Bez elektromotorů si dnešní svět lze představit jen velmi obtížně. Často si to ani neuvědomujeme, ale setkáváme se s nimi každý den. Pojďme se teď společně podívat na způsoby jejich rozběhů, a hlavně možnosti jejich ovládání a řízení. Jedná se o problematiku značně obsáhlou a dá se na ni pohlížet z několika úhlů. V tomto článku nám jako rozdělovací kritérium poslouží nejpoužívanější varianty rozběhů motorů.
Přímý rozběh je tou první variantou. Tento typ rozběhu se používá u jednoduchých spínacích přístrojů se střídavými motory malého a středního výkonu zpravidla do 5,5 kW. Dochází při něm k proudovým špičkám a máme tak vysoký záběrový proud i moment a zároveň dochází k značně vysokému mechanickému zatížení. Při této variantě rozběhu se pro jištění motorů používají spouštěče motorů v kombinaci s průmyslovými stykači v roli přístrojů spínacích. Z nabídky společnosti Eaton můžeme vybírat spouštěče řady PKZ s tepelnou spouští, která má pevně nastavenou třídu rozběhu CLASS 10, nebo spouštěče řady PKE se spouští elektronickou s možností nastavení třídy rozběhu CLASS 5 -20. K dispozici jsou v rozsahu do 65 A přetížení na spoušti. V případě spínacích přístrojů je vhodné použít průmyslové stykače řady DILM s širokou nabídkou ovládacích cívek do 170 A. Přístroje je možné objednat zvlášť, ale vybrat si můžeme i z široké nabídky spouštěčových kombinací dodávaných jako jeden ucelený přístroj. Na webových stránkách je pak možné použít konfigurátor, který nám pomůže s výběrem vhodných přístrojů dle parametrů našeho motoru.
Kromě uvedených přístrojů je také možné použít elektronický multifunkční spouštěč EMS2. Ten dokáže plnit funkce přímého spouštění s možností reverzace a slouží zároveň jako motorová ochrana. Lze jej navíc i použít jako bezpečnostní prvek v kategorii SIL3 / PLe. Díky systému hybridních kontaktů se jedná o přístroj s vysokou životností a to až 30 x 106 spínacích cyklů.
Plynulý rozběh je variantou rozběhu, u kterého si se základními přístroji nevystačíme. Pro realizaci tohoto typu rozběhu již potřebujeme softstartér. Mezi typické aplikace pro softstartéry patří rotační a pístová čerpadla, ventilátory a dopravníky, kotoučové a pásové pily, mixéry nebo třeba drtiče. V posledních dvou případech se již jedná o velmi vysokou zátěž a doporučuje se rozběh bez materiálu. Dle popsaných aplikací je tedy zřejmé, že plynulý rozběh se týká střídavých motorů všech velikostí dosahujících i značně vysokých výkonů. V portfoliu společnosti Eaton najdeme dvě výrobkové řady. První jsou dvoufázově řízené softstartéry DS7 určené pro malé až střední výkony s maximálním jmenovitým proudem 200 A. Jedná se o přístroje s velmi jednoduchým ovládáním a mohou nám i dobře posloužit jako alternativa k výše zmíněnému rozběhu hvězda-trojúhelník. I přes jednoduchost zařízení je možné se k němu připojit pomocí inteligentního propojovacího systému SmartWire-DT společnosti Eaton a vyčítat z něj potřebná data. Tato řada softstartérů navíc využívá patentovanou metodu asymetrického řízení bez podílu stejnosměrné složky, což zajišťuje hladký chod motoru podobně, jako je tomu u třífázového řízení. Druhou výrobkovou řadou jsou softstartéry S801+/ S811+ s maximálním jmenovitým proudem do 1000 A. Tyto přístroje mají na rozdíl od řady DS7 již více sofistikovanější ovládání. Disponují různými monitorovacími a ochrannými funkcemi a mají také možnost komunikace s vnějším světem pomocí Modbus a Ethernet IP, popř. je možné základní přístroj rozšířit o komunikační karty DeviceNet či Profibus.
Rozběh hvězda-trojúhelník je další variantou, kterou je dobré zmínit. Tento typ se používá u střídavých motorů malého až vysokého výkonu do 110 kW. Je to rozběh s pevně daným sníženým napětím a při přepínání z hvězdy do trojúhelníka se nám opět objevují proudové špičky. Pro tuto variantu najdeme v nabídce řadu SDAINL a jedná se o již předmontované stykačové kombinace včetně časového relé.
