Frenic LIFT - dedykowany falownik dźwigowy Fuji

Produkty
Falownik dźwigowy Fuji Electric
Dział napędów dźwigowych w Polsce wchodzi w decydującą fazę transformacji. Duża liczba nowo modernizowanych
lub nowych dźwigów jest wyposażana w napędy bezprzekładniowe, choć i tak większość montowanych wciągarek
stanowią wersje z silnikiem asynchronicznym i przekładnią.
Rys. 1. Dołączenie źródła zasilania awaryjnego w falowniku FRENIC Lift
Typ: FRN_LM1S-4
Typowa moc silnika
4.0
5.5
7.5
11
15
18.5
22
30
37
45
3-4kW
4-7.5kW
7.5-11kW
11-15kW
15-18.5kW
18.5-22kW
22-26kW
30-36kW
37-40kW
40-45kW
Napięcie zasilania
na wejściu
Trójfazowe 380 do 480V (50-60Hz)
Prąd znamionowy
na wyjściu
cykl pracy- 80 %
PWM - 10kHz
temp. 45°C
9.0
13.5
18.5
24.5
32
39
45
60
75
91
Prąd znamionowy na
wyjściu
cykl pracy - 40%
PWM - 10kHz
temp. 45°C
13.5
18.5
24.5
32
39
45
56
75
90
114
Prąd znamionowy
na wyjściu
cykl pracy - 40%
PWM - 15kHz
temp. 45°C
10.4
14.2
19.4
25.7
33.6
41
47
63
79
96
Przeciążalność %,
czas przeciążenia
200%
3s
200%
10s
200%
10s
200%
10s
200%
10s
200%
10s
200%
10s
180%
5s
180%
5s
180%
5s
Chłodzenie
Normy bezpieczeństwa
Wymuszone wentylatorem, załączane czujnikiem temperatury lub czasowe
EN 50178, EN 954-1 kat. 3 (od wersji oprogramowania 1300)
Parametry falowników
D
o wzrostu popularności napędów bezprzekładniowych z silnikami synchronicznymi przyczynia się spadek cen silników
synchronicznych, a to z kolei jest wynikiem
większej ich sprzedaży wraz z upowszechnieniem produkcji magnesów trwałych o dużej gęstości energii. Nie bez znaczenia jest
16
magazyn DŹWIG 01/09
również dobra dostępność elektronicznych
przetwornic częstotliwości, niezbędnych do
rozruchu i sterowania prędkością silników
synchronicznych. Jednym z przykładów jest
specjalizowana przetwornica firmy Fuji Electric – FRENIC Lift.
Uniwersalne sterowanie
Mając na uwadze aktualne tendencje w dziale napędów dźwigowych, firma Fuji Electric,
opracowała specjalną wersję falownika o nazwie FRENIC Lift. Model ten integruje w jednym urządzeniu trzy typy sterowania:
a) w zamkniętej pętli sprzężenia zwrotnego
Produkty
(z enkoderem) dla silników synchronicznych,
b) w zamkniętej pętli sprzężenia zwrotnego
(z enkoderem) dla silników asynchronicznych,
c) w otwartej pętli sprzężenia zwrotnego (bez
enkodera) dla silników asynchronicznych.
Zmiana rodzaju napędu odbywa się przez
zmianę jednego parametru w menu, a nie
przez zmianę wersji oprogramowania wewnętrznego.
Przeciążalność
Falownik ten z założenia jest urządzeniem
o dużej przeciążalności – 200% prądu znamionowego przez okres 10 sekund. Długookresowa przeciążalność pozwala na efektywny start dźwigu oraz rozpędzenie kabiny
do dużej prędkości. Jest to znaczący krok
w stosunku do starszych falowników serii FRENIC 5000G11, gdzie przeciążalność wynosiła
200% przez 0,5 sekundy.
Zwiększona przeciążalność jest możliwa
przez zastosowanie modułów tranzystorowych IGBT nowej generacji, których parametry znamionowe zostały odpowiednio przewymiarowane w stosunku do stosowanych
w falownikach przemysłowych. Jednocześnie
zmniejszeniu uległa moc strat wewnętrznych
oraz objętość samego falownika przypadająca na 1kW przetwarzanej mocy.
Zakres mocy i wykonań
Falowniki serii Lift są budowane na napięcie
trzyfazowe 400V AC w zakresie mocy znamionowych od 4kW do 45kW, jak również w wersji do małych dźwigów willowych, o mocy
2,2kW na napięcie jednofazowe 230V AC.
