Měniče frekvence od firmy EATON

Článek ve formátu PDF je možné stáhnout zde

Karel Špaček, produktový specialista,

Eaton Elektrotechnika, s. r. o.

V současné době nabízí společnost Eaton Elektrotechnika, s. r. o., několik řad měničů frekvence pro různé použití a výkony. Jednou z nich jsou i nové typy měničů frekvence SLX, SVX a SPX. Tyto měniče vycházejí ze společné koncepce, mají robustní design a mnoho integrovaných doplňků, což je předurčuje k použití především v průmyslových aplikacích.

Univerzální měniče SVX9000

Nejrozšířenějším typem z uvedených přístrojů jsou měniče frekvence SVX, které dokážou díky svým vlastnostem pokrýt většinu aplikací od řízení ventilátorů a čerpadel až po náročná průmyslová použití.

Jsou nabízeny ve třech typech napájení s různými výkony:

napájení 208 až 240 V: I_{Hdo 245 A/75 kW, I_{Ldo 300 A/90 kW;}}
napájení 380 až 500 V: I_{Hdo 245 A/132 kW, I_{Ldo 300 A/160 kW;}}
napájení 525 až 690 V: I_{Hdo 170 A/160 kW, I_{Ldo 208 A/200 kW.}}

Hodnota I_{Hse uplatní pro těžkou zátěž (velké přetížení – 1,5I_{H) a hodnota I_{Lpro lehkou zátěž (malé přetížení – 1,1I_L).}}}

Vzhledem k velkému počtu integrovaných prvků se výrazně zjednodušuje objednávka, vše důležité již obsahuje základní přístroj. Jde např. o zabudovaný filtr RFI, který odpovídá prvnímu a druhému prostředí podle ČSN EN 61800-3 (Systémy elektrických výkonových pohonů s nastavitelnou rychlostí – Část 3: Požadavky EMC a specifické zkušební metody) – kategorie C2 a C3. Dále je součástí měniče síťová tlumivka, která se používá k potlačení proudových špiček vznikajících na vstupním usměrňovači měniče frekvence, a zabraňuje tak rušení napájecí sítě. S měničem je dodáván i odnímatelný ovládací panel, do něhož je možné uložit dvě sady parametrů a kopírovat je mezi dalšími měniči. V základním provedení se měniče dodávají s krytím IP21, ale je možné volit i typ s vyšším stupněm krytí IP54. Zvýšit krytí lze i dodatečně za použití k tomu určené sady.

Rozsáhlé funkční možnosti měničů SVX jsou opět dostupné již v základním provedení. Samozřejmostí je nastavitelný způsob řízení, nabízeno je skalární řízení (U/f) nebo bezsenzorové vektorové řízení pomocí obvodu ASIC (Application-Specific Integrated Circuit). Vektorové řízení je realizováno koordinací magnetického toku ve statoru, který je imunní proti malým změnám při měření a parametrům motoru. Sofistikované bezsenzorové řízení vektoru magnetického toku dosahuje dynamické přesnosti uzavřené regulační smyčky motoru v celém rozsahu otáček.

Rychlé a snadné nastavení základních parametrů je řešeno automatickým průvodcem nastavení měniče, který se spustí při prvním připojení měniče k napájení.

Některé další funkce tohoto měniče frekvence jsou např.:

až 15 pevných frekvencí,
start po rampě/letmý start,
aritmetické operace,
regulátor PID,
speciální funkce pro práci s čerpadlem nebo ventilátorem,
DC brzdění při spuštění a zastavení.

Měniče frekvence SVX se používají spolu s řízením otáček také jako ochranný prvek motorové zátěže, ale i měniče samotného. Přístroje obsahují obvod elektronické ochrany proti přetížení s inverzní charakteristikou nebo s charakteristikou I^{2t, odpovídající standardním tepelným relé.}

Nejlepším způsobem ochrany střídavých motorů proti přehřátí je přímé snímání teploty termokontaktem nebo termistorem vloženým do vinutí motoru. Pro připojení termistoru jsou nabízeny přídavné moduly s termistorovým vstupem. Přímá ochrana proti přehřátí je upřednostňována před nadproudovou ochranou zařízení, protože k přehřátí motoru může dojít jak při malých rychlostech, tak i při běžných provozních proudech. Další ochranné funkce jsou např. hlídání podpětí, přepětí, teploty přístroje, nedostatečného zatížení, kontrola vstupní a výstupní fáze aj.

Pro okamžitý přehled řízení a stavu aplikace je možné zobrazovat na displeji měniče tyto hodnoty:

výstupní frekvenci (Hz),
počet otáček motoru (min^–1),
proud motoru (A),
točivý moment motoru (%),
výkon motoru (%),
napětí motoru (V),
napětí stejnosměrného obvodu (V),
teplotu chladiče (°C),
teplotu motoru (%).

