Viteză sau Poziție? Cum să vă dați seama dacă aparatul dvs. are nevoie de un VFD sau de un servomotor

Dacă mașina dvs. are nevoie doar de viteză reglabilă și tolerează o eroare de poziționare la nivelul gradului sau mai rău, un VFD este corect. Dacă are nevoie de poziționare repetabilă, sincronizare cu mai multe-axe sau corecție la nivel de-milisecunde, aveți nevoie de un servomotor. Dacă se află între cele două, evaluați mai întâi un vector VFD cu buclă închisă-. Întrebarea VFD vs servo drive este rezolvată de un singur lucru, nu de o foaie de date: această axă trebuie să se oprească într-o poziție definită și să se întoarcă la ea?

Recomandări cheie

• Un VFD controlează cât de repede se rotește un motor. Un servomotor controlează unde se oprește și calea pe care o parcurge.
• Un al treilea traseu se află între ele: un VFD vectorial cu buclă închisă-cu feedback al codificatorului.
• Unitățile servo oferă o supraîncărcare de aproximativ 3x față de aproximativ 1,5x pentru un VFD, ceea ce vă schimbă dimensionarea, precum și performanța.
• La înlocuirile învechite, geometria de montare provoacă mai multă reluare decât nepotrivirea electrică.

1. Versiunea scurtă: ce separă de fapt un VFD de un servomotor

1.1 Diferența cu o-propoziție

Într-o comparație VFD vs servo drive, VFD se descurcăcât de repede, iar servo se descurcăunde, când și pe ce drum. Un servo are nevoie de feedback deoarece ținta sa de control este poziția, iar poziția nu poate fi dedusă din frecvența aplicată. Bucla urmează de la ținta de control, motiv pentru care selecția începe mai degrabă la cerințele mașinii decât la foaia de date.

1.2 Comparație-alătură-dintr-o privire

Doar două rânduri sunt adevărate rupturi: ținta de control și clasa de precizie.

1.3 De ce terminologia derutează oamenii

VFD, invertorul, convertizorul de curent alternativ, convertizorul de frecvență și convertizorul de viteză variabilă numesc toate aceeași clasă de echipamente. Pe partea servo, cuvintele au sens. Un servomotor sau un amplificator este doar electronica de putere; un sistem servo înseamnă acționare plus motor plus feedback. Când două citate pentru o axă diferă de trei ori, de obicei, acesta este motivul. Indicați ce doriți în RFQ.

2. Cifrele care contează de fapt într-o decizie de selecție

Patru parametri decid majoritatea proiectelor și nu sunt egali. Clasa de precizie și raportul de inerție a sarcinii sunt porți dure care elimină opțiunile definitiv, în timp ce lățimea de bandă și supraîncărcarea modifică doar costul și dimensionarea.

2.1 Precizia poziționării și repetabilitate

Un VFD cu buclă-deschisă menține viteza cu câteva procente din punctul de referință sub sarcină în schimbare, iar feedback-ul codificatorului o restrânge cu un ordin de mărime. În schimb, o axă servo este evaluată pentru repetabilitatea pozițională, revenind la o poziție comandată în câteva numărări de codificator.

Aceste cifre nu sunt comparabile, așa că alegerea unui număr mai mic nu are sens. Urmează eroarea obișnuită de câmp: adăugați un codificator la un VFD standard, așteptați-vă la poziționare și obțineți acces cu crawlere cu viteză redusă-și vânătoare în apropierea țintei.

2.2 Lățimea de bandă de răspuns și timpul de stabilire

Buclele de viteză servo ajung în mod obișnuit la intervalul kHz, în timp ce VFD-urile de uz general se află la sute de Hz, iar un servomotor fără sarcină care atinge 2000 rpm de la oprire în aproximativ 20 ms este normal. Acestea sunt ordine de mărime tipice, nu garanții.

Ceea ce contează este când decalajul devine vizibil. Indexați o dată la două secunde și diferența nu ajunge niciodată la produs. Indexați de opt ori pe secundă cu stabilirea în interiorul fiecărui ciclu și nicio cantitate de reglaj VFD nu ajunge acolo.

