ממירי תדר מיצובישי – מדריך לסדרות: FR-D800, FR-E800, FR-A800, FR-F800

בתעשייה המודרנית, מערכות הנעה ובקרת מהירות הן חלק מרכזי בתהליכי ייצור, מכונות אוטומטיות, מסועים, משאבות, מערכות הרמה וקווי אריזה. חברת Mitsubishi Electric מציעה מגוון רחב של ממירי תדר (VFD – Variable Frequency Drives) ,מערכות סרוו
(Servo systems), ופתרונות לניהול אנרגיית בלימה, המאפשרים להתאים את מערכת ההנעה לדרישות של כל יישום.
משפחות ממירי התדר של מיצובישי כוללות את FR-D800, FR-E800, FR-A800, FR-F800 ו־FR-CS80. ויחידות בלימה והחזרת אנרגיה כגון FR-BU2 ו־FR-XC.
מה ההבדל בין הסדרות, מתי כדאי לבחור בכל אחת מהן, ואיך משלבים ממירי תדר ופתרונות בלימה במערכת תעשייתית?

מהו ממיר תדר ומה תפקידו במערכת ההנעה?

ממיר תדר, המכונה גם וסת מהירות או אינוורטר (Inverter) הוא התקן אלקטרוני לשליטה בפעולת מנוע חשמלי מתאים, בעיקר באמצעות ויסות התדר והמתח המסופקים למנוע.
באמצעות ממיר תדר ניתן לשלוט במהירות המנוע, לקבוע זמני האצה והאטה, להתאים את פעולת המכונה לעומס ולתהליך, וביישומים מתאימים גם להפחית את צריכת האנרגיה.
עם זאת, לא כל ממיר תדר מתאים לכל מנוע או לכל מכונה. או לכל יישום. הבחירה תלויה בין היתר במתח ההזנה, הספק וזרם המנוע, המומנט הנדרש, מאפייני העומס, אופן הבקרה סוג האפליקציה ודרישות התקשורת.

משפחת FR-D800 – הדור החדש של ממירי התדר הקומפקטיים:

סדרת Mitsubishi FR-D800 היא סדרת ממירי תדר קומפקטיים מהדור החדש של Mitsubishi Electric הממשיכה ומשדרגת את משפחת FR-D700 הוותיקה.
הסדרה מיועדת ליישומים תעשייתיים שבהם נדרשת בקרת מהירות אמינה, התקנה נוחה ותפעול פשוט, תוך שמירה על ממדים קומפקטיים.
בין מאפייניה:

• תמיכה בבקרת מנועי השראה (Induction Motors) ובמנועי מגנט קבוע
  (PM) בדגמים ובתנאים המתאימים.
• אפשרויות בקרה כגון V/F ו־Advanced Magnetic Flux Vector Control.
• שיפור נוחות החיווט, ההתקנה והתחזוקה.
• גרסאות עם אפשרויות תקשורת תעשייתית, לרבות דגמי Ethernet Profinet EtherCat 
• פונקציות לניטור, אבחון ושיפור יעילות אנרגטית.

דגמים ותתי־משפחות בסדרת :FR-D800 

FR-D820:  ממירי תדר המיועדים להזנת מתח תלת־פאזי מקבוצת 200V.

FR-D820S: גרסאות להזנת מתח חד־פאזי מקבוצת 200V, המתאימות ליישומים שבהם לא קיימת הזנה תלת־פאזית מתאימה, בכפוף להספק ולדרישות המנוע.

FR-D840: ממירי תדר לקבוצת מתח תלת־פאזי 400V, המתאימה למערכות תעשייתיות רבות בישראל.

FR-D810W: גרסאות לקבוצת הזנה חד־פאזית של 100V, לשווקים וליישומים שבהם מתח זה רלוונטי.

דוגמאות לממירי תדר ממשפחת :FR-D800

FR-D820S-0.4K-025-60
FR-D820S-0.75K-042-60
FR-D820S-1.5K-070-60
FR-D820S-2.2K-100-60
FR-D840-0.75K-022-60
FR-D840-1.5K-037-60
FR-D840-2.2K-050-60
FR-D840-3.7K-081-60
FR-D840-5.5K-120-60
FR-D840-7.5K-163-60
FR-D840-11K-230-60
FR-D840-15K-295-60

סדרת FR-D800 מתאימה בין היתר למסועים, מכונות אריזה, מערכות הזנה, מכונות ייצור ומערכות הנעה כלליות. בחירת הדגם נעשית בהתאם לעומס ולנתונים החשמליים והמכניים של המערכת.

