Snelheid of positie? Hoe u kunt bepalen of uw machine een VFD of een servoaandrijving nodig heeft

Als uw machine alleen een instelbare snelheid nodig heeft en positioneringsfouten op graadniveau of erger tolereert, is een VFD correct. Als er herhaalbare positionering, meer--assige synchronisatie of milliseconden-niveaucorrectie nodig is, heeft u een servoaandrijving nodig. Als deze zich tussen de twee bevindt, evalueer dan eerst een gesloten-lusvector-VFD. De vraag over VFD versus servoaandrijving wordt door één ding opgelost, niet door een datasheet: moet deze as stoppen op een gedefinieerde positie en daarnaar terugkeren?

Belangrijkste afhaalrestaurants

• Een VFD regelt hoe snel een motor draait. Een servoaandrijving bepaalt waar hij stopt en welk pad hij volgt.
• Er zit een derde route tussen: een vector-VFD met gesloten-lus en encoderfeedback.
• Servodrives bieden ongeveer 3x overbelasting tegen ongeveer 1,5x voor een VFD, waardoor zowel uw afmetingen als uw prestaties veranderen.
• Bij verouderde vervangingen veroorzaakt de montagegeometrie meer herwerk dan elektrische mismatch.

1. De korte versie: wat een VFD feitelijk scheidt van een servoaandrijving

1.1 Het verschil van één-zin

In een vergelijking tussen VFD en servoaandrijving slaagt de VFD erinhoe snel, en de servo beheert hetwaar, wanneer en langs welk pad. Een servo heeft feedback nodig omdat het besturingsdoel de positie is, en de positie kan niet worden afgeleid uit de toegepaste frequentie. De lus volgt uit het besturingsdoel. Daarom begint de selectie bij de machinevereisten en niet bij het gegevensblad.

1.2 Vergelijking-aan-zij in één oogopslag

Slechts twee rijen zijn echte dealbreakers: controledoel en nauwkeurigheidsklasse.

1.3 Waarom de terminologie mensen in verwarring brengt

VFD, omvormer, frequentieregelaar, frequentieomvormer en frequentieregelaar noemen allemaal dezelfde klasse apparatuur. Aan de servokant hebben de woorden betekenis. Een servoaandrijving of versterker is alleen de vermogenselektronica; een servosysteem betekent aandrijving plus motor plus feedback. Wanneer twee offertes voor één as drievoudig verschillen, is dat meestal de reden. Geef aan wat u wilt in de offerteaanvraag.

2. De cijfers die er daadwerkelijk toe doen bij een selectiebeslissing

Vier parameters bepalen de meeste projecten en ze zijn niet gelijk. Nauwkeurigheidsklasse en belastingtraagheidsverhouding zijn harde poorten die opties regelrecht elimineren, terwijl bandbreedte en overbelasting alleen maar de kosten en omvang verschuiven.

2.1 Positioneringsnauwkeurigheid en herhaalbaarheid

Een VFD met open-lus houdt de snelheid binnen een paar procent van het instelpunt bij veranderende belasting, en feedback van de encoder verscherpt die met een orde van grootte. Een servo-as is in plaats daarvan geschikt voor positionele herhaalbaarheid en keert binnen enkele encodertellingen terug naar een opgedragen positie.

Deze cijfers zijn niet vergelijkbaar, dus het kiezen van het kleinere aantal is zinloos. De veel voorkomende veldfout volgt: voeg een encoder toe aan een standaard VFD, verwacht positionering en je krijgt een lage-snelheid die in de buurt van het doel kruipt en jaagt.

2.2 Reactiebandbreedte en afwikkelingstijd

Servosnelheidslussen bereiken gewoonlijk het kHz-bereik, terwijl VFD's voor algemene doeleinden in de honderden Hz zitten, en een onbelaste servomotor die vanuit stilstand in ongeveer 20 ms 2000 tpm bereikt, is normaal. Dit zijn typische ordes van grootte, geen garanties.

Waar het om gaat is wanneer de kloof zichtbaar wordt. Indexeer één keer per twee seconden en het verschil bereikt nooit het product. Indexeer acht keer per seconde, waarbij het binnen elke cyclus bezinkt, en er komt geen enkele hoeveelheid VFD-afstemming.

