Spotkałem się ostatnio z nowym dostawcą na rynku, a mianowicie producentem „Simphoenix”, wywodzącym się z Państwa Środka. Jak zawsze, dosyć mocno sceptycznie podszedłem do produktu chińskiego. Długo się zastanawiałem czy w ogóle warto testować kolejne rozwiązanie napędowe – mamy obecnie na rynku niemal setkę różnorodnych dostawców przemienników częstotliwości. Zdecydowałem się jednak, mówiąc kolokwialnie, „rzucić okiem” i zrecenzować produkt.  Firma „Simphoenix” pochodzi z Chin i powstała w 2004 roku. Dostarcza produkty z segmentu automatyki: przemienniki częstotliwości, serwonapędy, panele HMI, sterowniki PLC. W chwili obecnej prowadzi dystrybucję w ponad 60 krajach. Firma posiada dużą jednostkę badawczo-rozwojową, szeroką kadrę inżynierską i dosyć dużą produkcję własną.

W tym artykule skupię się na najprostszej i najbardziej ekonomicznej serii przemienników E500. W swoim portfolio producent posiada znacznie bardziej wyrafinowane rozwiązania, lecz stwierdziłem, że zacząć należy od rzeczy najprostszych. Jeżeli producent dba o najtańsze i najprostsze produkty, mamy gwarancję, iż przykłada jeszcze większą wagę do produktów bardziej wyrafinowanych.  Na cele testów otrzymałem wszystkie modele z typoszeregu trójfazowego: 0,75KW/2,2KW/3KW/4KW/5,5KW oraz największy 7,5KW.


Rysunek 1 Rodzina przemienników E500.

Po otwarciu pudełka widzimy porządnie zapakowany przemiennik wraz z małą instrukcją obsługi w języku angielskim oraz małymi plastikowymi zaślepkami na boczne wyloty powietrza. Instrukcję w języku polskim otrzymałem w wersji elektronicznej. To, co rzuca się na pierwszy rzut oka, to bardzo ładnie wykonany design. Przemienniki występują w dwóch typach zasilań:

1x230VAC    z zakresem mocy 0d 0,4KW do 4KW włącznie (też się zdziwiłem, że jednofazowe przemienniki produkowane są aż do mocy 4KW).

3x400VAC  z zakresem mocy 0,75KW – 7,5KW włącznie.

Oba typoszeregi dostępne ze stopniem ochrony IP20. Standardowo na przemienniku osadzony jest 7-segmentowy wyświetlacz, przyciski do operowania i parametryzacji oraz zabudowany potencjometr, co jest dużym plusem. Pod względem estetyki i designu – E500 prezentuje się naprawdę należycie.

Rysunek 2 Widok przedni jednostki 0,75KW.

Po uniesieniu przedniej klapki naszym oczom ukazuje się zestaw terminali siłowych i sterowniczych. Muszę zaznaczyć, że montaż kabli był bardzo przyjazny – szerokie terminale, łatwy i swobodny dostęp. Nie miałem żadnego problemu z montażem.   Listwa siłowa wygląda następująco:

Rysunek 3 Terminale siłowe E500.

Kolejno do zacisków R,S,T podłączamy zasilanie główne 3x400VAC. Zaciski U,V,W to zaciski silnika. Pomiędzy zaciski PP a PB mamy możliwość podłączenia zewnętrznego rezystora hamowania – w całym typoszeregu moduł hamowania jest wbudowany w standardzie. Nie musimy się martwić o obecność modułu – gdy mamy potrzebę gwałtownego hamowania, dołączamy jedynie rezystor. Zacisk E pełni rolę zacisku ochronnego (PE). Spójrzmy na zaciski sterownicze:

Rysunek 4 Zaciski sterownicze E500.

TA,TC – przekaźnik wyjściowy z możliwym obciążeniem styków 1A. Sygnał NO. Programowalne.

X1-X4 – wejścia cyfrowe 24VDC (cztery programowalne). Działają jedynie w trybie NPN, co jest swoistym ograniczeniem. Sterować możemy jedynie minusem, zwierając kolejne wejścia do masy (zacisk CM – common, wspólny).

24V – zasilacz 24VDC z wydajnością prądową 50 mA.

VS – zasilanie 10VDC dla zasilenia potencjometru zewnętrznego lub innych zastosowań.

AI – wejście analogowe, którego standard wybieramy za pomocą zworki (0-10VDC lub 4-20mA).

AO – wyjście analogowe 0-10VDC (nie ma możliwości zmiany standardu).

