Słowniczek o tematyce „Falownikowej” na www.falowniki24.info.pl W słowniku zawarte są najczęściej używane skróty i zwroty .
Autotuning to automatyczne odczytanie wartości parametrów rezystancji i indukcyjności silnika podłączonego do falownika. Funkcję autotuningu stosujemy wtedy gdy mamy do czynienia z urządzeniami o ciężkim rozruchu i wymagające dużego momentu przy małych prędkościach np. suwnica, prasa czyli jest to funkcja użyteczna tylko przy sterowaniu wektorowym. Funkcję tą należy użyć po każdej wymianie silnika lub falownika . Autotuning wpływa korzystnie na zmniejszenie poboru prądu a co za tym idzie ma wpływ na grzanie się silnika.
Autorestart – funkcja ta pozwala na automatyczny start falownika po chwilowym zaniku napięcia zasilającego. Funkcja używana w przypadku pracy bezobsługowej.
AVR (Automatic Voltage Regulation) – automatyczna regulacja napięcia. Działanie automatycznych regulatorów napięcia polega na regulowaniu napięcia wyjściowego (np. przemiennika) w zależności od napięcia wejściowego i utrzymywaniu go do jak najbardziej zbliżonego napięcia sieci. W przypadku pracy przemiennik – silnik, regulatory AVR utrzymują na wyjściu przemiennika napięcie (pomimo wahań napięcia sieci) w przedziale akceptowalnym przez silnik.
Buforowanie energii kinetycznej – podczas zaniku zasilania obniża się napięcie na szynie DC falownika i pojawia się błąd zbyt niskiego napięcia. Silnik jest wtedy poza kontrolą falownika. Funkcja „Buforowania energii kinetycznej” ma na celu wydłużenie czasu, w którym falownik kontroluje hamowanie silnika przy awarii zasilania.
Bypass – (obwodnica) jest częścią softstartu eliminującą stosowania dodatkowych urządzeń sterowania. Znacznie zmniejsza ciepło generowane przez softstarter. Układ bypassu zostaje „otwarty” (styki są zwierane by ominąć tyrystory) gdy silnik osiąga pełną prędkość a co za tym idzie obniża straty mocy w softstarterze.
Charakterystyka liniowa - (U/f = const.) – jest jeden z rodzajów sterowania pracy wyjściowej falownika (sterowanie skalarne). Stosowana jest w tzw. otwartych układach regulacji (bez sprzężenia zwrotnego) np. w podnośnikach przenośnikach taśmowych. Metoda sterowania skalarnego jest najprostsza jeśli chodzi o sterowanie układem napędowym ale mająca też wadę tj. brak kontroli silnika w stanach przejściowych nad wielkościami silnika (prąd, strumień magnetyczny, moment elektromagnetyczny).
Charakterystyka kwadratowa (U/f²=const.) – obok charakterystyki liniowej (U/f=const) jest jedną z rodzajów sterowania charakterystyki pracy wyjściowej falownika. Większość falowników jakie istnieją na rynku posiada możliwość ustawienia charakterystykę kwadratową pracy i najczęściej są wykorzystywane w aplikacjach z wentylatorami czy z pompami odśrodkowymi.
Charakterystyka typu „S” – ma zastosowanie w aplikacjach gdzie jest potrzeba użycia łagodnego rozruchu i łagodnego hamowania, np. windy, dźwigi. Czasy hamowania i przyśpieszania przy charakterystykach typu „S” są dłuższe niż przy charakterystyce liniowej.
Charakterystyka użytkownika – pozwala to na sporządzenie krzywej, którą dopasowuje się do niestandardowej aplikacji lub niestandardowego silnika.
Czas opóźnienia startu – czas opóźnienia startu. Jest to czas (nastawiony w falowniku) po którym falownik zaczyna regulować silnikiem. Funkcja ta jest przydatna przy synchronizacji falownika z innymi współpracującymi urządzeniami.
Czasy rozruchu i hamowania silnika. Wszystkie przemienniki mają funkcje programowania wartości czasów rozruchu i hamowania, zapewniające łagodne warunki pracy układu napędowego. Czasy te są zadawane i gwarantują, że szybkość wirowania wału silnika wzrasta lub maleje wg ustalonej wstępnie wartości. Jeżeli zadane czasy zmian prędkości silnika są zbyt małe, wtedy w pewnych sytuacjach silnik nie będzie nadążał ze zmianą prędkości. Prowadzi to do wzrostu prądu silnika aż do osiągnięcia jego wartości granicznej. W przypadku zbyt krótkiego czasu zmniejszania prędkości (ang. Ramp down time) t-rd, napięcie stałe w obwodzie pośrednim może wzrosnąć do takiego poziomu, że zadziała obwód ochronny przemiennika i zostanie on wyłączony.
Czas zmniejszania prędkości (ang. ramp down time, deceleranion time) - hamowania silnika, wskazuje jak szybko silnik od prędkości nominalnej może osiągnąć prędkość zerową. Oznaczany jest jako tdec. Możliwe jest bezpośrednie przejście od przyspieszania do hamowania, ponieważ obroty silnika zawsze uzależnione są od częstotliwości napięcia na wyjściach mocy falownika przemiennika częstotliwości. Jeśli przemiennik częstotliwości na pewien krótki czas zostanie przeciążony, wtedy momenty silnika w czasie przyspieszania i zmniejszania jego prędkości obrotowej dążą do wartości znamionowej. W praktyce czasy przyspieszania i hamowania są identyczne.
Czas zwiększania prędkości, rozruchu silnika (ang. ramp up time, acceleration time) określa, kiedy nastąpi osiągnięcie maksymalnej prędkości silnika od chwili jego startu. Czas ten oznaczany jest jako tacc i bazuje zwykle na częstotliwości nominalnej silnika, np. tacc= 5 sek., co oznacza, że przemiennik osiągnie po 5 sekundach częstotliwość synchroniczną pracy silnika od 0Hz do 50Hz. Jeśli przemiennik częstotliwości na pewien krótki czas zostanie przeciążony, wtedy momenty silnika w czasie przyspieszania i zmniejszania jego prędkości obrotowej dążą do wartości znamionowej. W praktyce czasy przyspieszania i hamowania są identyczne.
Częstotliwość kluczowania (taktowania) - częstotliwość napięcia zasilającego silnik jest zawsze generowana w falowniku. Jeżeli prąd lub napięcie stałe jest regulowane w obwodzie pośrednim, falownik zmienia tylko jego częstotliwość, a jeżeli napięcie zasilania falownika jest stałe to falownik zmienia jego częstotliwość i wartość skuteczną. Praca półprzewodnikowych elementów mocy jest dwustanowa stąd często używa się określenia - klucz półprzewodnikowy. Częstotliwość przełączania elementów mocy falownika zależy od rodzaju zastosowanych półprzewodników mocy i zwykle zawiera się w granicach od 1 do 24kHz. Półprzewodniki w falowniku są przełączane przez sygnały sterujące generowane w obwodzie sterowania i zabezpieczeń przemiennika. Tranzystory mogą być przełączane z dużą szybkością, co zmniejsza szum elektromagnetyczny związany z magnesowaniem silnika. Inną zaletą szybkiego przełączania zaworów falownika jest możliwość dopasowania częstotliwości przełączania tych zaworów falownika do wartości obciążenia i częstotliwości podstawowej harmonicznej sinusoidalnego napięcia zasilania silnika. Umożliwia to generowanie sinusoidalnego prądu silnika. Obwód sterowania musi tylko odpowiednio szybko załączać i wyłączać tranzystory falownika.
Częstotliwości krokowe (funkcja częstotliwości krokowych) – służy do zmian nastawionych progów częstotliwości za pomocą wejść cyfrowych w przemienniku. Zaprogramowane częstotliwości mają priorytet nad sygnałem analogowym.
Częstotliwość maksymalna - jest to największa częstotliwość jaką można uzyskać na wyjściu falownika. W przypadku falowników LG/LS maksymalną górna wartość jaką można uzyskać na jego wyjściu to 400 Hz.
Częstotliwość minimalna – jest dolna granica częstotliwości falownika. Zazwyczaj dolną granicą jest 0 Hz. Natomiast zdarza się w niektórych typach falowników że dolną granica jest 0,1 Hz lub 0,5 Hz. Można również zaprogramować falownik, aby jego częstotliwość wyjściowa zawierała się np. w granicach 20-60 Hz.
Częstotliwość nośna – praca silnika z falownikiem może powodować słyszalne dźwięki pracy silnika i pojawienie się prądu upływowego. Parametr ten ma również wpływ na straty w napędzie. Podniesienie częstotliwości nośnej powoduje, że silnik pracuje ciszej ale również powoduje zmniejszenie mocy falownika.