2.3 Capacitatea de suprasarcină și de ce decide dimensionarea dvs

Un servomotor oferă de obicei un cuplu nominal de aproximativ 3x pentru scurt timp; un VFD de uz general de aproximativ 1,5x.

Acest decalaj vă schimbă dimensiunea. Cu o cerere de vârf la degajare sau în timpul accelerației, traseul servo este dimensionat pe cerința continuă și utilizează suprasarcină pentru vârf, în timp ce ruta VFD trebuie dimensionată mai aproape de vârf. Acest lucru vă împinge în sus cu o dimensiune sau două de cadru și, odată cu ea, spațiul motorului și al panoului, astfel încât decalajul de cost real este mai mic decât decalajul autocolantului.

2.4 Raportul de inerție a sarcinii: parametrul omit de majoritatea oamenilor

Pentru selectarea servo este un veto ascuns. Împingeți-l prea sus și obțineți un reglaj dificil, oscilație la stabilire, uneori o axă care nu se stabilizează niciodată, oricât de mult durează punerea în funcțiune. Mulți constructori păstrează raportul cu o singură cifră scăzută pentru mișcare solicitantă și acceptă până la aproximativ zece acolo unde dinamica este blândă.

Pentru aplicațiile VFD, îl puteți lăsa deoparte, deoarece inerția ridicată netezește puterea de transmisie, mai degrabă decât o combate. Trimiteți modelul de încărcare în faza de ofertă.

3. A treia opțiune despre care nimeni nu vorbește: VFD cu vector în buclă închisă-

Aproape fiecare articol despre acest subiect împarte lumea în jumătate și îți cere să alegi o parte. Această încadrare este destul de greșită pentru a fi costisitoare. Multe aplicații au nevoie de mai mult control al cuplului decât oferă un VFD de bază, dar o capacitate de poziție mai mică decât o oferă un servo, iar o alegere binară forțată le face să aibă performanțe insuficiente sau să cheltuiască prea mult.

3.1 Ce face de fapt un vector VFD cu buclă închisă-

Capacitatea VFD vine în trei niveluri: control V/Hz, control vectorial fără senzori și control vectorial-închis, care adaugă un encoder și închide buclele de viteză și cuplu în jurul măsurării reale.

Al treilea nivel oferă un cuplu complet la viteză zero și o precizie a cuplului suficient de bună pentru sarcina-de partajare a tensiunii și a sarcinii, care este locul în care se suprapune cu capacitatea servo. Nu se suprapune peste tot: lățimea de bandă a buclei de poziție și sincronizarea cu mai multe-axe rămân la un nivel mai jos, iar reglarea nu reduce acest decalaj.

3.2 Conducerea unui motor cu magnet permanent cu un-VFD de înaltă performanță

Un motor sincron cu magnet permanent nu este același lucru cu un servomotor. PMSM descrie construcția; servo descrie rolul pe care îl joacă un motor în interiorul unui sistem-în buclă închisă. Cele mai moderne-VFD-uri de înaltă performanță acceptă direct controlul PMSM, astfel încât să puteți captura eficiența magnetului permanenți fără a cumpăra un servosistem. Răspunsul dinamic rămâne pe teritoriul VFD, care se potrivește ventilatoarelor și pompelor cu eficiență ridicată-și sarcinilor constante de cuplu.

3.3 Când calea de mijloc este suficientă și când nu este

Rulați aplicația în șase condiții. Toate cele șase sunt libere, calea de mijloc este de obicei suficientă. Oricine eșuează, mergeți direct la servo.

1. Nu este necesar controlul absolut al poziției, doar reglarea vitezei sau a cuplului.
2. Nicio relație de fază nu este ținută împotriva unei alte axe.
3. Stabilirea permisă în sute de milisecunde, mai degrabă decât în ​​zeci.
4. Repetabilitatea poziționării, dacă este cazul, este necesară la nivel milimetric, mai degrabă decât mai strâns.
5. Raportul de inerție al sarcinii ridicat, dar stabil, fără modificări bruște la mijlocul-ciclului.
6. Nu este implicată nicio cameră electronică, interpolare sau conturare.