GND – masa dla sygnałów analogowych (CM – masa dla wejść cyfrowych).

OC – wyjście cyfrowe otwarty kolektor (programowalne).

RS+ RS- zaciski komunikacji Modbus RTU (port RS485).

Do dyspozycji mamy cztery w pełni programowalne wejścia cyfrowe, jedno wyjście otwarty kolektor oraz przekaźnik NO. Jedno wejście analogowe (przełączalne prąd/napięcie), jedno wyjście analogowe 0-10VDC. Na potrzeby własne dodatkowo zacisk +24VDC oraz +10VDC. Standardowo przemiennik ma wbudowaną komunikacje RS485 – Modbus RTU. Do prostych aplikacji nie potrzebujemy większych zasobów sprzętowych. Za pomocą 4 wejść jesteśmy w stanie sterować przemiennik dwu lub trój-przewodowo, zadawać prędkości krokowe, czytać statusy wyjść (praca, awaria) lub wymieniać informacje po magistrali Modbus. Sprawdźmy poziomy prądów wyjściowych, które sukcesywnie są „obcinane” przez licznych producentów na rynku. Tabela modeli oraz prądy wyjściowe:

Moc (kW)Prąd (A)Typ
0,43E500-2S0004B
0,755E500-2S0007B
1,57,5E500-2S0015B
2,210E500-2S0022B
314E500-2S0030B
416,5E500-2S0040B
Tabela nr 1 Modele jednofazowe E500.
Moc (kW)Prąd (A)Typ
0,752,5E500-4T0007B
1,54,2E500-4T0015B
2,25,5E500-4T0022B
37,5E500-4T0030B
49,5E500-4T0040B
5.513E500-4T0055B
7,517E500-4T0075B
Tabela nr 2 Modele trójfazowe E500.

Jak łatwo zauważyć, przemienniki mają większy prąd wyjściowy niż standardowe konstrukcje spotykane na rynku. Dla mocy 5,5KW przeważnie wskaz prądu wynosi 12A – w przypadku Simphoenix mamy 1A nadwyżki, co jest bardzo dużym atutem. Nadwyżki prądu występują praktycznie w całym typoszeregu mocy. Warto nadmienić, że przemiennik radzi sobie z bardzo dużymi wahaniami napięć. Rozpiętość napięć wynosi:

Zasilanie jednofazowe 180VAC – 260VAC;

Zasilanie trójfazowe 300VAc – 460VAC;

Przemiennik może się szczególnie sprawdzić w instalacjach, gdzie występują właśnie duże zmiany napięć zasilania. Przeciążalność przemiennika wynosi 150% prądu znamionowego przez okres 60 sekund. Biorąc pod uwagę nadwyżkę prądu znamionowego – w niektórych wypadkach przemiennik pozwoli na operowanie z silnikami większymi, niż wskazuje na to moc znamionowa (szczególnie w przypadku pomp i wentylatorów, gdzie z reguły są to obciążenia lekkie i niedociążone).

Montaż przemiennika jest bardzo prosty – małe jednostki posiadają zapięcie na szynę DIN. Większe ze względu na wagę już nie – montaż czysto na płycie montażowej. Należy uwzględnić wolne przestrzenie pomiędzy przemiennikami – nie mają możliwości zabudowy „jeden obok drugiego”.

Po zdjęciu obudowy zauważyłem solidną konstrukcję. Duże przestrzenie – widać, że producent postawił na solidne wykonanie. Nie starał się upchać wszystkich elementów na jak najmniejszej powierzchni. Daje to nadzieję na lepsze odprowadzanie ciepła i większą żywotność komponentów. Powiedziałbym nawet, że wykonanie jest bardzo „toporne”, skierowane dla przemysłu, choć z definicji przemiennik ma służyć do prostych zastosowań. Nie zauważyłem żadnych zagrożeń ze strony modułów mocy, kondensatorów czy innych kluczowych komponentów. Nie są to może najnowszej generacji podzespoły, lecz na pewno są sprawdzone i spełniają należycie swoją rolę, gdyż konstrukcja przemiennika ewoluuje od ponad 10 lat. Aktualizowane jest oprogramowanie oraz kluczowe komponenty sprzętowe na bazie doświadczeń z ponad 60 różnych rynków. Mnie to osobiście przekonuje. Producent postawił na jeden model, który od wielu lat udoskonala.

