Auswahl & Installation

Wenn Sie einen Motor steuern möchten, können Sie den Antrieb einfach auswählen, indem Sie sich die Leistung und Spannung des Motors ansehen. Denken Sie daran, die tatsächliche Versorgung zu überprüfen, die Sie verwenden, da Zweispannungsmotoren (die Stern- oder Dreieckverbindungen ermöglichen) für zwei Lieferungen geeignet sind, z. B. 230 oder 400 V. Der Frequenzumrichter muss für die eine oder andere Spannung gewählt werden.

Es lohnt sich immer, den Nennstrom des Motors und den des Antriebs zu betrachten. Bei hocheffizienten Motoren ist es manchmal möglich, einen kleineren Antrieb zu wählen, als die Leistung des Typenschilds vermuten lässt. Das heißt, ein 15-kW-Frequenzumrichter kann genügend Strom für einen 18,5-kW-Motor liefern. es ist der Strom, der zählt!

Wenn Sie Ihren Motor noch nicht ausgewählt haben, müssen Sie dies tun, bevor Sie einen Frequenzumrichter auswählen.

Sobald Sie sich für die Leistung und Spannung entschieden haben, müssen Sie die Schutzstufe des Frequenzumrichters berücksichtigen. Wenn das Laufwerk in einer Kabine oder in einer Maschine montiert ist, können Sie ein IP20-Laufwerk verwenden. Wenn der Frequenzumrichter jedoch in irgendeiner Weise Staub, Schmutz oder Flüssigkeiten ausgesetzt ist, ist ein Schutz nach IP55 oder höher (z. B. IP66) erforderlich. Wenn Sie diese Option wählen, überlegen Sie, ob Sie ein Laufwerk mit integrierten Steuerungen und Isolatoren benötigen. Wenn Sie diese extern hinzufügen, erhöhen sich die Installationskosten.

Das europäische Recht verlangt, dass alle Frequenzumrichter die Anforderungen verschiedener Vorschriften zur elektromagnetischen Verträglichkeit erfüllen. In der Praxis bedeutet dies die Verwendung eines Frequenzumrichters mit eingebautem Filter; Die Auswahl eines Laufwerks ohne Filter ist eine falsche Ökonomie - auch für den Export außerhalb der EU - es sei denn, Sie wissen wirklich, was Sie tun.

Nahezu alle Hersteller von Frequenzumrichtern bieten Produkte für unterschiedliche Anwendungsklassen an. Ein Low-Power-VFD kann als Allzweck eingestuft werden, so dass die Auswahl einfach ist. Es werden jedoch größere und spezialisiertere Antriebe für "industrielle" Anwendungen oder "Pumpen- und Lüfteranwendungen" angeboten. Manchmal werden diese als Anwendungen mit konstantem Drehmoment bzw. variablem Drehmoment bezeichnet. Die industriellen Frequenzumrichter (konstantes Drehmoment) sind so konzipiert, dass der Antrieb eine hohe Überlastfähigkeit und ein hohes Drehmoment im gesamten Drehzahlbereich aufweist. Dies eignet sich für Anwendungen wie viele Maschinen, Förderer, Mischer, Hebezeuge usw. Es kann auch Vektor- und Drehmomentsteuerungsfunktionen enthalten - mehr davon in späteren Artikeln.

Der "Pump and Fan"-Antrieb (variables Drehmoment) ist für (Sie haben es erraten!) Pumpen und Lüfter optimiert. Die meisten dieser Anwendungen erfordern kein hohes Drehmoment bei niedriger Drehzahl, und durch die Anpassung des Antriebs an diese Anforderung ist die Energieeinsparung noch besser. Weitere Features wie Kaskadenregelung, Drehmomentüberwachung etc. kommen häufig zu dieser Antriebsklasse hinzu. Seien Sie jedoch vorsichtig; Es gibt viele Pumpen (und einige Lüfter oder Kompressoren), die möglicherweise Drehmoment bei niedriger Drehzahl benötigen und daher einen "industriellen" Frequenzumrichter benötigen, um sie mit Strom zu versorgen. Invertek bietet den E3-Antrieb als Allzweckantrieb (bis zu 22 kW), den P2 für hochleistungsfähige "industrielle" Anwendungen mit konstantem Drehmoment und den Eco-Antrieb zur Steuerung von Pumpen und Lüftern an.

Das schränkt die Auswahl ziemlich gut ein. Wenn Sie bei hohen Temperaturen oder Höhen arbeiten oder bestimmte Merkmale oder Funktionen benötigen, müssen Sie mit dem Lieferanten sprechen, um Bei der Auswahl des Laufwerks zu helfen.

