Найкомпактніший на ринку: перетворювач частоти Vacon 10 Machinery

1. вибір обладнання
2. інтерфейс користувача
3. Питання електромагнітної сумісності (ЕМС)
4. Інструментарій для VACON 10 Machinery
5. Мікрокоммунікаціонний адаптер
6. Про компанію Vacon

Заснована в 1993 році міжнародна компанія Vacon Group спеціалізується на розробці, виробництві та впровадженні перетворювачів частоти (ПЧ) для керування асинхронними двигунами і є одним зі світових лідерів на ринку перетворювальної техніки. Вся продукція компанії сертифікована Держстандартом Росії.

У пілотному номері спеціального додатку до журналу «Новини електроніки», присвяченого промислової автоматизації було проведено короткий огляд продукції компанії VACON http://www.compel-promavtomatika.ru/development/articles/2900/ . Дана стаття повністю присвячена серії компактних перетворювачів частоти Vacon 10 Machinery (ПЧ).

На сьогоднішній день Vacon 10 Machinery - найкомпактніший на ринку перетворювач частоти в діапазоні потужностей 0,25 ... 5,5 кВт. Проте, його технічні характеристики, архітектура і конструкція відповідають найактуальнішим вимогам і дозволяють вирішувати широкий спектр завдань в різних промислових додатках. На малюнку 1 показані перетворювачі трьох різних типорозмірів.

Мал. 1. Зовнішній вигляд перетворювачів Vacon 10 Machinery різних типорозмірів

Габарити перетворювачів наведені в таблиці 1.

Таблиця 1. Типорозміри перетворювачів частоти Vacon 10 machinery

ТипорозмірШиринаВисотаГлибинаНайменуванняммдюймиммдюймиммдюймиMI1

66 2,6 157 6,2 98 3,9 MI2 90 3,5 195 9,9 102 4 MI3 100 3,9 262 10,3 109 4,3

Незважаючи на компактність, яка дозволяє значно заощадити робочий простір, зазначені перетворювачі укомплектовані фільтром ЕМС, а для адаптації під конкретні завдання Vacon 10 випускають з різними модифікаціями плат управління, які називаються API - Application Interface (призначений для користувача інтерфейс). Крім того, існує можливість виготовлення ПЧ зі спеціальною платою управління з оригінальним інтерфейсом, що повністю відповідає умовам завдання. В якості стандартного комунікаційного протоколу використовується Modbus (опціонально - Fieldbus). Перетворювачі даної серії відрізняються простотою інсталяції, інтелектуальним навігаційним меню, можливістю монтажу на DIN-рейку або кріпленням гвинтами, а також установкою перетворювачів в ряд. Vacon 10 стандартно поставляється в корпусах зі ступенем захисту IP20 (опціонально - IP21 і NEMA1). З особливостей також можна відзначити наявність вбудованого гальмівного переривника (для перетворювачів з трифазним живленням 400 В при потужності від 1,5 кВт і вище).

У всіх приводах Vacon 10 використовується примусове повітряне охолодження - вентилятор з датчиком температури. Для того, щоб забезпечити прийнятні циркуляцію повітря і охолодження, необхідно залишити вільне місце під перетворювачем (не менше 50 мм) і над ним (не менше 100 мм).

Плати перетворювача покриті лаком, що дозволяє використовувати цей виріб в щодо жорстких умовах навколишнього середовища. Наявність пакета для розробки прикладних програм по індивідуальних вимог користувача Vacon NC61131-3 Engineering дозволяє здійснити пуск та налагодження системи в короткі терміни. У структурі перетворювача передбачена функція ПІ-регулятора.

вибір обладнання

З чого слід виходити при виборі перетворювача частоти? Мабуть, принципи тут загальні не тільки для даної серії, але і для будь-яких перетворювачів.

1. Перш за все, слід звернути увагу на характеристики навантаження і параметри навколишнього середовища, а саме - на:

• Пусковий, стаціонарний і динамічний моменти;
• Величину перевантажувальної здатності;
• Температуру навколишнього середовища;
• Повітряне або рідинне охолодження;
• Габарити.