Jak wyglądają zasoby programowe? Co z funkcjonalnością? Jakie aplikacje możemy wykonać za pomocą przemiennika? Standardowo mamy do dyspozycji: regulator PID z kilkoma funkcjami standardowymi, sterowanie U/f oraz wektorowe z możliwością autotuningu (odczyt dodatkowych danych silnika jak rezystancja czy indukcyjność stojana), hamowanie wspomagane DC, sterowanie trójprzewodowe, prędkości krokowe (tutaj duży plus za możliwość programowania sekwencji prędkości i czasu ich działania), licznik, kilka funkcji dedykowanych do aplikacji cięcia materiału, granice częstotliwości, własna krzywa U/f, JOG, sterowanie góra/dół, funkcja SWING do nawijania. Do wejść cyfrowych mamy 29 różnych funkcji, a do wyjść 15.

Jak wyglądają zabezpieczenia?

Do dyspozycji posiadamy: przeciążeniowe, temperaturowe, podnapięciowe, nadnapięciowe, zwarcie, brak fazy na wyjściu. Niestety nie dopatrzyłem się zabezpieczenia doziemnego ani nieodciążeniowego.  Powiedziałbym, że to zestaw bardzo standardowych zabezpieczeń. Dobrą wiadomością jest fakt, że producent obecnie pracuje nad poprawkami i niebawem zabezpieczenia związane z niedociążeniem będą dostępne w standardowej strukturze programowej.

W zakresie hamowania mamy możliwość hamowania zgodnie z rampą DEC (wraz z dodatkowym rezystorem hamowania), wstrzykiwania prądu DC lub hamowanie wolnym wybiegiem. W opcji startu mamy jedynie możliwość startu z rampą ACC (nie ma lotnego startu, szukania prędkości).

Czy przemiennik spełnia jakiekolwiek limity emisji EMC? Przecież to produkt chiński.

Tak, w standardzie mamy filtr EMC klasy C3 dedykowany dla przemysłu. Producent posiada stosowne badania. Gdy chcemy użyć go w środowisku komercyjnym, zmuszeni jesteśmy zainstalować dodatkowy filtr EMC klasy C2.

Jak to zachowuje się w praktyce?

Rysunek 3 Tabliczka znamionowa silnika testowego.

Testy rozpocząłem od najprostszego sterowania U/f. Zawsze sprawdzam, jak zachowuje się przemiennik na nastawach domyślnych. Do testów wybrałem jednostkę trójfazową o mocy 2,2KW i taki też silnik podpięto pod przemiennik. Mocno się zdziwiłem, gdy na nastawach domyślnych (moc przemiennika 2,2KW – domyślne nastawy dla silnika 2,2KW) kontrola silnika była co najmniej bardzo dobra. Żadnych prze regulowań, wysoki moment w trybie U/f (bez żadnych podbić momentu i funkcji typu „kick start”). Jedynym minusem jest dosyć głośna praca silnika na niskich częstotliwościach. Przemiennik zmienia nastawę częstotliwości kluczowania i wraz ze wzrostem prędkości, hałas maleje. Obecnie widzę podobną tendencję większości dostawców (w tym LS Electric). Maksymalna nastawa ręczna częstotliwości kluczowania wynosi 8KHz. Rozpędzałem silnik od prędkości zerowej do znamionowej oraz w zakresie osłabionego pola. Nie zauważyłem żadnych fluktuacji ani nietypowego zachowania silnika. Następnie przeszedłem do sterowania wektorowego. Tutaj największe wrażenie wywarł na mnie krótki czas autotuningu. Po włączeniu autotuningu cały proces trwał około pięciu sekund. Następnie nie zauważyłem żadnej różnicy w działaniu silnika – ponownie płynna praca bez żadnych anomalii. Oczywiście moment był znacznie wyższy. W tym procesie „wysypuje” się wiele „lowcostowych” konstrukcji. Autotuning mierzy błędnie dane silnika, lub proces autotuningu nie ulega zakończeniu, lub sterowanie wektorem pola po błędnie przeprowadzonym biegu identyfikacyjnym silnika nie działa tak, jakbyśmy tego oczekiwali. W tym przypadku było zupełnie inaczej. Na sam koniec przetestowałem kilka funkcji wejść/wyjść, ustawiłem regulacje PID w podstawowym zakresie oraz hamowałem z bardzo krótką rampą, by przetestować pracę na rezystorze. Podczas wielu prób nie miałem żadnej sytuacji związanej z pojawiającym się błędem. Po założeniu obciążenia w postaci wentylatora sprawdziłem przeciążalność, możliwości hamowania dynamicznego oraz hamowanie DC. Nie zauważyłem żadnych anomalii. Przemiennik zachowywał się tak, jak powinien. Krótki film, obrazujący unboxing oraz podstawowe operowanie z produktem, znajduje się poniżej (unboxing, omówienie konfiguracji sprzętowej, podstawowe podłączenie i parametryzacja, praca silnika w trybie U/f oraz wektorowym).

