Руководство по инженерной замене преобразователей частоты: Переход от Schneider Electric Altivar Process ATV930 к Veichi AC310
Ретрофит и модернизация систем регулируемого электропривода являются критически важными задачами для поддержания непрерывности технологических процессов в современной промышленности. Переход от высоконадёжных, но конструктивно сложных преобразователей частоты серии Schneider Electric Altivar Process ATV930 к высокопроизводительным векторным приводам Veichi AC310 позволяет существенно оптимизировать пространство внутри шкафов управления благодаря компактному книжному дизайну последних, обеспечивая при этом гибкое управление как асинхронными, так и синхронными двигателями на постоянных магнитах. Это двухстраничное инженерное руководство содержит исчерпывающую информацию, необходимую для быстрой физической замены и программной настройки оборудования непосредственно на объекте.
Страница 1: Сравнение аппаратных интерфейсов и схем управления
Физическая замена преобразователя частоты начинается с сопоставления клеммных колодок платы управления. Хотя Altivar Process ATV930 разработан для комплексных инфраструктурных задач и имеет избыточное количество интегрированных интерфейсов, серия Veichi AC310 предлагает рациональную и компактную топологию платы управления с возможностью модульного расширения под конкретные промышленные требования.
Визуальное сопоставление клеммных колодок платы управления
Для облегчения работы монтажного персонала ниже приведено топологическое расположение основных интерфейсных клемм для обоих устройств. Схемы отображают стандартные платы управления в разрезе их физической группировки.
| Schneider Electric Altivar ATV930 | Veichi AC310 | ||
| Клеммы ATV930 | Назначение (ATV930) | Клеммы AC310 | Назначение (AC310) |
| R1A R1B R1C | Реле 1 (Авария NO/NC/COM) | TA TB TC | Реле 1 (Авария NO/NC/COM) |
| R2A R2C | Реле 2 (NO) | +24V Y | Питание 24 В / Цифр. выход Y |
| R3A R3C | Реле 3 (NO) | +10V VS AS | Опорное 10 В / Вход U / Вход I |
| STOA STOB 24V | Безопасное откл. момента/24 В | AI GNDA AO1 | Унив. вход / Аналог. GND / AO1 |
| +10V AI1 COM | Опорное 10 В / Вход U / Земля | X1 X2 X3 | Дискретный вход 1, 2, 3 |
| AI2 AI3 AQ1 | Универс. вход / Вход I / AQ1 | X4 X5 COM | Дискретный вход 4, 5 / Земля |
| AQ2 DI1 DI2 | AQ2 / Дискретный вход 1, 2 | PLC STO1 STO2 | Выбор логики NPN-PNP / STO 1,2 |
| DI3 DI4 DI5 | Дискретный вход 3, 4, 5 | +24V COM | Источник STO 24 В / Земля STO |
| DI6 DI7 DI8 | Дискретный вход 6, 7, 8 | ||
Таблица взаимного отображения общих входов и выходов подключения
При выполнении монтажных работ проводники кабелей управления должны быть переподключены в соответствии со следующей инженерной таблицей соответствия. Данные учитывают электрические характеристики и функциональное назначение каждого терминала:
| Функциональная группа | Клемма Altivar ATV930 | Клемма Veichi AC310 | Электрические параметры и особенности переподключения цепей |
| Электропитание | +24V | +24V | Вспомогательный источник питания 24 В постоянного тока. В ATV930 обеспечивает ток до 200 мА, в AC310 — до 100 мА. |
| Электропитание | COM | COM | Общая шина (земля) для дискретных сигналов и вспомогательного питания 24 В. |
| Электропитание | +10V | +10V | Опорное напряжение для подключения аналогового потенциометра задания. Максимальный ток: ATV930 — 10 мА, AC310 — 50 мА. |
| Дискретные входы | DI1 | X1 | Многофункциональный вход 1. По умолчанию: команда "Пуск Вперёд" (Run Forward). |
| Дискретные входы | DI2 | X2 | Многофункциональный вход 2. По умолчанию: команда "Пуск Назад" (Run Reverse). |
| Дискретные входы | DI3 | X3 | Многофункциональный вход 3. По умолчанию: внешний сброс аварии (Reset). |
| Дискретные входы | DI4 | X4 | Многофункциональный вход 4. По умолчанию: выбор многоскоростного режима (шаг 1). |
| Дискретные входы | DI5 | X5 | Многофункциональный вход 5. Может функционировать как высокочастотный импульсный вход PUL (0...100 кГц). |
| Дискретные входы | DI6...DI8 | X6...X8 (Плата) | Требует установки платы расширения AC300IO1, поскольку базовая модель AC310 имеет только 5 дискретных входов. |
| Аналоговые входы | AI1 | VS | Аналоговый вход напряжения. Диапазон задания: 0...+10 В постоянного тока, сопротивление 75 кОм. |
| Аналоговые входы | AI2 | AI | Универсальный вход. Настраивается на ток или напряжение с помощью джампера J1/J2. |
| Аналоговые входы | AI3 | AS | Аналоговый вход тока. По умолчанию настроен на 4...20 мА (сопротивление 250 Ом). |