Częstotliwość załomu – jest to częstotliwość, od której napięcie wyjściowe od której napięcie wyjściowe falownika przestaje wzrastać wskutek osiągnięcia wartości napięcia zasilania z sieci. Częstotliwość ta nie zależy od wartości napięcia zasilania. Częstotliwość załomu ustawiać można na dowolną wartość, w zależności od potrzeb technologicznych oraz możliwości technicznych silnika i falownika.
Dioda – jest to element półprzewodnikowy z dwiema elektrodami, mającym niesymetryczną charakterystykę prądu płynącego przez diodę w funkcji napięcia panującego na zaciskach diody. Dioda łatwo przepuszcza prąd w jednym kierunku, a prawie nie przepuszcza w kierunku odwrotnym. Służy do prostowania przebiegów zmiennych (prostowniki).
Dławik ograniczający dU/dt – montowany jest na wyjściu przemienników częstotliwości. Zadaniem dławików dU/dt jest ograniczenie stromości narastania napięcia, dzięki temu zwiększają żywotność silników chroniąc izolację silnika przed uszkodzeniem, obniżając temperaturę pracy oraz zmniejszają poziom hałasu silnika. Pozwalają również zwiększyć długość kabla zasilającego silnik od 30 do 100m w zależności od częstotliwości kluczowania. Zmniejszają także emisje zaburzeń elektromagnetycznych.
Dławik sieciowy (komutacyjny) jest to cewka indukcyjna, która zapobiega nagłym zmianom natężenia prądu lub służąca do jego ograniczenia. W układach napędowych z falownikiem dławiki komutacyjne montuje się na jego wejściu ograniczając zakłócenia oraz przepięcia komutacyjne z sieci. Produkowane są do falowników z zasilaniem jedno lub trójfazowym.
Dławik silnikowy – stosowany jest miedzy przemiennikiem częstotliwości a silnikiem w celu poprawienia charakterystyk mechanicznych oraz własności dynamicznych układu napędowego. Kompensują pojemność linii zasilającej. Zapewniają ciągłość oraz wygładzają pulsację prądu silnika. Minimalizują prąd zwarciowy w obwodzie obciążenia przemiennika. Zmniejszają szybkość narastania napięcia. Redukuje poziom generowanych przez przewody silnikowe zakłóceń. Wadą dławika silnikowego jest jego duża masa i wymiary.
DTC (Direct Torque Control) – jest to jedna z metod sterowania silnikiem prądu przemiennego. Metoda ta pozwala na bardzo dokładna kontrolę momentu obrotowego i prędkości obrotowej silnika bez sprzężenia zwrotnego (enkoder na wale silnika).
Elektrowibrator – przeznaczony jest do napędu urządzeń wibracyjnych. Wywołuje drgania o częstotliwości równej obrotom silnika. Może być zastosowany np. jako napęd urządzeń wibracyjnych służących do zagęszczania mieszanki betonowej, urządzeń przesiewających czy napęd urządzeń transportujących materiały sypkie w poziomie i w pionie. Elektrowibrator jest trójfazowym indukcyjnym silnikiem klatkowym, na którego końcach zamocowano niewyważone masy stałe i nastawne. Masy te w czasie pracy elektrowibratora wywołują jego drgania, co z kolei elektrowibrator wprawia drgania elementy do których jest przymocowany. Zazwyczaj stopnie ochrony elektrowibratorów wynosi IP55 co oznacza, że mogą pracować w pomieszczeniach brudnych i mocno zakurzonych.
EMC (Elektromagnetic Compatibility) czyli kompatybilność magnetyczna – jest to możliwość pracy urządzenia elektrycznego lub elektronicznego bez wzbudzania zakłóceń elektromagnetycznych oraz odpornośc na takie zakłócenia urządzenia pracującego w określonym środowisku elektromagnetycznym.
EMI (Electromagnetic Interferencje, zakłócenia elektromagnetyczne). Falowniki generują zakłócenia elektromagnetyczne a jednocześnie są na nie bardzo podatne. Minimalizowanie zakłóceń EMI polega na zwiększaniu kompatybilności elektromagnetycznej poprzez uziemianie czy ekranowanie. W falownikach przyczyną zakłóceń EMI są szybko przełączalne tranzystory mocy i wyjścia z modulacją szerokości impulsów PWM i generowane przez nie duże zmiany napięcia i prądu z dużą częstotliwością.
Energoelektronika jest gałęzią nauki zajmującym się zamianą energii w inna postać o innych wielkościach fizycznych w układach z półprzewodnikowymi elementami dużych mocy np. tranzystory IGBT, głównie znajdujących zastosowanie w układach napędowych o regulowanej prędkości obrotowej.
Enkoder inkrementalny (przetwornik obrotowo – impulsowy). Pomiar odbywa się tutaj (w wersji najprostszej) poprzez zliczanie kresek na obracającej się tarczy. Służy do pomiarów przemieszczeń kątowych, prędkości kątowej oraz określania kierunku ruchu. Wykorzystywane mogą być w układach zliczających liczbę pełnych obrotów. Na wyjściu wynik pomiaru reprezentowany jest w postaci impulsów 0 1. W enkoderach inkrementalnych dąży się do uzyskania jak najwyższej ilości działek na obrót – przy zachowaniu małych gabarytów urządzenia.
Enkoder absolutny (przetwornik obrotowo – kodowy). Określa pozycję osi na podstawie odczytu kodu cyfrowego z tarczy enkodera. Enkodery te dzieli się na jednoobrotowe i wieloobrotowe. Jednoobrotowe rozróżniają pozycje tylko w ramach jednego obrotu a więc efektem obrotu wału takiego enkodera dokładnie o kąt 360° będzie taki sam sygnał na wyjściu. Enkoder absolutny ma zdolność do pamiętania aktualnej pozycji nawet po wyłączeniu napięcia zasilania (np. do odmierzania ilości obrotów wykonanych przez walcarkę).
Eura Drives (falowniki) – jedne z najbardziej popularnych falowników w Polsce. Falowniki Eura E-1000 dostępne są w zakresie mocy od 0,25 do 2,2kW przy zasilaniu 1-fazowym oraz od mocy 0,75 do 90kW przy zasilaniu 3-fazowym. Mnogość funkcji jakie posiadają te falowniki pozwalają na zastosowanie ich w prostych aplikacjach wentylatorowych i pompowych jak i w zaawansowanych aplikacjach przemysłowych.
Falownik (ang. inverter) jest ostatnim członem przemiennika częstotliwości, do którego dołączony jest silnik i podzespołem w którym następuje ostateczna faza kształtowana napięcia na odpowiednie dla potrzeb silnika. W każdym przypadku falownik zapewnia dostarczanie do silnika napięcia o odpowiednio przetworzonych parametrach. Innymi słowy częstotliwość napięcia zasilającego silnik jest zawsze generowana w falowniku. Jeżeli prąd lub napięcie stałe jest regulowane w obwodzie pośrednim, falownik zmienia tylko jego częstotliwość, a jeżeli napięcie zasilania falownika jest stałe to falownik zmienia jego częstotliwość i wartość skuteczną. Chociaż falownik pracuje w różny sposób jego podstawowa struktura jest zawsze taka sama. Głównymi członami falownika są sterowane półprzewodnikowe elementy mocy umieszczane w trzech oddzielnych gałęziach.
Falownik samochodowy – wytwarza sinusoidalne napięcie przemienne z napięcia stałego, pozwala uzyskać napięcie 230V/50 Hz na jego wyjściu. Falownik samochodowy podłącza się np. do gniazda zapalniczki samochodowej. Dzięki falownikom samochodowym można zasilać np. laptopy lub inne urządzenia elektryczne.
FELV - (Functional Extra-Low Voltage) – obwód bardzo niskiego napięcia, który nie zapewnia oddzielenia elektrycznego od innych obwodów. Jeżeli ze względów funkcjonalnych jest stosowane napięcie niskie (50 VAC, 120VDC) lecz nie są spełnione wymagania SELV lub PELV (ochrona podstawowa) to powinny być przyjęte dodatkowe środki ochrony – FELV. Części przewodzące dostępne obwodu FELV powinny być połączone z przewodem ochronnym obwodu pierwotnego źródła zasilania (pod warunkiem, że obwód ten jest chroniony przez samoczynne wyłączenie napięcia).
Filtr RFI – montowany jest na wejściu przemiennika. Jego zadaniem jest tłumienie zakłóceń wysokiej częstotliwości, które mogłyby przedostawać się do sieci zasilającej. Przewody, które łączą przemiennik z filtrem powinny być jak najkrótsze. Warunkiem koniecznym jest uziemienie filtrów przed ich użyciem.
