Частотные преобразователи немецкого производителя Lenze разработаны для массового применения, для той части применений, где двигатели уже нуждаются в регулировании, но еще нет недорогих и практичных решений. Lenze как раз и заполнили эту часть рынка. Достаточно всего одного примера: конвейер. Это механизм, который должен плавно набирать скорость и плавно останавливаться.

До сих пор он требовал или сложной кинематики, или привода постоянного тока, или приходилось мириться с его резкими толчками. Применение частотного преобразователя Lenze полностью решает проблему. При простом механизме легко обеспечить высокие характеристики машин в широком диапазоне мощностей. Достаточно сделать настройку преобразователя.

Принципы работы

В предыдущие годы схемотехника частотных преобразователей не позволяла таких возможностей, какие имеются сегодня. Современные преобразователи частоты содержат на входе одно- или трехфазный выпрямитель (однофазный у моделей небольшой мощности), затем емкостный фильтр, а на выходе – трехфазный мост на мощных IGBT-транзисторных ключах.

Эти ключи дают возможность переключать значительные токи с высокой модулирующей частотой, формируя синусоиды с частотами практически от 0 до сотен Гц. Теоретически это дает возможность раскручивать асинхронные двигатели до 6000 об/мин, а на практике в 2-3 раза. Возможно осуществлять динамическое торможение, в том числе и длительное, если подключить внешние тормозные резисторы для тормозного тока.

Преобразователи серии smd рассчитаны на обычное управление по линейному или квадратичному закону V/f, а в tmd применяется векторное управление.

Характеристики преобразователя Lenze 8200 SMD

Он предназначен для работы с асинхронными двигателями в широком диапазоне мощностей. Это изделие разрабатывалось для регулирования привода по линейной или квадратичной функции. Преобразователь не использует векторного управления.

Частотный преобразователь lenze

Рисунок: схема lenze smd.

Для подавляющего большинства простых операций с двигателями малой и небольшой мощности при небольших нагрузках этого и не требуется. Гораздо выше ценятся: простота настройки, удобство обслуживания, малые габариты преобразователя. Все это lenze smd предлагает своему потребителю в полной мере:

  • регулирование скорости;
  • изменение направления вращения;
  • раздельная настройка ускорения и торможения;
  • защита и безопасность;
  • малые вес и размеры;
  • возможность перегрузки в 1.5 раз до одной минуты.

Характеристики преобразователя Lenze 8200 TMD

Этот преобразователь предназначен для работы с асинхронными двигателями, установленными в механизмах, где предпочтителен векторный или моментный способ управления.

Такими машинами являются нагруженные конвейеры, краны, подъемники, мельницы, дробилки, шнеки с периодической подачей. В этих случаях применяется векторное управление. В тех случаях, когда электродвигатель работает в станках для вытяжки проволоки или намотки рулонов пленки или бумаги и т.д. требуется хорошая стабильность крутящего момента в значительном диапазоне мощностей. Для этого предусмотрен моментный режим регулирования. (Стабилизация момента вращения может позволить уменьшить массу маховиков или совсем отказаться от них во многих механизмах.) Свойства tmd преобразователей с векторным управлением:

  • управление скоростью;
  • реверс;
  • управление крутящим моментом;
  • ПИД-регулятор;
  • линейное и квадратичное скалярное управление;
  • векторное управление;
  • четыре постоянные скорости на выбор;
  • защита и безопасность.

Все модели lenze 8200 имеют аналоговые и цифровые входы для управления, а также (только трехфазные по входу модели) интерфейс RS-485, на котором используются протоколы Modbus или Lecom B. Степень защиты IP20.

Серия 8200 smd состоит из устройств на следующие мощности (несколько примеров для представления. Преобразователи tmd имеют такие же мощности):

ESMD251X2SFA 0.25 квт 1 фаза
ESMD751X2SFA 0.75 квт 1
ESMD222X2SFA 2.2 квт 1
ESMD371L4TXA 0.37 квт 3 фазы
ESMD222L4TXA 2.2 квт 3
ESMD752L4TXA 7.5 квт 3
ESMD223L4TXA 22 квт 3

Все преобразователи частоты имеют аналоговый вход для задания скорости (выходной частоты) при помощи напряжения или токовой петли, программируемый релейный выход для сигнализации о состоянии преобразователя. Имеются дискретные входы с большим выбором функций. Логические контроллеры или релейные схемы автоматики, работающие с этими входами могут помочь в автоматизации любых процессов, связанных у потребителя с управляемым двигателем.