| Аналоговые входы | COM (Analog) | GNDA | Общая аналоговая земля для защиты от шумов и искажения сигналов задания. |
| Аналоговые выходы | AQ1 | AO1 | Аналоговый выход. Программно конфигурируется как напряжение 0...10 В или ток 0/4...20 мА. |
| Аналоговые выходы | AQ2 | AO2 (Плата) | Для использования второго аналогового выхода необходима плата расширения AC300IO1. |
| Релейные выходы | R1A/R1B/R1C | TA/TB/TC | Выходное реле аварии. Перекидной контакт: NO (TA-TC), NC (TB-TC). Макс. ток в AC310: 3 А (240 В AC). |
| Релейные выходы | R2 / R3 | Y / TA2 (Плата) | Логический выход DQ- на ATV930 отображается на транзисторный выход с открытым коллектором Y на AC310. |
| Безопасность (STO) | STOA / STOB | STO1 / STO2 | Цепи системы Safe Torque Off. Уровень безопасности SIL3 у обоих производителей. |
Особенности монтажа и подготовки проводников
Перед фиксацией кабелей в клеммниках необходимо обеспечить точную зачистку изоляции. Для преобразователя Altivar ATV930 длина зачистки составляет 11 мм для релейных цепей, 7.5 мм для аналоговых и STO цепей и 6.5 мм для дискретных источников сигналов. В свою очередь Veichi AC310 использует упрощённые винтовые клеммы европейского типа, которые значительно снижают время монтажа и исключают необходимость в жёстком дифференцировании длины зачистки, обеспечивая надёжный контакт при стандартной подготовке проводников.
Важным шагом является согласование логики дискретных входов. На ATV930 выбор Sink (отрицательная логика) или Source (положительная логика) реализуется с помощью переключателя конфигурации. На Veichi AC310 для этого используется аппаратное переключение перемычки между клеммами +24V, PLC и COM. Для реализации логики NPN (по умолчанию) клемма PLC соединяется с +24V. Если внешний контроллер управляет приводом с помощью положительной логики PNP, перемычку необходимо установить между клеммами PLC и COM.
Страница 2: Настройка параметров, макросы и автонастройка двигателя
Процесс пусконаладки Veichi AC310 вместо Altivar Process заключается в переносе конфигурации двигателя из упрощённого меню в соответствующие регистровые группы параметров F00...F02 привода Veichi.
Таблица Топ-10 популярных параметров для миграции
Ниже приведена сравнительная таблица важнейших параметров для обоих устройств, обеспечивающих запуск базовых функций электропривода:
| № | Функция настройки | Параметр ATV930 | Параметр AC310 | Диапазон значений в Veichi AC310 | Заводское значение AC310 | Инженерное описание и указания по настройке |
| 1 | Режим управления двигателем | Ctt | F01.00 | 0...20 | 0 | 0: Скалярное U/f; 1: Векторное без датчика (SVC); 2: Векторное с датчиком обратной связи (FVC). |
| 2 | Источник команды запуска | tCC | F01.01 | 0...3 | 0 | 0: Пульт; 1: Клеммы платы (X1-X5); 2: Коммуникация RS485; 3: Опциональная коммуникационная плата. |
| 3 | Главный источник частоты | Fr1 | F01.02 | 0...11 | 0 | 0: Цифровое задание; 1: Потенциометр панели; 2: Аналоговый VS (0...10 В); 3: Аналоговый AI. |
| 4 | Количество полюсов двигателя | — | F02.01 | 2...98 | 4 | Определяется по формуле: P = 120 × f / n, где f — номинальная частота, а n — номинальная скорость двигателя. |
| 5 | Номинальная мощность | nPr | F02.02 | 0.1...1000.0 кВт | В зависимости от модели | Номинальная мощность электродвигателя в киловаттах, согласно его паспортной табличке. |
| 6 | Номинальная частота | FrS | F02.03 | 0.01...500.00 Гц | 50.00 Гц | Номинальная частота питания двигателя (50.00 Гц или 60.00 Гц для сетей типа NEMA). |
| 7 | Номинальная скорость | nSP | F02.04 | 0...60000 об/мин | В зависимости от модели | Паспортная скорость вращения ротора под номинальной нагрузкой (с учётом скольжения). |
| 8 | Номинальный ток | nCr | F02.06 | 0.1...3000.0 А | В зависимости от модели | Номинальный ток электродвигателя для расчёта модели тепловой защиты статора. |
| 9 | Время разгона (ускорения) | ACC | F01.22 | 0.00...650.00 с | 10.00 с | Время для изменения скорости от нулевой до максимальной выходной частоты. |
| 10 | Время торможения (замедления) | dEC | F01.23 | 0.00...650.00 с | 10.00 с | Время для снижения скорости от максимальной частоты до полной остановки вала. |
Для обеспечения корректного ограничения диапазона скоростей используются дополнительные параметры. Минимальная рабочая частота привода задаётся параметром F01.13 (аналог LSP на ATV930), а максимальная выходная частота — параметром F01.10 или F01.12 (соответственно HSP у Schneider).
