Falownik wektorowy INVT Goodrive20 GD20 7,5 kW 400 V

Falownik wektorowy INVT Goodrive20 GD20-7R5G-4 służy do regulacji prędkości obrotowej trójfazowych silników asynchronicznych. Model o mocy znamionowej 7,5 kW jest zasilany z sieci trójfazowej 400 V AC, a jego znamionowy prąd wyjściowy wynosi 18,5 A.

Falownik pozwala płynnie sterować prędkością silnika, ustalać kierunek obrotów oraz programować przebieg rozruchu i zatrzymania. Dzięki bezczujnikowemu sterowaniu wektorowemu SVC może być stosowany w napędach wymagających stabilnej pracy przy zmieniającym się obciążeniu i dokładniejszej kontroli momentu obrotowego.

Bezczujnikowe sterowanie wektorowe SVC

Zastosowane sterowanie wektorowe SVC wykorzystuje dane znamionowe i zidentyfikowane parametry silnika do kontrolowania jego pracy. Pozwala to uzyskać korzystniejszą charakterystykę napędu niż w przypadku podstawowej regulacji częstotliwości, szczególnie podczas pracy z małą prędkością oraz przy zmianach obciążenia.

W trybie sterowania wektorowego falownik zapewnia zakres regulacji prędkości 1:100 oraz moment rozruchowy wynoszący 150% przy częstotliwości 0,5 Hz. SVC działa bez enkodera, dzięki czemu układ napędowy może zachować prostszą konstrukcję, a jednocześnie oferować precyzyjniejszą regulację prędkości i momentu.

Przed rozpoczęciem pracy należy wprowadzić parametry z tabliczki znamionowej silnika. Dla uzyskania właściwej jakości sterowania zalecane jest przeprowadzenie procedury identyfikacji parametrów silnika zgodnie z instrukcją falownika.

Regulacja prędkości silnika

Falownik zmienia częstotliwość i napięcie na wyjściu, dostosowując w ten sposób prędkość silnika do potrzeb maszyny. Wartość zadana może być wprowadzana za pomocą panelu klawiatury, wejść cyfrowych, sygnału analogowego, wejścia impulsowego lub komunikacji z systemem nadrzędnym.

Zakres częstotliwości wyjściowej 0–400 Hz umożliwia współpracę 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.

Płynny rozruch i kontrolowane zatrzymanie

Falownik GD20-7R5G-4 umożliwia niezależne zaprogramowanie czasów przyspieszania i zwalniania. Odpowiednio dobrane rampy pozwalają płynnie rozpędzać i zatrzymywać silnik, ograniczając gwałtowne zmiany prędkości oraz udary mechaniczne występujące w układzie napędowym.

Łagodny rozruch może zmniejszyć obciążenie przekładni, sprzęgieł, pasków, wałów i pozostałych elementów maszyny w porównaniu z bezpośrednim załączeniem silnika. Czas przyspieszania należy jednak dobrać do bezwładności napędu i wymaganego momentu, ponieważ zbyt krótka rampa może prowadzić do zadziałania zabezpieczenia przed zbyt wysokim prądem.

Falownik pozwala również zmieniać kierunek obrotów za pomocą panelu, wejść sterujących lub komunikacji. Podczas normalnej obsługi nie wymaga to zmiany kolejności przewodów silnikowych. Przewodów nie wolno przepinać przy włączonym zasilaniu urządzenia.

Hamowanie napędu

Model GD20-7R5G-4 ma wbudowany moduł hamujący, który pozwala skonfigurować falownik do intensywniejszego hamowania napędu. Funkcja ta może być przydatna w maszynach o dużej bezwładności, w napędach wykonujących częste cykle start–stop oraz w układach wymagających krótszego czasu zatrzymania.

Parametry hamowania muszą zostać dopasowane do charakterystyki napędu i ilości energii powstającej podczas zwalniania. Zbyt krótki czas zatrzymania może prowadzić do wzrostu napięcia w obwodzie pośrednim falownika i uruchomienia zabezpieczenia.

Przeciążalność falownika

Falownik jest przystosowany do krótkotrwałej pracy z prądem większym od wartości znamionowej. Przeciążalność wynosi 150% prądu znamionowego przez 60 sekund, 180% przez 10 sekund oraz 200% przez 1 sekundę. Umożliwia to obsługę krótkich wzrostów obciążenia występujących podczas rozruchu lub zmian warunków pracy maszyny.

Parametry przeciążalności nie oznaczają możliwości ciągłej pracy z prądem przekraczającym 18,5 A. Długotrwałe obciążenie napędu powinno pozostawać w granicach znamionowego prądu wyjściowego falownika.

Sterowanie z panelu falownika i zacisków

Panel klawiatury umożliwia lokalne uruchamianie i zatrzymywanie silnika, zmianę zadanej częstotliwości, programowanie 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 zaprogramowanych prędkości. Sygnały analogowe pozwalają zadawać lub przekazywać wartości związane z pracą napędu, natomiast wyjścia cyfrowe i przekaźnikowe mogą informować system automatyki o stanie falownika.

