معرفی مهمترین پارامترهای اینورتر یاسکاوا

اینورتر یکی از مهمترین تجهیزات موجود در صنعت می‌باشد و نمی‌توان آینده‌ای برای صنعت بدون اینورترها و درایوها را متصور شد. علیرغم اینکه وظیفه‌ی اینورترها را می‌توان در چارچوب تبدیل برق DC به AC تعریف نمود اما در بطن این دستگاه‌‌ها سیستم‌های کنترلی و نظارتی پیچیده‌ای قرار دارد که برای کارکرد درایو در یک کاربرد خاص، نیازمند تنظیم پارامترهای این سیستم‌های کنترلی می‌باشد.

هدف از نگارش این مقاله، معرفی مهمترین پارامترهای اینورتر یاسکاوا می‌باشد که هر مهندس برق جهت راه اندازی موتورهای القایی باید از آن اطلاع داشته باشد. داشتن دانش از این پارامترها باعث می‌گردد شخص خواننده بتواند پارامترهای مهم درایو را در کوتاه ترین زمان ممکن تنظیم و بار را راه‌اندازی نماید.

نکته بسیار مهم: هدف از ایجاد مقاله آشنایی کلی خواننده با پارامترهای اینورتر می‌باشد و پارامترهای زیر از دیتاشیت درایو یاسکاوا سری V1000 استخراج شده است. برای اطلاع کامل از باقی پارامترهای و جزئیات آن‌ها باید دیتاشیت و technical manual درایو مطالعه شود. همچنین ممکن است پارامترهای سری‌های مختلف برند یاسکاوا با یکدیگر متفاوت باشند؛ بنابراین جهت اطمینان باید technical manual سری مربوطه به صورت جدا مورد مطالعه قرار گیرد.

b1-01: انتخاب فرکانس رفرنس

با استفاده از پارامتر b1-01 در پارامترهای اینورتر می‌توان فرکانس رفرنس منبع 1 را برای حالت ریموت (REMOTE) تنظیم کرد.

مقدار 0: اپراتور دیجیتال

با تنظیم پارامتر بر روی این مقدار، فرکانس رفرنس از راه زیر می‌تواند وارد گردد:

• سوییچ بین رفرنس‌های چند-سرعته (multi-speed references) با پارامترهای d1-□□.
• وارد کردن رفرنس فرکانس از طریق کیپد درایو.

مقدار 1: ترمینال‌ها (ترمینال‌های آنالوگ ورودی)

با تنظیم پارامتر بر روی این مقدار، فرکانس رفرنس آنالوگ می‌تواند از طرق زیر وارد گردد:

• تنظیم از طریق ترمینال A1 با استفاده از سیگنال ولتاژ DC از0 ولت تا 10 ولت.
• تنظیم از طریق ترمینال A2 با استفاده از سیگنال ولتاژ DC از 0 ولت تا 10 ولت و یا سیگنال جریان 0.4 میلی آمپر تا 20 میلی آمپر.

مقدار 2: ارتباطات MEMOBUS یا Modbus

پیش نیاز تنظیم بر روی این مقدار این است که فرکانس رفرنس از طریق پورت ارتباطاتی RS-485/422 (ترمینال‌های کنترلی: R+، R-، S+، S-، پروتکل: MEMO/Modbus) وارد شود.

مقدار 3: آپشن کارت (Option Card)

پیش نیاز تنظیم بر روی این مقدار این است که فرکانس رفرنس از طریق آپشن برد (option board) که به کانکتور CN5 سیستم کنترلی درایو متصل است، وارد شود.

مقدار 4: ورودی پالس قطاری (Pulse Train Input)

اگر پارامتر b1-01 بر روی عدد 4 تنظیم گردد، فرکانس رفرنس باید از طریق سیگنال پالس قطاری در ترمینال RP که دارای مشخصات زیر است فراهم شود.

برای اینکه کاربر از کارکرد پالس قطاری اطمینان حاصل کند:

• باید مطمئن بود که پارامتر b1-01 بر روی مقدار 4 تنظیم شده و پارامتر h6-01 دارای مقدار 0 باشد.
• مقیاس پالس ورودی (pulse input scaling) پارامتر h6-02 بر روی مقدار فرکانس پالس قطاری که معادل 100% فرکانس مرجع است تنظیم شده باشد.
• یک سیگنال پالس قطاری باید وارد ترمینال RP شود و باید از فرکانس مرجع نمایش داده شده اطمینان حاصل شود. همچنین می‌توان پالس‌های ورودی با فرکانس‌های متفاوت را امتحان کرد.

b1-02: انتخاب فرمان راه‌اندازی

پارامتر b1-02 منبع 1 فرمان راه‌اندازی و توقف در حالت ریموت را مشخص می‌کند.