החלפת FR-D700 בסדרת :FR-D800

במפעלים רבים עדיין פועלים ממירי תדר מסדרת FR-D700 ובהם דגמי FR-D720S ו־FR-D740. בעת שדרוג מכונה קיימת ניתן לבחון מעבר לסדרת FR-D800 ונכון להניח שכל דגם חדש מהווה תחליף ישיר כמעט ללא התאמות. יש לבדוק את זרם היציאה, מתח ההזנה, מידות ההתקנה, חיבורי הבקרה, הגדרות הפרמטרים, התקשורת ודרישות המכונה.

דוגמאות למעבר מסדרה הישנה לסדרה החדשה:

משפחת FR-E800 ממירי תדר קומפקטיים עם יכולות בקרה ותקשורת מתקדמות

סדרת FR-E800 מיועדת ליישומים שבהם נדרשות יכולות מתקדמות יותר מממיר תדר קומפקטי, במיוחד בתחומי בקרת המנוע, התקשורת והאינטגרציה עם מערכות אוטומציה.
הסדרה משלבת ביצועי הנעה מתקדמים עם מבנה קומפקטי ויכולות קישוריות המאפשרות לשלב את הממיר במערכות בקרה תעשייתיות.

בין מאפייניה:

• שיטות בקרה מתקדמות, ובהן Real Sensorless Vector Control בדגמים המתאימים.
• התאמה למגוון מנועים, לרבות מנועי השראה ומנועי PM מתאימים.
• אפשרויות תקשורת תעשייתית וניטור מרחוק.
• פונקציות אבחון ותחזוקה מתקדמות.
• אפשרויות בטיחות פונקציונלית בהתאם לדגם ולתצורה.

דגמים מרכזיים בסדרת :FR-E800

 FR-E820גרסה להזנת מתח תלת־פאזי מקבוצת 200V.

 FR-E820Sגרסה להזנת מתח חד־פאזי מקבוצת 200V.

FR-E840 גרסה למערכות בהזנה תלת־פאזית מקבוצת 400V.

 FR-E860 גרסה לקבוצת מתח של 575V, בהתאם לשוק ולזמינות.

 FR-E810W גרסה להזנת מתח חד־פאזי מקבוצת 100V.

סדרת FR-E800 מתאימה למכונות אריזה, מכונות ייצור, מסועים ויישומים הדורשים שילוב בין בקרת מהירות, תקשורת תעשייתית וביצועי הנעה מתקדמים.

ההבדל המרכזי בין FR-D800 ל־FR-E800  אינו רק בגודל או בהספק, אלא גם ברמת יכולות הבקרה, אפשרויות התקשורת והפונקציות המתאימות ליישומים מורכבים יותר.

משפחת FR-A800 ממירי תדר לביצועים גבוהים וליישומים תעשייתיים מורכבים:

סדרת FR-A800 מיועדת למערכות הנעה הדורשות ביצועים מתקדמים, בקרת מומנט, תגובה דינמית גבוהה ושליטה מדויקת יותר בתהליך.
הסדרה תומכת בשיטות בקרה מתקדמות, ובהן Real Sensorless Vector Control, ובאפשרויות לבקרת Vector עם משוב מתאים.
היא מתאימה במיוחד ליישומים שבהם יש משמעות גבוהה למומנט במהירויות נמוכות, לתנודות עומס וליציבות מערכת ההנעה.

משפחות ודגמים:

 FR-A820ממירי תדר מקבוצת מתח תלת־פאזי 200 וולט 

 FR-A840ממירי תדר מקבוצת מתח תלת־פאזי  400 וולט.

 FR-A842תצורות למערכות בהספקים גבוהים שבהן קיימת הפרדה בין יחידת הממיר ליחידת ההמרה, בהתאם לדגם.

דוגמאות לדגמים מהמשפחה:

FR-A840-00170-2-60
FR-A840-00250-2-60
FR-A840-00310-2-60
FR-A840-00380-2-60
FR-A840-00470-2-60
FR-A840-00620-2-60
FR-A840-00770-2-60
FR-A840-00930-2-60
FR-A840-01160-2-60

יישומים נפוצים כוללים מכונות ייצור כבדות, מערכות שינוע, מכונות חיתוך, מערכות הרמה ומכונות שבהן נדרשת בקרת מומנט מתקדמת.

