Преобразователи частоты Siemens SINAMICS — как подобрать замену под стоящий привод

Преобразователи частоты Siemens семейства SINAMICS управляют скоростью асинхронных и синхронных двигателей в приводах насосов, вентиляторов, конвейеров, прессов и станочных осей. Когда на работающей линии выходит из строя преобразователь, подбор замены идёт не от задачи, а от того, что уже установлено: от присоединённого двигателя, от схемы управления, от шкафа и от программы контроллера. Позиции собраны в разделе преобразователи частоты Siemens, общая группа — преобразователи частоты.

Ниже разобрано, какие данные снимают с действующего привода, по каким параметрам сходится замена, чем различаются семейства SINAMICS и что придётся докупить, если точного соответствия нет.

Что снимают с действующего привода

Подбор начинается с таблички на корпусе и с осмотра шкафа. Шесть данных закрывают большую часть вопросов.

• Артикул преобразователя целиком, включая исполнение. Две позиции с одинаковой мощностью могут различаться классом защиты, наличием фильтра и типом управления.
• Данные двигателя с его таблички: мощность, номинальный ток, напряжение, схема соединения обмоток, номинальная частота и частота вращения.
• Напряжение питания и число фаз на вводе шкафа.
• Характер нагрузки. Насос и вентилятор работают с квадратичным моментом, конвейер и дробилка — с постоянным, подъёмный механизм требует отдельного рассмотрения пускового момента и торможения.
• Способ управления. Сигналы с клемм, панель оператора или промышленная сеть — и какой именно протокол используется.
• Состав шкафа. Наличие дросселей, фильтров, тормозного резистора и место по габаритам и глубине.

По каким параметрам сходится замена

Совпадения мощности недостаточно. Преобразователь подбирается по току, а не по киловаттам: мощность на табличке указана для типовой нагрузки, а реальный ток зависит от режима.

• Выходной ток. Длительный ток преобразователя должен превышать номинальный ток двигателя. При частых пусках и ударной нагрузке закладывается запас по току, а не по мощности.
• Класс перегрузки. Исполнения для лёгкой нагрузки допускают кратковременную перегрузку порядка 110 % и рассчитаны на насосы и вентиляторы. Исполнения для тяжёлой нагрузки держат перегрузку в полтора раза и выше, их берут под конвейеры, смесители, прессы.
• Напряжение и число фаз. Трёхфазное исполнение 400 В не ставится на однофазный ввод и наоборот. Исполнения на 690 В применяются в своих сетях и не взаимозаменяемы с 400 В.
• Тип управления двигателем. Скалярное управление закрывает насосы и вентиляторы, векторное без датчика нужно при переменной нагрузке и низких скоростях, векторное с обратной связью — для точного удержания момента и позиционирования.
• Класс защиты и охлаждение. Исполнение для монтажа в шкаф и исполнение с собственной защитой от пыли и влаги различаются по цене и по требованиям к вентиляции шкафа.
• Интерфейс связи. Если преобразователь подключён к контроллеру по промышленной сети, протокол и тип платы связи должны совпасть, иначе программу контроллера придётся переписывать.

Чем различаются семейства SINAMICS

Для осей с позиционированием вместо преобразователя общего назначения чаще берут сервопривод — раздел сервоприводы и сервомоторы Siemens. Двигатели под замену подбираются по разделам электродвигатели Siemens и электродвигатели.

Что докупается к преобразователю

Преобразователь редко ставится один. При замене проверяется, сохранилась ли вся обвязка от прежней схемы и подходит ли она к новой позиции.

• Сетевой дроссель. Снижает искажения тока на вводе и защищает входные цепи при нестабильной сети.
• Выходной дроссель или фильтр. Нужен при длинном кабеле до двигателя: ёмкость кабеля перегружает выход и портит изоляцию обмоток.
• Фильтр электромагнитных помех. Часть исполнений имеет встроенный фильтр, часть — нет. Если прежняя позиция была со встроенным фильтром, а новая без него, фильтр добавляется отдельно.
• Тормозной модуль и резистор. Требуются там, где нагрузка раскручивает двигатель при остановке — подъёмники, центрифуги, инерционные механизмы.
• Плата связи и панель управления. Подбираются под протокол и под способ локального управления.
• Кабель. Экранированный силовой кабель с заземлением экрана с обеих сторон — обязательное условие работы привода без наводок: раздел кабели и провода Siemens.

Перечисленная обвязка собрана в разделах компоненты приводов Siemens и компоненты приводов. Коммутационная часть и защита двигателя — контакторы и пускатели Siemens.

Когда ставят другую позицию вместо прежней

• Прежняя линейка снята с производства. Преемник чаще всего отличается габаритами, расположением клемм и набором параметров. Это означает переразводку в шкафу и перенос настроек.
• Привод работал на пределе. Если прежний преобразователь уходил в защиту по току, замена на такую же позицию повторит отказ. Берут исполнение на ступень выше по току или с более высоким классом перегрузки.
• Изменился режим работы механизма. При росте производительности линии пересчитывается нагрузка, а не повторяется прежний артикул.
• Нужен другой способ управления. Переход с клеммного управления на промышленную сеть требует платы связи и изменений в программе контроллера — разделы модули связи и шлюзы Siemens и модули связи и шлюзы.

Настройки прежнего преобразователя сохраняются до демонтажа. Набор параметров переносится не целиком: номера параметров между поколениями различаются, и часть значений вводится заново при пусконаладке.

Частые вопросы

Можно ли поставить преобразователь большей мощности, чем двигатель? Можно, и при тяжёлой нагрузке так и делают. Ограничение одно: защита двигателя по току настраивается по табличке двигателя, а не по номиналу преобразователя, иначе перегрузка не будет отработана.

Нужен ли выходной дроссель при коротком кабеле? На коротких линиях до нескольких десятков метров в экранированном исполнении обычно нет. Предельная длина без дросселя указывается в документации на конкретное исполнение и зависит от частоты коммутации.

Подойдёт ли преобразователь другого производителя? По силовой части — да, при совпадении тока, напряжения и класса перегрузки. Сложности возникают со стороны управления: набор параметров и протокол связи другие, программу контроллера и панель оператора придётся править. Варианты — преобразователи частоты Schneider Electric, подбор ведётся услугой подбор аналогов снятых с производства.

Что прислать для подбора? Артикул действующего преобразователя, табличку двигателя целиком, напряжение и число фаз на вводе, характер нагрузки и режим пусков, длину кабеля до двигателя, способ управления и протокол связи, габариты свободного места в шкафу, перечень установленной обвязки — дроссели, фильтры, тормозной резистор.

Что мы делаем

Разбираем артикул действующей позиции, сверяем ток и класс перегрузки с табличкой двигателя и режимом работы, подбираем исполнение под способ управления и протокол связи, добавляем дроссели, фильтры и тормозной модуль, проверяем габариты по шкафу, называем сроки поставки и предлагаем замену при снятой с производства линейке. Разделы — преобразователи частоты Siemens, компоненты приводов, электродвигатели Siemens, ремкомплекты и ЗИП, инструмент и измерения. Услуги — подбор привода и двигателя, программирование и наладка, поставка компонентов под заказ.

Пришлите артикул действующего преобразователя и табличку двигателя на prom@tkasiatorg.ru — подберём замену по току и классу перегрузки, соберём обвязку и назовём сроки поставки.