Allen-Bradley PowerFlex 4M 22F-A2P5N103 — 0,4 kW / 0,5 KM Regulowany Falownik AC

Falownik, który robi więcej niż tylko kontroluje prędkość

Przejdź się po hali produkcyjnej z urządzeniami Allen-Bradley, a znajdziesz małe falowniki, takie jak1-fazowepracujące cicho za przenośnikami, małymi pompami, liniami pakującymi i maszynami OEM — wykonujące dokładnie to, do czego zostały zaprojektowane, z minimalnym wysiłkiem. PowerFlex 4M to odpowiedź Rockwell Automation na proste pytanie: jak wygląda falownik na poziomie maszyny, gdy priorytetem są kompaktowe rozmiary, proste okablowanie i rzeczywista elastyczność zastosowań?

Litera „N” w numerze katalogowym oznacza, że jest to1-fazoweto podstawowa moc wyjściowa w rodzinie PowerFlex 4M —0,4 kW (0,5 KM), jednofazowe wejście, trójfazowe wyjście, obudowa typu A. Konwertuje standardowe jednofazowe zasilanie 200–240 V na trójfazowe wyjście o zmiennej częstotliwości do sterowania małym silnikiem indukcyjnym AC z pełną możliwością regulacji prędkości. Dla producentów OEM budujących maszyny, które mają być sprzedawane na całym świecie, jednofazowe wejście jest często decydującym czynnikiem. Zasilanie jednofazowe jest dostępne prawie wszędzie; trójfazowe nie.

Dekodowanie numeru katalogowego: Co oznacza 22F-A2P5N103

Każdy znak w numerze katalogowym PowerFlex 4M ma określone znaczenie. Rozkład1-fazowe: 200–240 V AC,

Warto zauważyć literę „N” w pozycji filtra. Ten wariant nie zawiera wbudowanego filtra EMC. W instalacjach w środowiskach, gdzie wymagana jest zgodność z normą EMC EN 61800-3, należy osobno dodać zewnętrzny filtr z serii 22F-RF. W środowiskach nieregulowanych lub w zastosowaniach, gdzie panel już zawiera kondycjonowanie linii, wersja bez filtra zmniejsza koszty bez wpływu na wydajność falownika.

Pełne specyfikacje techniczne

Wejście jednofazowe, wyjście trójfazowe — dlaczego to ważne

Architektura elektryczna 22F-A2P5N103 jest jedną z jego najbardziej praktycznych cech w rzeczywistych instalacjach. Falownik akceptuje standardowejednofazowe zasilanie 200–240 Vi generuje zbalansowanetrójfazowe wyjściedla silnika. Oznacza to, że producent maszyny może zastosować standardowy silnik trójfazowy — który oferuje lepszą sprawność, prostszą konstrukcję i dłuższą żywotność niż silniki jednofazowe — jednocześnie podłączając go do jednofazowego gniazdka ściennego.

Zakres częstotliwości wyjściowej rozciąga się od 0 do 400 Hz, znacznie powyżej częstotliwości sieciowej 50 lub 60 Hz. Daje to systemowi sterowania możliwość pracy podłączonego silnika z prędkością powyżej podstawowej (osłabienie pola), jeśli aplikacja tego wymaga, lub płynnego przyspieszania od całkowitego zatrzymania do prędkości docelowej z niezależnie programowalnymi rampami przyspieszania i hamowania. Czasy przyspieszania i hamowania są niezależnie regulowane od 0 do 600 sekund w krokach co 0,1 sekundy, co daje projektantom precyzyjną kontrolę nad tym, jak agresywnie lub łagodnie falownik reaguje na polecenia zmiany prędkości.

Zintegrowane I/O: Okablowanie bez zewnętrznego sterownika PLC

Często pomijaną zaletą platformy PowerFlex 4M jest to, ile możliwości sterowania jest wbudowanych bezpośrednio w falownik, bez potrzeby stosowania oddzielnego programowalnego sterownika.

22F-A2P5N103 posiadaport RS-485/DSI, wszystkie konfigurowalne jako obciążenie lub źródło za pomocą przełącznika DIP na płycie sterującej. Obsługują one polecenia start/stop, wybór kierunku, wybór prędkości zadanej i resetowanie błędów bezpośrednio z przycisków lub styków przekaźników. Wyjście przekaźnikowe typu Form Czapewnia sygnał bezpotencjałowy do wskazania pracy, statusu błędu lub potwierdzenia osiągnięcia prędkości — gotowe do podłączenia bezpośrednio do lampki sygnalizacyjnej lub obwodu alarmowego. Dwa kanały wejść analogowych — jeden 0–10 V DC i jeden 4–20 mA — akceptują sygnały referencyjne prędkości z sterowników PLC, czujników, potencjometrów lub regulatorów procesowych bez dodatkowego sprzętu do kondycjonowania sygnału.