Aplicațiile care de obicei le șterg pe toate cele șase includ înfășurarea cu tensiune constantă, pornirea și oprirea cu inerție mare și tăierea simplă-la-lungime. Cele care eșuează una includ sincronizarea cu came cu mai multe axe-și forfecare în zbor-înaltă.

3.4 Poate un VFD să înlocuiască un servomotor? Un răspuns direct

Uneori da, în condiții, și adesea nu.

Funcționează atunci când axa are nevoie de control al vitezei sau al cuplului fără poziționare absolută, când nu este necesară sincronizarea și când așezarea nu afectează calitatea produsului. Eșuează atunci când axa trebuie să atingă o poziție comandată în mod repetat, să mențină faza cu o altă axă sau să urmeze un profil interpolat sau camă.

Când nu sunteți sigur, presupuneți că nu. Modificarea ulterioară a unei axe servo costă mult mai mult decât diferența de preț inițială.

4. O cale practică de selecție: șase întrebări în ordine

Aceste întrebări sunt ordonate în funcție de puterea de veto. Odată ce cineva produce un răspuns de descalificare, opriți-vă; restul nu o poate inversa.

4.1 Fluxul decizional

1. Axa necesită controlul poziției?Nu, și ești deja pe filiala VFD. Da, continua.
2. Ce repetabilitate pozițională este necesară?Nivelul milimetric sau mai liber ține în joc VFD cu vector în buclă-închisă. Tighter elimină imediat fiecare opțiune VFD. Acesta ocupă locul al doilea, deoarece este cel mai frecvent descalificator.
3. O singură axă sau axe sincronizate?Orice cerință de a menține faza te mută la servo, indiferent de precizie.
4. Ce timp de ciclu este necesar?Stabilirea în zeci de milisecunde te împinge la servo; sute de milisecunde mențin ramura VFD deschisă.
5. Care este raportul de inerție a sarcinii?Raporturile ridicate și instabile complică reglarea servo și pot forța schimbarea cutiei de viteze. Rulați acest lucru înainte de a finaliza un model.
6. Care este bugetul?În sfârșit, în mod deliberat. Bugetul stabilește modelul pe care îl cumpărați în interiorul unui traseu, niciodată pe ce rută o luați.

Nu sunteți sigur ce dimensiune a cadrului se potrivește cu motorul dvs.?

Trimiteți-ne plăcuța de identificare și datele de încărcare și vom verifica potrivirea.

Contactați echipa noastră de ingineri.

4.2 Exemplu lucrat: un transportor care nu are nevoie de servo

Un transportor cu bandă de 15 kW care mișcă cutii cu viteză variabilă, fără cerințe de poziție, încărcare constantă. Întrebarea 1 răspunde nu și fluxul se termină acolo. Selecția devine dimensionare: potriviți convertizorul cu curentul de sarcină maximă a motorului, mai degrabă decât kW de pe plăcuța de identificare, și permiteți o marjă pentru pornirea cu sarcină.

4.3 Exemplu lucrat: o axă de ambalare care face

O falcă de etanșare transversală-pe un ambalaj de curgere, sincronizată cu alimentarea filmului, viteză mare de ciclu. Întrebarea 2 necesită repetabilitate cu mult sub un milimetru la etanșare, care îndepărtează deja ramura VFD. Întrebarea 3 o rezolvă independent, deoarece maxilarul trebuie să țină faza cu axa filmului.

4.4 Exemplu lucrat: un bobinator care aterizează în mijloc

Un suport de desfășurare care menține tensiunea constantă a benzii, cu inerție mare și în continuă schimbare. Întrebarea 1 răspunde nu, dar axa are nevoie de mai mult de V/Hz, deoarece precizia tensiunii depinde de precizia cuplului. Toate cele șase condiții din secțiunea 3.3 sunt clare, așa că aceasta aterizează pe un VFD vectorial cu buclă închisă-la o fracțiune din costul servo.

5. Harta aplicației: unde aparține fiecare tip de unitate

5.1 Aplicații tipice VFD

• Pompe și ventilatoare.Cererea variază continuu și nimic nu depinde de poziție. Vezi noastreGhid de dimensionare HVAC VFD.
• Transportoare.Schimbări de viteză între produse; unde se oprește cureaua este irelevant.
• Compresoare si mixere.Cererea fluctuează de-a lungul unei schimburi, iar operațiunea de-încărcare parțială este locul unde stau economiile.
• Turnuri de răcire și dispozitive de tratare a aerului.Funcție continuă cu urmărire a încărcăturii.

