Technika 87 Hz

To rozwiązanie służy do poszerzenia zakresu regulacji prędkości (0~87Hz) przy zachowaniu stałego momentu, oraz pozwala na zwiększenie mocy silnika.

W tym przypadku silnik (230/400V / ∆/Y) łączymy w trójkąt. Układ uzupełniamy w przemiennik o napięciu wyjściowym 0~400V. Silnik tak podłączony (230V) dla tej samej mocy pobiera większy prąd niż dla zasilania 400V (najczęściej jest on określony na tabliczce znamionowej przez producenta silnika i jest większy o √3),

110

dlatego należy dobrać falownik nie do mocy, ale do konkretnej wartości prądu. Moc tak dobranego przemiennika będzie większa o √3 od mocy znamionowej na tabliczce zaciskowej silnika.

W samym falowniku trzeba pamiętać o ustawieniu częstotliwości załomu na wartość 87 Hz w przeciwnym wypadku możemy spowodować spalenie silnika i uszkodzenie przetwornicy.

Prześledźmy wykres poniżej.

Z wykresu widzimy, że przy takim ustawieniu falownika dla częstotliwości równej 50 Hz napięcie wynosi 230V - czyli wartość znamionowa dla silnika połączonego w trójkąt, a zatem zmieniając częstotliwość w zakresie od 0 Hz do 50 Hz osiągamy takie same możliwości regulacyjne jak dla standardowej konfiguracji silnik – przemiennik.

Całość wygląda ciekawiej, jeżeli prędkość obrotową regulować będziemy w zakresie powyżej 50 Hz do 87 Hz. Okazuje się, że w tym zakresie zachowujemy stałą proporcję pomiędzy napięciem a częstotliwością, czyli posiadamy możliwość napędu ze stałym momentem aż do 87 Hz!

W tej części opisu, dla niektórych czytelników, może być przerażająca myśl potraktowania silnika napięciem 400V, podczas gdy znamionowa wartość napięcia międzyfazowego wynosi przecież 230V. Ale w tym przypadku wysokość napięcia nie jest groźna - znaczenie ma fakt, że napięcie 400V zostanie podane przy częstotliwości 87 Hz a nie 50 Hz. Dlaczego się tak dzieje?: silnik jako duża indukcyjność posiada

impedancję proporcjonalną do częstotliwości. Jeśli zatem podamy na taką indukcyjność

podwyższone napięcie, ale przy podwyższonej jednocześnie częstotliwości to nie spowodujemy zwiększenia wartości prądu, zatem jeżeli prąd nie wzrośnie to i o silnik możemy być spokojni.

W tym momencie można by powiedzieć, że osiągnięto stan idealny, mamy szeroki zakres regulacji z zachowaniem proporcji U/f, ale...

Należy zachować umiar z obrotami silnika ponad znamionowe, dlatego nie powinno się stosować techniki 87 Hz do silników dwubiegunowych - prędkość w tym przypadku wzrosła by do ok. 5000 obr/min. Dlatego stosowanie tej techniki zalecane jest dla silników czterobiegunowych, wtedy ich prędkość wzrośnie do ok.

2.800 obr/min, (lub o większej liczbie biegunów), ale trzeba się upewnić, że producent silnika dopuszcza takie obroty. Związane jest to chociażby z wytrzymałością zastosowanych przez producenta silnika łożysk.

Należy jeszcze zwrócić uwagę na chłodzenie silnika, szczególnie jeśli zamierzamy pracować z niższymi częstotliwościami.

Wnioski dotyczące techniki 87 Hz.

1. Większy jest zakres regulacji, w przedziale od 0 Hz do 87 Hz.

2. Utrzymując znamionowy moment obciążenia przy częstotliwości 87 Hz powoduje się pracę silnika przy obciążeniu mocą √3 PN, czyli silnik z przykładu o mocy 1,1 kW osiągnąłby moc około 1,9 kW.

3. Zakres regulacji wzrasta, bo wzrasta całkowity obszar pracy ze stałym momentem.

4. Technikę 87 Hz zastosujemy tylko, gdy silnik posiada uzwojenie 230/400V (dla standardowych układów) - typowe dla mocy do około 4 kW - w zależności od producenta. Silniki większej mocy posiadają z reguły uzwojenie 400/690V w celu umożliwienia zastosowania rozruchu gwiazda-trójkąt, ale istnieje możliwość zamówienia wersji 230/400V co daje możliwość stosowania tej techniki dla większych mocy.

Tyle teorii na temat techniki 87Hz. Poniżej przedstawiamy ustawienia przemiennika.

Aby bardziej obrazo przedstawić temat będziemy bazować na konkretnym przykładzie.

Dla wyżej przedstawionego silnika dobieramy przemiennik 4kW/400V/9A.

Uzwojenia silnika należy połączyć w trójkąt (czyli na zasilanie 3x230V).