Filtr sieciowy - instalowany jest na wejściu falownika. Wiele typów przemienników częstotliwości posiada zintegrowane filtry. Przemienniki z wbudowanym filtrem powinny być montowane jak najbliżej źródła zasilania. Filtry sieciowe eliminują zakłócenia emitowane i zmniejszają wrażliwość na zakłócenia w standardzie EMC. Przy ich zastosowaniu można również zniwelować promieniowanie sprzętu. Zastosowany filtr powinien być dwukierunkowy, dolnoprzepustowy, co oznacza, że prądy do 50 Hz są przepuszczane, a prądy wyższych częstotliwości są tłumione.
Forsowanie momentu (automatyczne) – falownik automatycznie (patrz: forsowanie momentu ręczne) wzmacnia moment przez dopasowanie napięcia wyjściowego zależnie od potrzeby (na podst. parametrów silnika). W przypadku forsowania momentu automatycznie konieczne jest wykonanie autotuningu silnika czyli wprowadzenie do falownika takich danych jak rezystancji i indukcyjności silnika.
Forsowanie momentu (ręczne) – stosuje się wtedy kiedy zachodzi potrzeba zastosowania dużego momentu na starcie (np. dźwigi). Polega to na podniesienia napięcia na wyjściu falownika przy niskich częstotliwościach, a co za tym idzie wzmacnia się moment i charakterystyka startowa.
Funkcja drugiego silnika – funkcja ta pozwala na prace falownika naprzemiennie z dwoma różnymi silnikami lub dwoma rodzajami obciążenia. Funkcja ta nie jest dla pracy dwóch silników jednocześnie.
Funkcja opóźnienia – jest to funkcja czasowa dla wyjść wielofunkcyjnych jako opóźnienia włączenia lub wyłączenia jeśli wyjścia są ustawione jako czasowe.
Funkcja oszczędzania energii – bardzo przydatna w aplikacjach wentylatorowych i pompowych, pobór mocy można obniżyć poprzez obniżenie napięcia zasilania silnika, nie tracąc na prędkości silnika.
Funkcja przytrzymania – przy tej funkcji przemiennik częstotliwości zaczyna przyśpieszać po czasie przytrzymania i osiągnięciu częstotliwości przytrzymania. Funkcja ta jest używana przy realizowaniu hamulca mechanicznego w windach.
Funkcja szukania prędkości – funkcja ta jest pomocna przy występowaniu ponownego załączenia falownika w przypadku gdy obciążenie ciągle jest wirujące. Falownik oblicza w przybliżeniu obroty silnika na podstawie prądu wyjściowego. Szukanie prędkości jest pomocne przy obciążeniach z dużą bezwładnością. W przypadku falownikach LG/LS serii IG5A błąd zbyt niskiego napięcia może pojawić się po czasie 15 msek od wystąpienia braku zasilania. W przypadku pracy z obciążeniem czas ten może być dłuższy.
Funkcja „uśpienia” falownika – funkcja bardzo przydatna w przypadku np. małego poboru wody pompa pracuje na niskich obrotach co jest ekonomicznie nie uzasadnione i szybciej zużywa pompę. Aby to wyeliminować można właśnie użyć funkcji uśpienia.
GND (Ground) – (masa) - określa wspólny potencjał zasilania. Pojecie to ogólnie odnosi się do przeciwporażeniowego połączenia wyrównującego potencjały np. z potencjałem przewodu ochronnego. Natomiast w falownikach (zacisk) GND to potencjał odniesienia dla wejść i wyjść cyfrowych.
Grupa napędu – jest to lista parametrów falownika, która posiada funkcje niezbędne do pracy jak: częstotliwość zadana, czasy przyśpieszania/hamowania, nastawa częstotliwości, tryby pracy (Start/Stop).
Hamowanie dynamiczne. Kiedy prędkość jest zmniejszana silnik pracuje jako generator i hamuje. Efektywność hamowania zależy od zastosowanej metody hamowania, wielkości i rodzaju obciążenia silnika. Dla przykładu, przy hamowaniu maszyną synchroniczną silnika obciążonego dużą masą bezwładną, -duża ilość energii jest przekazywana przez silnik do sieci zasilania. Jeżeli silnik jest sterowany przez przemiennik częstotliwości, moc wytworzona przez silnik w czasie hamowania jest dostarczana i gromadzona w obwodzie pośrednim DC przemiennika. Gdy moc hamująca przewyższa straty mocy w przemienniku, napięcie stałe kondensatorów w obwodzie pośrednim wzrasta. Napięcie w obwodzie pośrednim może wzrastać do czasu, aż nastąpi zatrzymanie pracy przemiennika wskutek zadziałania układów zabezpieczających. Użycie modułu hamowania i rezystora hamującego umożliwia szybkie hamowanie układów z dużym obciążeniem. Jednakże może to spowodować problemy z odprowadzaniem ciepła. Alternatywą jest jednostka hamująca umożliwiająca przekazywanie energii do sieci zasilania.
Hamowanie prądem DC – polega na załączeniu napięcia stałego na uzwojenie silnika. Napięcie wtedy jest niższe niż napięcie zasilające silnik ponieważ jest to prąd stały a rezystancja uzwojeń niska. W przemiennikach częstotliwości jest funkcja programowalna, która zapewnia hamowanie silnika aż do całkowitego zatrzymania bez ingerencji rezystora hamującego.
W aplikacjach np. z wentylatorami czy pompami zastosowanie funkcji hamowania prądem stałym przed startem i po zatrzymaniu falownika zapewni częściowe zabezpieczenie układu napędowego przed uruchomieniem w sytuacji samobiegu napędu. Hamowanie DC jest również przydatne podczas dynamicznych hamowań gdzie bezwładność układu po dojściu 0 Hz może spowodować jeszcze samoistny ruch napędu.
HMI (Panele operatorskie) - umożliwiają kontrolę urządzeń elektrycznych, które realizują procesy technologiczne lub produkcyjne. Panele HMI pozwalają na budowanie interfejsu użytkownika oraz prezentację aktualnych danych z rejestrów urządzeń (pomiarów) tj. przemienniki częstotliwości, sterowniki PLC czy moduły komunikacyjne. Współczesne panele HMI są wyposażone w panele graficzne lub panele dotykowe oraz w oprogramowanie, które przejmuje zadania wykonywane przez komputery przemysłowe. W ostatnich latach można zauważyć duże zainteresowanie panelami operatorskimi a co za tym idzie dużą ofertę na rynku. Różnorodność tych urządzeń powoduje, że tak jak falowniki, - możemy dobrać odpowiedni panel do aplikacji.
HVAC - heating (ogrzewanie), ventilation (wentylacja), air conditioning (klimatyzacja) – branża inżynierii sanitarnej
IGBT (ang. Insulated Gate Bipolar Transistor) - tranzystor bipolarny z izolowaną bramką. Charakteryzuje je łatwość sterowania, duża obciążalność i krótkie czasy przełączeń. Jest używany w układach energoelektronicznych o mocach do kilkuset kilowatów. Stosowane są m.in. w przemiennikach częstotliwości do regulacji obrotów silnika prądu przemiennego oraz w źródłach bezprzerwowego zasilania.
Impulsowe załączanie i wyłączanie silnika – funkcja ta wykorzystywana jest do sterowania pracą silnika. Wykorzystywane są tutaj dwa wejścia programowalne do impulsowego załączania i wyłączania pracy silnika oraz trzecie wejście do zmiany kierunku obrotów silnika.
Interface – (spolszczenie: Interfejs) jest urządzenie elektroniczne, elektryczne lub optyczne, które pozwala na komunikację dwóch urządzeń, których nie ma możliwości aby połączyć bezpośrednio.
Przemienniki częstotliwości są w stanie przetwarzać dane z urządzeń peryferyjnych przy użyciu trzech interfejsów komunikacyjnych:
1. Typowa listwa zaciskowa wejść i wyjść dla sygnałów cyfrowych i analogowych.
2. Pulpit sterowniczy z monitorem alfanumerycznym i klawiaturą.
3. Interfejs szeregowy dla zapewnienia realizacji cyfrowej funkcji sterowniczych i diagnostyki.
Zależnie od zastosowania, komunikacja może być uzupełniona przez inteligentny interfejs szeregowy o dużej szybkości transmisji danych jak np. PROFIBUS.
IP (International Protection) – stopień ochrony urządzenia elektrycznego przed czynnikami zewnętrznymi. Stopień ochrony określany jest za pomocą liter IP i dwóch do czterech cyfr. Pierwsza cyfra oznacza stopień ochrony przed ciałami obcymi i dotykiem, natomiast druga cyfra stopień ochrony przed wodą. Za dwiema cyframi mogą występować litery, z których pierwsza oznacza stopień ochrony przed dostępem do części niebezpiecznych zamiast druga określa dodatkową informację.
JG – bieg próbny – jogging- jest to funkcja, która służy do sprawdzania silnika i falownika na bardzo małych obrotach.