Сменный модуль памяти

В преобразователях lenze было применено очень практичное решение, относящееся к настройкам. Конфигурация преобразователя хранится в чипе EEPROM, который вставляется в специальное гнездо на передней панели преобразователя. Среди принадлежностей имеется программатор и копировщик данных для таких модулей. С его помощью легче записывать конфигурацию, чем делать это на самом преобразователе.

В случае неисправности, преобразователь снимается и отдается в ремонт. При этом модуль памяти извлекается и тут же устанавливается в новый или запасной преобразователь. Полностью отпадает необходимость заново набирать значения параметров повторно. Это экономит время в производственных условиях.

Модуль памяти извлекается при помощи специального ключа, а вставляется простым нажатием и фиксируется в своем гнезде. Гнездо можно заклеить пленкой и опечатать при необходимости.

Эксплуатация и неисправности

Преобразователь lenze smd выполнен в небольших габаритах и работает в относительно мощных цепях. Это заставило разработчиков принять меры по его охлаждению. Преобразователь не только имеет ребристый алюминиевый радиатор сзади, но и многочисленные вентиляционные щели в корпусе. Поэтому следует всячески оберегать его от брызг, конденсата, металлических стружек и опилок, и даже от обычной пыли, во избежании выхода из строя. Недопустимо превышать температуру окружающей среды выше указанной в инструкции по эксплуатации. Преобразователи имеют степень защиты IP20. Выбирать кабели следует не меньшего сечения, чем требуется для номинального тока двигателя.

Для электродвигателей, работающих в инерционных механизмах (например, подъемниках), в любом диапазоне мощностей, может потребоваться внешний тормозной резистор. Иначе, в цепи постоянного тока может оказаться недопустимо высокое напряжение и мосты выпрямителя или инвертора окажутся пробитыми. В таком случае сгорает предохранитель, но после его замены устройство не работает, а предохранитель горит снова. В других случаях возможен взрыв электролитических конденсаторов фильтра. По этим причинам, использовать преобразователи частоты в пожароопасных помещениях строго запрещено без специальных герметичных боксов.

Недопустимо останавливать моторы отключением питания преобразователя. Делать это надлежит только предусмотренной командой останова. Иначе преобразователь может выйти из строя. Особенно это относится к случаям инерционных приводов, которые используют встроенные тормозные резисторы.

После отключения преобразователя, на конденсаторах фильтра сохраняется опасное напряжение! Необходимо выждать, пока не разрядятся конденсаторы. Это занимает несколько минут. (Напряжение между B+ и B-).

Диагностика и ремонт

При слишком низком напряжении питающей сети преобразователь не может “вытянуть” заданные параметры и работает на пределе оперативного запаса регулирования. На дисплее отображается LU (Low Voltage). При повышенном напряжении возникает риск пробоя диодов и особенно конденсаторов фильтра. В этом случае преобразователь показывает OU (Overvoltage). То же происходит и при слишком резком торможении двигателя. В случае перегрева дисплей показывает OH (Overheat). Потребитель часто игнорирует такие жалобы преобразователя из-за слабой работы инженеров КИП, которые должны подробно инструктировать персонал, который непосредственно работает вблизи преобразователя.

Индикация SF (Supply Fault) означает пропадание одной из фаз питания. Это недопустимый режим, особенно при повышенной нагрузке на двигатель. Если же преобразователь показывает что-то вроде: F2…FO, или Ad то он нуждается в квалифицированном ремонте, и желательно в сервисе, связанном с компанией Lenze.

Сервис

В условиях производства у потребителей практически невозможно выполнить ремонт отказавшего преобразователя smd или tmd. Даже если имеется вполне квалифицированный сотрудник, то могут возникнуть трудности с приборами и паяльным оборудованием, а самое главное – с принципиальной схемой, не говоря уже о прошивках контроллеров и их исходных кодах (наверняка проприетарных). В случае сложных неисправностей, а других неисправностей в силовой импульсной технике почти не бывает, все это может понадобиться в любую минуту.

Поэтому ремонт лучше всего делать у официального представителя Lenze. Это, например, “Шеллинг + Сервис”. Это никоим образом не реклама, а просто рекомендация. Там можно получить наиболее быструю и надежную техническую поддержку. Специалисты оттуда могут выехать к потребителю и оказать помощь на месте, выполнить любой ремонт силовой части или управления. Кроме всего прочего, они имеют возможность удаленной диагностики из своего офиса. Это дает то преимущество, что потребитель быстро узнает стоимость ремонта и получит все консультации по своим возможным эксплуатационным ошибкам.

Переключение параметров двигателей при работе от одного преобразователя частоты Lenze 8400 Vector