مقدار 0: اپراتور دیجیتال

با استفاده از این تنظیم، کلیدهای توقف و راه‌اندازی (Run & Stop) بر روی کیپد اپراتور دستور توقف و راه اندازی را صادر می‌کنند. چراغ LED بر روی دکمه‌ی LO/RE در صورتی که دستور راه‌اندازی بر عهده‌ی اپراتور باشد روشن خواهد شد. مثال زیر نحوه‌ی کارکرد درایو در صورتی که b1-02 بر روی 0 تنظیم شده باشد را نشان می‌دهد.

مقدار 1: ترمینال مدار کنترلی

در صورت تنظیم پارامترهای اینورتر بر روی این مقدار، دستورات راه‌اندازی و توقف باید بوسیله‌ی ترمینال‌های ورودی دیجیتال وارد شوند. ترتیب‌های زیر می‌توانند استفاده شوند:

• دو سیم ترتیب 1: دو ورودی (FWD/Stop-REV/Stop). درایو با استفاده از تنظیم A1-01 بر روی 2220 راه‌اندازی می‌شود؛ ترمینال‌های S1 و S2 بر روی این تابع تنظیم می‌شوند. این مورد تنظیم پیش فرض درایو است.
• دو سیم ترتیب 2: دو ورودی (Start/Stop-FWD/REV).
• سه سیم: ورودی‌های S1، S2 و S5 (Start-Stop-FWD/REV). در صورت راه اندازی درایو با تنظیم A1-01 بر روی 3330، ترمینال‌های S1، S2 و S5 بر روی این تابع تنظیم می‌شوند.

مقدار 2: ارتباطات MEMOBUS/Modbus

برای ارسال دستور راه‌اندازی بوسیله‌ی سریال ارتباطات، پارامتر b1-02 باید بر روی عدد 2 تنظیم شود و کابل ارتباطات RS-485/422 باید به ترمینال‌های R+، R-، S+ و S- متصل گردد.

مقدار 3: آپشن کارت (Option Card)

برای اینکه دستور راه‌اندازی توسط ارتباطات آپشن برد (communication option board) صادر شود، پارامترهای اینورتر b1-02 باید بر روی مقدار 3 تنظیم شده و ارتباطات آپشن برد باید به پورت 2CN موجود در کنترل PCB متصل گردد. باید به manual همراه با آپشن برد به جهت دستورالعمل ادغام درایو و سیستم ارتباطاتی مراجعه شود.

e1-02: تنظیم ولتاژ ورودی

پارامتر ولتاژ ورودی باید بر روی ولتاژ نامی شبکه تنظیم شود. این پارامتر المان‌های حفاظتی درایو (از قبیل اضافه ولتاژ، جلوگیری از حالت سکون) را تنظیم می‌نماید.

نکته: پارامتر e1-01 باید به گونه‌ای تنظیم شود که با ولتاژ ورودی درایو مطابقت داشته باشد. ولتاژ ورودی درایو (و نه ولتاژ موتور) باید بوسیله‌ی e1-01 به دقت انتخاب شده تا ویژگی‌های حفاظتی درایو در صورت وقوع خطا به درستی عمل کنند. اگر مقادیر پارامتر به درستی انتخاب نشوند ممکن است درایو در حین عملیات به درستی عمل نکند.

نکته: مقادیر آورده شده در جدول برای درایو‌های کلاس 200 ولت می‌باشد. برای درایوهای کلاس 400 ولت این مقادیر باید دو برابر شوند.

مقادیر نامی E1-01

تنظیمات ولتاژ ورودی سطح تشخیص اضافه ولتاژ و کمبود ولتاژ و سطح عملیاتی ترانزیستور ترمزی و همچنین تابع KEB و تابع اضافه ولتاژ را تعیین می‌نماید.