W przypadku maszyn wymagających jedynie podstawowego sterowania prędkością z lokalnego panelu, 22F-A2P5N103 może działać całkowicie samodzielnie z wbudowanej klawiatury, używając lokalnego potencjometru jako referencji prędkości. Nie jest wymagany zewnętrzny sterownik.

Programowanie: 12-parametrowy szybki start

Rockwell Automation oparł PowerFlex 4M na zasadzie, że najczęstsze zastosowania nie powinny wymagać głębokiej wiedzy programistycznej. Podstawowa grupa programowazawiera 12 parametrów, które obejmują zdecydowaną większość scenariuszy instalacji: minimalna i maksymalna częstotliwość, czas przyspieszania, czas hamowania, dane znamionowe silnika i wybór źródła sterowania. Większość inżynierów ds. uruchomienia może uruchomić falownik w nowej aplikacji w mniej niż piętnaście minut, pracując tylko z przedniej klawiatury.

W przypadku bardziej złożonych konfiguracji, oprogramowanieConnected Components Workbenchzapewnia dostęp do wszystkich parametrów falownika z komputera PC za pośrednictwem zintegrowanego portu RS-485. Parametry można przesłać z działającego falownika, zapisać do pliku, zmodyfikować offline i przesłać do falownika zastępczego — co znacznie oszczędza czas podczas konserwacji, gdy falownik wymaga wymiany. Funkcja Copycat klawiatury (dostępna z opcjonalnymi akcesoriami zdalnej klawiatury HIM) pozwala na przechowywanie i przesyłanie zestawów parametrów między falownikami bez użycia komputera.

Zintegrowanakomunikacja RS-485/DSIumożliwia również konfiguracje sieciowe z wieloma urządzeniami, łączność Modbus RTU i bezpośrednią kompatybilność ze sterownikami MicroLogix i ControlLogix za pomocą odpowiednich modułów interfejsu. Opcjonalne karty komunikacyjne plug-in rozszerzają tę funkcjonalność o DeviceNet, EtherNet/IP, PROFIBUS DP i BACnet — przydatna ścieżka aktualizacji, jeśli środowisko aplikacji staje się bardziej złożone.

Oszczędność miejsca: montaż bez odstępów i na szynie DIN

Miejsce w panelu jest zawsze na wagę złota w konstrukcjach maszyn, a wymiary obudowy A falownika 22F-A2P5N103 odzwierciedlają tę rzeczywistość. Kompaktowa powierzchnia falownika pozwala namontaż bez odstępów— falowniki zamontowane obok siebie bez przerwy — w temperaturach otoczenia do40°C. W wyższych temperaturach otoczenia do50°C, wymagane są minimalne odstępy między falownikami, aby zapewnić odpowiedni przepływ powietrza, ale falowniki nadal można montować w ciasnych układach, które zmusiłyby inne rodziny falowników do rozproszenia.

Obudowy A obsługują zarównomontaż na szynie DIN, jak i standardowy montaż panelowy. Montaż na szynie DIN jest szybszy podczas montażu maszyny i ułatwia wymianę w terenie — falownik klipsuje się na szynie i okablowuje od tyłu, bez potrzeby stosowania dodatkowych elementów mocujących. Montaż panelowy zapewnia dodatkowe bezpieczeństwo w środowiskach o wysokich wibracjach.

Typowe zastosowania

Moc 0,4 kW plasuje 22F-A2P5N103 w zakresie małych obciążeń ułamkowych mocy. Zastosowania, w których ten falownik jest rutynowo określany, obejmują:

• Sterowanie prędkością małych przenośników taśmowych w maszynach pakujących
• Regulacja prędkości pomp i wentylatorów o niskim przepływie w urządzeniach HVAC
• Napęd mieszadła i miksera w małych urządzeniach procesowych
• Sterowanie wrzecionem lub posuwem w kompaktowych akcesoriach CNC
• Transport materiałów i indeksowanie w urządzeniach montażowych
• Maszyny OEM wymagające zmiennej prędkości z zasilaniem jednofazowym

Najczęściej zadawane pytania

P1: Jakie silniki może napędzać 22F-A2P5N103 i czy silnik również musi być jednofazowy?

Nie — podłączony silnik powinien być standardowymtrójfazowym silnikiem indukcyjnym ACo mocy znamionowej 200–230 V, 0,4 kW (0,5 KM). Falownik wewnętrznie obsługuje konwersję z jednofazowego na trójfazowe. Na tabliczce znamionowej silnika powinna być podana moc znamionowa równa lub niższa niż 0,4 kW i napięcie znamionowe zgodne z zakresem wyjściowym falownika 0–230 V. Nie zaleca się stosowania silnika jednofazowego z tym falownikiem; wyjście falownika jest trójfazowe, a silniki jednofazowe nie są przeznaczone do pracy ze źródła trójfazowego o zmiennej częstotliwości.

P2: Czy 22F-A2P5N103 zawiera wbudowany filtr EMC i czy go potrzebuję?