Unboxing seria E500

Po krótkim wywiadzie rynkowym okazało się, że przemienniki na polskiej ziemi są obecne już od co najmniej kilku lat. Starałem się dotrzeć do aplikacji pracujących na tym sprzęcie. Nie otrzymałem negatywnych informacji zwrotnych. Przeważnie były to proste aplikacje, bazujące na zadawaniu częstotliwości za pomocą wejścia analogowego lub potencjometru i prostej synoptyce wyjść.

Podsumowując, mogę polecić przemiennik do wszystkich prostych i niewymagających aplikacji, gdzie główną wytyczną jest kontrola prędkości silnika (wentylatory, pompy, przenośniki, młyny, mieszalniki). Po co przepłacać za funkcjonalność, której się nie wykorzysta? Cena przemiennika jest bardzo przyjazna. Dlatego przemiennik polecam do wszystkich „low costowych” aplikacji, gdzie nie ma wyrafinowanego sterowania, a liczy się jedynie kontrola prędkości silnika.

Recenzja serii bardziej uposażonej E280, która współpracuje z enkoderem już wkrótce. Jest to typowe wykonanie dla przemysłu z dużą funkcjonalnością oraz możliwościami rozbudowy. Zakres mocy aż do 315KW przy zasilaniu 3x400VAC.

Plusy serii E500:

Przemiennik posiada wysoki prądy wyjściowy, odporny jest na duże wahania napięć sieciowych, wyposażony jest w odpowiednią ilość I/O, ma w standardzie filtr EMC C3, moduł hamowania oraz komunikację Modbus RTU. Oprogramowanie pozwala na wykonanie wszystkich podstawowych funkcji, jak prędkości krokowe, czy sterowanie trójprzewodowe. Niska cena. Szybki montaż na szynie DIN. Zabudowany potencjometr do zadawania prędkości. Prosta obsługa. Przyjazny interfejs. Polska instrukcja obsługi. Polski serwis. Magazyn w Polsce. W wykonaniu jednofazowym moc aż do 4KW. Solidna konstrukcja sprzętowa. Szeroka rozpietość napięć zasilajacych (300-465VAC).

Minusy serii E500:

Brak sterowania PNP wejściami (obecnie trwają pracę nad tym). Brak sterowania momentowego (w zasadzie dla kompaktowej serii przemienników całkowicie zbędne). Brak funkcji obsługi hamulca. Typoszereg mocy kończy się na 7.5KW (powyżej tej mocy dostępna seria E280). Brak funkcji lotnego startu. Brak kart komunikacyjnych (jedynie Modbus). Brak możliwości montażu jeden obok drugiego. Brak wbudowanego filtru EMC klasy C2. Częstotliwość kluczowania max. 8KHz.

W przypadku zainteresowania – prosimy pisać na biuro@dwimotion.pl, lub zapraszamy do naszego sklepu internetowego: https://dwimotion.pl/sklep/

Gorąco polecam – sam używam serii E500 w aplikacjach, gdzie wytyczną jest kontrola prędkości.

Cennik:

Zasilanie jednofazowe
Moc (kW)Prąd (A)Typ Cena netto
0,43E500-2S0004B444,08 zł
0,755E500-2S0007B458,64 zł
1,57,5E500-2S0015B546,00 zł
2,210E500-2S0022B618,80 zł
314E500-2S0030B682,50 zł
416,5E500-2S0040B728,00 zł
Cennik Simphoenix – zasilanie jednofazowe. Ceny netto PLN.
Zasilanie trójfazowe
Moc (kW)Prąd (A)TypCena netto
0,752,5E500-4T0007B641,55 zł
1,54,2E500-4T0015B664,30 zł
2,25,5E500-4T0022B709,80 zł
37,5E500-4T0030B832,65 zł
49,5E500-4T0040B980,98 zł
5.513E500-4T0055B1 137,50 zł
7,517E500-4T0075B1 274,00 zł
Cennik Simphoenix – zasilanie trójfazowe. Ceny netto PLN.

Link do katalogu PL:

Link do instrukcji PL: