Falownik wektorowy INVT Goodrive20 GD20 11 kW 400 V

Falownik wektorowy INVT Goodrive20 GD20-011G-4 jest przemiennikiem częstotliwości przeznaczonym do regulacji prędkości obrotowej trójfazowych silników asynchronicznych. Model o mocy 11 kW jest zasilany z przemysłowej sieci trójfazowej 400 V AC, a jego znamionowy prąd wyjściowy wynosi 25 A.

Falownik pozwala płynnie sterować prędkością silnika, kierunkiem obrotów oraz przebiegiem rozruchu i zatrzymania. Zakres częstotliwości wyjściowej 0–400 Hz umożliwia zastosowanie urządzenia zarówno w typowych napędach przemysłowych, jak i w wybranych układach wysokoobrotowych, pod warunkiem zgodności parametrów silnika z parametrami falownika.

Sterowanie wektorowe SVC

Goodrive20 obsługuje bezczujnikowe sterowanie wektorowe SVC. Sterowanie SVC umożliwia dokładniejszą kontrolę prędkości i momentu obrotowego silnika bez konieczności stosowania enkodera. Jest to szczególnie przydatne w maszynach, w których obciążenie zmienia się podczas pracy, a napęd powinien zachowywać stabilną charakterystykę. W trybie SVC falownik zapewnia zakres regulacji prędkości 1:100 oraz moment rozruchowy wynoszący 150% przy częstotliwości 0,5 Hz. Właściwości te pozwalają wykorzystać urządzenie w napędach wymagających podwyższonego momentu przy małej prędkości. Uzyskanie prawidłowych parametrów wymaga wprowadzenia danych znamionowych silnika i wykonania procedury identyfikacji jego parametrów zgodnie z instrukcją falownika.

Płynny rozruch i kontrolowane zatrzymanie silnika

Falownik GD20-011G-4 umożliwia zaprogramowanie czasu przyspieszania i zwalniania. Odpowiednio dobrane rampy ograniczają gwałtowne zmiany prędkości, udary mechaniczne i obciążenia elementów układu napędowego. Może to korzystnie wpływać na trwałość przekładni, sprzęgieł, pasków, łożysk i pozostałych elementów maszyny.

Zmiana kierunku obrotów może być realizowana z panelu, wejść sterujących lub systemu nadrzędnego. Nie wymaga ona przepinania przewodów silnika podczas normalnej obsługi. Falownik ma również wbudowany moduł hamujący, który umożliwia współpracę z odpowiednio dobranym rezystorem hamowania w aplikacjach wymagających skrócenia czasu zatrzymania lub odprowadzania energii powstającej podczas hamowania.

Sterowanie lokalne i współpraca z automatyką

Polecenia pracy oraz wartość zadanej częstotliwości mogą być wprowadzane za pomocą panelu klawiatury, wejść cyfrowych, sygnałów analogowych, wejścia impulsowego albo komunikacji Modbus RTU. Pozwala to stosować falownik zarówno jako samodzielny regulator napędu, jak i element większego systemu sterowania maszyny.

Programowalne wejścia i wyjścia mogą służyć między innymi do realizacji poleceń start, stop, zmiana kierunku, praca impulsowa JOG, wybór zaprogramowanej prędkości oraz sygnalizacja pracy lub awarii. Dostępne funkcje prostego sterownika PLC, regulatora PID i prędkości wielostopniowych ułatwiają realizację podstawowych sekwencji bez konieczności rozbudowywania układu o dodatkowy sterownik.

Komunikacja RS485 Modbus RTU

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

Prawidłowe działanie komunikacji wymaga skonfigurowania między innymi adresu urządzenia, prędkości transmisji i formatu danych oraz wykonania magistrali zgodnie z zasadami dotyczącymi sieci RS485.

Przeciążalność i zabezpieczenia 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. Parametry te pomagają obsługiwać krótkotrwałe wzrosty obciążenia występujące podczas rozruchu lub zmian warunków pracy maszyny.