Velká variabilita počtu a typu vstupů a výstupů je zaručena díky řešení se zásuvnými kartami. V základním provedení je měnič dodáván se dvěma kartami vstupů a výstupů nabízejících šest digitálních vstupů, dva analogové vstupy (0 až 10 V nebo 0 (4) až 20 mA), jeden analogový výstup (0 až 10 V nebo 0 (4) až 20 mA), jeden digitální výstup a dva přepínací reléové výstupy (standardní zapojení viz obr. 2). Je-li požadavek na větší počet, popř. na speciální typy vstupů (termistor, snímače teploty pro Pt100 …), lze kartu doobjednat a jednoduše přidat do prázdného slotu měniče. Celkem je na měniči frekvence pět slotů, které se využívají také pro komunikační karty (např. pro Profibus-DP, CANopen, Modbus, DeviceNet …).

Měniče frekvence SLX9000

Měniče frekvence SLX představují ekonomickou verzi měničů frekvence SVX. Poskytují menší počet vstupů a výstupů a neobsahují některé pokročilejší funkce. Jde o řadu přístrojů, která je navržena pro lehké komerční a průmyslové použití. V nabídce je nejpoužívanější typ napájení 380 až 500 V ve výkonech I_H do 46 A/22 kW, I_L do 61 A/30 kW.

Svými vlastnostmi je ovšem i tato řada měničů frekvence na velmi vysoké úrovni. Přístroje obsahují síťovou tlumivku, filtr RFI pro stejné prostředí jako u měničů SVX, odnímatelný ovládací panel. Dodávají se v krytí IP21 a IP54 a umožňují rozšíření vstupů a výstupů, popř. přidání některé z komunikačních karet.

Stejně jako u měničů SVX je možná volba způsobu řízení, tj. mezi skalárním řízením a bezsenzorovým vektorovým řízením. Tyto přístroje obsahují funkce, jako jsou např. regulátor PID, automatický průvodce nastavením měniče, DC brzdění při spuštění a zastavení atd. Samozřejmostí je zobrazení měřených hodnot na displeji a veškeré ochranné funkce.

Výkonné měniče frekvence SPX9000

Nejvýkonnější řadou jsou měniče frekvence SPX9000, které se využívají pro řízení nejnáročnějších průmyslových aplikací, jako jsou např. drtiče, míchadla či jeřáby s požadavkem na synchronizaci více motorů. Měniče SPX9000 jsou vybaveny špičkovým výpočetním výkonem, který může zpracovávat informace z enkodéru s cílem poskytovat velmi přesné řízení motoru. Jádrem měniče SPX9000 je rychlý mikroprocesor, který poskytuje velký dynamický výkon pro použití, ve kterých je třeba přesná manipulace a vysoká úroveň spolehlivosti. Součástí jsou samozřejmě také veškeré funkce a vlastnosti jako u měničů SVX.

Měniče frekvence SPX se dodávají v těchto typech napájení, výkonů a krytích:

napájení 208 až 240 V:
I_H do 245 A/75 kW, IL do 300 A/90 kW;
napájení 380 až 500 V:
– IP21: I_H do 650 A/355 kW; I_L do 730 A/400 kW,
– IP54: I_H do 460 A/250 kW; I_L do 520 A/250 kW,
– IP00: I_H do 1 940 A/1 100 kW; I_L do 2 150 A/1 200 kW, IP00 (dvanáctipulzní usměrňovač): I_H do 920 A/500 kW; I_L do 1 030 A/560 kW;
napájení 525 až 690 V:
– IP21: I_H do 502 A/500 kW; I_L do 590 A/560 kW,
– IP54: I_H do 325 A/315 kW; I_L do 416 A/400 kW,
– IP00: I_H do 1 900 A/1 800 kW; I_L do 2 250 A/2 000 kW.

Pro řešení speciálních použití nabízí firma Eaton také systémové měniče SPI9000, SPA9000, SPN9000 se společnou DC sběrnicí splňující požadavky na řešení systémů s flexibilní architekturou. Použitá technologie vychází z měničů SPX9000. Nabízený sortiment zahrnuje několik usměrňovacích (front-end) jednotek a několik střídačů v širokém výkonovém spektru (1 až 2 000 kW).

Více informací na toto téma lze získat na technické podpoře společnosti Eaton Elektrotechnika, s. r. o. (tel.: 267 990 444, e-mail: podporaCZ@eaton.com).

Další informace o výrobcích a službách na webových stránkách společnosti: http://www.EatonElektrotechnika.cz

Obr. 1. Měniče frekvence SVX

Obr. 2. Standardní zapojení řídicí svorkovnice měniče frekvence SVX