Serviciul de cuplu-înaltă-la viteză mică este locul în care se epuizează V/Hz de bază și acesta este un motiv pentru a trece la nivelul de control mai degrabă decât la servo. Răsfoițiintervalul variatorului de frecvență.

5.2 Aplicații tipice de servo

• Articulațiile robotului.Fiecare articulație are un unghi comandat și se coordonează cu celelalte.
• Axe de avans CNC.Căile sunt interpolate, astfel încât eroarea următoare devine eroare de geometrie a părții.
• Axele de ambalare și transformare.Axe multiple rețin faza la rate mari de ciclu.
• Alegeți și plasați.Repetabilitate fină este întreaga funcție a axei.

O notă despre poziția noastră: furnizăm VFD-uri, PLC-uri, HMI-uri și module PLC și nu vindem servomotor. Îndrumările de mai sus reflectă experiența de selecție mai degrabă decât un interes de vânzare, motiv pentru care vă putem spune clar când un servo este răspunsul corect.

5.3 Instalații mixte: cum se trasează linia

Majoritatea fabricilor funcționează pe ambele, așa că ceea ce ajută este mai degrabă un principiu decât o listă, iar amestecarea are un cost ascuns, deoarece două familii înseamnă două stocuri de rezervă și două seturi de abilități. Funcția în primul rând: motoarele utilitare, cum ar fi pompele, ventilatoarele și circulația lichidului de răcire trec la VFD, în timp ce axele de proces trec la servo. Al doilea contact cu produsul: dacă mișcarea determină o dimensiune, calitatea etanșării sau greutatea de umplere, tratați-l ca pe un candidat servo. Coordonare a treia: dacă axa trebuie să mențină faza cu o altă axă, este o axă servo, indiferent. Noastresoluții pentru industria energeticăarătați unul desfășurat.

5.4 Unde se încadrează PLC-ul și controlerul de mișcare

Constrângerea se află în rețea. PROFINET domină arhitecturile Siemens, EtherNet/IP domină arhitecturile Allen-Bradley, EtherCAT apare pe scară largă în mașinile grele-în mișcare, iar Modbus RTU rămâne obișnuit pentru controlul VFD simplu. Confirmați marca controlerului și tipul de magistrală înainte de a selecta orice unitate; acel pas îndepărtează de obicei jumătate din candidați. Compatibil cu recenziiPLCşiHMIopțiuni pentru aceleași șase mărci.

6. Cost, timp de livrare și aprovizionare: ce nu vă spune fișa de specificații

Selecția tehnică decide dacă mașina funcționează. Condițiile de achiziție decid dacă proiectul este livrat în termen și aproape niciun articol de selecție nu acoperă a doua jumătate.

6.1 Dincolo de prețul de achiziție: comparația costurilor reale

6.2 Marca-după-marca-: potrivirea familiilor VFD și servo

6.3 Înlocuirea unei unități învechite: puncte de verificare pentru compatibilitate

Înlocuirea unei unități întrerupte este un exercițiu diferit de noua selecție. Schimburile încrucișate-mărcilor adaugă riscuri în special la punctele 3, 4 și 6.

• Putere și curent nominal.Se potrivește cu curentul de sarcină maximă a motorului, nu kW de pe plăcuța de identificare.
• Metoda de control.Unitatea AV/Hz într-o aplicație vectorială fără senzori menține viteza slab la schimbarea sarcinii.
• Interfață de comunicare.O altă placă fieldbus transformă o schimbare de componente într-o sarcină software.
• Definițiile terminalelor de control.Numerotarea și polaritatea logică nu sunt standardizate între familii, iar efortul de recablare este subestimat în mod obișnuit.
• Carcasă și montaj.Modelul șuruburilor, adâncimea și spațiul de răcire necesar.
• Migrarea parametrilor.Numerotarea rareori mapează unul la unu, chiar și în cadrul unui singur brand de-a lungul generațiilor.