Die Installation eines Frequenzumrichters ist ziemlich einfach, aber denken Sie daran, dass er kühl gehalten werden muss. Dies bedeutet, dass es einen guten Luftstrom um den Frequenzumrichter geben sollte, und die Empfehlungen des Herstellers (lesen Sie die Bedienungsanleitung!) bezüglich des Abstands um das Gerät sollten befolgt werden (lesen Sie die Bedienungsanleitung!). Blockieren Sie den Luftstrom nicht mit Kabelkanälen! Stellen Sie sicher, dass die Luftzufuhr sauber und frei von Staub, Schmutz, Flüssigkeiten usw. ist. Abbildung 1 zeigt die Position der wichtigsten Teile auf einem IP20 E3-Laufwerk. IP66-Einheiten haben natürlich geschlossene Klemmen, und größere Stromantriebe haben die Klemmen an der Unterseite.

Abb. 1: Wichtige Installationsmerkmale E3 IP20

Wenn der Umrichter geschlossen ist, berücksichtigen Sie den Temperaturanstieg im schlimmsten Fall. Der Frequenzumrichter leitet Wärme ab, was zu anderen Verlusten durch Geräte im selben Gehäuse führen und alles aufwärmen kann. Ein Anstieg von zehn oder zwanzig Grad in einem Kabinett mag in Großbritannien in Ordnung sein, kann aber in einem Indischen Sommer übermäßig sein. Application Note AN-ODE-2-070, verfügbar auf der Invertek-Website (invertekdrives.com), enthält viele Informationen über die Berechnung des Temperaturanstiegs und andere Installationsangelegenheiten.

Sobald der Frequenzumrichter installiert ist, sollten wir ein wenig über EMV nachdenken und die Verkabelung entsprechend planen. Alle elektrischen Geräte erzeugen elektromagnetische Störungen (EMI) und die meisten Geräte sind so konzipiert, dass sie mit anderen Geräten kompatibel sind. darum geht es bei EMV (elektromagnetische Verträglichkeit). Installation und Verkabelung können den Unterschied zwischen zuverlässigem Betrieb und teuren Besuchen vor Ort ausmachen, obwohl dies im Allgemeinen kein so großes Problem ist wie in der Vergangenheit.

Stellen Sie jedoch sicher, dass Sie grundlegende Richtlinien befolgen, wenn es um die Verkabelung geht. Es gibt viele Informationen in der Application Note, aber bei modernen Frequenzumrichtern geht es darum, geschirmte oder gepanzerte Kabel für die Motorverbindung (an beiden Enden geerdet) zu verwenden und eine gute Erdung rundum zu gewährleisten.

Abbildung 2 aus der Application Note zeigt die Grundprinzipien guter EMV-Praxis. Beachten Sie, dass die Steuerkabel von den Netzkabeln, die abgeschirmt oder armiert sind, getrennt sind und sich im rechten Winkel zu ihnen befinden.

Abb. 2. Grundlegende EMV-Richtlinien (aus AN-ODE-2-070)

Wenn die Netzspannung und der Motor angeschlossen sind, überprüfen Sie einfach noch einmal, ob:

• Die Versorgung stimmt mit dem Laufwerk überein. Wie bereits erwähnt, sind einige Frequenzumrichter für eine 230V-Versorgung ausgelegt und werden bei Anschluss an 400V sicherlich ausfallen.
• Die Motorspannung passt auch zur Versorgung, und im Falle eines Zweispannungsmotors wird sie in Star für Niederspannung und Delta für den Hochspannungsbetrieb angeschlossen.
• Sie haben die Versorgung nicht an die Motorklemmen angeschlossen und umgekehrt. Das passiert!
• Der Frequenzumrichter und der Motor sind korrekt geerdet.

Jetzt können Sie die Steuerverkabelung anschließen (oder überprüfen). Wenn das Laufwerk über integrierte Steuerelemente verfügt, ist dies möglicherweise nicht erforderlich. Bei Antrieben ohne Steuerung besteht dies in der Regel aus mindestens einem Schalter oder einer Verbindung zwischen den Klemmen 1 und 2, um das Laufwerk zu aktivieren (zu starten). Dies ist in nahezu allen Regelmodi erforderlich, auch wenn der Frequenzumrichter von einer seriellen Verbindung oder Frontplatte gestartet werden soll.

Bei Antrieben wie den P2- und Eco-Antrieben (aber nicht E3) sind zusätzliche Verbindungen (z. B. Links) von den Safe Torque Off-Klemmen zu 0V- und 24V-Klemmen erforderlich. Wenn Sie dies nicht getan haben, zeigt das Display INHIBIT an.

Die Ausgangsfrequenz (und damit die Motordrehzahl) wird oft durch ein 0 – 10V Signal gesteuert, das an den Analogeingang angelegt wird. Ein Potentiometer kann direkt an die Steuerklemmen angeschlossen werden oder ein 0 – 10V-Signal, das von einer externen Quelle wie einer SPS geliefert wird. Abbildung 3 aus den Handbüchern zeigt die grundlegenden Verbindungen für den Einstieg.

Abb. 3: Basic-Control-Verbindungen

Werfen Sie in jedem Fall einen Blick auf das Handbuch oder die Hilfekarte (die in das Laufwerk integriert ist) für grundlegende Verdrahtungsinformationen.

Jetzt sind Sie bereit, den Frequenzumrichter in Betrieb zu nehmen.