Litera „N” w numerze katalogowym oznacza, że jest towariant bez filtra— brak wbudowanego filtra EMC. Czy potrzebujesz zewnętrznego filtra, zależy od środowiska instalacji i obowiązujących norm. Jeśli sprzęt musi być zgodny z normąEN 61800-3(norma EMC dla falowników sprzedawanych w Europie i innych rynkach regulowanych), należy dodać zewnętrzny filtr z serii 22F-RF do okablowania wejściowego. Jeśli instalacja znajduje się w nieregulowanym środowisku przemysłowym lub jeśli filtrowanie EMC jest realizowane gdzie indziej w panelu, falownik bez filtra działa normalnie bez niego. Filtrowana wersja tego falownika miałaby sufiks „A” lub „B” zamiast „N” w tej pozycji numeru katalogowego.P3: Czy 22F-A2P5N103 można podłączyć do sterownika PLC w celu uzyskania referencji prędkości i sterowania, a jeśli tak, to jak?Tak, a połączenie jest proste.

Analogowe wejście 4–20 mA lub 0–10 V DC

akceptuje sygnał referencyjny prędkości bezpośrednio z większości modułów wyjściowych analogowych sterowników PLC bez dodatkowego sprzętu. Cyfrowe polecenia start, stop, kierunek i prędkość zadana podłącza się dopięciu dyskretnych wejść 24 V DC, które akceptują sygnały obciążenia i źródła w zależności od ustawienia przełącznika DIP na płycie sterującej falownika. W przypadku sterowania sieciowego, zintegrowanyport RS-485/DSIzapewnia komunikację Modbus RTU kompatybilną z platformami MicroLogix, SLC 500 i ControlLogix przy użyciu odpowiednich modułów interfejsu. Ta kombinacja oznacza, że falownik może być w pełni zintegrowany z architekturą sterowania Allen-Bradley lub stron trzecich bez zewnętrznego sprzętu do kondycjonowania sygnału w większości przypadków.P4: 22F-A2P5N103 nie ma tranzystora hamulca. Co to oznacza w praktyce i kiedy jest to ograniczenie?Brak tranzystora hamulca (oznaczone „0” w numerze katalogowym) oznacza, że ten falownik

nie ma możliwości hamowania dynamicznego

. Podczas hamowania silnika falownik zmniejsza częstotliwość wyjściową. Jeśli tempo hamowania jest na tyle wolne, że bezwładność silnika nie powoduje nadmiernego wzrostu napięcia na magistrali DC, działa to bez problemu. Jeśli obciążenie ma znaczną bezwładność — obracające się masy, takie jak koła zamachowe, większe wentylatory lub rolki — i zostanie zadane szybkie hamowanie, energia regenerowana z hamującego silnika nie ma dokąd trafić, powodując przepięcie na magistrali DC i wyzwolenie falownika z błędem F005. W większości małych zastosowań o mocy 0,4 kW, dla których określono ten falownik, bezwładność obciążenia jest na tyle niska, że praca bez hamulca nie stanowi praktycznego ograniczenia. Jeśli Twoja aplikacja wymaga szybkich, powtarzalnych zatrzymań na obciążeniu o dużej bezwładności, warianty PowerFlex 4M z obudową C (które zawierają zintegrowany tranzystor hamulca) lub większa rodzina falowników z hamowaniem dynamicznym byłyby bardziej odpowiednie.P5: Jak 22F-A2P5N103 porównuje się do 22F-B2P5N103 i który powinienem wybrać?Oba falowniki to

jednostki PowerFlex 4M o mocy 0,4 kW / 0,5 KM, prądzie wyjściowym 2,5 A, obudowie A

— specyfikacje mocy i wyjścia są identyczne. Różnica polega nazasilaniu wejściowym:22F-A2P5N103: 200–240 V AC,

• 1-fazowewejście — dla instalacji z dostępnym zasilaniem trójfazowym22F-B2P5N103: 200–240 V AC,
• 3-fazowewejście — dla instalacji z dostępnym zasilaniem trójfazowymJeśli zasilanie trójfazowe jest dostępne w miejscu instalacji, preferowany jest wariant z prefiksem B, ponieważ wejście trójfazowe generuje niższy prąd wejściowy na przewód, zmniejsza zniekształcenia harmoniczne w sieci zasilającej i jest generalnie bardziej wydajne. Wariant z prefiksem A istnieje specjalnie dla miejsc, gdzie dostępna jest tylko moc jednofazowa — powszechne w mniejszych obiektach, instalacjach zdalnych i maszynach OEM przeznaczonych na rynki światowe, gdzie dostępność zasilania trójfazowego nie może być zagwarantowana.Allen-Bradley 22F-A2P5N103 jest produkowany przez Rockwell Automation jako część serii falowników AC PowerFlex 4M. Zawsze należy zweryfikować dane znamionowe silnika i wymagania środowiska instalacji w stosunku do instrukcji obsługi PowerFlex 4M (publikacja 22F-UM001) i publikacji danych technicznych (22F-TD001) przed instalacją.