Sposób 1. (np. układy wentylacji, pompy wirowe)

F106 – 2 (sterowanie skalarne, charakterystyka liniowa lub kwadratowa)

F111 – 87 (maksymalna częstotliwość, można też ustawić wartość mniejszą lub większą)

F118 – 87 (punkt załamania charakterystyki, czyli osiągnięcia pełnej wartości napięcia wyjściowego) F137 – 0 (charakterystyka liniowa)

F613 – 1 (lotny start, zabezpieczenie dla układu wentylacji) F607 – 3 (Aktywacja dynamicznego doboru parametrów)

F608 – 140 (próg krotności prądu zadziałania dynamicznego doboru) F609 – 140 (próg krotności napięcia zadziałania dynamicznego doboru) F610 – 60 (czas działania dynamicznego doboru parametrów)

F707 – 90 (ochrona przeciążeniowa silnika obliczona: F707=(prąd znamionowy silnika/prąd znamionowy przemiennika)*100%=(8,1/9)*100%=90%

F737 – 1 (aktywacja programowej ochrony prądowej) F738 – 1,7 (krotność prądu blokady przemiennika)

Na wszelki wypadek układ można sprawdzić bez podpiętego silnika (wyłączyć wówczas kontrole faz F727 – 0). Napięcie można sprawdzić na klawiaturze naciskając przycisk FUN aż pojawi się wartość U..., która jest mierzona na wyjściu przemiennika. Dla częstotliwości wyjściowej 50Hz napięcie wyjściowe powinno wynosić 230V.

Sposób 2.

Ten sposób jest dedykowany dla układów gdzie wymagana jest regulacja prędkości obrotowej z

utrzymaniem stałego momentu (czyli potrzebujemy sterowania wektorowego). Identyczne ustawienia należy parametryzować dla sterowania pseudowektorowego (F106=3) lub sterowania skalarnego charakterystyką autokorekcji momentu.

Najpierw zaczynamy od przeliczenia parametrów silnika:

Silnik mamy połączony w trójkąt czyli 3x230V dla 50Hz, prąd znamionowy 8,1A, obroty 1420obr/min.

Wartości dla zastosowanej techniki 87Hz.

Zasilanie 3x400V Prąd znamionowy 8,1A

Częstotliwość znamionowa 87Hz Moc znamionowa 2*√3=2*1,73=3,46kW Prędkość obrotową wyliczamy z proporcji:

1420/50=28,4obr/Hz 87*28,4=2471obr/min

F106 – 0 lub 1 (sterowanie wektorowe), 3 (pseudowektorowe)

F111 – 87 (maksymalna częstotliwość, można też ustawić wartość mniejszą lub większą) F118 – 87 (wartość znamionowa częstotliwości dla techniki 87Hz)

F607 – 3 (Aktywacja dynamicznego doboru parametrów)

112

F608 – 145 (próg krotności prądu zadziałania dynamicznego doboru) F609 – 140 (próg krotności napięcia zadziałania dynamicznego doboru) F610 – 60 (czas działania dynamicznego doboru parametrów)

F707 – 90 (ochrona przeciążeniowa silnika obliczona: F707=(prąd znamionowy silnika/prąd znamionowy przemiennika)*100%=(9/8,1)*100%=90%

F727 – 1 (kontrola faz wyjściowych)

F737 – 1 (aktywacja programowej ochrony prądowej) F738 – 1,8 (krotność prądu blokady przemiennika) F800 – 1 (dla E1000, E800) lub 2 (dla E2100)

Parametrów silnika nie możemy tutaj podać bezpośrednio z tabliczki. Należy je wyliczyć tak jak to zrobiono na początku przykładu.

E801 – 3,5kW (moc silnika)

F802 – 400 (napięcie znamionowe silnika) F803 – 8,1 (prąd znamionowy silnika) F805 – 2471 (obroty znamionowe)

F810 – 87 (częstotliwość znamionowa silnika)

Po wpisaniu parametrów silnika naciskamy zielony przycisk RUN. Na wyświetlaczu pojawi się napis TEST.

Po zakończeniu układ jest gotowy do pracy. Na wszelki wypadek układ można sprawdzić bez podpiętego silnika (wyłączyć wówczas kontrole faz F727 – 0). Napięcie można sprawdzić na klawiaturze naciskając przycisk FUN aż pojawi się wartość U..., która jest mierzona na wyjściu przemiennika. Wartość napięcia dla 50Hz musi wynosić 230V.

Pozostałe parametry muszą zostać dostosowane do wymagań aplikacyjnych.

UWAGA: Napięcia wyjściowego nie możemy regulować dla sterowania wektorowego (F106 – 0 oraz F106 – 1).

Co do szczegółów prosimy odnosić się do pełnej pełnej instrukcji w wersji papierowej lub dostępnej na stronie internetowej:

www.hfinverter.pl

Podaną aplikację należy traktować, jako przykład ustawień. Stanowi to pomoc i zwraca uwagę na ważne kody. Nie zwalnia to aplikanta od zapoznania się z pełną instrukcją obsługi oraz z posiadania wiedzy na temat techniki napędowej i aplikacji które wykonuje. Podane wartości należy zweryfikować z rzeczywistym układem!

W dokumencie Przemiennik częstotliwości serii E810 (0,2kW 450kW) Instrukcja obsługi. Wersja instrukcji PL Ang A (Stron 110-113)