Idea stworzenia przemiennika częstotliwości, odpornego na skrajnie trudne warunki pracy doprowadziła do powstania serii VACON100X i 20X. Przemienniki serii VACON 100X i 20X to konstrukcja inżynierów firmy Vacon, która została zaprojektowana z myślą o maksymalnej ochronie przemiennika, ze względu na ekstremalnie niekorzystne warunki instalacji. Zapylenie, wilgoć, zalewanie wodą, agresywne środowisko, wibracje, bardzo niska/wysoka temperatura otoczenia - to czynniki dramatycznie skracające czas życia zwykłej przetwornicy. Wszystko to zostało wzięte pod uwagę podczas tworzenia tych serii. Aby spełnić rygorystyczne założenia projektu, przemienniki wyposażono w kilka kluczowych rozwiązań, odróżniających serię X od przetwornic standardowych. Najważniejszym jest obudowa o stopniu ochrony IP66. Pierwsza cyfra oznacza całkowitą szczelność obudowy ze względu na zapylenie, druga cyfra oznacza odporność p.cz. na polewanie silnym strumieniem wody. Standardowe p.cz. zazwyczaj posiadają obudowę o stopniach IP00, IP20, IP21, IP54. Obudowy o stopniu IP66 należą do rzadkości.

Konstrukcja

Solidna, estetyczna i funkcjonalna obudowa p.cz. serii 100X i 20X została zaprojektowana przez inżynierów z włoskiej fabryki Vacona. Obudowa wykonana została w postaci staliwnego, ciśnieniowego odlewu. Składa się z dwóch podstawowych części. Pierwsza to część mocy, która zawiera tranzystory IGBT, prostownik, suche kondensatory obwodu DC, sterownik rezystora hamowania oraz kartę mocy. Część ta, dzięki pokaźnemu użebrowaniu, jest zarazem radiatorem przetwornicy. Podczas montażu i okablowania przetwornicy część frontowa zostaje zdjęta i nie utrudnia tych czynności. Druga część, to część sterowania i podłączeń, składająca się z zacisków mocy, złącza mocy i sygnałów sterujących oraz bloku sterowania wraz z zaciskami. Na module mocy umieszczony jest tekstowy panel LCD z obsługą w j. polskim; w serii 100X i alfanumerycznym w serii 20X. Panel LCD posiada uchwyt magnetyczny i może być mocowany do przemiennika pod wieloma kątami tak, aby niezależnie od kierunku montażu przetwornicy panel byl zawsze zwrócony do użytkownika w prawidłowy sposób. Seria 100X dostępna jest dla mocy do 37 kW, a seria 20X do mocy 7,5 kW przy zasilaniu 3-fazowym 380-480 V AC.
Moduł sterowania oraz panel operatorski LCD serii 100X pochodzą od dobrze znanej przemysłowej serii przemienników VACON100 z drobnymi modyfikacjami. Dzięki temu w serii 100X aplikacja sterująca, numery i nazwy parametrów oraz ich układ są praktycznie identyczne, co pozwala na minimalizację czasu potrzebnego na naukę obsługi nowego urządzenia. Aby łatwo i szybko wyłączyć napięcie zasilania przemiennika, przemienniki serii X wyposażone mogą być w rozłącznik wejściowy z możliwością blokady kłódką (rys. 1 i 2). Przemienniki wyposażono również w filtr przeciwzakłóceniowy RFI klasy C2. Pozwala to na instalację przetwornicy w środowisku komercyjnym, bez obawy o problemy z kompatybilnością EMC. Komunikacja sieciowa w standardzie zapewniona jest przez protokół Modbus RTU oraz Modbus TCP/IP. Softwarebwa opcja to Profinet/EthernetIP. Opcjonalnie można zainstalować kartę innych protokołów, m.in. Profibus, CAN, DeviceNet i inne.

