robustní konstrukcí a disponuje efektivní řídicí částí. Základem nabídky měničů frekvence společnosti Eaton jsou aktuálně tři produktové řady DC1, DA1 a DG1, které pokrývají oblasti od jednoduchých až po vysoce komplexní aplikace, pro individuální i sériovou výrobu ve strojírenství i jinde. Před náročnými okolními vlivy jsou nové měniče frekvence PowerXL^TM dokonale chráněny vysokým stupněm krytí až IP66 a díky zvýšené ochraně lakováním desky plošných spojů jsou měniče Eaton Power vhodné též pro použití v náročných prostředích s vysokou vlhkostí.

Obr. 1. Měnič frekvence DC1 v provedení IP66

U výrobců strojů i při budování technologií v obchodních či rezidenčních budovách jsou motory často pohonem pro čerpadla, ventilátory, dopravníky, jeřáby, navíjecí stroje, kompresory nebo výtahy, které vyžadují jednoduché, uživatelsky přívětivé a energeticky efektivní technologie. Měniče frekvence DC1, DA1 a DG1 byly speciálně navrženy právě pro tyto typy aplikací. Veškeré modely z řady PowerXL^TM lze využívat pro plný výkon až do okolní teploty 50 °C (IP20) bez dodatečného chlazení a jsou vybaveny ochranou proti zkratu na výstupu. Spolehlivost zvyšují také ventilátory s valivými ložisky, které zaručují dlouhou životnost. Minimalizace projektování, instalace a nároků na technické znalosti je zajištěna zjednodušením technologie pomocí funkce automatického nastavení a jednoduchého parametrizování pouze čtrnácti základními parametry. To zajišťuje rychlou přípravu nového zařízení do provozu. Programování měničů frekvence PowerXL^TM lze realizovat přes integrovanou klávesnici a displej LED (OLED) nebo z připojeného PC. Při použití externí klávesnice s displejem lze přistupovat až k šedesáti třem zařízením z jednoho modulu. Dodatečný adaptér Bluetooth umožňuje rychlé nastavení a uložení zvolených parametrů a následné kopírování do jiných zařízení. Tzv. Help card v každém přístroji nabízí rychlý přehled parametrů a označení svorek. Odnímatelná svorkovnice řídicích signálů měničů frekvence DC1 a DA1 dělá instalaci a připojení zařízení ještě jednodušší.

DC1 – Ideální řešení pro konvenční pohony do 22 kW nově v krytí IP66

Kompaktní měniče frekvence DC1 s jednoduchým připojením a instalací jsou vhodné k řízení ventilátorů, čerpadel a dopravníků. Charakteristika řízení V/f umožňuje zajistit vysoký točivý moment motoru i při nízké rychlosti. Měniče frekvence s řízením poměru V/f mohou poskytovat lepší záběrový moment a možnost přetížení při nízkých rychlostech, pokud je růst napětí při nízkých rychlostech řízen automaticky. Tato vlastnost se nazývá IR kompenzace a bez této kompenzace je velice obtížné dosáhnout maximálního možného točivého momentu motoru při lehké zátěži. Bez této kompenzace by požadovaný nárůst napětí pro maximální točivý moment způsobil saturaci motoru, kterým by tekl příliš velký proud. Obvody IR kompenzace sledují zátěž motoru a automaticky regulují nárůst napětí při nízkém zatížení. Řízení magnetického toku střídavého motoru umožňuje dosáhnout podobného výsledku tím způsobem, že mění jeho okamžité napětí a frekvenci tak, aby motor vyvinul požadovaný točivý moment směrem k zátěži. Produktová řada DC1 dokáže pohánět motor při 150 % jmenovitého zatížení po dobu 60 sekund a při 175 % po dobu 2 sekund. Vestavěný regulátor PI může řídit např. průtok nebo tlak pomocí ovládacího obvodu se snímači disponujícími analogovým signálem 0 – 10 V. Všechny modely DC1 v krytí IP20 určené pro montáž do rozváděče jsou nabízeny ve výkonovém rozsahu 0,37 až 22 kW a jsou dodávány se sedmisegmentovým displejem a klávesnicí. Volitelně lze vybírat vestavěný filtr EMC a brzdný rezistor. V případě, že základní výbava DC1 je nedostačující, může být snadno rozšířena pomocí doplňujících modulů vstupů/výstupů. Kromě provedení v krytí IP20 jsou měniče řady PowerXL^TM DC1 dostupné v krytí IP66 nově také až do 22 kW. U měničů v krytí IP66 lze vybírat z možností s lokálním ovládáním, nebo bez něj a díky nově použitým materiálům odolným vůči UV záření jsou vhodné pro venkovní použití. Měniče frekvence DC1 jsou též plně vybaveny pro komunikaci přes rozhraní CANopen nebo Modbus-RTU. Ve spojení s modulem SWD dokáží měniče frekvence využít schopnosti systému SmartWire-DT.