JOG (tzw. częstotliwość nadrzędna) jest funkcją nadrzędna nad innymi funkcjami (częstotliwościami). Oznacza to, że zawsze po załączeniu (aktywacji) funkcji JOG silnik będzie pracował na częstotliwości JOG.
W praktyce jest to funkcja bardzo przydatna, np. kiedy falownik napędza posuw w tokarce lub w maszynach stolarskich. Bardzo często jednak zdarza się, że proces produkcji niepotrzebnie przedłuża się szczególnie wtedy gdy urządzenie wraca „do tyłu” aby rozpocząć kolejny proces
I właśnie w tym celu wykorzystuje się parametr JOG, który w chwili jej włączenia, falownik napędza silnik do wcześniej zaprogramowanej prędkości, a po jej wyłączeniu następuje prędkość zadawana np. z potencjometr.
Karta rozszerzeń (I/O) – przy zastosowaniu karty rozszerzeń można uzyskać dodatkowe wejścia oraz wyjścia wielofunkcyjne (cyfrowe, analogowe)
Klawiatura zewnętrzna – inaczej panel zewnętrzny falownika. Umożliwia sterowaniem falownika „na odległość”. W niektórych typach falowników istnieje możliwość wyjęcia klawiatury. Bardzo często panel zewnętrzny stosuje się jako panel serwisowy lub jest montowany w szafie sterowniczej. W przypadku przemienników LG/LS istnieją klawiatury zewnętrzne do serii IG5A z kablem 2, 3 lub 5m.
Kody błędów – w przypadku błędu czy awarii przemiennika użytkownik może odczytać jego kod na wyświetlaczu. W momencie wystąpienia błędu w niektórych typach falowników wraz z kodem błędu można również odczytać takie wartości jak: napięcia, prądu czy częstotliwości. Zazwyczaj producenci przemienników zalecają aby nie kasować błędu w przypadku jego wystąpienia tylko znaleźć przyczynę jego wystąpienia i usunąć go przed ponownym uruchomieniem przemiennika.
Kod błędu IO (Inverter Overload) – wyłączenie spowodowane przekroczeniem prądu ponad wartość znamionową. W przypadku przemienników LG/LS, 150 % przez 1 minutę (ch-ka odwrotnie proporcjonalna do czasu).
Kod błędu OC (Over Current) – wyłączenie spowodowane przekroczeniem prądu na wyjściu przemiennika. Zazwyczaj powodem wystąpienia błędu są: zwarcie w obwodzie wyjściowym, zbyt mała moc przemiennika lub zbyt krótki czas przyśpieszania.
Kod błędu OH (Over Heat) – wyłączenie spowodowane przegrzaniem się przemiennika w wyniku uszkodzenia wentylatorów chłodzących lub zbyt wysoką temperaturą otoczenia.
Kompensacja mocy biernej - Moc bierna indukcyjna w układzie energetycznym jest pobierana głównie w układzie przez silniki indukcyjne, tj. ok. 60-70% i zużywana jest na prace m.in. na biegu jałowym, bez obciążenia i na rozruch. Moc ta ma negatywny wpływ na sieć i generatory w elektrowniach i przepływ prądu związany z przesyłaniem energii biernej przyczynia się do powstawania dodatkowych spadków napięć i strat mocy w elementach układu. Przyczynia się to do zwiększenia kosztów pracy sieci a co za tym idzie zmniejsza się sprawność elementów układu i systemu energetycznego. Zadaniem kompensacji jest wprowadzenie poboru mocy biernej pojemnościowej odpowiadającej z wytwarzaniem mocy biernej indukcyjnej co przyczynia się do poboru z sieci tylko mocy czynnej. Reasumując, - kompensacja mocy biernej przyczynia się m.in. do zmniejszenia strat mocy czynnej w sieci zasilającej, zmniejszenia spadku napięcia sieci zasilającej oraz zmniejszania przekroju przewodów w sieci
Kompensacja poślizgu – jest funkcją, która umożliwia stabilną prace układu napędowego w całym zakresie prędkości obrotowej. Polega ona na kontrolowaniu poślizgu przez zwiększanie częstotliwości. Kompensacja napięcia wyjściowego w funkcji obciążenia polega na dopasowaniu napięcia wyjściowego przemiennika do zmieniających się warunków obciążenia. Metoda ta jest tylko stosowana tylko w czasie rozruchu silnika gdy częstotliwość jest niska. Kompensacja pozwala na maksymalne wykorzystanie właściwości dynamicznych silnika.
Koń mechaniczny (KM, HP) – w fizyce jest to wielkość określająca wykonana pracę w jednostce czasu. Zwykle jednostką do określenia mocy jest Wat [W], który jest zamienny z koniem mechanicznym [HP] i przelicza się go następująco: 1KM = 0,736kW.
Kopiowanie parametrów falownika – możliwe jest kopiowanie parametrów z jednego falownika do drugiego (tego samego typu) za pomocą zewnętrznej klawiatury. Kopiowane są wszystkie parametry poza parametrami mówiącymi o silniku podłączonym do falownika.
Listwa zaciskowa - zawiera minimum tyle dołączonych przewodów sygnałowych, ile sygnałów jest do przemiennika dostarczanych i z niego otrzymywanych, plus masa odniesienia lub napięcie zasilania sygnałów sterujących np. +24V. Oznacza to, że liczba podłączonych do przemiennika przewodów sygnałowych zależy od rodzaju wykonywanych przez przemiennik zadań oraz liczby i rodzaju wejść i wyjść na listwie sterowania. Indywidualne terminale sygnałowe mogą być oczywiście programowane do realizacji różnych zadań.
LG/LS (falowniki) - najbardziej popularne falowniki w Polsce. Falowniki LG/LS podzielone są na cztery wersje - IE5, IC5-1, IG5A oraz IS7. W zależności od serii falowniki te są zasilane 1-fazowo lub 3-fazowo i odpowiednio na wyjściu z napieciem 3x230V lub 3x400V. Falowniki te cechuje łatwość instalacji, proste programowanie, mnogość funkcji oraz niska cena.
Lotny start – funkcja przydatna w aplikacjach gdzie zatrzymanie układu napędowego trwa długo i jest realizowana wybiegiem. Wtedy nie trzeba czekać do całkowitego zatrzymania układu żeby móc go ponownie uruchomić. Przemiennik wtedy dokonuje automatyczną detekcję prędkości obrotowej silnika i kierunku jego obrotów a następnie zaczyna pracę od aktualnej częstotliwości silnika. Wtedy układ napędowy rozpoczyna pracę wg parametrów zapisanych w przemienniku częstotliwości. Funkcja ta doskonale sprawdza się w wentylacji.
Modbus – jest protokół komunikacyjny służący do komunikacji z programowalnymi kontrolerami. Protokół Modus jest protokołem otwartym i wykorzystywana jest tutaj reguła wymiany danych typu master-slave. Modus funkcjonuje jako standard IEC. W zastosowaniach przemysłowych wykorzystuje asynchroniczną transmisję szeregową zgodną z RS485 i RS232. Umożliwia zarządzanie siecią takich urządzeń jak np. system sterowania temperatury i wilgotności. Modus jest standardem otwartym.
Modulacja PWM – modulacja szerokości impulsu. Metoda regulacji sygnału napięciowego lub prądowego polegająca na zmianie szerokości impulsu sygnału, przy czym częstotliwość sygnału jak i amplituda są stałe. W przemiennikach częstotliwości gdzie źródło energii dostarcza napięcie przemienne którego częstotliwość musi być dostosowana do warunków pracy wówczas wykorzystywana jest modulacja PWM. Modulacja PWM jest najczęściej używaną metodą generowania przez falownik napięcia trójfazowego o regulowanej częstotliwości i amplitudzie. W metodzie PWM stałe napięcie obwodu pośredniego jest przełączane przez dwustanowe elementy mocy falownika. Szerokość impulsów napięcia między kolejnymi załączeniami i wyłączeniami zaworów półprzewodnikowych falownika określa amplitudę napięcia przemiennego.
Moment obrotowy – inaczej zwany momentem mechanicznym, wytwarzany przez silnik elektryczny będzie stały jeśli zachowana zostanie stała wartość prądu w uzwojeniu oraz stała wartość prądu w uzwojeniu oraz stała wartość strumienia elektromagnetycznego w pakiecie stojana i wirnika. Strumień elektromagnetyczny w silniku indukcyjnym zależny jest od trzech czynników: częstotliwości napięcia, wartości skutecznej napięcia oraz parametrów uzwojenia.
Motopotencjometr (MOP) – jest to funkcja programowalna, wykorzystywana w falownikach umożliwiająca zmianę częstotliwości falownika za pomocą dwóch wejść cyfrowych, przy czym jedno z wejść służy do zwiększania częstotliwości, drugie do zmniejszania. W praktyce wygląda to tak, że przyciskając stale przycisk do zwiększania lub przycisk do zmniejszania częstotliwości powodujemy zwiększanie lub zmniejszanie obrotów silnika. Po zatrzymaniu silnika użytkownik może mieć wybór, - prędkość silnika może być zapamiętana lub wraca do minimum.