2. Необхідні точності підтримки швидкості і моменту, швидкість реакції системи на зміну регульованого параметра дозволяють визначити тип управління:

• скалярний;
• Векторний без зворотного зв'язку;
• Векторний зі зворотним зв'язком.

3. Функціональні можливості:

• Можливість системної інтеграції;
• Можливість розширення введення / виводу;
• Типи польових шин;
• Наявність ПІД-регулятора;
• Можливості параметрування;
• Логіка управління і моніторинг.

4. Відповідність міжнародним стандартам:

• Необхідність вибору відповідно до умов експлуатації класу захисту обладнання (IP);
• Відповідність нормам електромагнітної сумісності (ЕМС);
• Гармонійний склад струму і напруги.

У таблицях 2 і 3 наведена номенклатура перетворювачів частоти Vacon 10 Machinery.

Таблиця 2. Номенклатура перетворювачів Vacon 10 Machinery для двигунів з напругою живлення 208 ... 240 В, одна фаза

0,25 1,7 2,6 М11 Vacon 0010-1L -0002-2 0,37 2,4 3,6 Vacon 0010-1L-0003-2 0,55 2,8 4,2 Vacon 0010-1L-0004-2 0,75 3,7 5,6 Vacon 0010- 1L-0005-2 1,1 4,8 7,2 MI2 Vacon 0010-1L-0007-2 1,5 7 10,5 Vacon 0010-1L-00011-2 2,2 11 16,5 MI3

Таблиця 3. Номенклатура перетворювачів Vacon 10 Machinery для двигунів з напругою живлення 380 ... 480 В, три фази

Тип перетворювачаНомінальні ток і потужність на валу двигуна (230В)ТипорозмірP, кВтI ном, А1,5 х Iном, АVacon 0010-3L-0001-4

0,37 1,3 2 MI1 Vacon 0010-3L-0002- 4 0,55 1,9 2,9 Vacon 0010-3L-0003-4 0,75 2,4 3,6 Vacon 0010-3L-0004-4 1,1 3,3 5 Vacon 0010-3L-0005-4 1,5 4,3 6,5 MI2 Vacon 0010-3L-0006-4 2,2 5,6 8,4 Vacon 0010-3L-0008-4 3 7,6 11,4 MI3 Vacon 0010-3L-0009- 4 4 9 13,5 Vacon 0010-3L-00012-4 5,5 12 18

На малюнку 2 показаний принцип формування номера для замовлення.

Мал. 2. Позначення типу ПЧ Vacon 10 Machinery

інтерфейс користувача

Виробник надає на вибір одну з трьох конфігурацій інтерфейсних плат: API Full (повний інтерфейс), API Limited (обмежений інтерфейс), інтерфейс API RS-485 (Modbus RTU). Хочу відразу зауважити, що користувачеві необхідно остаточно визначитися з вибором API до придбання ПЧ, тому що подальша зміна конфігурації (заміна одного варіанта API на інший) в процесі експлуатації практично неможливо.

Таблиця 4. Варіанти призначеного для користувача інтерфейсу

6 дискретних входів 3 дискретних входу 1 дискретний вхід 2 аналогових входи 1 аналоговий вхід 1 релейний вихід 1 аналоговий вихід 1 релейний вихід Інтерфейс RS-485 1 дискретний вихід Інтерфейс RS-485 - Два релейних виходу - - Інтерфейс RS-485 - -

Спеціальні функції першій-ліпшій нагоді інтерфейсу:

• Програмована логіка пуску / зупинки і сигналу реверсу;
• Масштабування завдання;
• Гальмування постійним струмом під час пуску і зупинці;
• Програмована залежність U / f;
• Регульована частота комутації;
• Функція автоматичного перезапуску після несправності;
• Захист і контроль (все повністю програмовані: вимикання, попередження, відмова);
• Відмова входу з струмовим сигналом;
• Зовнішня несправність;
• Несправність, пов'язана зі зниженим напругою;
• Витік на землю;
• Захист від перегріву, заклинювання ротора і недовантаження двигуна;
• Зв'язок з польової шині.

Спеціальні функції повного і обмеженого інтерфейсів:

• Вісім значень попередньо встановлених швидкостей;
• Вибір діапазону аналогового входу, масштабування і фільтрація сигналів;
• ПІ-регулятор.