2.3 Overbelastingscapaciteit en waarom het uw maat bepaalt

Een servoaandrijving levert doorgaans kortstondig ongeveer 3x het nominale koppel; een VFD voor algemeen gebruik ongeveer 1,5x.

Die kloof verandert hoe je maat wordt. Bij een piekvraag bij het wegrijden of tijdens het accelereren wordt de servoroute gedimensioneerd op basis van de continue behoefte en wordt overbelasting gebruikt voor de piek, terwijl de VFD-route dichter bij de piek moet worden gedimensioneerd. Dat duwt je een framemaat of twee groter, en daarmee ook de motor- en paneelruimte, dus het werkelijke kostenverschil is kleiner dan het stickergat.

2.4 Belastingtraagheidsverhouding: de parameter die de meeste mensen overslaan

Voor servoselectie is het een verborgen veto. Als je hem te hoog zet, krijg je moeilijke afstemming, oscillatie bij het instellen, soms een as die nooit stabiliseert, hoe lang de inbedrijfstelling ook duurt. Veel bouwers houden de verhouding in de lage enkele cijfers voor veeleisende bewegingen en accepteren maximaal ongeveer tien als de dynamiek zacht is.

Voor VFD-toepassingen kunt u dit grotendeels opzij zetten, omdat een hoge traagheid de aandrijfopbrengst verzacht in plaats van deze te bestrijden. Stuur uw belastingsmodel in de offertefase.

3. De derde optie waar niemand over praat: gesloten-lusvector-VFD's

Bijna elk artikel over dit onderwerp verdeelt de wereld in tweeën en vraagt ​​je een kant te kiezen. Die inlijsting is vaak genoeg verkeerd om duur te zijn. Veel toepassingen hebben meer koppelcontrole nodig dan een standaard VFD biedt, maar minder positionele mogelijkheden dan een servo, en een geforceerde binaire keuze zorgt ervoor dat ze ondermaats presteren of te veel uitgeven.

3.1 Wat een vector-VFD met gesloten-lus feitelijk doet

De VFD-mogelijkheden bestaan ​​uit drie lagen: V/Hz-regeling, sensorloze vectorregeling en vectorregeling met gesloten-lus, die een encoder toevoegt en snelheids- en koppellussen rond echte metingen sluit.

Het derde niveau levert het volledige koppel bij nulsnelheid en een koppelnauwkeurigheid die goed genoeg is voor spannings- en lastverdeling-, en dat is waar het overlapt met servomogelijkheden. Het overlapt niet overal: de bandbreedte van de positielus en de multi{2}}synchronisatie blijven een niveau lager, en afstemming kan die kloof niet dichten.

3.2 Aandrijven van een permanentmagneetmotor met een krachtige VFD-

Een synchrone motor met permanente magneet is niet hetzelfde als een servomotor. PMSM beschrijft constructie; servo beschrijft de rol die een motor speelt binnen een gesloten-lussysteem. De meeste moderne-VFD's met hoge prestaties ondersteunen PMSM-besturing rechtstreeks, zodat u de efficiëntie van de permanente magneet kunt vastleggen zonder een servosysteem aan te schaffen. De dynamische respons blijft binnen het VFD-gebied, wat geschikt is voor ventilatoren en pompen met hoog-rendement en constante koppelbelastingen.

3.3 Wanneer de middenweg voldoende is, en wanneer niet

Voer uw toepassing uit op basis van zes voorwaarden. Alle zes duidelijk, de middenweg is meestal voldoende. Als iemand faalt, ga dan direct naar servo.

1. Geen absolute positiecontrole nodig, alleen snelheids- of koppelregeling.
2. Er wordt geen faserelatie gehouden ten opzichte van een andere as.
3. Afwikkeling is toegestaan ​​in honderden milliseconden in plaats van in tientallen.
4. Herhaalbaarheid van de positionering, indien aanwezig, is op millimeterniveau nodig in plaats van strakker.
5. Belastingtraagheidsverhouding hoog maar stabiel, zonder abrupte veranderingen halverwege de cyclus.
6. Er is geen sprake van elektronische cam, interpolatie of contouren.