Motoreduktor – jest to maszyna napędowa, która jest połączeniem napędu elektrycznego z przekładnią mechaniczną. Dzięki swoim wymiarom zajmuje kilka razy mniej miejsca niż cały układ napędowy. Zastępują układy napędowe, które składają się z silnika i przekładni. W motoreduktorze (w jednej obudowie) znajdują się wszystkie elementy napędu lub w połączonych ze sobą elementach.
Napięcie wyjściowe falownika – standardowe napięcia wyjściowe wszystkich falowników dostępnych na rynku:
a. 3x230V przy zasilaniu falownika napięciem 1-fazowym 230V
b. 3x230V przy zasilaniu falownika napięciem 3x230V
c. 3x400V przy zasilaniu falownika napięciem 3x400V
Napięcie znamionowe – jest maksymalne napięcie jakie może być podane w sposób ciągły do urządzenia lub elementu elektrotechnicznego. Przekroczenie wartości tego napięcia może spowodować uszkodzenie tego urządzenia lub urządzenie nie będzie działać prawidłowo.
NPN (sterowanie) - przy sterowaniu wejść 2-stanowych łączymy wejścia oznaczone jako 1, 2, 3 itd. z jednym zaciskiem – wspólnym. Jeśli przy rozłączonym wejściu mamy na nim biegun minus napięcia, a na zacisku zasilającym plus (najczęściej 24V, czasem 120, to znaczy, że sterowanie jest PNP (wszystkie emitery "wirtualnych" tranzystorów PNP łączą się z zasilaniem czyli plusem, a kolektory z wejściem, czyli minusem. Np. w przemiennikach czestotliwości LG/LS często łączymy wejścia P1, P2 itd. z CM, czyli common (masa), a zacisk +24V jest użyteczny tylko np. do zasilania czujników. Wtedy wejście jest typu NPN i właśnie czujnik indukcyjny albo fotokomórka do sterowania tym wejściem powinna być typu NPN.
Niektóre falowniki mają przełącznik zamieniający NPN w PNP dla wszystkich wejść.
Oczywiście wejścia można sterować stykami czy mikrowyłącznikami, dla nich biegunowość jest obojętna.
Obce chłodzenie silnika – stosujemy m.in. gdy: silnik pracuje przez dłuższy okres na niskich obrotach (zmniejsza się wydajność wewnętrznego wentylatora), układ napędowy pracuje na przeciążeniu. Na silniku można umieścić zewnętrzne chłodzenie w postaci wentylatora. Montuje się go po przeciwnej stronie wału wyjściowego.
Ograniczenie prądu – jest to sposób ograniczania prądu rozruchowego silnika podczas rozruchu. Zazwyczaj ustawienie to można regulować tak aby moment obrotowy silnika był wystarczający do jego rozpędzenia.
Omijanie częstotliwości – funkcja ta pozwala na ominięcie zakresów częstotliwości, w których falownik nie będzie pracował. Funkcja ta jest bardzo przydatna gdy występują rezonanse przy współpracy np. z silnikiem.
Panel sterowania (falownika) – służy do programowania falownika oraz monitorowania jego pracy. Falownik może być programowany za pomocą panelu sterowania umieszczonego na falowniku lub panelu zewnętrznego – jako opcja. Panele wyposażone są w przyciski do programowania falownika oraz w wyświetlacze, na którym wyświetlane są na bieżąco takie parametry jak: częstotliwość wyjściowa falownika, prąd wyjściowy falownika czy prędkość obrotową napędzanego silnika.
PCS – (Programmable Control System) oznaczenie zacisku wejściowego - zacisk ten zawiera informację, że jest możliwość konfiguracji różnych urządzeń sterowniczych z zaciskami wejściowymi.
PELV – (Protected Extra-Low Voltage) – obwód bardzo niskiego napięcia zasilany ze źródła bezpiecznego. Zapewnia separację ochronną obwodu od wszystkich obwodów innych niż obwody SELV. Stosowanie SELV jest uważane jako środek ochrony we wszystkich sytuacjach. Obwody SELV powinny mieć izolację podstawową miedzy częściami czynnymi i obwodem PELV i separację ochronna od części czynnych obwodów nie będących PELV. Ochrona podstawowa nie jest w ogóle konieczna w normalnych warunkach dla obwodów PELV gdy napięcie nie przekracza 25 VAC lub 60 VDC i cześci przewodzące dostępne i/lub części czynne są połączone przez przewód ochronny do zacisku uziemiającego.
PMAC - silniki synchroniczne prądu przemiennego z magnesami trwałymi. Nazywane są często bezszczotkowymi silnikami PMAC. Cechuje je największa sprawność elektryczna spośród wszystkich silników dostępnych na rynku. W konstrukcjach tych silników magnesy trwałe umieszczone są na powierzchni wirnika, która ma przekrój koła. Najnowsze konstrukcje mają magnesy umieszczone prostopadle do osi wirnika lub pod kątem do niej. Znajdują zastosowanie w obrabiarkach, robotach i maszynach do produkcji elementów półprzewodnikowych.
PNP (sterowanie) - przy sterowaniu wejść 2-stanowych łączymy wejścia oznaczone jako 1, 2, 3 itd. z jednym zaciskiem – wspólnym. Jeśli przy rozłączonym wejściu mamy na nim biegun minus napięcia, a na zacisku zasilającym plus (najczęściej 24V, czasem 120, to znaczy, że sterowanie jest PNP (wszystkie emitery "wirtualnych" tranzystorów PNP łączą się z zasilaniem czyli plusem, a kolektory z wejściem, czyli minusem. Np. w przemiennikach czestotliwości LG/LS często łączymy wejścia P1, P2 itd. z CM, czyli common (masa), a zacisk +24V jest użyteczny tylko np. do zasilania czujników. Wtedy wejście jest typu NPN i właśnie czujnik indukcyjny albo fotokomórka do sterowania tym wejściem powinna być typu NPN. Niektóre falowniki mają przełącznik zamieniający NPN w PNP dla wszystkich wejść. Oczywiście wejścia można sterować stykami czy mikrowyłącznikami, dla nich biegunowość jest obojętna.
Połączenie silnika w gwiazdę (Y) - końcówki uzwojeń fazowych silnika są połączone tworząc punkt zero co wygląda jak gwiazda, a pozostałych trzech końców do kolejnych faz sieci zasilającej. Między uzwojeniami będzie panowało napięcie fazowe. W silniku każde uzwojenie stojana jest podłączone jednym końcem do przewodu neutralnego a drugie do przewodu fazowego. Silnik połączony w gwiazdę daje trzykrotnie zwiększenie impedancji, a więc trzykrotne zmniejszenie prądu rozruchowego w porównaniu z wartościami przy połączeniu w trójkąt. Jednak połączenie to trzy razy zmniejsza moment rozruchowy silnika. Dlatego rozrusznik gwiazda-trójkąt nadaje się do silników ruszających bez obciążenia oraz napędzających urządzenia o niewielkim momencie bezwładności.
Połączenie silnika w trójkąt (Δ) – polega na połączeniu końca uzwojenia danej fazy z początkami uzwojenia fazy następnej. Punkty wspólne uzwojeń łączone są następnie do kolejnych faz sieci zasilającej. Na każdym z uzwojeń jest tzw. napięcie międzyfazowe i wynosi 400V. Prąd pobierany z sieci jest 3-krotnie większy a co za tym idzie moc silnika i moment elektromagnetyczny są trzy razy większe. Dzięki przełącznikowi gwiazda-trójkąt silnik może startować połączony w gwiazdę (mniejszy pobór prądu z sieci), a następnie gdy silnik osiągnie odpowiednią prędkość przełącza uzwojenie stojana w trójkąt. W praktyce wygląda to tak, że silnik podłączony w trójkąt można podłączyć do falownika, który jest zasilany 1-fazowo i z wyjściem 3-fazowym (3*230V).
Poprawa współczynnika mocy – zwiększanie współczynnika mocy ø do wartości do wartości równej 1. Poprawa współczynnika prowadzi do zmniejszenia strat mocy w liniach przesyłowych oraz pozwala na optymalne wykorzystanie urządzeń a co za tym idzie zapobiega zbędnym inwestycjom. Tak jak już zostało wspomniane w haśle „Kompensacja mocy biernej”, - odbiorniki o charakterze indukcyjnym tj. silniki indukcyjne czy transformatory pobierają moc bierną co powoduje zwiększenie prądu przy jej przesyłaniu a co za tym idzie straty energii. Popularnym sposobem kompensacji mocy biernej jest dołączenie kondensatorów, które podłącza się równolegle do obciążenia. Tzw. naturalne sposoby do poprawy współczynnika mocy to m.in. unikanie pracy jałowej indukcyjnych, przełączanie uzwojeń silników z trójkąta w gwiazdę gdy obciążenie jest mniejsze od 40 % mocy znamionowej. Natomiast do metod „sztucznych” poprawy współczynnika instaluje się kondensatory.
