Falownik GD20 2,2 kW/ 400V

Falownik wektorowy INVT Goodrive20 GD20 2,2 kW 400 V

INVT Goodrive20 GD20-2R2G-4 to falownik wektorowy przeznaczony do sterowania trójfazowymi silnikami asynchronicznymi. Model o mocy 2,2 kW jest zasilany z sieci trójfazowej 400 V AC i zapewnia znamionowy prąd wyjściowy 5,5 A.

Falownik umożliwia płynną regulację prędkości silnika, zmianę kierunku obrotów oraz zaprogramowanie łagodnego rozruchu i kontrolowanego zatrzymania. Może być obsługiwany bezpośrednio z panelu klawiatury lub współpracować z zewnętrznym układem sterowania maszyny.

Sterowanie prędkością silnika

Falownik reguluje częstotliwość i napięcie dostarczane do silnika, umożliwiając dopasowanie jego prędkości do aktualnych wymagań maszyny. Pozwala to zastąpić bezpośrednie załączanie silnika kontrolowanym rozruchem oraz ograniczyć gwałtowne zmiany prędkości występujące podczas uruchamiania i zatrzymywania napędu.

Prędkość może być ustawiana ręcznie z panelu falownika lub zadawana z zewnętrznego potencjometru, sterownika PLC, panelu HMI albo innego urządzenia automatyki. Dostępne są również zaprogramowane prędkości wielostopniowe, które można wybierać za pomocą wejść cyfrowych.

Bezczujnikowe sterowanie wektorowe SVC

Falownik GD20-2R2G-4 wykorzystuje bezczujnikowe sterowanie wektorowe SVC. Rozwiązanie to umożliwia dokładniejszą kontrolę prędkości i momentu obrotowego bez konieczności instalowania enkodera na wale silnika.

Sterowanie wektorowe jest przydatne w maszynach, w których obciążenie zmienia się podczas pracy. Pomaga utrzymać stabilniejszą prędkość oraz uzyskać odpowiedni moment przy niewielkiej częstotliwości. Zakres regulacji prędkości w trybie SVC wynosi 1:100, natomiast moment rozruchowy osiąga 150% przy częstotliwości 0,5 Hz.

Prawidłowe działanie sterowania wektorowego wymaga wprowadzenia rzeczywistych danych znamionowych silnika. Zalecane jest również wykonanie procedury automatycznej identyfikacji jego parametrów zgodnie z instrukcją falownika.

Łagodny rozruch i kontrolowane zatrzymanie

Użytkownik może niezależnie ustawić czas przyspieszania i zwalniania. Dzięki temu sposób uruchamiania silnika można dopasować do bezwładności i charakteru napędzanej maszyny. Odpowiednio ustawione rampy zmniejszają udary mechaniczne działające na przekładnie, sprzęgła, paski, wały oraz inne elementy układu napędowego.

Zbyt krótki czas rozpędzania może spowodować nadmierny wzrost prądu i zatrzymanie falownika przez układ zabezpieczający. Z kolei zbyt gwałtowne hamowanie napędu o dużej bezwładności może doprowadzić do wzrostu napięcia w obwodzie pośrednim.

Falownik ma wbudowany moduł hamujący, który pozwala skonfigurować układ do bardziej intensywnego zwalniania. Parametry hamowania należy każdorazowo dopasować do właściwości napędzanej maszyny.

Zmiana kierunku obrotów

Kierunek obrotów silnika może być wybierany za pomocą panelu klawiatury, wejść cyfrowych lub komunikacji. Nie wymaga to przepinania przewodów silnikowych podczas normalnego użytkowania maszyny.

Funkcja zmiany kierunku powinna zostać odpowiednio skonfigurowana. W urządzeniach, które mogą pracować tylko w jednym kierunku, możliwość wykonania ruchu wstecznego należy zablokować w ustawieniach lub układzie sterowania.

Panel klawiatury i wejścia sterujące

Panel falownika umożliwia lokalne uruchamianie i zatrzymywanie napędu, ustawianie częstotliwości, zmianę parametrów oraz odczytywanie bieżących wartości i komunikatów diagnostycznych.