Toepassingen die doorgaans alle zes halen, zijn onder meer wikkelen met constante spanning, starten en stoppen met hoge traagheid, en eenvoudig -op- lengte knippen. Degenen die daar niet in slagen, zijn onder meer multi--assige nokkensynchronisatie en hoge- vliegende schuifkracht.

3.4 Kan een VFD een servoaandrijving vervangen? Een duidelijk antwoord

Soms wel, onder voorwaarden, en vaak niet.

Het werkt wanneer de as snelheids- of koppelregeling nodig heeft zonder absolute positionering, wanneer geen synchronisatie vereist is en wanneer zetting geen invloed heeft op de productkwaliteit. Het faalt wanneer de as herhaaldelijk een opgedragen positie moet bereiken, de fase met een andere as moet behouden of een geïnterpoleerd of nokprofiel moet volgen.

Als u het niet zeker weet, neem dan aan van nee. Het achteraf achteraf inbouwen van een servo-as kost veel meer dan het oorspronkelijke prijsverschil.

4. Een praktisch selectietraject: zes vragen op volgorde

Deze vragen zijn geordend op vetosterkte. Zodra iemand een diskwalificerend antwoord geeft, stop dan; de rest kan het niet ongedaan maken.

4.1 De beslissingsstroom

1. Heeft de as positiecontrole nodig?Nee, en u bevindt zich al op de VFD-vestiging. Ja, ga verder.
2. Welke positionele herhaalbaarheid is vereist?Millimeterniveau of losser houdt gesloten-lusvector-VFD in het spel. Tighter elimineert elke VFD-optie onmiddellijk. Dit staat op de tweede plaats omdat het de meest voorkomende diskwalificatie is.
3. Enkele as of gesynchroniseerde assen?Elke vereiste om fase vast te houden, brengt je naar servo, ongeacht de nauwkeurigheid.
4. Welke cyclustijd is vereist?Als u zich in tientallen milliseconden vestigt, wordt u gedwongen tot servo; honderden milliseconden houden de VFD-tak open.
5. Wat is de belastingtraagheidsverhouding?Hoge en onstabiele verhoudingen bemoeilijken het afstellen van de servo en kunnen een versnellingsbakwissel forceren. Voer dit uit voordat u een model voltooit.
6. Wat is de begroting?Als laatste, opzettelijk. Budget bepaalt welk model je binnen een route koopt, nooit welke route je neemt.

Weet u niet zeker welke framemaat bij uw motor past?

Stuur ons het typeplaatje en de laadgegevens en wij controleren de match.

Neem contact op met ons engineeringteam.

4.2 Uitgewerkt voorbeeld: een transportband die geen servo nodig heeft

Een transportband van 15 kW die dozen verplaatst met variabele lijnsnelheid, geen positievereiste, constante belasting. Vraag 1 antwoordt nee en daar eindigt de stroom. Selectie wordt dimensionering: stem de aandrijving af op de stroom bij volledige belasting van de motor in plaats van op het typeplaatje kW, en laat ruimte voor een belaste start.

4.3 Uitgewerkt voorbeeld: een verpakkingsas die dat wel doet

Een kruis-sluitkaak op een flowwrapper, gesynchroniseerd met filmtoevoer, hoge cyclussnelheid. Vraag 2 vereist een herhaalbaarheid van ruim onder de millimeter bij de afdichting, waardoor de VFD-tak al is verwijderd. Vraag 3 lost dit onafhankelijk op, omdat de kaak in fase moet blijven met de filmas.

4.4 Uitgewerkt voorbeeld: een winder die in het midden landt

Een afwikkelstandaard met een constante baanspanning, met een grote en voortdurend veranderende roltraagheid. Vraag 1 antwoordt nee, maar toch heeft de as meer dan V/Hz nodig, omdat de nauwkeurigheid van de spanning afhangt van de nauwkeurigheid van het koppel. Alle zes de voorwaarden in sectie 3.3 zijn helder, dus dit komt terecht op een vector-VFD met gesloten-lus tegen een fractie van de servokosten.

5. Toepassingsoverzicht: waar elk schijftype thuishoort

5.1 Typische VFD-toepassingen

• Pompen en ventilatoren.De vraag varieert voortdurend en niets is afhankelijk van de positie. Zie onzeHVAC VFD-maatgids.
• Transportbanden.Lijnsnelheidsveranderingen tussen producten; waar de band stopt, doet er niet toe.
• Compressoren en mixers.De vraag fluctueert tijdens een ploegendienst, en de besparingen liggen in deel{0}}operaties.
• Koeltorens en luchtbehandelingsapparaten.Continu gebruik met tracking van de lading.