Перетворювачі Vacon 10 версій API Full (повний інтерфейс) і API Limited (обмежений інтерфейс) мають однакові панелі управління, які вбудовані в привід, оснащений відповідною платою інтерфейсу користувача, і мають плівкове покриття, на якому нанесені написи, відповідні символам-вказівниками на дисплеї. Панель управління включає в себе рідкокристалічний дисплей з підсвічуванням і клавіатуру, забезпечену навігаційним коліщатком, зеленою кнопкою START (ПУСК) і червоною кнопкою STOP (ВИМИКАННЯ).

Завдання частоти може вибиратися з аналогових входів, з польової шини, по попередньо зупиненим значенням швидкості або з клавіатури.

Таблиця 5. Опис роз'ємів призначених для користувача інтерфейсів

Номер контакту і позначенняОписRS485 APILimitedAPIFullAPI

1 10 В ref Макс. струм навантаження 10 мА - ґ ґ 2 AI1 0 ... 10 В, Ri = 200 кОм - ґ * ґ 3 GND земля ґ ґ ґ 6 24 В out ± 20%, макс. струм навантаження 50 мА ґ ґ ґ 7 GND земля ґ ґ ґ 8 DI1 0 ... 30 В, Ri = 12 кОм ґ ґ ґ 9 DI2 - ґ ґ 10 DI3 - ґ ґ A A-RS-485 + ґ ґ ґ B B- RS-485 - ґ ґ ґ 4 AI2 0 (4 ... 20 мА, Ri = 200 Ом - - ґ 5 GND земля - ​​- ґ 13 GND земля - ​​- ґ 14 D14 0 ... 30 В, Ri = 12 кОм - - ґ 15 D15 - - ґ 16 D16 - - ґ 18 A0 0 (4 ... 20 мА, Ri <500 Ом - - ґ 20 D0 Відкритий колектор, макс. навантаження 48 В, 50 мА - - ґ 22 R013-CM Макс. перемикається.
Навантаження 250 вac / 2 A або 250 ВDC / 0,4 А - - ґ 23 R014-NO - - ґ 24 R022-NC Макс. перемикається навантаження 250 вac / 2 A або 250 ВDC / 0,4 A ґ ґ ґ 25 R021-CM ґ ґ ґ 26 R024-NO - - ґ Примітка: * - вибір В / мА за допомогою DIP-перемикача.

Основні характеристики інтерфейсів:

• Дискретні входи DI1 ... DI6 є вільно програмованими. Користувач може призначити для одного входу багато функцій.
• Дискретні, релейні і аналогові виходи вільно програмуються.
• У варіанті обмеженого інтерфейсу аналоговий вхід 1 може програмуватися як струмовий вхід або як вхід напруги.

На малюнках 3, 4 і 5 наводиться більш докладний опис контактів для користувача інтерфейсів API FULL, API LIMITED і API RS-485, відповідно.

Мал. 3. Інтерфейс API FULL

Мал. 4. Інтерфейс API LIMITED

Мал. 5. Інтерфейс API RS-485

Вид Vacon 10 з боку призначеного для користувача роз'єму показаний на рис. 6.

Мал. 6. Vacon 10 - вид з боку роз'ємів призначеного для користувача інтерфейсу

Технічні характеристики перетворювача Vacon 10 представлені в таблиці 6.