Poślizg - jest to różnica pomiędzy szybkością zmian strumienia pola magnetycznego wewnątrz silnika a rzeczywistą prędkością obrotową wirnika. Wartość poślizgu zależy głównie od obciążenia silnika. Obecnie, praktycznie w każdym dostępnym na rynku falowniku udostępniona jest funkcja kompensacji poślizgu. Algorytm ten pozwala wyliczyć wartość poślizgu na podstawie pomiaru prądów fazowych silnika. Działa to w falownikach automatycznie nie wymagając żadnej ingerencji użytkownika, czyli po wzroście poślizgu falownik zwiększ lub zmniejsza częstotliwość napięcia kompensując tym samym zmiany prędkości obrotowej silnika.
Prąd rozruchowy silnika – zawiera się w przedziale 3,5 do 8 krotności prądu pracy. W związku, z czym stosuje się różne sposoby zmniejszania prądu rozruchowego. Jednym z takich sposobów jest zastosowanie przełącznika trójkąt-gwiazda. Nowszymi sposobami są specjalne układy energoelektroniczne łagodzące rozruch typu softstart.
Prąd upływu – powstaje w wyniku pojemności pasożytniczych i kondensatorów włączonych między przewodami przewodzącymi prąd, potencjałem uziemionych części obudowy. W filtrach sieciowych prąd upływu zależy w pierwszym rzędzie od sumy pojemności między torami przewodów sieciowych a obudową metalową. Prąd upływu nie może przekraczać określnych wartości podanych w normach. W katalogach filtrów wartości prądów upływu podawane są dla najmniej korzystnych warunków.
Prędkość asynchroniczna – zwana również prędkością znamionową. Jest to prędkość silnika indukcyjnego przy pełnym napięciu oraz pod pełnym obciążeniem
Prędkość obrotowa silników asynchronicznych zależy od częstotliwości napięcia zasilającego (czynnik zewnętrzny) oraz od liczby par biegunów – czyli w tym przypadku od sposobu, w jaki zaprojektowano i nawinięto uzwojenie stojana. W praktyce wartość napięcia zasilania ma nieznaczny wpływ na prędkość obrotową silnika.
Prędkość synchroniczna – jest prędkość wirującego pola magnetycznego silnika indukcyjnego. Prędkość ta jest zależna od częstotliwości i liczby par biegunów w poszczególnych fazach uzwojeń stojana
Przekładnia mechaniczna – służy do przeniesienia ruchu (prędkość, moment siły) z elementu napędowego na element napędzany ze zmiana parametrów ruchu. Przekładnia może zmieniać np. ruch obrotowy na ruch obrotowy lub ruch obrotowy na ruch liniowy. Przekładnia mechaniczna może być reduktorem czyli człon napędzany obraca się z mniejszą prędkością niż człon napędzający.
Przełącznik gwiazda-trójkąt – stosuje się aby ograniczyć prąd rozruchowy silników indukcyjnych (zmniejszenie napięcia na zaciskach uzwojeń stojana). Przełącznik zmniejsza prąd rozruchowy 3-krotnie a co za tym idzie moment rozruchowy zmniejszy się również 3-krotnie. Na czas rozruchu uzwojenie stojana jest połączone w gwiazdę, wtedy spadki napięć w instalacji są 3-krotnie mniejsze niż w przypadku rozruchu bezpośredniego następnie uzwojenie jest przełączane w trójkąt. Jak zostało wspomniane podczas rozruchu moment jest również 3-krotnie mniejszy dlatego rozrusznik jest powinien być stosowany gdy rozruch jest realizowany przy niewielkim obciążeniu.
Przetwornik – jest to urządzenie, które zamienia jedną wielkość fizyczną na inną wielkość fizyczną (np. temperatura – napięcie) wg określonych zależności. Najczęściej przetworniki przekształcają wielkości tj, temperatura, ciśnienie na wielkości elektryczne (prąd, napięcie). Przetworniki współpracują w układach z czujnikami.
Przewód ochronny (PE) – jest to uziemiony przewód, który nie jest obciążony prądami roboczymi. Stanowi element zastosowanego środka ochrony przeciwporażeniowej, do którego przyłącza się części przewodzące dostępne i jest elementem ochrony przez samoczynne wyłączenie zasilania. Izolacja PE powinna być w kolorze żółto-zielonym. Ponizsza tabela przedstawia zalecane przekroje przewodu PE.
W kablach silnikowych ekran nie powinien być wykorzystywany jako osobny przewód ochronny PE.
Radiator – jest element odprowadzający ciepło z urządzeń, z którymi się styka do otoczenia. Aby było lepsze przewodzenie ciepła pomiędzy urządzeniem a radiatorem umieszcza się pastę przewodzącą. Radiator zbudowany jest z metalu lub jego stopach o właściwościach dobrze przewodzących ciepło. Aby chłodzenie było lepsze stosuje się wentylator „(kierowany” na radiator), który zapewnia lepszy obieg powietrza.
Regulator PID – składa się z trzech członów: proporcjonalnego, całkującego i różniczkującego. Jego zadaniem jest utrzymywanie wartości wyjściowej na stałym poziomie. Pracuje w pętli sprzężenia zwrotnego. W układzie z przemiennikiem częstotliwości sygnał ze sprzężenia zwrotnego może pochodzić z czujnika pomiarowego (np. temperatury lub ciśnienia) za pomocą standardowych sygnałów analogowych (np. 0-20mA lub 0-10V). Układem wykonawczym w układzie z falownikiem jest silnik elektryczny, który napędza np. wentylator czy pompę.
Rezystor hamowania – podłącza się do obwodów prądu stałego w przemiennikach częstotliwości. Przemienia on energię hamowania w ciepło podczas zmniejszania prędkości układu (przemiennik obniża częstotliwość). Używa się go gdy zachodzi potrzeba hamowania dużych momentów bezwładnościowych. Rezystor jest załączany i wyłączany przez tranzystor hamowania tzw. Chopper.
Rozruch równoległy (silników) – jest to rozruch dla dwóch lub więcej silników uruchamianych w tym samym czasie za pomocą tego samego softstartu.
Rozruch silnika asynchronicznego – ma na celu ograniczenie prądu podczas rozruchu. Uzwojenie silnika na czas rozruchu jest łączone w gwiazdę, a po uzyskaniu właściwych obrotów jest przełączane w trójkąt. Przy połączeniu w gwiazdę napięcie każdej fazy uzwojenia jest mniejsze od napięcia znamionowego o pierwiastek z 3, a co za tym idzie prąd pobierany z sieci jest 3-krotnie mniejszy niż prąd jaki byłby w przypadku połączenia w trójkąt. Moment rozruchowy jest również 3-krotnie mniejszy. Aby zmniejszyć prąd rozruchowy stosuje się zazwyczaj przełącznik trójkąt – gwiazda.
RS-485 – jest standard transmisji danych przeznaczony do wielopunktowych linii transmisyjnych. Standard transmisji szeregowej RS485 jest najczęściej stosowanym interfejsem w sieciach przemysłowych. Na podstawie tego interfejsu opracowano wiele modułów komunikacyjnych, np. protokół Modbus stosowany w automatyce przemysłowej. Standard RS485 składa się z różnicowego (symetrycznego) nadajnika, dwuprzewodowego toru transmisyjnego i różnicowego odbiornika. Przesył różnicowy zapobiega wpływowi zakłóceń zewnętrznych (np. silniki) na transmisję danych, dlatego właśnie RS485 jest najczęściej stosowanym interfejsem w sieciach przemysłowych oraz charakteryzuje się dużą szybkością transmisji nawet przy znacznych odległościach. RS-485 stosuje się do sterowania silnikami gdzie np. gdzie praca ich w zakładach przemysłowych kontrolowana jest cyfrowo. W falownikach które regulują obroty silnika zawarte są sterowniki w których wykorzystuje się układy mikroprocesorowe. Podstawowe układy takiego sterownika to procesor, enkoder oraz końcówka mocy, która zasila silnik.
SELV (Separated or Safety Extra-Low Voltage) – jest to obwód bardzo niskiego napięcia bez uziemienia ochronnego. W obwodzie tym przewody pod napieciem nie łączy się z uziomem. Napięcia (wartości napięć dotykowych dopuszczalnych) te to 50V (dla prądu przemiennego) oraz 120V (dla prądu stałego).
