Aktuální vydání

celé číslo

10

2021

Automatizace v elektrárnách a teplárnách, obnovitelné zdroje, distribuce elektřiny a tepla

Bezdotykové měření teploty, měření spotřeby elektřiny a tepla

celé číslo

„Frekvenční startéry“ – pokroková volba pro řízení motorů od společnosti Eaton

Rozšiřující se automatizace strojů a rostoucí legislativní požadavky vztahující se k energetické účinnosti vedly k podstatnému zvýšení poptávky po měničích frekvence. V tomtéž období si na trhu vybudovala silnou pozici standardní spouštěčová kombinace. Pro překlenutí mezery mezi oběma typy spouštění motorů vyvinula společnost Eaton novou třídu zařízení, kterou nazvala „frekvenční startéry“.

 
Elektronická regulace rychlosti elektromotorů pomocí měničů frekvence nabývá na důležitosti. Předpis Evropské unie EC 640/2009 stanovuje při přímém připojení na elektrorozvodnou síť povinnost použít u motorů s účinností třídy IE3 a od roku 2015 i u motorů třídy IE2 měniče frekvence. Znamená to, že zejména u jednoduchých úloh roste odklon od spouštěčů motorů k měničům frekvence.
 

Výhody spojení spouštěčové kombinace a měniče frekvence

Mezi dvěma nejrozšířenějšími metodami spouštění elektrických motorů existuje zřetelný rozdíl. Na jedné straně je spouštěčová kombinace s jednoduchým ovládáním a velkou spolehlivostí, ale s funkčními omezeními. Na druhé straně měnič frekvence poskytuje možnost regulovat otáčky a mnoho dalších funkcí, ale za cenu větší složitosti. Přechod k měničům frekvence proto pro mnoho uživatelů představuje určitý problém, protože jde o vysoce složité zařízení, které i za běžných okolností vyžaduje hluboké znalosti techniky pohonů.
 
Společnost Eaton, jako průkopník a jeden z vedoucích specialistů oboru spínání, ochrany a ovládání elektrických motorů, vyvinula novou třídu zařízení, která kombinuje výhody spouštěčové kombinace a měniče frekvence. Takzvaný frekvenční startér lze ovládat stejně jednoduše jako spouštěč se stykačem, ale přitom současně nabízí možnost regulovat rychlost motoru.
 

Jednoduchost na první pohled

Eaton uvádí na trh novou třídu produktů pod názvem PowerXL™ DE1 (obr. 1). Vyrábí je ve dvou rozměrech. Užší verze FS1 má šířku 45 mm a je vhodná k ovládání motorů do výkonu 1,5 kW. Verze FS2 má dvojnásobnou šířku, 90 mm, a je navržena pro jmenovitý výkon od 2,2 do 7,5 kW. Obě zařízení jsou na první pohled ztělesněním jednoduchosti.
 
Jednotky DE1 nejsou vybaveny žádnými tlačítky ani ovládacími prvky. To umožňuje jejich instalaci „rovnou z krabice“, což znamená, že montér pouze vybalí produkt, zapojí jej stejně jako spouštěč se stykačem a zařízení je schopno provozu. Skutečnost, že DE1 nevyžaduje žádné nastavování parametrů, znamená snížení pravděpodobnosti vzniku chyb při instalaci na minimum a též zkrácení doby nutné pro přejímku. Stav zařízení a jeho provozní režim indikují tři LED na jeho čelní straně.
 
Kromě jednoduchého ovládání jsou zařízení DE1 též velmi spolehlivá. Mají schopnost detekovat rekuperační zpětnou vazbu motoru a zkrátit tak dobu doběhu. Rovněž jsou vybavena funkcí DC (stejnosměrného) brzdění, potřebnou např. pro velké ventilátory v tunelech, a funkcí automatického snížení spínací frekvence šířkově pulzní modulace (PWM) při nebezpečí přehřátí startéru, ať už vlivem přetížení, nebo zvýšení okolní teploty. V případě, že přetížení způsobí vypnutí zařízení, funkce automatického restartu se několikrát pokusí bez zásahu obsluhy pohon znovu rozběhnout.
 
Startéry s měničem frekvence DE1 jsou vybaveny vnitřními odrušovacími filtry a vyhovují pro instalaci jak v průmyslových, tak veřejných elektrorozvodných sítích (kategorie C1, C2, C3) bez nutnosti instalovat další externí filtry.
 
Zařízení DE1 jsou navržena pro použití v prostředích s okolní teplotou od –10 do +50 °C (se sníženým výkonem do +60 °C).
 
Jednotky DE1 jsou vhodné např. pro úlohy, kde nebylo možné použít spouštěče pro přímý rozběh (DOL – Direct On-Line), spouštěče hvězda-trojúhelník ani softstartéry, protože motor má při rozběhu velký proudový odběr a současně je požadován velký krouticí moment při startu pohonu. Jde např. o drtiče, které nelze rozbíhat postupně, ale je třeba spouštět je s plným zatížením. U mnoha jednoduchých úloh, např. v oblasti dopravníků a manipulačních zařízení, se sice používají měniče frekvence, ale nejsou zde plně využity: jsou příliš komplikované, příliš nákladné a příliš složité.
 

Nastavení parametrů

Jednotky PowerXL DE1 sice nepotřebují žádné nastavování parametrů, v mnoha případech je však manuální doladění pohonu žádoucí. Zásuvný konfigurační modul DX-EXT-SET dovoluje pracovníkovi obsluhy změnit nejdůležitější továrně nastavené parametry pomocí šroubováku (obr. 2) – není nutná klávesnice, software ani návod k použití. Takto lze nastavit doby rozběhu a doběhu, ochranu motoru, frekvenci elektrorozvodné sítě a konfiguraci svorkovnice. Po nastavení parametrů lze sestavu „mechanicky uložit“, a poté přímo přenést na další jednotku – jednoduše zasunutím konfiguračního modulu do jednotky a stiskem tlačítka set (nastavit). Tato funkce zjednodušuje a urychluje nastavení pohonů při sériové výrobě a výměnu zařízení v případě závady.
 
Je také možné použít externí parametrizační jednotku s klávesnicí a displejem, stejnou jako pro ostatní zařízení řady PowerXL. Ke kopírování sady parametrů z jedné jednotky na druhou lze vyžít také bezdrátovou komunikaci Bluetooth.
 
Jako všechny prvky produktové řady PowerXL, je i startér DE1 kompatibilní se softwarem drivesConnect od firmy Eaton. Tento software umožňuje kombinovat do jedné řídicí sítě až 63 zařízení PowerXL (startéry DE1 a měniče DC1 a DA1), centrálně je ovládat a konfigurovat jejich parametry. Startér DE1 je standardně dodáván s rozhraním Modbus a lze jej rovněž přímo integrovat do komunikačního systému SmartWire-DT.
Obr. 1. Jednotka PowerXLTM DE1 je kombinací spouštěče a měniče frekvence

Obr. 2. Zásuvný konfigurační modul pro manuální doladění DX-EXT-SET