Programowalne wejścia cyfrowe mogą obsługiwać między innymi polecenia start, stop, zmianę kierunku, pracę impulsową JOG oraz wybór zaprogramowanej prędkości. Wejścia analogowe umożliwiają zadawanie wartości z zewnętrznego regulatora, natomiast wyjścia mogą przekazywać informacje o stanie falownika do układu automatyki.

Komunikacja RS485 Modbus RTU

Falownik może komunikować się ze sterownikiem PLC, panelem HMI lub komputerem przemysłowym za pomocą interfejsu RS485 i protokołu Modbus RTU. Pozwala to zdalnie uruchamiać i zatrzymywać napęd, zadawać częstotliwość oraz odczytywać wybrane parametry pracy.

Seria Goodrive20 obsługuje również regulator PID i funkcję prostego sterownika PLC. Umożliwiają one realizację podstawowych sekwencji działania oraz regulację wybranej wielkości procesowej bez rozbudowanego sterownika nadrzędnego.

Przeciążalność falownika

Falownik jest przystosowany do krótkotrwałej pracy z prądem przekraczającym wartość znamionową. Przeciążalność wynosi 150% prądu znamionowego przez 60 sekund, 180% przez 10 sekund oraz 200% przez 1 sekundę.

Możliwość krótkotrwałego przeciążenia pomaga obsługiwać wzrosty obciążenia występujące podczas rozruchu lub pracy maszyny. Nie oznacza jednak, że falownik może w sposób ciągły zasilać silnik pobierający więcej niż 5,5 A.

Zabezpieczenia i diagnostyka

Układ diagnostyczny kontroluje podstawowe parametry elektryczne i cieplne napędu. Falownik wykrywa między innymi zbyt wysoki prąd, przeciążenie, nieprawidłowe napięcie, przegrzanie oraz zanik fazy. W przypadku wystąpienia nieprawidłowości zatrzymuje napęd i wyświetla odpowiedni komunikat.

Funkcje ochronne falownika nie zastępują zabezpieczeń instalacji elektrycznej ani obwodów bezpieczeństwa maszyny. Elementy te należy zaprojektować odpowiednio do rodzaju urządzenia i warunków jego pracy.

Zastosowanie falownika GD20 2,2 kW

Falownik wektorowy 2,2 kW 400 V może być stosowany w wielu niewielkich i średnich napędach przemysłowych. Typowe zastosowania obejmują:

• przenośniki i niewielkie transportery,
• pompy, wentylatory i dmuchawy,
• mieszadła oraz urządzenia dozujące,
• maszyny pakujące,
• podajniki i napędy pomocnicze,
• nawijarki i odwijarki,
• obrabiarki oraz maszyny CNC,
• odpowiednio dobrane silniki wysokoobrotowe i elektrowrzeciona.

W instalacjach pompowych i wentylacyjnych regulacja prędkości pozwala dostosować wydajność do aktualnego zapotrzebowania. W maszynach produkcyjnych falownik umożliwia natomiast zmianę tempa pracy napędu bez mechanicznej ingerencji w przekładnię.

Zakres częstotliwości wyjściowej

Falownik umożliwia regulację częstotliwości wyjściowej w zakresie 0–400 Hz, dzięki czemu może współpracować zarówno ze standardowymi silnikami przemysłowymi, jak i z odpowiednio przystosowanymi napędami wysokoobrotowymi. Maksymalną częstotliwość należy ustawić zgodnie z parametrami podanymi na tabliczce znamionowej silnika lub elektrowrzeciona.

Wartość 400 Hz określa maksymalne możliwości falownika i nie jest częstotliwością właściwą dla każdego podłączonego napędu. W przypadku typowego silnika przystosowanego do pracy przy 50 Hz nie należy zwiększać częstotliwości ponad wartość dopuszczoną przez jego producenta.

Jak prawidłowo dobrać falownik do silnika

Podczas doboru należy sprawdzić przede wszystkim prąd znamionowy silnika. Nie powinien on przekraczać prądu wyjściowego falownika, który dla modelu GD20-2R2G-4 wynosi 5,5 A. Trzeba również uwzględnić napięcie, moc, częstotliwość znamionową i charakter obciążenia.