Możliwości

Solidna i sprawdzona konstrukcja p.cz. serii 100X i 20X pozwala na instalowanie tych przemienników w najbardziej niekorzystnych warunkach otoczenia, umożliwiając decentralizację instalacji (rys. 5). W przypadku przetwornic o niskich stopniach szczelności obudowy instalacja przetwornicy musi się odbywać zazwyczaj w rozdzielniach elektrycznych, w wentylowanych szafach, z dala od silnika. Gdy korzystamy z serii VACON 100X i 20X, przetwornicę instalujemy bezpośrednio przy silniku (lub nawet na silniku) - na linii technologicznej. Instalacja zdecentarlizowana powoduje znaczne oszczędności. Eliminujemy koszty miejsca instalacji (kosztowne pomieszczenia ruchu elektrycznego), koszty szaf rozdzielczych, koszty urządzeń do wentylacji/klimatyzacji rozdzielni elektrycznych wraz z kosztami zużywanej energii elektrycznej przez te urządzenia, koszty ekranowanych kabli silnikowych i inne.
Przykładami takich aplikacji mogą być huty, kopalnie, (zapylenie, temperatura), oczyszczalnie ścieków (agresywne środowisko, wilgoć, woda), maszyny pracujące na zewnątrz bez ogrzewania/ chłodzenia, np. suwnice (temperatura, wibracje, wilgoć, deszcz), urządzenia klimatyzacyjne instalowane na dachach budynków (temp., deszcz).
P.cz. 100X i 20X w standardowym wyposażeniu mogą pracować w temp. otoczenia -10° do 40°C (przy przewymiarowaniu do 60°C). W tzw. trybie ark-tycznym mogą pracować nawet od -40°. W tym przypadku we wnętrzu przetwornicy instalowana jest dedykowana grzałka.

Wodoszczelna obudowa pozwala na instalację wszędzie tam, gdzie pomieszczenie, w którym zainstalowane są p.cz., ma być regularnie, dokładnie myte. Przykładem takiego miejsca może być przemysł spożywczy. Po skończonej zmianie można p.cz. wraz z innym wyposażeniem pomieszczenia umyć silnym strumieniem wody. Duże odległości pomiędzy żeberkami radiatora nie pozwalają na zapychanie się i są łatwe w utrzymaniu w czystości.
Przy dużej zmianie temperatur otoczenia w szczelnym przemienniku dochodziłoby do niekorzystnych dla obudowy i uszczelnień naprężeń mechanicznych, co w dłuższym okresie czasu prowadziłoby do rozszczelnienia obudowy. Dla wyrównania ciśnienia wewnętrznego z ciśnieniem zewnętrznym zastosowano nowatorskie rozwiązanie w tej dziedzinie: membranę z materiału GORE". Dzięki temu do przemiennika nie dostaje się pył i wilgoć, a mimo to przemiennik „oddycha".

Przemienniki serii 100X i 20X mogą być instalowane w praktycznie dowolnym położeniu, co ułatwia instalację w miejscach niestandardowych, np. wewnątrz maszyny. Wyprowadzenie kabli siłowych i sterowniczych może być zrealizowane z 3 stron przetwornicy. Podczas montażu instaluje się najpierw lżejszą część z zaciskami kablowymi oraz ze sterowaniem (dławiki kablowe w dostawie). Po instalacji modułu z przyłączami zakłada się cięższy moduł mocy, który z modułem już zainstalowanym łączy się gniazdem wielostykowym (połączenie mocy i sterowania) oraz kilkoma śrubami. Taki sposób instalacji pozwala na montaż przemiennika jednej osobie bez konieczności dźwigania ciężkiego pojedynczego urządzenia. Przemiennik serii 100X, po zastosowaniu odpowiedniej płyty dopasowującej, może być instalowany również bezpośrednio na silniku. Jeżeli sterowanie przemiennikiem ma się odbywać z jego elewacji, na froncie umieszczone mogą być potencjometry obrotowe do zadawania prędkości oraz wygodne przełączniki dla funkcji Start/Stop, rewers i inne. Przetwornice serii X mogą być również dostarczone i używane bez panelu komunikacyjnego LCD, co ogranicza koszty związane z zakupem. Poza dużymi możliwościami mechaniki, seria X posiada bardzo duże możliwości w zakresie aplikacji sterującej, szczególnie dotyczy to serii 100X. Ciekawszymi funkcjami są sterowanie zestawem do 8 pomp w układzie kaskadowym lub układzie Multi-Master PFC (Pum&Fan ControT) z automatycznym przekazywaniem funkcji przetwornicy prowadzącej kaskadę, sterowanie w funkcji zegara czasu rzeczywistego -przetwornic może mieć np. inną wartość zadaną dla regulatora PI w dzień, a inną w nocy, praca, jako koncentrator sieciowy dla zewnętrznych sygnałów analogowo-cyfrowych - funkcja bardzo przydatna w rozbudowanych instalacjach typu HVAC z systemami BMS (Building Management System), gdzie można znacznie obniżyć koszty instalacji infrastruktury automatyki budynkowej np. konwerterów analogowo-cyfrowych na sieć komunikacyjną, np. BACNet. Bardzo wygodną funkcją ze względu na eksploatację przetwornicy i maszyny roboczej jest możliwość odłączania silnika podczas pracy przemiennika. W każdej chwili wyłącznikiem remontowym możemy odłączyć pracujący p.cz. od silnika bez obawy o uszkodzenie przetwornicy np. od przepięcia, a następnie wykonujemy niezbędne czynności serwisowe przy silniku/maszynie. Inną przydatną funkcją podczas codziennej eksploatacji jest funkcja automatycznego podgrzewania uzwojeń silnika prądem DC. W przypadku, gdy silnik zainstalowany jest na zewnątrz, w czasie, gdy silnik nie pracuje przez dłuższy czas, np. dzień - praca, noc - postój. Aby silnik nie „łapał" wilgoci lub wręcz nie zamarzł, przetwornica zasila silnik programowanym przez użytkownika prądem DC, ogrzewając go.