Serwonapęd – jest to układ wykonawczy w automatyce i pracuje w pętli sprzężenia zwrotnego. Służy do wykonywania ruchów obrotowych lub linowych w aplikacjach gdzie wymagane jest pozycjonowanie, precyzyjne przemieszczanie pomiędzy różnymi położeniami, sterowanie przy małych prędkościach lub przy dużej dynamice ruchu.
Silniki asynchroniczne (indukcyjne) są najbardziej rozpowszechnione i nie wymagają praktycznie żadnej konserwacji. Z punktu widzenia napędu układów mechanicznych, są one najszerzej stosowane, ponieważ najłatwiej dobrać odpowiedni silnik do różnych zastosowań. Wykorzystywany jest w przemyśle ale i również w sprzęcie gospodarstwa domowego. Jest wiele rodzajów silników asynchronicznych, działających na tej samej zasadzie. Głównymi elementami silnika asynchronicznego są stojan i wirnik. Moce tych silników zawierają się od kilku kilowatów do kilku megawatów.
Softstart- (układ łagodnego rozruchu)- służy do ograniczenia prądu udarowego podczas załączenia urządzeń elektrycznych dużych mocy np. silników elektrycznych. Urządzenia te mogą w czasie rozruchu pobierać większy prąd niż prąd znamionowy tych urządzeń. Obecnie układy softstartów realizowane są na takich elementach jak tyrystory czy tranzystorach IGBT i sterowane są mikroprocesorowo.
Sprawność silnika elektrycznego – jest to zależność pomiędzy mocą mechaniczną wyjściową a elektryczną mocą wejściową. Sprawność silnika podawana jest zazwyczaj na tabliczce znamionowej silnika. Jest to zależność procentowa i oznacza jak sprawnie silnik zmienia energie elektryczną w energię mechaniczną.
Sprzężenie zwrotne – występuje w zamkniętym układzie regulacji. Jest to oddziaływanie wsteczne (zwrotne) wielkości regulowanej na wielkość regulującą. Obwód sprzężenia zwrotnego w układach automatycznej regulacji zamyka się przez regulator.
Sterowanie impulsowe (3-przewodowe) – polega na załączeniu falownika w postaci impulsu na wejście falownika na listwie zaciskowej (sterowniczej)
Sterowanie lokalne falownika – oznacza, że wszystkie parametry trybu pracy realizowane są przez klawiaturę.
Sterowanie skalarne – w sterowaniu tym wielkościami kontrolowanymi są napięcie, prąd i częstotliwość. Prędkość obrotowa sterowana jest tu poprzez zmianę częstotliwości napięcia zasilania silnika. Ze względu na występowanie poślizgu (różnicy pomiędzy prędkością wirowania pola w silniku a prędkością obrotów wału), prędkość obrotowa wału silnika nie jest ściśle proporcjonalna do częstotliwości. Właściwości dynamiczne napędów ze sterowaniem skalarnym nie są najlepsze, a uzyskanie znamionowego momentu obrotowego przy małych prędkościach nie jest możliwe. Przemiennik skalarny może sterować więcej niż jednym silnikiem równocześnie.
Sterowanie wektorowe – polega na automatycznym kontrolowaniu obciążenia silnika i dopasowaniu charakterystyki U/f nieliniowo, lecz zależnie od właściwego w danej chwili obciążenia. Szczególnie jest to potrzebne przy obciążeniach zmiennomomentowych. Sterowanie wektorowe wymaga autotuningu.
Sterowanie wielosilnikowe – jest używane do kontroli kilku silników przez jeden falownik. Sterowanie wielosilnikowe używane jest w układach z wentylatorami lub pompami. Silnik jest podłączony do falownika, którego prędkość kontroluje regulator PID. Natomiast pozostałe silniki są załączane bezpośrednio przez styczniki sterowane przez wyjścia przekaźnikowe przemiennika zależnie od potrzeby.
Sterowniki PLC - (ang. Programmable Logoc Controllers) są zdolne obsługiwać obydwa rodzaje sygnałów: sygnały analogowe (np. prędkość silnika, moc czy moment silnika) i sygnały cyfrowe (np. przekroczenie zakresu regulacji czy dopuszczalnego prądu obciążenia). Może także wydawać i reagować na rozkazy z innych urządzeń (np. start, stop, zmiana kierunku obrotów). Jedną z głównych korzyści sterowników PLC jest to, że potrafią one odczytać i w sposób ciągły gromadzić sygnały wyjściowe – takie jak prąd i częstotliwość silnika – generowane przez przemiennik częstotliwości. Powoduje to znaczące ulepszenie zarządzania przeważaniem danych w stosunku do użycia prostego cyfrowego przyrządu z wizualizacją.
Sterownik PLC składa się z trzech podstawowych elementów:
1. jednostki centralnej - mikroprocesora,
2. modułu wejść i wyjść,
3. jednostki programowania sterownika
Stojan (stator) – jest to nieruchoma część uzwojenia silnika, otaczający wokół stałej osi wirnik. Uzwojenia stojana w silniku są bezpośrednio podłączone do napięcia zasilania. Uzwojenia fazowe i rdzeń stojana indukują wirujące pole magnetyczne. Liczba par biegunów określa prędkość wirowania silnika.
Straty mocy (falownika) - jest to różnica pomiędzy mocą na wejściu falownika a mocą na jego wyjściu. Różnica tej energii jest wytracana na wewnętrznych częściach falownika. Straty mocy zależą głównie od częstotliwości kluczowania tranzystorów i są największe gdy falownik pracuje na maksymalnych parametrach wyjściowych. Straty mocy w falownikach zawierają się w granicach od 1,5% (dla falowników dużych mocy) do 5% (dla falowników małej mocy).
Stycznik - służy do załączania i wyłączania prądu w normalnych warunkach pracy oraz przeciążeniach obwodu elektrycznego. Styczniki charakteryzuje duża trwałość mechaniczna, małe wymiary oraz duża częstość załączeń. Styczniki dzielą się na 1-fazowe i 3-fazowe oraz na sterowane prądem przemiennym lub stałym. Producenci styczników oferują także akcesoria do styczników, np. styki pomocnicze czy moduły mechanicznych blokad.
Stycznik obejściowy (obejście) – służy do obejścia aparatu (np. softstartu) aby zmniejszyć straty mocy
Styk normalnie rozwarty – jest to styk, który jest rozwarty gdy przekaźnik lub wyłącznik nie działa. Zwarcie styku następuje w momencie zadziałania przekaźnika lub wyłącznika.
Sygnał komunikacji - występują 3 rodzaje sygnałów od komunikowania się sterowników PLC/PC z przemiennikami częstotliwości:
1. Sygnały sterowania przemiennikiem: szybkość, start / stop, zmiana kolejności faz napięcia wyjściowego falownika, dla zmiany kierunku wirowania silnika, itp.
2. Sygnały stanu pracy przemiennika: aktualny prąd silnika, aktualna częstotliwość napięcia zasilania silnika, maksymalna zadana częstotliwość napięcia zasilania silnika, itp.
3. Sygnały alarmowe i ostrzeżenia: zatrzymanie silnika, temperatura krytyczna, itp.
Tabliczka znamionowa silnika indukcyjnego – zawiera dane i wartości liczbowe parametrów elektrycznych, mechanicznych i magnetycznych silnika. Jest umieszczana na obudowie maszyny. Tabliczka ta zawieram.in. takie dane jak: moc znamionowa, napięcie znamionowe uzwojenia stojana (w przypadku silników trójfazowych jest to napięcie międzyprzewodowe oraz układ połączeń stojana), częstotliwość znamionową napięcia zasilającego, współczynnik mocy ø, prędkość obrotową wirnika oraz prąd znamionowy uzwojenia stojana.
Technika 87 Hz – służy do zwiększania zakresu regulacji prędkości silnika do 87 Hz przy zachowaniu stałego momentu, pozwala również na zwiększenie mocy silnika. Przy technice 87 Hz silnik łączy się w trójkąt. Wtedy dla tej samej mocy pobiera większy prąd i jest większy o pierwiastek z 3. Dlatego też falownik trzeba dobrać nie do mocy ale do wartości prądu, jej moc będzie większa o pierwiastek z 3 od mocy znamionowej podanej na tabliczce znamionowej silnika. W falowniku należy nastawić częstotliwość załomu na wartość 87 Hz.
Termistor PTC – zasada działania tego elementu jest tak, że jego rezystancja rośnie wraz ze wzrostem temperatury. Stosuje się je do zabezpieczania uzwojeń silników przed nadmiernym nagrzewaniem. Standardowo zabezpiecza się każdą fazę silnika osobno termistorem PTC. Niektóre typy falowników mają wejścia pod czujniki termistorowe PTC. Jeśli falownik takiego nie posiada to można zastosować tzw. przekaźniki rezystancyjne.