Sama zgodność mocy 2,2 kW nie gwarantuje prawidłowego doboru. Silniki o takiej samej mocy mogą mieć różny prąd znamionowy, sprawność oraz warunki rozruchu. Dodatkowej analizy wymagają napędy o dużej bezwładności, często zmieniające kierunek lub wykonujące intensywne hamowanie.

Podczas długotrwałej pracy z małą prędkością należy również zwrócić uwagę na chłodzenie silnika. Wydajność wentylatora zamontowanego na jego wale maleje razem z prędkością obrotową.

Konfiguracja falownika przed uruchomieniem

Przed pierwszym uruchomieniem należy za pomocą panelu klawiatury otworzyć menu konfiguracyjne falownika i wprowadzić dane znajdujące się na tabliczce znamionowej podłączonego silnika: moc, napięcie, prąd, częstotliwość oraz prędkość znamionową. Falownik wykorzystuje te informacje do prawidłowego sterowania i ochrony silnika.

Następnie należy ustawić dopuszczalną częstotliwość maksymalną, wybrać źródło poleceń sterujących – panel, zaciski sterujące lub komunikację RS485 – oraz dopasować czasy przyspieszania i zwalniania do właściwości napędzanej maszyny.

Falownik ma stopień ochrony IP20 i jest chłodzony powietrzem. Może być zamontowany na ścianie lub odpowiedniej szynie montażowej. Należy zapewnić mu suchą przestrzeń, swobodny przepływ powietrza oraz odstępy wymagane w dokumentacji technicznej.

Przewody sterujące powinny być prowadzone oddzielnie od przewodów zasilających i silnikowych. Instalacja wymaga prawidłowego uziemienia. Prace przy zaciskach mogą być wykonywane wyłącznie po odłączeniu zasilania i rozładowaniu obwodu pośredniego falownika.

Po skonfigurowaniu falownika, a przed uruchomieniem maszyny, należy przeprowadzić krótką próbę pracy napędu bez obciążenia i sprawdzić, czy kierunek obrotów silnika jest zgodny z konstrukcją oraz wymaganiami napędzanego urządzenia. W maszynach obróbczych należy dodatkowo upewnić się, że kierunek obrotów odpowiada wymaganiom zastosowanego narzędzia.

Dane techniczne

Producent	INVT
Seria	Goodrive20
Indeks	GD20-2R2G-4
Rodzaj urządzenia	falownik wektorowy
Obsługiwany silnik	trójfazowy silnik asynchroniczny
Moc znamionowa	2,2 kW
Zasilanie	trójfazowe 400 V AC
Prąd wejściowy	5,8 A
Prąd wyjściowy	5,5 A
Częstotliwość wyjściowa	0–400 Hz
Sposób sterowania	bezczujnikowe sterowanie wektorowe SVC
Zakres regulacji prędkości	1:100 w trybie SVC
Moment rozruchowy	150% przy 0,5 Hz w trybie SVC
Przeciążalność	150% przez 60 s; 180% przez 10 s; 200% przez 1 s
Wejścia cyfrowe	4 standardowe i 1 szybkie HDI
Wejścia analogowe	2
Wyjścia analogowe	2
Wyjście cyfrowe	1
Wyjścia przekaźnikowe	2 programowalne
Komunikacja	RS485, Modbus RTU
Moduł hamujący	wbudowany
Stopień ochrony	IP20
Chłodzenie	powietrzem
Sposób montażu	na ścianie lub szynie montażowej
Temperatura pracy	od −10 do 50°C; powyżej 40°C wymagane obniżenie obciążalności

Dane techniczne

• Moc:    2,2 kW
• Zasilanie:    400V~ (±10%)
• Prąd wejściowy:    5.8 A
• Prąd wyjściowy:    5,5 A
• Sterowanie:    Skalarne
• Sterowanie:    Wektorowe
• Ilość wejść cyfrowych:    4
• Częstotliwość wyjściowa:    0~400 Hz
• Tryb sterowania:    SVPWM. SVC
• Rodzaj zasilania:    Trójfazowe
• Protokół komunikacji:    Modbus RTU
• Wyjścia przekaźnikowe:    1
• Wejście analogowe:    Tak
• Wyjście analogowe:    Tak