Komunikacja RS485 Modbus RTU

Interfejs RS485 z protokołem Modbus RTU umożliwia połączenie falownika ze sterownikiem PLC, panelem HMI lub innym urządzeniem nadrzędnym. Za pośrednictwem komunikacji można przesyłać polecenia startu i zatrzymania, zadawać częstotliwość oraz odczytywać wybrane parametry i stany pracy.

Goodrive20 oferuje również funkcję prostego sterownika PLC, regulator PID oraz obsługę prędkości wielostopniowych. Funkcje te pozwalają realizować podstawowe sekwencje pracy i wybrane zadania regulacji bez konieczności stosowania rozbudowanego układu sterującego.

Zabezpieczenia i diagnostyka falownika

Falownik nadzoruje podstawowe parametry elektryczne i cieplne napędu. Układ diagnostyczny kontroluje między innymi zbyt wysoki prąd, przeciążenie, zbyt wysokie lub zbyt niskie napięcie, przegrzanie oraz zanik fazy. Informacja o wykrytym stanie awaryjnym jest dostępna na panelu falownika.

Wbudowane funkcje ochronne zabezpieczają falownik i napęd przed skutkami nieprawidłowych warunków pracy, ale nie zastępują zewnętrznych zabezpieczeń instalacji elektrycznej ani obwodów bezpieczeństwa maszyny.

Zastosowanie falownika GD20 7,5 kW

Falownik wektorowy 7,5 kW 400 V może być wykorzystywany w maszynach i instalacjach wymagających regulacji prędkości trójfazowego silnika asynchronicznego. Typowe zastosowania obejmują:

  • obrabiarki CNC i inne maszyny produkcyjne,
  • przenośniki oraz transportery materiałów,
  • mieszadła, miksery i urządzenia dozujące,
  • pompy, wentylatory i dmuchawy,
  • nawijarki oraz odwijarki,
  • maszyny pakujące,
  • urządzenia tnące i szlifierskie,
  • odpowiednio dobrane elektrowrzeciona i napędy wysokoobrotowe.

W maszynach produkcyjnych falownik pozwala dopasować prędkość napędu do aktualnego etapu procesu. W instalacjach pompowych i wentylacyjnych umożliwia regulację wydajności poprzez zmianę prędkości silnika. Rzeczywiste korzyści eksploatacyjne i energetyczne zależą od charakterystyki obciążenia oraz sposobu użytkowania urządzenia.

Dobór falownika do silnika

Podstawowym kryterium doboru jest prąd znamionowy silnika. Nie powinien on przekraczać prądu wyjściowego falownika wynoszącego 18,5 A. Należy również sprawdzić zgodność napięcia, mocy, częstotliwości znamionowej i rodzaju podłączanego silnika.

W przypadku ciężkiego rozruchu, dużej bezwładności, częstych zmian kierunku lub intensywnego hamowania należy dodatkowo przeanalizować przebieg obciążenia. Podczas długotrwałej pracy z małą prędkością trzeba również uwzględnić pogorszenie skuteczności chłodzenia własnego silnika.

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.

Montaż i pierwsze uruchomienie

Falownik ma stopień ochrony IP20 i wykorzystuje wymuszone chłodzenie powietrzem. Powinien być zamontowany pionowo, w miejscu zapewniającym właściwą wentylację i zachowanie wymaganych odstępów. Podczas montażu w szafie sterowniczej należy uwzględnić straty cieplne urządzenia.

Instalacja wymaga prawidłowego uziemienia oraz odpowiedniego prowadzenia przewodów zasilających, silnikowych i sterujących. Prace przy zaciskach można wykonywać wyłącznie po odłączeniu zasilania i odczekaniu czasu potrzebnego na rozładowanie obwodu pośredniego.

Przed zamocowaniem rozpoczęciem pracy należy wykonać krótką próbę pracy bez obciążenia oraz sprawdzić, czy kierunek obrotów wrzeciona lub silnika jest zgodny z oznaczeniem producenta i wymaganiami zastosowanego narzędzia.

Dane techniczne

Producent INVT
Seria Goodrive20
Indeks GD20-7R5G-4
Rodzaj urządzenia falownik wektorowy
Obsługiwany silnik trójfazowy silnik asynchroniczny
Moc znamionowa 7,5 kW
Zasilanie trójfazowe 400 V AC ±10%
Prąd wejściowy 25 A
Prąd wyjściowy 18,5 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 wymuszone powietrzem
Temperatura pracy od −10 do 50°C; powyżej 40°C wymagane obniżenie obciążalności
Falownik wektorowy GD20 7.5 kW/ 400V - rysunek techniczny

Dane techniczne

  • Moc:    7,5 kW
  • Zasilanie:    400V~ (±10%)
  • Prąd wejściowy:    25.0A
  • Prąd wyjściowy:    18,5 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