Coraz większa ilość zintegrowanych w przetwornicach funkcji powoduje, że parametryzacja przetwornicy na etapie uruchomienia staje się dla użytkownika uciążliwa i czasochłonna. Aby temu zaradzić, przemienniki 100X posiadają funkcję kreatora uruchomienia, który zadając użytkownikowi kolejne pytania (w j. polskim), prowadzi go przez proces nastawiania parametrów pracy przemiennika. Parametryzację również można wykonać z poziomu komputera PC. Do przemienników serii 100X i 20X dostępny jest bezpłatny program narzędziowy „Live" do pobrania ze strony internetowej. Program umożliwia m.in. parametryzację przemiennika, sterowanie w celach prowadzenia testów i rozruchu, pełen monitoring z zapisem trendów do pliku, analizę historii usterek, programowanie wewnętrznego PLC przemiennika i inne. Przemiennik z komputerem może być połączony kablem USB-RS485 lub kablem ethernetowym - skrętka (seria 100X). Wyposażenie przetwornicy w standardzie w gniazdo Ethernet RJ45 pozwala po podłączeniu przemiennika do zakładowej sieci Ethernet na pełną, zdalną diagnostykę pracy dowolnego przemiennika oraz w razie konieczności korektę jego nastaw, bez potrzeby opuszczania stanowiska przy komputerze PC. Do zdalnego zarządzania przetwornicami wykorzystujemy również ww. program Vacon Live, bez konieczności tworzenia aplikacji typu SCADA. Przemienniki serii X mogą sterować silnikami indukcyjnymi asynchronicznymi lub silnikami synchronicznymi; wybór pomiędzy typami silników odbywa się po zmianie kilku parametrów. Możliwości przetwornic mogą być rozbudowane po dodaniu kart rozszerzeń we/wy (do wyboru kilkanaście różnych typów kart - pomiarowe, komunikacyjne, we/ wy). Ciekawą kartą jest karta OPT-BJ, która posiada dwa certyfikowane wejścia bezpieczeństwa STO (Safe Torąue Off), również certyfikowane na zgodność z dyrektywą UE ATEX wejście ter-mistorowe, wykorzystywane dla temperaturowego zabezpieczenia silnika. Gdy przetwornica zasila silnik zainstalowany w strefie zagrożonej wybuchem, takie certyfikowane zabezpieczenie jest obligatoryjne. Ponadto karta BJ posiada dwa swobodnie programowalne przekaźniki do sygnalizacji stanu lub sterowania urządzeniami zewnętrznymi. Serię 20X standardowo wyposażono w wejścia bezpieczeństwa STO.

Firma Vacon Sp. z o.o. jest przedstawicielem fińskiego producenta przetwornic VACON PLC na terenie Polski. Oferujemy Państwu swoją pomoc: konsultacje telefoniczne, szkolenia, uruchomienia przemienników, pomiary elektryczne oraz przeszkolony, kompetentny zespół serwisowy.

Vacon