Lage-snelheid, hoog-koppel is waar de basis-V/Hz opraakt, en dat is een reden om een ​​besturingsniveau hoger te gaan in plaats van te servo. Blader door debereik van frequentieregelaars.

5.2 Typische servotoepassingen

• Robotgewrichten.Elk gewricht heeft een bepaalde hoek en coördineert met de andere.
• CNC-aanvoerassen.Paden worden geïnterpoleerd, zodat de volgende fout een onderdeelgeometriefout wordt.
• Assen verpakken en ombouwen.Meerdere assen houden fase vast bij hoge cyclussnelheden.
• Kies en plaats.Fijne herhaalbaarheid is de hele functie van de as.

Een kanttekening bij ons standpunt: wij leveren VFD's, PLC's, HMI's en PLC-modules, en wij verkopen geen servodrives. De bovenstaande richtlijnen weerspiegelen eerder selectie-ervaring dan verkoopinteresse. Daarom kunnen we u duidelijk vertellen wanneer een servo het juiste antwoord is.

5.3 Gemengde installaties: hoe trek je de grens?

De meeste fabrieken draaien beide, dus wat helpt is een principe in plaats van een lijst, en mixen brengt verborgen kosten met zich mee, omdat twee gezinnen twee reservevoorraden en twee vaardigheden betekenen. Functie eerst: nutsmotoren zoals pompen, ventilatoren en koelmiddelcirculatie gaan naar VFD's, terwijl procesassen naar servo gaan. Productcontact ten tweede: als de beweging een afmeting, sealkwaliteit of vulgewicht bepaalt, behandel het dan als een servokandidaat. Coördinatie derde: als de as fase moet houden met een andere as, is het hoe dan ook een servo-as. Onsoplossingen voor de energiesectorlaat één gewerkte splitsing zien.

5.4 Waar de PLC en motion controller in passen

De beperking zit in het netwerk. PROFINET domineert de architecturen van Siemens, EtherNet/IP domineert de architecturen van Allen-Bradley, EtherCAT verschijnt overal in bewegende-zware machines, en Modbus RTU blijft gangbaar voor eenvoudige VFD-besturing. Bevestig uw controllermerk en bustype voordat u een schijf op de shortlist plaatst; die stap verwijdert meestal de helft van de kandidaten. Beoordeling compatibelPLCEnHMIopties voor dezelfde zes merken.

6. Kosten, doorlooptijd en inkoop: wat het specificatieblad u niet vertelt

Technische selectie bepaalt of de machine werkt. De aanbestedingsvoorwaarden bepalen of het project op tijd wordt opgeleverd, en vrijwel geen enkel selectieartikel heeft betrekking op de tweede helft.

6.1 Naast de aankoopprijs: de reële kostenvergelijking

6.2 Merk-per-merkreeks-: bijpassende VFD- en servofamilies

6.3 Een verouderde schijf vervangen: compatibiliteitscontrolepunten

Het vervangen van een niet meer leverbare schijf is een andere oefening dan nieuwe selectie. Cross-merkwissels voegen vooral risico toe op de punten 3, 4 en 6.

• Vermogen en stroomsterkte.Komt overeen met de stroom bij volledige belasting van de motor, niet op het typeplaatje kW.
• Controlemethode.AV/Hz-eenheid in een sensorloze vectortoepassing houdt de snelheid slecht vast bij verandering van belasting.
• Communicatie-interface.Een andere veldbuskaart maakt van het wisselen van componenten een softwaretaak.
• Definities van stuurterminals.Nummering en logische polariteit zijn niet gestandaardiseerd tussen gezinnen, en de inspanningen voor herbedrading worden routinematig onderschat.
• Behuizing en montage.Boutpatroon, diepte en vereiste koelruimte.
• Parametermigratie.Nummering komt zelden één op één overeen, zelfs niet binnen één merk over generaties heen.