Uchyb regulacji – jest różnica pomiędzy wartością zadaną a wartością sygnału wejściowego. Występuje w układzie regulacji.
Układ napędowy – na układ ten składa się nie tylko silnik i przemiennik częstotliwości ale również inne urządzenia, które zapewniają jego wydajną, optymalną i bezpieczną pracę. Do urządzeń tych zaliczamy dławiki sieciowe, filtry RFI, dławiki i filtry sieciowe, moduły i rezystory hamujące. Oczywiście układ napędowy można graniczyć do przemiennika częstotliwości i silnika indukcyjnego ale może się okazać, że aplikacja aby prawidłowo działać potrzebuje innych elementów napędu.
Układ sieci IT - przemienniki częstotliwości są powszechnie stosowane w układach sieci TN-S i IT. W układach sieciowych IT urządzenia mogą być izolowane od uziemienia poprzez impedancję o dostatecznie wysokiej jakości. Połączenie może to być wykonane zerowym układu albo w sztucznym punkcie zerowym (gwiazdkowym). Wszystkie części czynne (przewodzące dostępne, przewodzące obce) są odizolowane od ziemi lub jeden punkt przyłączony jest do ziemi poprzez impedancję.
Układ sieci TN-S - przemienniki częstotliwości są powszechnie stosowane w układach sieci TN-S i IT. Litera S oznacza, że przewód ochronny PE oraz przewód neutralny N są oddzielnymi przewodami. Spośród wszystkich układów typu TN, układ TN-S daje możliwość najbardziej skutecznej ochrony przeciwporażeniowej. Przewód ochronny PE jest oddzielony od przewodu neutralnego N w całym układzie sieci i jest uziemiony. Oznacza to, że przewód ten służy wyłącznie do ochrony urządzeń a w trakcie pracy układu prąd płynie tylko w przewodzie N.
USP (zabezpieczenie przed samoczynnym rozruchem). Funkcja ta zapobiega przed samoczynnym uruchomieniem się falownika i biegiem silnika. W chwili włączenia falownika gdy aktywna jest funkcja USP silnik nie zostanie uruchomiony.
Wejście analogowe – jest to nazwa wejścia wykorzystywana np. w sterownikach PLC lub falownikach do zadawania standardowych sygnałów analogowych:
1. 0 – 20 mA
2. 4 – 20 mA
3. 0 – 10 V
W przypadku falowników wejście to służy do zadawania częstotliwości. Do wejść tych można podłączyć np. przetworniki temperatury, przetworniki ciśnienia czy potencjometry.
Wejście cyfrowe – ogólnie przyjęta nazwa pojedynczego wejścia binarnego (dwustanowego) mającego dwa stany logiczne: 0 lub 1 (0-brak napięcia, 1 - jest napięcie). Najczęściej spotykanym zakresem napięcia wejść cyfrowych to 24 VDC. Odkąd półprzewodniki są używane w cyfrowych układach sterowania, wejście cyfrowe musi otrzymywać pewne minimum prądu lub napięcia, żeby zapewnić niezawodne połączenie sygnałowe. Cyfrowe wyjścia układów PLC są dopasowane do cyfrowych wejść przemienników częstotliwości. Wartości znamionowe sygnałów cyfrowych zawierają się między 10 - 30V - sygnały napięciowe przy jednocześnie wpływającym do tego wejścia prądzie wynoszącym minimum 10mA przy 20V. Wewnętrzna rezystancja takiego wejścia sygnałowego może wtedy wynosić maksimum 2 kΩ. Wejścia te mogą być programowalne lub z przypisanymi na stałe funkcjami.
Wirnik (rotor) – jest wirujący element silnika, składający się z uzwojenia i wału.
Wolny bieg (silnika) – jest to jedna z metod zatrzymania silnika. Polega na natychmiastowym wyłączeniu napięcia na wyjściu falownika. Zatrzymanie silnika następuje wtedy na jego wolnym biegu. Aby czas zatrzymania był krótszy na wolnym biegu silnika, należy zastosować np. hamulec elektromagnetyczny.
Wyjście analogowe – odpowiada za transmisję sygnału sterującego (napięciowego lub prądowego) do poszczególnych elementów wykonawczych. Wyjścia analogowe w falownikach w większości są programowalne i skalowane. Standardowe wyjścia analogowe: 0 – 10V, 0 – 20mA, 4 – 20mA. Wyjście analogowe jest również podstawowym składnikiem bloków sterowników PLC. Poprzez wyjścia analogowe steruje pracą np. takich urządzeń jak: przemiennik częstotliwości czy serwonapęd.
Wyjście cyfrowe – jest podstawowym składnikiem bloku wyjść falowników. Przeważnie są dwa rodzaje wyjść cyfrowych: tranzystorowe oraz przekaźnikowe. Binarne wyjścia cyfrowe mogą przyjmować jeden ze stanów: 0 – brak napięcia, 1 – jest napięcie. Poprzez wyjście cyfrowe falownik przekazuje informację o stanie jego pracy.
Wyłącznik instalacyjny (nadprądowy) – stosowane są do zabezpieczania odbiorników oraz instalacji elektrycznych przed zwarciem oraz przeciążeniem. Wyłączniki instalacyjne produkowane są o liczbie pól: 1, 2, 3, 4. Wyłączniki te podzielne są również na wyłączniki o charakterystykach A, B, C, D. Dostępne są w zakresie prądów od 0,63A do 125A.
Wyłącznik różnicowo-prądowy służy do ochrony przed porażeniem prądem elektrycznym przy dotyku bezpośrednim lub pośrednim. Wpływa na ograniczenie skutków uszkodzenia urządzeń. Wyłącznik różnicowo-prądowy rozłącza obwód gdy wykryje różnicę pomiędzy prądem wpływającym do obwodu a prądem wypływającym z obwodu.
Wyłącznik silnikowy – służą do włączania i zabezpieczania silników trójfazowych przed zwarciami, przeciążeniami oraz asymetrią faz. Posiadają dwa wyzwalacze: elektromagnetyczny (do zabezpieczeń zwarciowych) i termiczny (do zabezpieczeń przeciążeniowych). Zazwyczaj wyłączniki silnikowe mają możliwość rozbudowy (tj. dodania osprzętu dodatkowego).
Zabezpieczenie termiczne falownika – zabezpieczenie to wykrywa stan przeciążenia falownika i zabezpiecza go przed zbyt dużą wartością prądów a co za tym idzie zbyt dużej wartości temperatury.
Zabezpieczenie nadprądowe (falownika) – służy do zabezpieczania falowników przed zwarciami na jego wejściu. Typowymi urządzeniami, które służą do ochrony przeciwzwarciowej to wyłączniki nadprądowe zwane potocznie eSkami.
Zadajnik (analogowy) – jest to programowalne urządzenie przeznaczone do zadawania lub (i) pomiaru standardowych sygnałów występujących w procesach sterowania i regulacji: 0 ÷ 10V (zadajnik napięciowy), (0)4 ÷ 20mA (zadajnik prądowy). Pozwala na symulację, kalibrację i programowanie falowników, - może być podłączony zamiast np. przetworników temperatury czy ciśnienia.
Zatrzymanie silnika „wolnym biegiem” – polega na wyłączeniu sygnału start, falownik wyłącza napięcie na wyjściu, - wyjście jest blokowane. Wtedy obroty silnika zależą od jego inercji oraz obciążenia
Zasilanie falowników – standardowe napięcia zasilania wszystkich falowników dostępnych na rynku: 1x230V , 3x230V, 3x400V
Zmiana kierunku wirowania. Kierunek wirowania w silnikach asynchronicznych jest określony przez kolejność dołączonych faz napięcia zasilania. Jeżeli dwie fazy zostaną między sobą zamienione zmieni się kierunek wirowania wału silnika. Kolejność faz na wyjściach mocy przemiennika częstotliwości jest właściwa dla pracy w normalnym kierunku wirowania wału silnika niezależnie od kolejności faz napięcia zasilania. Przy współpracy przemiennika z silnikiem przemiennik może programowo – w sposób elektroniczny, dokonywać zmiany kolejności faz zasilania silnika. Zmiana kierunku jest realizowana przez zadanie sygnału referencji o przeciwnej polaryzacji lub cyfrowy sygnał wejściowy. Jeżeli od silnika wymagany jest określony kierunek wirowania wału silnika przy pierwszym rozruchu, wtedy ważna jest informacja o nastawach fabrycznych przemiennika. Ponieważ przemiennik częstotliwości ogranicza prąd silnika do ustalonej - zwykle nominalnej wartości, dlatego zmiana kierunku wirowania wału może być realizowana o wiele częściej niż w silniku zasilanym bezpośrednio do sieci.
Zarejestruj się
Nasz blog o falownikach
Znajdź nas na Twitter
Znajdź nas na Facebook
Odwiedź nas na Google+