نکته: سطح عملیاتی ترانزیستور ترمزی تنها برای درایوهایی که دارای ترانزیستور داخلی هستند معتبر است. اگر چاپر CDPR خارجی برای درایو استفاده شود، به دستورالعمل چاپر باید مراجعه شود.

تنظیمات الگوی V/F

درایو از الگوهای از پیش مشخص شده‌ی نسبت ولتاژ به فرکانس V/F جهت انتخاب سطح ولتاژ خروجی مناسب نسبت به هر فرکانس مرجع بهره می‌برد. برای درایو سری V1000 یاسکاوا، 15 نسبت مختلف V/F تعریف شده است. این مقادیر دارای پروفایل‌های ولتاژ، سطوح اشباع (فرکانسی که ولتاژ به بیشترین مقدار خود می‌رسد) و ماکزیمم فرکانس‌های متفاوتی می‌باشند. علاوه بر این موارد، یک نسبت دلخواه V/F با تنظیم پارامترهای E1-04 تا E1-10 می‌تواند تعریف گردد.

تنظیم الگوی V/F برای کنترل V/F

1. ولتاژ ورودی را برای درایو تنظیم کنید.
2. الگوی V/F را بوسیله‌ی یکی از راهکارهای زیر تنظیم کنید:
   1. انتخاب یکی از 15 مقدار پیش فرض الگوی V/F (E1-03=0-E )
   2. انتخاب الگوی V/F تعریف شده توسط کاربر (E1-03=F, default setting)
3. اگر یکی از 15 مقدار تعریف شده انتخاب شود، پارامترهای E1-04 تا E1-13 بصورت خودکار تنظیم می‌شوند. برای V/F تعریف شده توسط کاربر، پارامترهای E1-04 تا E1-13 باید بصورت دستی تنظیم شوند.

e1-03: انتخاب الگوی V/F

این پارامتر تنها در زمانی که درایو در حالت کنترلی V/F کار می‌کند قابل تغییر است. این پارامتر به کاربر این اجازه را می‌دهد تا 15 الگوی V/F مختلف از پیش تعریف شده را مورد استفاده و یا 1 الگوی V/F تعریف شده توسط کاربر انتخاب شود.

تنظیم الگوی V/F

الگوی V/F باید مطابق نیاز کاربرد انتخاب گردد (به جدول زیر رجوع شود). مقدار مناسبی برای پارامتر E1-03 انتخاب کنید. مقادیر پارامترهای E1-04 تا E1-13 تنها می‌توانند مشاهده شوند و قابل تغییر نیستند.

نکته 1: انتخاب الگوی اشتباه برای V/F منجر به گشتاور پایین موتور و افزایش جریان می‌شود.

نکته 2: مقدار پارامتر E1-03 با استارت درایو ریست نخواهد شد.

جداول آورده شده در قسمت زیر جزییات الگوهای V/F در پارامترهای اینورتر از پیش تعریف شده را نمایش می‌دهند. همچنین گراف‌های زیر برای درایو‌های کلاس 200 ولت می‌باشد و برای کلاس 400 ولت مقادیر باید دو برابر شوند.

تعریف الگوی V/F دلخواه

اگر پارامتر E1-03 بر روی F تنظیم گردد، درایو با استفاده از تغییر پارامترهای E1-04 تا E1-13 به کاربر اجازه‌ی ایجاد الگوی دلخواه V/F را می‌دهد. زمانی که E1-03 بر روی F تنظیم می‌گردد، مقادیر پیش فرض پارامترهای E1-04 تا E1-13 بر روی مقادیر اولین الگوی V/F تنظیم می‌شوند.

تنظیم پارامترهای E1-04 تا E1-13

با استفاده از پارامترهای E1-04 تا E1-13، کاربر می‌تواند مقادیر الگوی V/F را نظارت کند (اگر مقدار E1-03 بر روی مقداری کوچکتر از 15 تنظیم شده باشد).

تنظیمات پیش فرض پارامترهای اینورتر توسط حالت کنترلی مشخص می‌گردد.

مقادیر نشان داده شده در جدول برای درایو کلاس 200 ولت است. برای درایو کلاس 400 ولت مقادیر باید دو برابر شوند.

در کنترل برداری مدار باز (OLV)  برای مغناطیس دائم (PM)، پارامتر E1-09 فرکانس استارت برای ترمز اتصال کوتاه در حالت توقف را مشخص می‌کند.

