Razem z naszymi trenerami – najlepszymi ekspertami z poszczególnych dziedzin, automatykami, projektantami i wdrożeniowcami – przygotowaliśmy dla Was serię tutoriali z zakresu automatyki i systemów sterowania. W krótkiej, zwięzłej formie prowadzący dzielą się swoim doświadczeniem i pomagają rozwiązać najczęściej występujące problemy.
W pierwszym odcinku trener Andrzej Kasprzycki robi krótkie wprowadzenie do technik napędowych. Wybór falownika SINAMICS niejednokrotnie okazuje się dość problematyczny, ponieważ najczęściej do wyboru mamy trzy różne produkty – SINAMICS V90, SINAMICS G120, a także SINAMICS S120. Który będzie najlepszy, najtańszy, a być może – po prostu – optymalny?
Mamy nadzieję, że tutorial pozwoli rozwiać przynajmniej część Państwa wątpliwości.
Nazywam się Andrzej Kasprzycki, prowadzę szkolenia w firmie EMT-Systems dotyczące technik napędowych. Chciałem pokrótce przedstawić trzy odmiany przekształtników firmy Siemens do sterowania silnikami prądu przemiennego.
Jest taka najtańsza wersja, niskobudżetowa, SINAMICS z rodziny V. Mamy tu jeszcze dwie pododmiany – jest V-ka w wersji 20 do sterowania tradycyjnymi silnikami asynchronicznymi i V-ka w wersji 90, która służy do sterowania silnikami typu serwo, czyli takimi ze sprzężeniem zwrotnym i to są najczęściej silniki synchroniczne, a nie asynchroniczne.
Kolejna odmiana to jest SINAMICS z rodziny G – G120, on jest bardziej uniwersalny. Potrafi obsłużyć w zasadzie dowolny silnik, to może być silnik asynchroniczny, silnik synchroniczny, ze sprzężeniem, bez sprzężenia zwrotnego, może to nawet być taki silnik typu serwo, gdzie Siemens posiada jeszcze silniki z wyższej rodziny, gdzie występuje połączenie do silnika na drodze magistrali cyfrowej, która nazywa się DRIVE-CLiQ.
Jest jeszcze trzecia odmiana tych przekształtników. To już są najczęściej systemy wieloosiowe. W tym momencie mamy jednostkę centralną, nadrzędną i moduły wykonawcze, siłowe, które z nią współpracują. W ramach tego systemu zasadą jest, że używamy magistrali cyfrowej – wewnętrznej, napędowej DRIVE-CLiQ i zazwyczaj silniki wykonawcze to też już są silniki typu serwo, czyli silniki ze sprzężeniem zwrotnym, synchroniczne.
Jakie są wady i zalety poszczególnych rozwiązań? Jeśli chodzi o V-kę to jest to w zasadzie rozwiązanie bardzo hermetyczne, kupujemy przekształtnik do sterowania konkretnym modelem silnika. Kupujemy komplet – silnik plus moduł elektroniczny do jego sterowania.
Kolejny przekształtnik jest już bardzo uniwersalny, czyli to od nas zależy, jaki to byłby komplet. Możemy kupić silnik asynchroniczny, bez sprzężenia, ze sprzężeniem, synchroniczny typu serwo, zależy od aplikacji.
Jest to nadal rozwiązanie jednoosiowe, czyli jeśli taki silnik gwałtownie się zatrzymuje, to generuje do toru DC nadmiar energii, z którą coś trzeba zrobić. W najprostszym rozwiązaniu będzie to rezystor hamowania podpięty do modułu mocy i w tym momencie na ten rezystor będzie zwracany nadmiar energii. Istnieje też możliwość, żeby zakupić bardziej wyrafinowany moduł mocy, który potrafi nadmiar energii zwrócić już do sieci zasilającej. Wtedy nie dość, że ta energia nie jest marnowana, to jeszcze nie musimy stosować rezystora hamowania, który stanowi dodatkowy problem serwisowy, przeglądowy – musimy o niego dbać, musi być czysty, nie może ulec przegrzaniu.
Trzecia odmiana, takie najbardziej wyrafinowane przekształtniki, to już jest rozwiązanie dedykowane do typowych, współczesnych maszyn przemysłowych, gdzie osi, które muszą się dynamicznie poruszać, jest bardzo dużo. Silniki, które gwałtownie się zatrzymują i rozpędzają, to jest we współczesnych maszynach naturalna rzecz.
Jest w tym zestawie jeden zasilacz, który dostarcza energii do kolejnych modułów (tzw. silnikowych) i to wszystko jest zasilane właśnie z jednego zasilacza na wspólnej szynie DC – to przy jednym silniku, który gwałtownie się zatrzymuje, nadmiar energii jest oddawany właśnie do wspólnej szyny DC. W tym momencie kolejne silniki, które w tym zestawie pracują, są w stanie z tej energii skorzystać.
W zasadzie bilans energetyczny zazwyczaj zamyka się po stronie wewnętrznej szyny DC. Jeśli nastąpi jakaś wyjątkowa sytuacja, w której wszystkie silniki rzeczywiście musiałyby się gwałtownie zatrzymać, i nie ma takiego, który by mógł tę energię spożytkować, to można tu również zastosować taki moduł zasilacza, który potrafi ten nadmiar energii zwrócić do sieci zasilającej i nadal nie jest potrzebny wtedy rezystor hamowania. System wieloosiowy często jest też wiązany z bardziej wyrafinowanym sterownikiem nadrzędnym PLC, posiadającym zintegrowane funkcje MOTION.
To może być sterownik technologiczny, klasyczny sterownik, ale technologiczny, ale może to być urządzenie, które się nazywa SIMOTION D i to jest jeszcze bardziej wyrafinowany rodzaj sterownika, w którym już w środku znajduje się odpowiedni moduł sterujący stroną wykonawczą. Jednostka centralna znajduje się w jednej obudowie tego urządzenia, razem ze stroną sterownika PLC. To jest taki przekształtnik, który znajduje zastosowanie typowo w maszynach wieloosiowych, tam, gdzie zależałoby nam na synchronizacji pomiędzy osiami czy realizacji układów kinematycznych.
Tyle pokrótce chciałem Państwu opowiedzieć. Dziękuję za uwagę.
Zainteresowanych tematyką szkoleń zapraszamy do zapoznania się z pełną listą kursów.