Таблиця 6. Технічні характеристики перетворювача Vacon 10

Напруга живлення, Uвх 208 ... 240 В, -15 ... 10%, одна фаза; 380 ... 480 В, -15 ... 10%, три фази Частота напруги живлення 45 ... 66 Гц Підключення до мережі Не більше одного разу на хвилину (в нормальному режимі) Вихідна напруга 0 ... Uвх Вихідний струм Тривалий номінальний струм Iном при номінальній температурі навколишнього середовища і перевантаження 1,5xIном макс. 1хв / 10 хв Пусковий струм Струм 2xIном протягом 2 секунд з періодом 20 секунд Момент Момент залежить від двигуна Вихідна частота 0 ... 320 Гц Дозвіл по частоті 0,01 Гц Метод управління Скалярний управління U / f; векторне управління в розімкнутому контурі Частота комутації 1 ... 16 кГц Час розгону 0,1 ... 3000 с Час уповільнення 0,1 ... 3000 з Гальмівний момент 100% * TN при наявності гальмівного резистора (тільки для 400 В> 1,5 кВт) і 30 % * TN без гальмівного резистора Робоча температура -10 ... 50 ° C (без інею) при номінальній електричного навантаження на Iном температура зберігання -40 ... 70 ° C Відносна вологість 0 ... 95%, без конденсації вологи, без корозійного впливу, без крапель води Якість повітря - Хімічно агресивні пари - IEC 721-3-3, блок в роботі, клас 3C2; - Механічні частинки - IEC 721-3-3, блок в роботі, клас 3S2. Висота над рівнем моря 100% здатність навантаження (без зниження номінальних параметрів) до 1000 м; зниження номінальних параметрів на 1% на кожні 100 м при висоті над рівнем моря понад 1000 м; макс. висота 2000 м Вібрації EN60068-2-6 3 ... 150 Гц; амплітуда зсуву 1 мм (пікове значення) при 3 ... 15,8 Гц; максимальна амплітуда прискорення 1 g при 15,8 ... 150 Гц Удар IEC 68-2-27 Випробування на удар (для відповідних значень маси вантажу) Зберігання і транспортування: макс. 15 g, 11 мс (в упаковці) Ступінь захисту корпусу IP20 Перешкодостійкість Відповідає стандартам EN50082-1, -2, EN61800-3 Випромінювання перешкод 230 В: відповідає ЕМС для категорії 2 (рівень Н для Vacon) з внутрішнім фільтром радіоперешкод 400В: відповідає ЕМС для категорії 2 (рівень Н для Vacon) з внутрішнім фільтром Обидва: не мають захисту від випромінювання для забезпечення ЕМС (рівень N для Vacon) без фільтра радіоперешкод Стандарти ЕМС: EN61800-3 Сертифікати та декларації Безпека: UL508C, EN61800-5 Безпека: CB , CE, UL, cUL, ЕМС: CE, CB, c-tick (більш докладні відомості про атестацію наведені на ш льдіке перетворювача)

Питання електромагнітної сумісності (ЕМС)

Перетворювачі частоти Vacon 10 розділені на п'ять класів відповідно до рівня випромінюваних електромагнітних завад, вимогами до мережі живлення і умовами експлуатації.

Клас ЕМС кожного виробу визначається кодом позначення типу.

Нижче розглянуті вимоги різних категорій з електромагнітної сумісності.

Категорія C1 (ЕМС перетворювачів Vacon класу C). Перетворювачі частоти цього класу відповідають вимогам категорії C1 стандарту на вироби EN 61800-3 (2004). Категорія С1 забезпечує найкращі характеристики електромагнітної сумісності, і до неї відносяться ПЧ, номінальне напруга яких менше 1000 В і які призначені для роботи в перших умовах експлуатації. Вимоги класу С виконуються тільки стосовно кондуктивно випромінювання.

Категорія C2 (ЕМС перетворювачів Vacon класу Н). Перетворювачі частоти цього класу відповідають вимогам категорії C2 стандарту на вироби EN 61800-3 (2004). До категорії С2 відносяться перетворювачі в стаціонарних установках, номінальне напруга яких менше 1000 В. ПЧ класу Н можуть використовуватися як в перших, так і в других умовах експлуатації.

Категорія C3 (ЕМС перетворювачів Vacon класу L). Перетворювачі частоти цього класу відповідають вимогам категорії C3 стандарту на вироби EN 61800-3 (2004). До категорії С3 відносяться ПЧ, номінальне напруга яких менше 1000 В і які призначені для використання тільки у других умовах експлуатації.

Категорія C4 (ЕМС перетворювачів Vacon класу N). Приводи цього класу не забезпечують захист від випромінювання для ЕМС. Приводи такого роду встановлюються в корпусах. Для виконання вимог ЕМС щодо випромінювання зазвичай використовується зовнішній фільтр ЕМС.

Категорія С4 для мереж IT (ЕМС перетворювачів Vacon класу Т). Перетворювачі цього класу відповідають стандарту EN 61800-3 (2004), якщо призначаються для застосування в системах IT, де для отримання малого струму витоку мережі ізольовані від землі або з'єднані з землею через великий опір. Якщо перетворювачі використовуються з іншими джерелами живлення, вимоги ЕМС не виконуються.