Układ diagnostyczny kontroluje między innymi przeciążenie, przetężenie, zbyt wysokie lub zbyt niskie napięcie, przegrzanie oraz zanik fazy. Funkcje ochronne falownika nie zastępują jednak właściwie dobranych zabezpieczeń instalacji ani obwodów bezpieczeństwa maszyny.

Zastosowanie falownika INVT GD20 11 kW

Falownik wektorowy 11 kW 400 V może być stosowany w maszynach i instalacjach wymagających regulacji prędkości trójfazowego silnika asynchronicznego. Typowe zastosowania obejmują:

  • przenośniki i transportery materiałów,
  • obrabiarki oraz maszyny produkcyjne,
  • mieszadła, miksery i urządzenia dozujące,
  • pompy, wentylatory i dmuchawy,
  • nawijarki i odwijarki,
  • maszyny pakujące oraz urządzenia technologiczne,
  • wybrane elektrowrzeciona i napędy wysokoobrotowe.

W instalacjach pompowych i wentylacyjnych regulacja prędkości umożliwia dopasowanie wydajności napędu do aktualnego zapotrzebowania procesu. Osiągane oszczędności energii zależą od charakterystyki obciążenia, zakresu regulacji i sposobu użytkowania maszyny.

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.

Dobór falownika do silnika

Falownik należy dobierać na podstawie napięcia, prądu znamionowego silnika, jego mocy oraz charakteru obciążenia. Prąd znamionowy silnika nie powinien przekraczać prądu wyjściowego falownika wynoszącego 25 A. W przypadku ciężkiego rozruchu, dużej bezwładności, częstego hamowania lub cyklicznych przeciążeń należy dodatkowo przeanalizować wymagany moment i przebieg obciążenia.

Przed uruchomieniem należy wprowadzić zgodne z tabliczką znamionową wartości mocy, napięcia, prądu, częstotliwości i prędkości silnika. Konfiguracji wymagają również maksymalna częstotliwość, sposób sterowania, źródło zadawania prędkości oraz czasy przyspieszania i zwalniania.

Montaż i pierwsze uruchomienie

Falownik ma stopień ochrony IP20 i jest chłodzony powietrzem. Powinien zostać zamontowany pionowo, w miejscu zapewniającym swobodny przepływ powietrza oraz wymagane odstępy montażowe. W przypadku instalacji w szafie sterowniczej należy uwzględnić straty cieplne falownika i zapewnić odpowiednią wentylację obudowy.

Podłączenie wymaga właściwego uziemienia, rozdzielenia przewodów mocy od przewodów sterujących oraz zastosowania aparatury zabezpieczającej dobranej do instalacji. Prace montażowe mogą być wykonywane wyłącznie przy odłączonym zasilaniu, po upływie czasu potrzebnego na rozładowanie obwodu pośredniego.

Przed podłączeniem maszyny do normalnej pracy należy przeprowadzić próbę bez obciążenia. Przed zamocowaniem narzędzia i 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.

Panel operatorski falownika

Panel operatorski umożliwia lokalne uruchamianie i zatrzymywanie napędu, zmianę zadanej częstotliwości, programowanie parametrów oraz kontrolowanie podstawowych wartości i komunikatów diagnostycznych. Dzięki temu podstawowe uruchomienie falownika może zostać wykonane bez dodatkowego urządzenia sterującego.

Dane techniczne falownika GD20-011G-4

Producent INVT
Seria Goodrive20
Indeks GD20-011G-4
Typ urządzenia falownik wektorowy / przemiennik częstotliwości
Obsługiwany typ silnika trójfazowy silnik asynchroniczny
Moc znamionowa 11 kW
Zasilanie trójfazowe 400 V AC ±10%
Prąd wejściowy 32 A
Prąd wyjściowy 25 A
Częstotliwość wyjściowa 0–400 Hz
Tryby sterowania SVPWM, 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 11 kW/ 400V - rysunek techniczny

Dane techniczne

  • Moc:    11 kW
  • Zasilanie:    400V~ (±10%)
  • Prąd wejściowy:    32.0A
  • Prąd wyjściowy:    25,0A
  • 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