Одним из самых малоизученных электротехнических изделий, используемых в промышленной автоматизации, является скромный частотный преобразователь. Частотно-регулируемые приводы – эта категория продуктов используется для управления скоростью вращения электродвигателя и тем самым снижает потребление энергии. Технологическое оборудование настолько просто и надежно, что о его существовании в процессе эксплуатации просто забывают.
Инверторы могут быть выполнены полностью по электронной схеме или в сочетании с механикой. Применение данного оборудования крайне разнообразно. Электродвигатели используются повсюду в промышленности, в том числе для вентиляторов, конвейерных лент, насосов и холодильных фургонов.
Современный частотный преобразователь Сименс средней мощности может применяться для решения задач с децентрализованной периферией. К такому прибору предъявляются высокие требования по динамике. Частотник нередко используется для аэропортов, для пищевой и упаковочной промышленности, для электрического монорельсового транспорта, а также для систем дистрибуция и логистики. Примером тому служит Sinamics G120D – преобразователь частоты для задач с децентрализованной периферией.
К наиболее востребованным и универсальным частникам можно также отнести модели из серии Micromaster, занимающие лидирующие позиции на данном рынке по числу запросов. Преобразователи частоты Micromaster – это синоним символа «качества». На сегодня компанией Siemens выпускается четвертое поколение преобразователей:
- Siemens Micromaster 420 — универсальный преобразователь для любой задачи, 0.12–11 кВт. Применяется на конвейерных линиях, упаковочных электромашинах, насосных станциях, вентиляторном оборудовании. Компактная конструкция с базовыми компонентами помогает сохранить небольшие габариты наряду с универсальностью, что обеспечивает возможность легкого пуска в любой ситуации;
- Siemens Micromaster 430 – частотник, используемый для насосных и вентиляторных приводов, 7.5–250 кВт. Функционирование систем решается программным обеспечением;
- Siemens Micromaster 440 — преобразователь частоты, работающий в режиме векторного управления с обратной связью, 0.12–250 кВт. Применяется в приводах с большим диапазоном регулирования.
Ошибки частотника Siemens
Очевидно, что сбой или поломка преобразователей частоты может стать причиной серьёзной остановки производства и значительных финансовых потерь. Даже такие надёжные приводы Siemens выходят из строя, или «предупреждают» о неисправностях. Что делать, когда это происходит?
Наиболее частой причиной выхода из строя становится неправильная установка, несоблюдение описанных правил в инструкции, игнорирование рекомендаций для пользователя, выбор несоответствующего типа кабеля, датчиков или предохранителей. И даже если прибор, казалось бы, исправно работает, бывают несколько ситуаций, требующих пользовательского внимания и реагирования с пониманием проблемы. Рассмотрим основные ошибки частотника Siemens.
Износ конденсатора
Первая причина для отказа инвертора – это электромеханический износ конденсаторов. Работа инверторов большей частью зависит от конденсаторов, которые обеспечивают плавную синусоиду выходного сигнала. Однако электролитические конденсаторы имеют ограниченный срок службы и довольно быстро «высыхают». Это само по себе может быть причиной отказа инвертора.
Конденсаторы очень чувствительны и к повышенной температуре. Температура выше заявленного диапазона, чаще вызывается большим рабочим током, что может существенно уменьшить срок службы компонента. И, напротив, у конденсаторов значительно увеличивается срок службы, когда они работают при более низкой рабочей температуре. К счастью, поддержание согласованного режима техническое обслуживание и регулярная замена конденсаторов позволяет избежать большинства проблем, вызванных износом.
Использование вне указанного рабочего диапазона
Мы уже упоминали, что иногда пользователи могут запросто забыть про инверторы. Это происходит намного чаще, чем думается. Применение инверторов за пределами эксплуатационных ограничений, по своему выбору, из-за недосмотра или незнания, может способствовать повреждению инвертора. Использование любого компонента на рейтинг вышеуказанного рабочего диапазона будет уменьшать срок его службы и может привести к сбою. Способы предупреждения этой проблемы сводятся к периодической проверке правильности работы частотников.
Чрезмерная перегрузка
Следующие две проблемы, которые могут привести к отказу преобразователя – перегрузка по току и перенапряжение. Если ток или напряжение увеличивается выше порогового уровня, это может привести к повреждению компонентов устройства, например, преобразовательного моста. Чаще всего это повреждение вызывается чрезмерным повышением температуры, всплеском напряжения или тока.
Если избежать перегрузку по току можно с помощью предохранителей или автоматических выключателей, то предотвратить перенапряжение довольно сложно. Иногда перепады напряжения случаются рукотворные. Однако скачки также могут быть вызваны молнией или солнечными вспышками, что весьма трудно избежать, так как мы живём на планете Земля.
Ультразвуковые колебания
Последней проблемой в списке значится та, что способствует механической нагрузке на инвертор. Ультразвуковые колебания, происходящие в индуктивных компонентах, вызывают трение, добавляют излишнее тепло, генерируемое устройством, и дальнейшие повреждения компонентов инвертора.
Примеры
Включаете частотный преобразователь Simens Micromaster 440 (11 квт), и появляется сообщение об ошибке? Проблема может быть вызвана целым рядом вещей, от простого отсутствия контакта до отказа какой-либо внутренней детали. Возможно, возникли спорадические условия эксплуатации в следствие:
- внезапных изменений нагрузки или механических препятствий;
- чрезвычайно короткого разгона;
- плохой оптимизации для бессенсорного векторного управления в замкнутом контуре;
- неправильной установки тормозного резистора с чрезмерно низким сопротивлением.
Помимо всего прочего, возможной причиной неисправности может быть короткое замыкание драйвера IGBT. Если при этом все внешние кабели (за исключением линии напряжения питания) были отсоединены, то с высокой степенью вероятности привод неисправен и должен быть отремонтирован. В этом случае не стоит тратить время, пытаясь починить прибор самостоятельно. Здесь потребуется профессиональный ремонт частотного преобразователя Simens Micromaster 440, 11 квт.
Бывают и фатальные (тяжёлые) неисправности:
Техническое обслуживание
Как и в работе с любым электрическим оборудованием, техническое обслуживание является ключом исправной службы преобразователей, и не должно быть пропущено. Со временем, электрические соединения, как правило, ослабевают или подвергаются коррозии.
Если инвертор выдаёт ошибки, но по-прежнему функционирует, у каждого пользователя может возникнуть соблазн просто проигнорировать тревожные признаки неисправности. Однако как говорится, лучше перестраховаться, чем потом сожалеть. Даже несложная очистка клемм в коробке аккумуляторной батареи, предохранителей и других контактных соединений не реже одного раза в шесть месяцев может иметь решающее значение. Кроме того, процесс чистки должен быть выполнен правильно либо он может в итоге нанести больше вреда, чем пользы.
Очистка с нанесением защитного герметика должна быть использована также на всех клеммах аккумулятора. При выборе защитного покрытия должно отдаваться предпочтение нежирным типам, чтобы не привлекать лишних загрязнений, потому что пыль приводит к увеличению распада соединений. А также из-за неё не видно скрытой деградации при дальнейших визуальных осмотрах.
Помните! Правильная установка и техническое обслуживание могут существенно продлить срок безотказной службы инверторов. Особенно это касается старых или устаревших моделей, при использовании которых, возможно, стоит рассмотреть обновление некоторых частей или элементов.
Видео настройка частотного преобразователя Siemens Micromaster:
Настройка частотного преобразователя Siemens Micromaster 6se92