Перші умови експлуатації поширюються на житлові будинки, а також на підприємства, безпосередньо пов'язані з низьковольтної мережею живлення (без проміжних трансформаторів), яка обслуговує будівлі комунального призначення. Будинки, квартири, торговельні приміщення або офіси в житловому будинку - приклади об'єктів перших умов експлуатації.

Другі умови експлуатації включають всі підприємства, що відрізняються від тих, які безпосередньо підключені до низьковольтної мережі живлення, яка обслуговує будівлі комунального призначення. Наприклад, промислові зони, технічні ділянки будь-яких будівель, які отримують живлення від спеціально призначених трансформаторів.

Інструментарій для VACON 10 Machinery

Компанія Vacon пропонує широкий вибір інструментарію для роботи з мікропривід. Функціональні можливості такого інструментарію дозволяють користувачеві здійснювати програмування, експлуатацію та контроль Vacon 10 на рівні, який передбачений для повнорозмірних приводів.

Vacon 10 підтримується сервісним програмним забезпеченням Vacon PC tools, яке дозволяє вирішувати завдання експлуатації, моніторингу, контролю, завантаження різних додатків і прикладного програмування. Програмне забезпечення є на сайті http://www.vacon.com/ .

Застосовуючи майстер запуску, користувач може налаштувати Vacon 10 на одну з чотирьох прикладних програм:

• Базовая- програма загального призначення;
• Привід конвеєра;
• Привід насоса;
• Привід вентилятора.

Кожна з програм враховує специфіку застосування відповідного навантаження.

Додатково, за допомогою простих і доступних засобів програмування Vacon NCDrive, Vacon NCLoad і Vacon NC61131-3 Engineering Tool ви можете розробити і завантажити своє користувальницький додаток для всієї лінійки перетворювачів частоти Vacon 10:

• NCLoad- програмний інструмент для завантаження програм, системного програмного забезпечення (ПО) і ПО опціональних карт.
• NCDrive- пакет для введення в експлуатацію та моніторингу параметрів. Він дозволяє змінювати їх і зберігати в файл або вводити назад в привід, виводити на друк або в файл, задавати значення параметрів, запускати і зупиняти електродвигун, відстежувати сигнали в графічній формі (на сторінці графіків), а також контролювати фактичні значення змінних. Крім цього, можна порівнювати набори параметрів приводу для виявлення змінених значень, працювати з вбудованим реєстратором даних.
• NC61131-3 Engineering Tool- програмний пакет для розробки ефективних професійних додатків для перетворювачів.

Комп'ютер підключається до приводу за допомогою спеціального мікрокоммунікаціонного адаптера MCA (опція) або кабелю. Для підключення може використовуватися або стандартний USB-кабель (опція), або спеціальний кабель Vacon RS-485 (опція).

Мікрокоммунікаціонний адаптер

За допомогою MCA користувач може завантажувати і копіювати параметри без включення живлення перетворювача частоти, тобто налаштовувати перетворювач до його першого підключення до мережі.

Мал. 7. Мікрокоммунікаціонний адаптер MCA

Крім сказаного вище, хочеться відзначити, що вся лінійка перетворювачів VACON пропонується за дуже доступними цінами, а департамент Промислової автоматики компанії КОМПЕЛ спільно з російським представництвом Vacon здійснюють технічну підтримку та супровід продукції. Додаткову інформацію можна отримати на сайтах http://www.vacon.com/ , / , http://www.compel-promavtomatika.ru/ .

Отримання технічної інформації, замовлення зразків, поставка - e-mail: [email protected]

Про компанію Vacon

Компанія Vacon Plc утворена в 1993 році в місті Вааса, Фінляндія. Розробляє, виробляє і постачає на ринок приводу змінного струму в діапазоні потужності від 0,2 кВт до 5 МВт. Має 15 дочірніх компаній в Європі, США і Китаї, представництво в Сінгапурі і Дубаї. Виробничі потужності компанії: 200 000 одиниць в рік, площа 10 000 м2, 170 осіб, сертифікати ISO 9001, ISO 14001 та OHSAS 18001. ... читати далі