משפחת FR-F800 ממירי תדר לחיסכון באנרגיה, משאבות ומאווררים:

סדרת FR-F800 פותחה בדגש על יישומים כגון משאבות, מאווררים, מפוחים ומערכות מיזוג אוויר.
במערכות אלה, התאמת מהירות המנוע לצורכי התהליך יכולה לסייע בהפחתת צריכת החשמל, במיוחד כאשר העומס משתנה לאורך שעות הפעילות.
הסדרה כוללת פונקציות ייעודיות לבקרת משאבות ומאווררים, אפשרויות PID, בקרה אנרגטית וניטור פעולת המנוע.

משפחות ודגמים:

 FR-F820 לקבוצת מתח תלת־פאזי 200V.

 FR-F840 לקבוצת מתח תלת־פאזי 400V.

FR-F842 תצורות למערכות בעלות הספק גבוה, בהתאם למבנה המערכת.

 FR-F846 תצורות ייעודיות בעלות מעטפת הגנה מתאימה לסביבות התקנה מסוימות.

הסדרה מתאימה במיוחד למערכות HVAC תחנות שאיבה, מפוחים, מערכות מים ותהליכים שבהם נדרשת בקרת ספיקה או לחץ.
חשוב לציין כי חיסכון באנרגיה אינו מובטח בכל יישום. הוא תלוי בין היתר באופי העומס, בפרופיל העבודה ובאופן שבו נשלט התהליך לפני התקנת הממיר.

משפחת FR-CS80 ממירי תדר זולים קומפקטיים ליישומים בסיסיים:

סדרת FR-CS80 מציעה פתרון קומפקטי למערכות שבהן נדרשת בקרת מהירות תעשייתית ללא כל הפונקציות המתקדמות של המשפחות הגבוהות יותר.
הסדרה מתאפיינת במבנה קטן, אפשרויות התקנה חסכוניות במקום ופונקציות בקרת מנוע המתאימות ליישומים פשוטים יחסית.
משפחה זו עשויה להתאים למסועים קטנים, מכונות עצמאיות, מערכות הזנה ויישומי הנעה סטנדרטיים.
גם כאן נדרש לבחור את הממיר לפי זרם המנוע, אופי העומס, זמני התאוצה וההאטה ודרישות הבקרה.

דוגמאות לדגמים:

FR-CS82S-025-60
FR-CS82S-042-60
FR-CS82S-070-60
FR-CS82S-100-60
FR-CS84-022-60
FR-CS84-036-60
FR-CS84-050-60
FR-CS84-080-60
FR-CS84-120-60
FR-CS84-160-60
FR-CS84-230-60
FR-CS84-295-60

טבלת השוואה בין משפחות ממירי התדר של מיצובישי:

בלימה במערכות הנעה – מה קורה לאנרגיה בזמן האטת מנוע?

בזמן האטה של מנוע או בתנועה שבה העומס מניע את המנוע, המנוע עשוי לפעול כגנרטור ולהחזיר אנרגיה חשמלית אל מערכת ההנעה.
אנרגיה זו עשויה להעלות את המתח במעגל ה־DC  של הממיר. כאשר יכולת הטיפול באנרגיית הבלימה אינה מספיקה, עלולה להופיע תקלה כגון Overvoltage.
קיימות מספר דרכים לטיפול באנרגיה, והבחירה תלויה בכמות האנרגיה, במשך הבלימה ובתדירות מחזורי העבודה.

נגדי בלימה  :Braking Resistors

נגד בלימה מאפשר לפזר את אנרגיית הבלימה כחום, באמצעות מעגל בלימה מתאים.
פתרון זה עשוי להתאים ליישומים שבהם נדרשות האטות קצרות או מחזוריות, בהתאם להספק הנגד, להתנגדות החשמלית וליכולת יחידת הבלימה.
בחלק מממירי התדר ניתן לחבר נגד בלימה מתאים ישירות, בעוד שבמערכות אחרות נדרשת יחידת בלימה חיצונית.

FR-BU2 יחידת בלימה של :Mitsubishi Electric

משפחת FR-BU2כוללת יחידות בלימה (Brake Units) שנועדו להגדיל את יכולת הטיפול באנרגיית הבלימה של מערכת ההנעה.
לדוגמה, FR-BU2-H75K היא יחידת בלימה המיועדת למערכות הנעה מתאימות, בשילוב עם רכיבי בלימה ונגדים לפי הוראות היצרן.
חשוב להבחין FR-BU2 אינה יחידה המחזירה אנרגיה לרשת החשמל. היא מטפלת באנרגיית הבלימה באמצעות פיזורה כחום בנגדי בלימה מתאימים.

