Měniče frekvence – řízení životního cyklu

Článek pojednává o řízení životního cyklu měničů frekvence se zvláštním důrazem na měniče ACS600 od firmy ABB a na možnosti jejich modernizace nebo náhrady modernějšími měniči řady ACS800. 

Význam měničů frekvence

Měniče frekvence středních a velkých výkonů (obr. 1) jsou ve většině případů neodpojitelnou součástí elektrického pohonu v hlavních technologiích. To např. znamená, že měnič frekvence u pohonu odtahového ventilátoru v cementárně, teplárně nebo elektrárně (obr. 2), běžně výkonu 0,5 až 2 MW, musí být v chodu vždy při provozu hlavní technologie. Vzhledem k velkým záběrným proudům asynchronního motoru nelze při případné poruše měnič přemostit. Takové zařízení má pro provoz kritický význam a zájmem provozovatele je v maximální možné míře zabránit neplánovaným výpadkům pohonu, které obvykle bývají spojeny se značnými škodami.

Někdy jsou však stejně důležité i pohony výrazně menších výkonů, např. pohony dopravníků výrobních linek v nepřetržitých provozech, zejména v papírnách nebo válcovnách.

Provozovatel, vědom si těchto skutečností, si klade dvě zásadní otázky:

• jak zařízení udržovat co nejdéle v bezporuchovém provozu,
• kdy dožilé zařízení vyměnit?

Stárnutí zařízení

Zbytková životnost elektromotoru z větší části závisí na kvalitě izolací. Ta je měřitelná různými diagnostickými metodami. Naproti tomu životnost měniče frekvence je dána životností silové a řídicí slaboproudé elektroniky a měřit ji lze jen omezeně (obr. 3). Ve srovnání s motorem je tedy u měničů frekvence nezbytné důsledněji se řídit doporučeními výrobce, vycházejícími ze statistik poruch a stanovených životností jednotlivých dílů.

Řízení životního cyklu měniče frekvence

Doporučení pro údržbu konkrétního měniče frekvence od firmy ABB je obsaženo v plánu údržby (Maintenance Schedule). Informaci o aktuální fázi životního cyklu měniče uživatel najde v dokumentu Product Life Cycle Announcement. Tyto dokumenty jsou dostupné na webových stránkách www.abb.com u příslušných typů měničů frekvence. Obecně platí, že měnič lze udržovat po­dle plánu údržby až do chvíle, kdy typově zastará a náhradní díly pro pravidelnou údržbu přestanou být dostupné, nebo do chvíle, kdy se pravidelná údržba stane neekonomickou (obr. 4).

Aktuální informace o ukončení životního cyklu měničů ACS601

Měniče frekvence řady ACS600 byly vyráběny v letech 1994 až 2005 ve výrobním závodě ABB v Helsinkách. Aktuálním typem jsou měniče ACS880, vyráběné od roku 2011. Podrobnosti o aktuálních produktech najdou zájemci na www.abb.com.

V roce 2013 končí životní cyklus měničů frekvence ACS601 (závěsné měniče řady ACS600). Znamená to, že od 1. ledna 2014 již nebudou dostupné náhradní díly, a výrobce doporučuje výměnu měniče v programu Drive Upgrade. Servisní služba Drive Upgrade obsahuje výkonově srovnatelný modul měniče frekvence ACS800 v hardwarové konfiguraci odpovídající typologii měničů ACS601 (obr. 5). To znamená, že výměna a následné zprovoznění zařízení zaberou jen minimální dobu. Zásahy do nadřazeného řídicího systému, včetně úprav provozního nastavení, jsou minimální.

V rámci služby Drive Upgrade lze pohon doplnit o nové moduly a funkce měničů řady ACS800:

• rozšiřující moduly analogových a digitálních vstupů,
• komunikační moduly pro průmyslové sběrnice (Profibus, CANopen, Modbus),
• komunikační moduly pro sběrnice na bázi průmyslového Ethernetu (EtherNet-IP, Profinet, EtherCAT, Ethernet Powerlink),
• komunikační moduly pro specializované sběrnice (LonWorks),
• hardware a software pro vzdálenou správu pohonu Drive Browser v prostředí veřejné internetové sítě,
• jednoduchý programovací nástroj DriveAP pro náhradu reléových blokovacích obvodů logickými funkcemi přímo v měniči,
• software DriveWindow – nástroj pro nastavení funkcí pohonu a numerické i grafické monitorování provozních stavů.

Životní cyklus měničů ACS600 ve skříňovém provedení (ACS604, ACS607 a ACS627) byl prodloužen: fáze s garantovanou plnou podporou do konce roku 2018 a fáze s omezenou podporou do konce roku 2021. Společnost ABB, oddělení Servis pohonů, nabízí několik produktů pro pravidelnou údržbu a pro prodloužení životnosti těchto typů měničů frekvence:

• IGBT Upgrade – instalace sady nových silových tranzistorů,
• Exchange Unit – instalace modulu Recondition ACS600,
• Retrofit – instalace nového modulu na bázi ACS800.

Podrobné informace o uvedených servisních produktech si mohou zájemci vyžádat na adrese: pohony.servis@cz.abb.com. 

(ABB)

Obr. 1. Měnič frekvence pohonu odtahového ventilátoru (z obr. 2) o výkonu 1 MW

Obr. 2. Motor odtahového ventilátoru v cementárně v Čížkovicích

Obr. 3. Testovací zařízení desek řídicích pulzů výkonového tranzistoru ACS601

Obr. 4. Model řízeného životního cyklu

Obr. 5. Modul Drive Upgrade s volitelným příslušenstvím (vlevo) a po montáži do rozváděče (vpravo)