زمانی که پارامتر E1-13 بر روی 0 ولت تنظیم شود، درایو از مقدار پارامتر E1-05 جهت کنترل ولتاژ استفاده می‌کند.

تنظیم پیش فرض توسط E5-01 مشخص می‌شود (OLV/PM). زمانی که E5-01 بر روی FFFFH تنظیم شود، رنج تنظیمات E1-04 و E1-06 از 10 هرتز تا 40 هرتز خواهد شد و رنج تنظیمات پارامتر E1-09 از 0 هرتز تا 400 هرتز خواهد شد.

1. این شرط باید رعایت شود تا الگوی V/F در پارامترهای اینورتر تنظیم گردد: E1-09 ≤ E1-07 < E1-06 ≤ E1-11 ≤ E1-04
2. تنظیم پارامتر E1-11 بر روی عدد صفر جفت پارامتر E1-11 و E1-12 را غیر فعال کرده و رعایت شرط فوق اثر ندارد.
3. جهت خطی کردن الگوی V/F، پارامترهای E1-07 و E1-09 باید با هم برابر باشند. در این حالت، پارامتر E1-08 ‌اثر ندارد.
4. E1-03 بی‌اثر خواهد بود اگر درایو با استفاده از پارامتر A1-03 راه اندازی گردد؛ اما تنظیمات E1-04 تا E1-13 بر روی مقادیر پیش فرض تنظیم میگردند.

پارامترهای C1-01 تا C1-08

4 ست مختلف پارامترهای اینورتر بابت شتاب و کاهش سرعت می‌تواند تعریف گردد. این ست‌ها میتوانند از طریق ورودی‌های دیجیتال، انتخاب موتور و یا سوییچ شوند. پارامترهای مربوط به شتاب، مدت زمان شتاب از فرکانس 0 تا فرکانس خروجی ماکزیمم (E1-04) را مشخص می‌کنند. البته پارامترهای مربوط به کاهش سرعت، از طرفی دیگر، مدت زمان کاهش سرعت از فرکانس خروجی ماکزیمم تا فرکانس 0 را تعیین می‌نمایند. پارامترهای C1-01 و C1-02 پیشفرض تنظیمات شتاب و کاهش سرعت هستند.

<1> رنج تنظیمات زمان شتاب و کاهش سرعت توسط C1-10 تعیین می‌شود. به عنوان مثال، اگر زمان بر روی واحد 0.01 ثانیه تنظیم شود (C1-10=0)، رنج تنظیمات بین 0.00 تا 600.00 ثانیه خواهد شد.

سوییچ بین زمان شتاب بوسیله‌ی ورودی دیجیتال

زمان شتاب و کاهش سرعت شماره 1 در صورت نبود ورودی فعال می‌شوند. همانطوری که در جدول زیر مشخص است، زمان شتاب و کاهش سرعت شماره 2، 3 و 4 بوسیله‌ی ورودی‌های دیجیتال فعال می‌گردند (H1-□□=7 and 1A).

جدول فوق یک مثال عملیاتی از زمان شتاب و کاهش سرعت را نشان می‌دهد. برای مثال عملیاتی پایین نیاز است تا روش توقف بر روی “Ramp to Stop” تنظیم شده باشد (b1-03=0).

سوییچ بین زمان‌های شتاب و کاهش سرعت با استفاده از سطح فرکانس

زمانی که فرکانس خروجی از مقدار فرکانس تنظیم شده برای پارامتر C1-11 عبور کند؛ درایو این توانایی را دارد که از زمان‌های شتاب و کاهش سرعت شماره 4 (C1-07 و C1-08) به زمان شتاب و کاهش سرعت پیش فرض (C1-01/02 برای موتور 1 و C1-05/06 برای موتور 2) سوییچ کند. زمانی که فرکانس از آن مقدار پایین‌تر باشد. زمان شتاب و کاهش سرعت به مقدار قبل بر‌می‌گردد.

نکته: زمان شتاب و کاهش سرعت تنظیم شده توسط ورودی‌های دیجیتال، دارای اولویت نسبت به سوییچ اتوماتیک توسط سطح فرکانس است. به عنوان مثال، اگر زمان شتاب/کاهش سرعت شماره 2 انتخاب شود، درایو تنها این زمان را مد نظر قرار می‌دهد.