Het controlepunt dat de meeste herbewerking veroorzaakt, is niet elektrisch, maar nummer 5, omdat moderne schijven vaak een andere vorm hebben dan de eenheden die ze vervangen. Meet voordat u bestelt, enzoek in de modelbibliotheekvoor een alternatief op voorraad.

6.4 Doorlooptijd en voorraad: waarom beschikbaarheid de beslissing verandert

Bij live projecten draait de doorlooptijd vaker de gebruikelijke volgorde van beslissingen om dan wie dan ook had gepland. Wanneer het voorkeursmodel een lange levertijd aangeeft, kunt u wachten, een ander model uit dezelfde familie nemen of van merk wisselen.

Het risico stijgt scherp in deze drie landen. Als je binnen een familie blijft, verandert er niets anders dan het onderdeelnummer. Het veranderen van merk op dezelfde veldbus kost meestal tijd voor inbedrijfstelling, en het samen veranderen van merk en bus betekent dat je de architectuur opnieuw moet bekijken. Vraag om doorlooptijd tijdens de ontwerpbeoordeling, niet nadat het model is gerepareerd.

Klaar om de beschikbaarheid te controleren?

Stuur uw modelnummer of een korte beschrijving van de toepassing met hoeveelheid en beoogde leverdatum, en wij sturen u binnen 24 uur de voorraadstatus en prijzen terug. of bereik ons ​​via WhatsApp of opjerry@szct-automation.com.

Vraag een offerte aan

Veelgestelde vragen

 

 

Kan een VFD een servomotor besturen?

Geen standaard VFD, omdat een servomotor een aandrijving verwacht die een positielus rond zijn feedbackapparaat sluit. Of een VFD een synchrone motor met permanente magneet kan aandrijven is een andere vraag, en daar is het antwoord ja op de meeste -prestatiemodellen.

Wat is het nauwkeurigheidsverschil tussen een VFD en een servoaandrijving?

Ze zijn anders gespecificeerd, dus directe vergelijking is ongeldig. Een VFD wordt beoordeeld voor snelheidsregeling als een percentage van de nominale snelheid, een servo voor positionele herhaalbaarheid in tellingen of boog-minuten.

Is een vector-VFD met gesloten-lus net zo goed als een servoaandrijving?

Wat betreft koppelnauwkeurigheid en stabiliteit bij lage- snelheden komt dit voor veel toepassingen dicht genoeg in de buurt, maar wat betreft positielusbandbreedte en multi- synchronisatie blijft het een niveau lager. Gebruik de zes voorwaarden uit paragraaf 3.3 tegen uw eigen zaak.

Hoeveel duurder is een servosysteem dan een VFD?

Per as wordt meerdere malen één keer de afgestemde motor, feedbackbekabeling en configuratiesoftware geteld. De verhouding wordt kleiner wanneer de VFD-route overdimensionering nodig heeft voor het maximale koppel. Stuur ons het aantal assen en het dienstprofiel voor echte cijfers.

Kan ik een VFD en een servoaandrijving op dezelfde PLC gebruiken?

Ja, en de meeste productiemachines doen dat ook. De beperking is eerder het netwerk dan de controller, dus houd beide op een bus die de PLC standaard ondersteunt en bevestig de interfacekaart voordat u bestelt.

Mijn aandrijfmodel is niet meer leverbaar. Wat zijn mijn opties?

Drie, in volgorde van voorkeur: een opvolger in dezelfde familie, een andere familie van hetzelfde merk op dezelfde veldbus, of een -merk-equivalent. Stuur ons uw onderdeelnummer en wij controleren hetmodel bibliotheekvoor een match op voorraad.

Conclusie

De kortste versie: als de as herhaaldelijk naar een bepaalde positie moet terugkeren, of in fase moet blijven met een andere as, heb je een servo nodig en daar verandert geen enkel budgetargument aan. Als er alleen een instelbare snelheid nodig is, is een VFD correct. Als er een nauwkeurig koppel nodig is zonder positionering, controleer dan de vector-VFD-route met gesloten-lus voordat u de prijs van een servo-as bepaalt.

Stuur ons het motortypeplaatje, het onderdeelnummer dat u vervangt, of een twee-regelige beschrijving van de as, en we komen terug met een passend model, voorraadstatus en levertijd.Vraag een offerte aan.

Gratis advies