Řízený rozběh je poslední variantou, kterou dnes zmíníme. Jedná se o zcela univerzální variantu s plynulým řízením otáček, napětí či frekvence (rychlosti) střídavých motorů všech možných výkonů. Tento typ rozběhu nám zajišťuje eliminaci rozběhových proudů a zajišťuje konstantní točivý moment až do jmenovitých otáček motoru. Přístroje starající se o tento způsob rozběhu jsou frekvenční měniče. Ty se dále mohou dělit dle způsobu řízení na skalární a vektorové. Skalární řízení se vyznačuje konstantním poměrem U/f a jedná se o řízení v otevřené smyčce a jde především o regulaci výstupní frekvence. Výhodou je jednoduchost zařízení přičemž umožňuje připojení více motorů na jeden frekvenční měnič. Pokud nám jde o aplikaci s velkými nároky na přesnost, pak ale není tento přístroj úplně vhodný. Přesnější regulaci nám tak nabízí řízení vektorové, které ještě můžeme dále rozdělit na bezsenzorové SLV a se zpětnou vazbou CLV. V prvním případě jde opět o otevřenou smyčku. V tomto případě už přístroj pracuje s matematickým modelem motoru a zaměřuje se na regulaci rychlosti i momentu. Výhodou je v celku snadné zprovoznění a příznivá cena. Ve variantě řízení se zpětnou vazbou se již bavíme o uzavřené smyčce, kde dostáváme informace z připojeného enkodéru motoru. Díky tomu lze kromě rychlosti a momentu regulovat i polohu, to vše s velmi velkou přesností. Výhodou je zároveň přímá kontrola stavu motoru. Zprovoznění těchto přístrojů už je poněkud náročnější a samozřejmě musíme počítat i s vyššími náklady.
Podíváme-li se společně do nabídky společnosti Eaton, tak prvními přístroji pro řízený rozběh jsou frekvenční startéry DE1/ DE11 využívající skalární řízení. Jedná se o přístroje, které jsou velmi jednoduché a vyplňují mezeru mezi konvenčními spouštěčovými kombinacemi a frekvenčními měniči a zároveň kombinují všechny jejich výhody. Nastavení těchto přístrojů je velmi snadné a lze jej provést šroubovákem pomocí konfiguračního modulu nebo pomocí software drivesConnect a Bluetooth připojení. Komunikaci se světem je pak možné realizovat přes integrovaný protokol Modbus RTU, CANopen či SmartWire-DT. Výkonový rozsah je od 0,25 do 2,2 kW u jednofázového napájení a 0,37 až 7,5 kW pro třífázové.
Velmi oblíbenými přístroji jsou pak kompaktní frekvenční měniče PowerXL™ DC1. Tato řada nabízí několik výkonových rozsahů od 0,37 až po 22 kW lišících se způsobem napájení. Tyto přístroje jsou schopné jak skalárního řízení, tak bezsenzorového SLV. I tak umožňují jednoduché nastavení s pouhými 14 základními parametry. V portfoliu můžeme najít přístroje s krytím IP20, ale i vyšším IP66. Dalšími kritérii jsou pak přítomnost RFI filtru a brzdného tranzistoru. Komunikace je opět zajištěna integrovaným CANopen a Modbus RTU, ale pomocí volitelného příslušenství lze přístroj rozšířit o další komunikační moduly jako jsou Profinet, DeviceNet či Profibus a další. Tyto přístroje jsou vhodné pro použití s jednoduchou zátěží jako jsou čerpadla, ventilátory nebo pásové dopravníky.
Frekvenční měniče PowerXL™ DA1 jsou charakterizovány enormní flexibilitou z pohledu komunikačních protokolů, a navíc díky integrované funkci PLC je možné jejich funkci adaptovat dle našich potřeb. Výkonný vektorový režim řízení SLV i CLV zajišťuje spolehlivý provoz i u vysoce dynamických aplikací při výkonovém rozsahu až do 110 kW. Velkou devízou je schopnost velké přetížitelnosti (150% po dobu 60 s a 200% po dobu 4 s). Samozřejmostí je také bezpečnostní funkce STO v kategorii SIL 2 / PLd. Uplatnění těchto přístrojů najdeme u textilních strojů, kompresorů, mlýnů a drtičů, jeřábů a zdvihacích zařízení a díky mnohým mezinárodním certifikacím třeba i v lodních aplikacích.
Do skupiny měničů PowerXL™ patří také řada DG1. Jedná se o měniče nové generace s výkonovým rozsahem do 160 kW. Mají v podstatě univerzální použití a díky modulárnímu provedení nepřeberné množství modifikací. Disponuje mimo jiné technologií AEC (Active Energy Control), která je schopná minimalizovat energetické ztráty. Úspora energie může oproti konkurenčním přístrojům dosahovat 2-10 %. Pro pohodlné ovládání frekvenčních měničů DG1 je určen uživatelsky přívětivý software Power Xpert inControl.
Tento software je taktéž určen pro práci s nejnovějším přírůstkem do rodiny frekvenčních měničů PowerXL™, tím je řada DM1. Je to měnič určený pro jednodušší aplikace nicméně ve verzi Pro se už jedná o velmi výkonné zařízení. Výkonový rozsah je až do 22 kW. Jeho hlavní výhodou jsou minimalistické rozměry, splňuje nejvyšší třídu účinnosti IE4 a má již integrovaný webserver.
O tématu spouštění motorových zátěží toho bylo, a ještě bude řečeno hodně. V podstatě je to téma nevyčerpatelné. My jsme se k němu přiblížili alespoň z pohledu varianty rozběhu a snad jsme do problematiky vnesli trochu světla.
Zeptejte se nás