Obr. 2. Měnič frekvence DA1 s integrovaným displejem OLED

DA1 – Měniče frekvence pro náročné aplikace do 250 kW

Měniče frekvence řady DA1 jsou ideální volbou pro řízení náročných a rychlostně závislých aplikací. Široký rozsah výkonu až do 250 kW, společně s kompaktními rozměry a vysokou úrovní funkčnosti předurčují jejich využití především tam, kde jsou náročné požadavky na řízení motorové zátěže. Standardem této produktové řady je podpora komunikace Modbus-RTU nebo CANopen a integrovaný filtr EMC s brzdným tranzistorem. Kromě vektorového řízení (SLV) je možné využít základního řízení V/f nebo pokročilého řízení CLV. Měniče frekvence mohou být provozovány při 150 % přetížení při provozu a 200 % přetížení při startu. Stupeň krytí IP66 umožňuje použití v aplikacích s instalací mimo rozváděč. S funkcemi PLC parametrizačního software drivesConnect lze vytvářet vlastní logické vazby, například s časovými závislostmi a vytvořit tak své vlastní aplikace. Do zařízení mohou být přidány různé rozšiřující moduly stejně jako další vstupy/výstupy (analogové či digitální). S funkcí Safe Torque Off (STO) poskytují měniče frekvence DA1 nejzákladnější integrovanou bezpečnostní funkci. Několik komunikačních modulů pro měniče DA1 poskytuje konektivitu pomocí sběrnice Ethernet na bázi protokolů PROFINET, Ethernet IP, EtherCAT, Modbus TCP, BACnet IP, dále nejrozšířenější komunikaci Profibus nebo pro severoamerický trh DeviceNet. S modulem SWD mohou být měniče frekvence připojeny také do systému SmartWire-DT. Všechny výkonové typy jsou k dispozici také s displejem OLED s vysokým rozlišením.

DG1 – Měniče frekvence pro průmyslové aplikace do 560 kW

Měniče frekvence DG1 se mohou pochlubit všestranným komunikačním vybavením. Všechny modely se dodávají se standardními rozhraními pro protokoly Ethernet IP, ModBus TCP, ModBus RTU a BACnet MS/TP. Pro připojení na komunikační standardy Profibus DP, CANopen, DeviceNet, ProfiNet a LonWorks, stejně jako pro připojení na komunikační systém SmartWire DT lze použít zásuvné adaptéry (komunikační karty). Měniče jsou navíc vybaveny několika digitálními a analogovými vstupy a výstupy a také třemi relé, takže nabízejí více možností připojení než mnoho jiných zařízení této třídy, která jsou v současnosti na trhu. Další snadné a pružné rozšíření měniče DG 1 umožňují různé přídavné karty. Softwarové vybavení, nainstalované na všech měničích frekvence DG1 má špičkové funkce a funkční vybavení, jako např. aktivní optimalizaci energetické spotřeby, dynamickou regulaci napájení v případě rekuperace, průvodce rychlým startem, různorodé funkční bloky pro standardní aplikace (systém pro více čerpadel, ovládání ventilátorů, vícenásobnou regulaci typu PID, víceúčelové použití), bezpečnostní funkce, funkci STO (Safe Torgue Off – bezpečné vypnutí krouticího momentu) a hodiny reálného času. Z hlediska energetické spotřeby dosáhla společnost Eaton úspěchu v podobě snížení příkonu pro motorové pohony o 2 až 10 % ve srovnání s jinými měniči frekvence na trhu – a to bez jakékoli přídavné optimalizace.

Obr. 3. Měnič frekvence DG1 pro náročné aplikace

Řada měničů frekvence DG1 se dodává v šesti velikostech se stupněm krytí IP21. Speciální povrchová úprava chrání elektronické součástky proti prachu, vlhkosti a chemikáliím. Pro drsné klimatické podmínky, nebo dálkové ovládání může být kryt měniče dovybaven pomocí konverzní sady pro krytí na úrovni ochrany IP54. Rozsah provozních teplot pro měniče řady DG1 je díky speciálnímu režimu vyhřívání od –35 do +50 °C. Při snížení jmenovitého výkonu mohou být měniče provozovány až do +60 °C.