Dźwigi willowe mają stanowić w najbliższej
przyszłości niepomijalny odsetek nowo budowanych dźwigów bez maszynowni. Są to
małe windy o dwóch, trzech przystankach,
łączące poziom garażu z częścią mieszkalną
dzienną i sypialną. Od wielu lat dźwigi tego
typu są montowane np. w domach w USA.
Najczęściej stosowaną jednostką napędową
jest wciągarka bezprzekładniowa, zapewniająca bezkonkurencyjną cichobieżność i dużą
sprawność.
W układach podnoszenia pionowego niezbędny jest układ hamowania dynamicznego. W falownikach FRENIC Lift układ hamowania, tzw. chopper, jest wbudowany wewnątrz
dla każdej mocy urządzenia. Zmniejsza to
liczbę połączeń oraz cenę. Rezystory hamujące o odpowiedniej wartości podłącza się
wprost do zacisków falownika.
Projekt falownika dźwigowego Fuji ujmuje również zagadnienia żywotności oraz
oszczędności energii. Przykładowo żywotność wentylatorów chłodzących wynosi
40 tys. godzin pracy, co przy włączaniu zależnym od temperatury falownika oznacza
praktycznie brak konieczność wymiany przez
cały okres kilkunastu lat. Podobnie wygląda
sprawa żywotności kondensatorów elektrolitycznych. Falownik w stanie bezczynności
pobiera jedynie 12W mocy czynnej.
Współpraca z aparaturą sterową
Falowniki serii Lift mają 10 programowanych
wejść dwustanowych. Za ich pomocą można
wybierać prędkości, kierunki jazdy, przekazywać sygnały zwrotne (np. potwierdzenie
zadziałania luzownika) oraz włączać niektóre
funkcje falownika. Do dyspozycji konstruktora
sterowania jest również sześć wyjść (w tym
dwa wyjścia przekaźnikowe). Falownik może
zatem wydawać sygnały sterowania luzownikiem, stycznikami głównymi oraz przekazywać sygnały zwrotne do sterownika dźwigowego.
Falownik Lift, podobnie jak jego poprzednicy,
może wykorzystywać sygnał proporcjonalny
do obciążenia kabiny (np. z systemu wagowego montowanego na ramie wciągarki) i w ten
sposób korygować moment obrotowy jeszcze przed otwarciem luzownika. Sygnał
z urządzenia ważącego dołącza się do wejścia
analogowego bądź do wejść dwustanowych
(metoda progowa).
Metoda kompensacji momentu z urządzeniem ważącym ma coraz mniejsze znaczenie
praktyczne. W obecnej chwili szybkość obliczeniowa algorytmów kompensacji bezczujnikowej jest na tyle duża, że z powodzeniem
wykorzystuje się ją we wciągarkach bezprzekładniowych. Falownik, badając przyspieszenie wału silnika po otwarciu luzownika, tak
koryguje moment obrotowy, by nie dopuścić do dalszego ruchu kabiny. Na tej zasadzie działa funkcja UNBL (UNBalanced Load
compensation). Przy poprawnie zestrojonym
regulatorze pozycji ruch kabiny jest niezauważalny.
Zjazd awaryjny
FRENIC Lift umożliwia łatwą realizację zjazdu
awaryjnego. Możliwe są dwie wersje:
-- z z asilaniem je dnof a zow y m, np.
z UPS- a 230V AC,
-- z napięcia stałego od 48V DC, np. z baterii akumulatorów.
Falownik ma szereg funkcji ułatwiających pracę takiego układu, np. rekomendację kierunku zjazdu i ogranicznik momentu. Trywialne
jest również podłączenie awaryjnego źródła
zasilania (rys. 1), polega na bezpośrednim
podłączeniu UPS-a lub akumulatorów do
wejścia siłowego falownika.
Podsumowując, falownik dźwigowy firmy
Fuji Electric stanowi bardzo dobrą propozycję dla konstruktorów aparatur sterowych dla
dźwigów osobowych i towarowych. Może
on obsługiwać różne typy napędów, przez
co staje się urządzeniem uniwersalnym i łatwym w aplikacji.
Tomasz Śliwakowski
inżynier aplikacyjny ds. napędu
elektrycznego w firmie Amtek
magazyn DŹWIG 01/09
17