FR-XC יחידת החזרת אנרגיה רגנרטיבית לרשת:

סדרת FR-XC היא משפחת ממירים רגנרטיביים רב־תכליתיים
(Multifunction Regeneration Converters) של Mitsubishi Electric
בניגוד ליחידת בלימה המבוססת על נגדים, פתרון רגנרטיבי מתאים מאפשר להחזיר אנרגיית בלימה אל רשת ההזנה, במקום לפזר את כולה כחום.
הסדרה מיועדת למערכות שבהן נוצרת אנרגיה רגנרטיבית משמעותית, למשל במערכות הרמה, מערכות שינוע בעלות מחזורי האטה תכופים ויישומים תעשייתיים נוספים.

בהתאם לתצורה, FR-XC יכולה להשתלב עם רכיבים ייעודיים כגון FR-XCL, FR-XCB  או FR-XCG ולספק פונקציות של החזרת אנרגיה, טיפול בהרמוניות או עבודה בתצורות של מעגל DC  משותף. דוגמאות למשפחה הןFR-XC-H7.5K FR-XC-H75K, המיועדות להספקים ולתצורות שונות.

FR-RC FR-CV & יחידות רגנרטיביות במערכות קיימות:

במערכות Mitsubishi ותיקות ניתן למצוא גם פתרונות כגון:
FR-RC יחידת החזרת אנרגיה המתאימה לתצורות מסוימות עם ממיר תדר יחיד.
FR-CV ממיר רגנרטיבי בעל אפשרות למעגל DC משותף, המאפשר שילוב של מספר ממירי תדר מתאימים.
בעת החלפת יחידה קיימת יש לבדוק אפשרות לשדרוג לפתרון עדכני כגון FR-XC אך ההתאמה תלויה במפרט המערכת ובהוראות היצרן.

מה ההבדל בין בלימה באמצעות נגד לבין בלימה רגנרטיבית?

יחידת בלימה אינה מחליפה בלם מכני המיועד להחזיק עומס במקומו או למלא דרישות בטיחות. במערכות הרמה יש לתכנן בנפרד גם את פונקציות ההחזקה והבטיחות המתאימות.

איך בוחרים ממיר תדר, סרוו או פתרון בלימה?

לפני בחירת רכיב חשוב להגדיר את מאפייני המכונה ואת דרישות התהליך.
בין הנתונים המרכזיים שיש לבדוק:

• סוג המנוע, ההספק, הזרם והמתח הנקוב.
• מתח ההזנה הקיים בלוח החשמל.
• מומנט ההתנעה ומומנט העבודה.
• תחום המהירויות הנדרש.
• זמני האצה והאטה.
• אופי העומס, כולל עומס קבוע או משתנה.
• צורך בבקרת מיקום, סנכרון צירים או בקרת מומנט.
• דרישות תקשורת עם PLC או בקר תנועה.
• משך ותדירות הבלימה.
• צורך בנגד בלימה, יחידת בלימה או פתרון רגנרטיבי.
• תנאי ההתקנה, דרישות הבטיחות והאפשרות לשדרג ציוד קיים.

בחירה לפי הספק המנוע בלבד אינה מספיקה. שני מנועים בעלי הספק זהה יכולים להידרש לממירי תדר או למערכות בלימה שונות לחלוטין, בהתאם לאופי השימוש.

פתרונות ההנעה והבקרה של שרף טכנולוגיות בע"מ:

שרף טכנולוגיות בע"מ משווקת ומספקת בישראל מגוון פתרונות הנעה ובקרה של Mitsubishi Electric לרבות ממירי תדר ממשפחות ,FREQROL פתרונות לבקרת מהירות, יחידות בלימה ורכיבים משלימים למערכות אוטומציה תעשייתית.
החברה מסייעת ללקוחות בבחירת פתרונות למכונות חדשות, בהחלפת ממירי תדר ומערכות סרוו קיימות ובאפיון פתרונות הנעה, בקרה ובלימה בהתאם לדרישות היישום.
בין אם מדובר בהחלפת ממיר FR-D700 ישן בסדרה מתקדמת יותר, בבחירת ממיר FR-A800 למערכת בעלת עומס משתנה או בשילוב פתרון רגנרטיבי לצמצום בזבוז אנרגיה, חשוב לבחון את המערכת כמכלול.

מחפשים ממיר תדר של ,Mitsubishi Electric מערכת סרוו או יחידת בלימה לדגם קיים?

צוות שרף טכנולוגיות ישמח לסייע בבדיקת התאמה טכנית, בחירת דגם מתאים וקבלת הצעת מחיר בהתאם לצורכי המכונה והיישום.