Zdravím!
Neberte toto prosím, ako návod.
Berte na vedomie, že nižšie popísané postupy, nie sú štandardným využitím jednotlivých zariadení a neberiem zodpovednosť za prípadné škody. V zariadení, ako ho popíšem, sa vyskytuje nebezpečné napätie 650VDC! Pred akýmkoľvek pripájaním jednotlivých súčastí zapojenia, je nevyhnutné presvedčiť sa o vhodnosti týchto súčastí pre konkrétne zapojenie!
Často sa tu stretávam s "problémom", ako živiť 3f motory z jednofázového meniča.
Pred hodne dlhou dobou sme takýto problém riešili s Lui-om najprv u neho a neskôr som si to sprevádzkoval aj doma. Šlape to roky k mojej spokojnosti. Chvíľu, asi rok, som to odstavil, keď som išiel 3 Studery trojfázovo. Nakoniec som sa rozhodol pre trvalú 1f sieť a v prípade potreby si 3f zapnem na potrebný čas. Pri každej 3f zásuvke napojenej na DS, mám ďalšiu zásuvku s ovládacím dvojtlačítkom.
- IMG_20220313_141009.jpg (803.31 KiB) Zobrazeno 4792 x
Ovládanie je jednoduché. Zelená - štart, červená - stop, kontrolka - chod.
Po nabehnutí kontrolky, je zásuvka živá. Síce na nej nabieha frekvencia postupne po rampe asi 10s, no v určitých prípadoch to môže byť aj fajn. Tento nábeh by sa dal aj skrátiť, no u mňa to nie je treba. Už do nabehnutého meniča pripájam jednotlivé spotrebiče. Po vyradení šrotovníka a 3f ponorky, mi zostali už len 3 3f spotrebiče. Veľký cirkulár 5,5kW, to v pohode zvláda dokonca aj s prepínaním Y-D. Potom máme menší cirkulár asi 1,5kW a hydraulickú kálačku tiež asi 1,5kW. Nie je problém ich pripájanie kombinovať. Teoreticky môžem ísť až do 15kW (výkon FM), čo by som zo siete nikdy nerozbehol. Malý cirkulár ide podľa potreby, kálačka cez zimu niekoľko krát denne (je v kotolni, tak si otec pokladá za povinnosť ju použiť keď ide priložiť
) a veľký cirkulár minimálne obtýždeň. Nie je to veľa spotreby, no prečo by to muselo ísť na DS, keď nemusí.
Princíp je jednoduchý:
Z normálneho 1f meniča, ktorým sú napájané jednofázové spotrebiče, sa napätie zdvojí, vyfiltrije a privedie na DC zberníc frekvečného meniča. Ten vyrobí 3x400V, ktorým sú napájané bežné motory.
- IMG_20220313_133509.jpg (578.63 KiB) Zobrazeno 4792 x
S popisom začnem radšej od zadu:
Motor
Vhodné je použiť motor na 3x400 (380)V. Tak, ako by išiel na sieť. Treba si dať pozor, ak sú v stroji, ktorý chcete napájať aj jednofázové prvky používajúce pracovný nulák! Váčšinou zdroj (trafo) ovládania, alebo trebárs ventilátory klímy. Keďže menič nemá na výstupe nulák, tak pripojenie takéhoto zariadenia vyhodnotí frekvenčný menič ako zvod na kostru. Je to riešiteľné zásahom do stroja (oddelením 1f obvodov a napájaním zvlášť napájaním 230V, alebo pridaním trafa 400/230V pre tieto obvody).
Inak u motora je podstatná len "veľkosť". Teda výkon motora a na tento výkon musia byť dimenzované všetky prvky použité na jeho napájanie.
Frekvenčný menič (FM)
Ako som písal vyššie, treba mať dostatočne silný FM pre motor, ktorý chcete napájať. Mal by mať napájanie 3x400V.
Frekvenčné meniče v tejto aplikácii fungovali skoro všetky, čo som skúšal. Raz bol problém (tuším Mitsubishi), keď mal menič napájanie ovládania zo vstupných (3f napájacích) svoriek meniča. Aj tam sa to tuším dalo obísť, napojením cez pomocné trafo. Inak ostatné meniče, s ktorými som sa stretol, majú ovládaciu elektroniku napájanú z DC zbernice.
Ďalej je pri výbere treba pozrieť, či má menič vyvedenú DC zbernicu na svorky (už som vyťahoval aj vodiče priamo z meniča). Treba dať pozor, aké svorky sú vôbec vyvedené. Niekedy je tam trebárs len vývod na brzdný odpor, alebo tam bývajú svorky pre externú tlmivku. Tu sú vyvedené všetky spomínané svorky:
- Screenshot_20220313-181211.png (139.53 KiB) Zobrazeno 4792 x
Aj tu platí, že nie všetky veľkosti meničov jedného typu majú vyvedené všetky svorky rovnako! V tomto prípade platí:
Svorky PD/+1 a P/+, sú určené pre externú tlmivku a od výroby majú klemu. P+ je plus DC zbernice.
Svorka RB, je určená pre brzdný odpor (v meniči je spínaný brzdným tranzistorom). Väčšie výkony meničov zväčša brzdný tranzistor nemajú.
Svorka N/- , je mínus DC zbernice.
Takže v tomto prípade, napájam menič do P/+ a N/- , tak ako je kreslená brzdná jednotka.
Meniču treba nastaviť potrebné parametre, aby po privedení štartovacieho signálu na ovládacie svorky nabehol na 400V a 50Hz. Tu treba trochu naštudovať manuál.
Filter
Filter je sústava dvoch do série zapojených DC kondenzátorov, alebo ich násobku. Slúžia na "podržanie" polovice napájacieho napätia z násobiča, počas opačnej polvlny. Kondenzátory musia byť minimálne na 400VDC a viac. Po usmernení 230V~ je na nich totiž amplytúda, teda asi 325V=. V prípade spomaľovania frekvencie FM, tam dokonca roztočený motor nabudí aj viacej. Čo sa týka kapacity, viacej neuškodí, menej môže pri záťaži zhodiť frekvenčný menič na podpätie. Ja mám 2ks 5600uF/450V a stačí mi to. Treba dodať, že určitú kapacitu má FM v už sebe, no táto pridaná kapacita tam je kvôli prerušovanému napájanie z násobiča.
Väčšia kapacita má za následok dlhší softštart a dlhší dobeh motora aj po vypnutí napájania.
Násobič
Súčasťou násobiča sú vlastne aj kondenzátory spomenuté vyššie. Inak sú to v princípe dve diódy a tie spomenuté kondenzátory. Princíp je jednoduchý. Stredový bod medzi dvomi sériovo zapojenými kondenzátormi je pripojený k N vodiču striedavého napätia. Fáza L striedavo nabíja raz kladným napätím jeden kondenzátor a v druhej polvlne nabíja záporným napätím druhý kondezátor. Z koncov kondenzátorov sa odoberá výstupné zdvojené DC napätie. Toto je zvlnené v závislosti na odoberanom prúde a kapacite kondenzátorov.
Diódy musia byť dimenzované na napätie a prúd aj s určitou rezervou. Ja používam Grecove mostíky 50A/1000V. Pri použití Grecu, sa vlastne diódy a teda aj možný prúd zdvoja.
- IMG_20220313_193338.jpg (591.66 KiB) Zobrazeno 4792 x
Softštart
Na pripojenie všetkých vyššie spomenutých vecí je potrebné použiť nejaký softštart. Kondenzátory pri prvom nabíjaní sa z 0V, na pracovné napätie (v tomto prípade 650V), berú obrovské prúdy. Tieto prúdy môžu ohroziť, až zničiť ostatné prvky v zapojení. Neviem aký solárny menič by toto zvládol.
Už pri napojení meniča na sieť aj bez pridaných externých kondenzátorov, mi vyleteli 25A pomalé poistky až na stĺpe.
Softštart robím za pomoci dvoch stykačov, napäťového relé a odporu ( kto pozorne číta toto vlákno od začiatku vie, že namiesto odporu mám halogén). Principiálne:
Ovládanie zadá príkaz na štart, zapne prvý stykač. Ten pustí fázu cez halogén do zdvojovača. V tom momente halogén nabehne do plného svitu a prúdom, ktorý je schopný zo siete odoberať, nabíja cez zdvojovač kondenzátory. Postupným nabíjaním kondenzátorov, rastie napätie na vstupe zdvojovača, čo postupne znižuje svit halogénu. Po dosiahnutí nastaveného napätia na napäťovom relé, ktoré meria vstup násobiča, sa zopne druhý stykač. Ten svojím kontaktom preklemuje halogén a napájanie už nie je mäkké - cez halogén. Dĺžka nábehu je závislá od použitého meniča, pridanej kapacity a odporu (halogénky). Mne to blikne asi 2 sekundy.
- IMG_20220313_201649~2.jpg (582.76 KiB) Zobrazeno 4792 x
Ovládanie
Tu už je priestor pre určitú fantáziu a kreativitu. Ja to mám celé (okrem frekvenčného meniča) v jednej rozvodni riadené cez PLC, na ktorom aj vidím čo sa deje a viem spraviť nejaké úpravy.
- IMG_20220313_140859.jpg (114.03 KiB) Zobrazeno 4792 x
Silové 3f rozvody mám odtiaľ naťahané spolu s ovládacím káblom k dvojtlačítkam (viď prvé foto tohoto príspevku). Z každého prípojného miesta to viem zapnúť, vypnúť a vidím, či to beží. Mám naplánované aj iné možnosti ovládania, no môj FM nechce komunikovať s vlastným ovládacím panelom, tak využívam len to, čo v ňom už nastavené je.
Principiálne je to ale jednoduché:
Signál štart zopne prvý stykač v softštarte. Po nabehnutí softštartu, pripojí riadiaci impulz RUN do frekvenčného meniča. Ten po nastavenej rampe nabehne na 50Hz. To je z potrebných vecí asi všetko, čo riadenie potrebuje. V mojom prípade to trvá asi 12 sekúnd, kým je na výstupe 50Hz. Ale dá sa napríklad pripojiť na FM už zapnutý motor a potom nabieha postupne po rampe, takže nie je treba riešiť nábeh motora trebárs Y/D.
Menič
Tu sa dá použiť buď 1f sieť s dostatočným istením, dostatočne silný menič alebo dokonca aj viacej slabších meničov.
Ak chcete použiť viacej vzájomne nesfázovaných meničov do jedného FM, aj to sa dá. Ja som mal pôvodne 3kW menič a k nemu som neskôr pripájal ešte 5kW. Dá sa to rôzne kombinovať. Dokonca aj s 3f sieťou tak, že zo soláru tam pustím len predvolený výkon a ostatné potiahne sieť.
Batéria
Pod týmto pojmom sa chápe solárny akumulátor. Mal by byť dostatočne silný na odber motora. Vo fotovoltaike samozrejme napomáha aj okamžitý výkon panelov. No stačí mráčik a už to ide z akumulátora. Osobné by som nešiel s kapacitou akumulátora pod dvojnásobok odberu. Aj to sa mi zdá málo. Poslednú dobu je móda maximálne prepanelovať a na batériách sa šetrí. Je to hlavne tým, že sa do fotovoltaiky začali montovať ľudia, pre ktorých sú sprosté slová ako
návratnosť a zisk posvätné.
Ešte raz Vás upozorňujem, že to nie je hranie s arduinom na stole, ale už pomerne "vysoká energetika".
Takže ak nemáte skúsenosti s podobnými zariadeniami, radšej sa do toho ani nepúšťajte! Rátajte aj so skutočnosťou, že sa hráte s točivými strojmi, ktoré predstavujú ďalšie riziká!
Toto vlákno nechávam zamknuté, kvôli prehľadnosti. Nejaké drobnosti som ochotný dovysvetlovať vo vlákne Ompitál diskusia, no nečakajte odo mňa, že budeme online nastavovať menič, alebo niečo podobné. Je to zdĺhavé a potenciálne nebezpečné. Preto zdôrazňujem potrebu určitých praktických skúseností.
V poslednej dobe sa na čínskych obchodoch objavili meniče, ktoré by mali obsahovať asi všetko, čo je vyšsie popísané All-in-oné. Je to tiež riešenie pre ľudí, ktorý to chcú jednoduchšie. Pre nás, čo v Číne nenakupujeme a "rádi se v tom šťouráme", je toto nepriechodné. Osobne verím viacej 10 ročnému FM z Japonska, alebo európy, ako novému z Číny.
Pekný deň všetkým!