Punctul de control care provoacă cele mai multe reprelucrări nu este electric, este numărul 5, deoarece unitățile moderne au adesea o formă diferită de unitățile pe care le înlocuiesc. Măsurați înainte de a comanda șicăutați în biblioteca de modelepentru o alternativă în-stoc.

6.4 Timp de livrare și stoc: de ce disponibilitatea modifică decizia

Pe proiectele live, timpul de livrare inversează ordinea obișnuită a deciziilor mai des decât planifică oricine. Când modelul preferat indică un termen lung, puteți aștepta, luați un alt model din aceeași familie sau mutați marca.

Riscul crește brusc în cele trei. A rămâne în interiorul unei familii nu schimbă nimic altceva decât numărul piesei, schimbarea mărcii pe același fieldbus costă în mare parte timpul de punere în funcțiune, iar schimbarea împreună a mărcii și a magistralei înseamnă a revizui arhitectura. Solicitați termenul de livrare în timpul revizuirii designului, nu după ce modelul este reparat.

Ești gata să verifici disponibilitatea?

Trimiteți numărul dvs. de model sau o scurtă descriere a aplicației cu cantitatea și data țintă de livrare, iar noi vă vom returna starea stocului și prețul în 24 de ore. sau contactați-ne pe WhatsApp sau lajerry@szct-automation.com.

Solicitați o cotație

FAQ

 

 

Poate un VFD controla un servomotor?

Nu este un VFD standard, deoarece un servomotor se așteaptă la o unitate care închide o buclă de poziție în jurul dispozitivului său de feedback. Dacă un VFD poate conduce un motor sincron cu magnet permanent este o întrebare separată, iar acolo răspunsul este da la majoritatea modelelor-de înaltă performanță.

Care este diferența de precizie dintre un VFD și un servomotor?

Sunt specificate diferit, astfel încât comparația directă este invalidă. Un VFD este evaluat pentru reglarea vitezei ca procent din viteza nominală, un servo pentru repetabilitate pozițională în numărări sau arc-minute.

Este un VFD vectorial cu buclă închisă-la fel de bun ca un servomotor?

În ceea ce privește precizia cuplului și stabilitatea-la viteză scăzută, acesta se apropie suficient de mult pentru multe aplicații, dar în ceea ce privește lățimea de bandă a buclei de poziție și sincronizarea cu mai multe-axe, rămâne un nivel mai jos. Utilizați cele șase condiții din secțiunea 3.3 împotriva propriului caz.

Cu cât este mai scump un servosistem decât un VFD?

Pe axă, de câteva ori mai multe odată ce motorul potrivit, cablarea de feedback și software-ul de configurare sunt numărate. Raportul se îngustează atunci când traseul VFD necesită supradimensionare pentru un cuplu maxim. Trimiteți-ne numărul de axe și profilul de sarcină pentru cifre reale.

Pot folosi un VFD și un servomotor pe același PLC?

Da, și majoritatea mașinilor de producție o fac. Constrângerea este mai degrabă rețea decât controlerul, așa că păstrați ambele pe o magistrală pe care PLC-ul o acceptă în mod nativ și confirmați placa de interfață înainte de a comanda.

Modelul meu de unitate este întrerupt. Care sunt opțiunile mele?

Trei, în ordinea preferințelor: un succesor în aceeași familie, o altă familie de la aceeași marcă pe aceeași magistrală de câmp sau un echivalent cu mai multe-marci. Trimite-ne numărul tău de piesă și vom verificabiblioteca de modelepentru o potrivire în-stoc.

Concluzie

Cea mai scurtă versiune: dacă axa trebuie să revină în mod repetat la o poziție definită sau să mențină faza cu o altă axă, aveți nevoie de un servo și niciun argument bugetar nu schimbă asta. Dacă are nevoie doar de viteză reglabilă, un VFD este corect. Dacă are nevoie de un cuplu precis fără poziționare, verificați traseul VFD cu vector în buclă închisă-înainte de a stabili prețul unei axe servo.

Trimiteți-ne plăcuța de identificare a motorului, numărul piesei pe care o înlocuiți sau o descriere pe două-linii a axei și vom reveni cu un model, starea stocului și termenul de livrare potrivit.Solicitați o cotație.

Consultație gratuită