Быстрая групповая настройка под технологическое назначение (Макросы)
Для автоматизации и облегчения процесса программирования в Veichi AC310 внедрена функция автоматической настройки под конкретную цель (например, насос, вентилятор или конвейер):
Выбор профиля работы (F00.01): По умолчанию параметр имеет значение 0 (общепромышленный режим высокой перегрузочной способности типа G). Установка F00.01 = 1 переключает привод в режим "P" для вентиляторов и центробежных насосов, оптимизируя энергопотребление и снижая динамические перегрузки.
Инициализация и масштабирование параметров (F00.03): Для автоматического применения оптимальных параметров под выбранный тип нагрузки необходимо выполнить инициализацию, установив F00.03 = 11 (инициализация типа 1, восстанавливающая все параметры до заводских за исключением введённых данных двигателя) или F00.03 = 22. Это автоматически настроит кривую энергосбережения V/F, защиты от сухого хода и логику работы встроенного PID-регулятора.
Порядок выполнения автонастройки двигателя (Auto-tuning)
Для достижения высокой динамической точности, стабильности крутящего момента на низких частотах и правильной работы алгоритмов компенсации скольжения, после ввода паспортных данных двигателя необходимо провести процедуру автонастройки:
Определение типа автонастройки (F02.07):
- F02.07 = 1 — Вращательная настройка (Rotary): Требует полного механического отсоединения вала двигателя от рабочего органа машины. Обеспечивает наивысшую точность определения взаимной индуктивности и тока холостого хода электродвигателя.
- F02.07 = 2 — Статическая настройка (Static): Позволяет идентифицировать параметры статора (активное сопротивление, индуктивность рассеяния) без вращения вала. Рекомендуется применять, когда демонтаж механических передач невозможен.
Запуск идентификации: После выбора режима в F02.07 и сохранения значения кнопкой "ENTER"/"SET", необходимо нажать зелёную клавишу RUN на пульте управления. На дисплее появится индикация процесса измерения, которая погаснет после автоматического возврата привода в состояние готовности.
Активация и логика работы системы безопасности Safe Torque Off (STO)
Преобразователь частоты Veichi AC310 оснащён аппаратной платой безопасности STO, которая соответствует стандарту IEC 61800-5-2:2016 и имеет сертификацию уровня SIL3. Система предотвращает случайный запуск двигателя путём дублированной аппаратной блокировки импульсов управления на затворах силовых транзисторов IGBT. Для нормального функционирования привода на клеммы STO должно быть подано напряжение 24 В постоянного тока в соответствии с логической схемой устройства:
| Состояние входа STO1 | Состояние входа STO2 | Состояние выхода ШИМ на двигатель (PWM Output) | Код состояния на дисплее |
| Замкнут на +24V | Замкнут на +24V | Разрешён (Нормальная работа привода) | Текущая частота / Готов |
| Разомкнут (Open) | Замкнут на +24V | Заблокирован (Аварийное отключение момента) | Ошибка 38.01 (STO Hardware Fault) |
| Замкнут на +24V | Разомкнут (Open) | Заблокирован (Аварийное отключение момента) | Ошибка 38.01 (STO Hardware Fault) |
| Разомкнут (Open) | Разомкнут (Open) | Заблокирован (STO активировано системой безопасности) | Состояние STO (Безопасный останов) |
При заводской поставке клеммы STO1 и STO2 соединены перемычками со встроенным источником +24V на плате STO. При интеграции во внешние цепи безопасности (например, кнопки аварийного останова или реле безопасности) эти перемычки демонтируются, а подключение выполняется экранированным кабелем длиной не более 20 м для устранения наведённых помех.
