الفرق بين محركات VFD وسيرفو موضح

ما هي محركات السيرفو و أنظمة التحكم بتردد متغير (VFDs)؟

الفهم محرك الخدمة النظم

محركات الخدمة مهمة حقا في إعدادات الأتمتة الصناعية حيث أنها تعمل كقطع أساسية من الآلات المعقدة. ما تفعله هذه المحركات هو تحكم كيفية تحرك محركات الخدمة. يحصلون على تعليمات من أنظمة التحكم عادة من خلال إشارات إلكترونية. بمجرد أن تتلقى هذه الإشارات، تقوم المحركات بتعديل الكهرباء التي تذهب إلى المحرك حتى يتمكن من التحكم بدقة في أشياء مثل أين يشير، عندما نتحدث عن ما يشكل إعداد محرك خدمة نموذجي، هناك من الواضح المحرك نفسه، بالإضافة إلى وحدة تحكم تتعامل مع جميع الإشارات الواردة، ومن ثم أدوات ردود فعل مختلفة مثل المكيفات أو المعلقات التي توفر تحديثات مباشرة عن بالضبط حيث يتم وضع المحرك،

عندما يتعلق الأمر بالتطبيقات الديناميكية، هذه المكونات تتعاون للحفاظ على الدقة والاستقرار طوال العملية. أنظمة القيادة الخدمية لا يمكن استبدالها عندما نحتاج إلى التحكم الدقيق، فكر في أماكن مثل إعدادات الروبوتات، تلك الآلات الرقمية المعدنية الفاخرة مع كل سحر التحكم الرقمي الحاسوبي، بالإضافة إلى العديد من المعدات الآلية الأخرى حول المصان خذوا الروبوتات على سبيل المثال، جعل هذه الأذرع تتحرك بنفس الطريقة بالضبط في كل مرة مهم جداً خلال خطوط التجميع أو عمليات اللحام. وانظروا إلى ما يحدث مع آلات CNC أيضاً، محركات الخدمة تجعل من الممكن في الأساس إنشاء أجزاء معقدة جداً تتطلب مستويات عالية من التفاصيل والدقة. لهذا السبب يعتمد الكثير من المصنعين عليها على الرغم من تكاليف الاستثمار الأولية.

استكشاف تقنية محرك التردد المتغير

محركات التردد المتغير، أو VFDs باختصار، تلعب دورا رئيسيا في كيفية عمل محركات التيار المتردد من خلال السماح لنا بتحكم كل من السرعة والقلب. ما تفعله هذه المحركات هو تغيير الجهد والتردد الذي يدخل إلى المحرك، مما يسمح بتحكم أكثر دقة حول مدى سرعة تشغيله ونوع القوة التي تنتجها. التكنولوجيا وراء هذا ينطوي على أشياء تسمى تعديل التردد وشيء يعرف باسم تعديل عرض النبض (PWM). مع PWM على وجه التحديد، المحرك يعدل عندما تدفق الكهرباء من خلال النظام، وبفعالية إخبار المحرك بالضبط متى للعمل أكثر صعوبة أو أبطأ بناء على ما هو مطلوب في أي لحظة معينة.

هناك الكثير من الأسباب الجيدة التي تجعل الشركات تفكر في استخدام تكنولوجيا VFD، وهذه الفوائد تتجاوز كل من المبادرات الخضراء والعمليات اليومية. الشيء الرئيسي هو أن أجهزة VFD توفر طنًا من الطاقة لأنها تقوم بتعديل سرعة تشغيل المحركات بناءً على ما يحتاجه النظام في أي لحظة معينة. هذا يعني عدم إهدار الكهرباء عندما لا تكون ضرورية ميزة أخرى كبيرة هي أن أجهزة VFD تجعل الآلات تستمر لفترة أطول لأنها تلغي تلك البدايات والإيقافات القاسية التي تسبب تآكل الأشياء بسرعة. ونتيجة لذلك انخفضت تكاليف الصيانة أيضاً ما يجعل أجهزة VFD تبرز حقاً هو قدرتها على ضبط العمليات عبر الصناعات المختلفة. نرى أن هذا يعمل بشكل جيد في كل شيء من خطوط الإنتاج المصنعة حيث الدقة مهمة لبناء أنظمة التحكم في المناخ التي تحتاج إلى التكيف طوال اليوم.

بشكل عام، محركات الخدمة وتأتي VFD بتأثير كبير على كفاءة ودقة العمليات الصناعية، حيث تخدم كل منها أدوارًا فريدة ومكملة في الأتمتة.

الفروق الرئيسية بين VFD ومحركات السيرفو

دقة التحكم وأداء العزم

الدقة والتحكم في الدوران التي تقدمها محركات الخدمة تأتي من أنظمة ردود الفعل المغلقة، مما يجعلها ضرورية لأشياء مثل آلات CNC والأذرع الروبوتية. هذه الأنظمة تتحقق باستمرار من مكان المحرك وسرعة سيرها، ثم تقوم بإجراء تعديلات على الفور. وهذا يؤدي إلى حركات دقيقة جداً واستجابات سريعة عندما تحتاج العزم إلى تغيير مفاجئ. معظم محركات الدفع الخدمي تصل إلى حوالي 95٪ دقة في بيئات المتجر الحقيقية، لذلك هم أمور موثوق بها جدا. من ناحية أخرى، تعمل محركات التردد المتغير أو VFDs بشكل مختلف لأنها عادة ما تعمل في إعدادات الحلقة المفتوحة. هذا يعني أنهم ليس لديهم نفس مستوى الدقة لأنهم يغيرون فقط سرعات المحرك عن طريق ضبط التردد الكهربائي بدلاً من مراقبة الموقف باستمرار. تظهر الاختبارات في العالم الحقيقي أن أجهزة VFD قد تحصل فقط على دقة عزم الدوران حوالي 85٪ في بعض الحالات، مما يفسر لماذا يفضل المصنعون بعد ذلك أجهزة الخدمة للعمل حيث الحصول على كل التفاصيل الصحيحة هو الأكثر أهمية.

التطبيق -وظائف محددة

في الصناعات التي تحتاج إلى دقة دقيقة مثل الروبوتات وخطوط تجميع المصانع، المحركات الخدمية تخرج في القمة لأنها تتعامل مع وظائف التحكم المعقدة وتعدل السرعة والموقف بسرعة كبيرة. خذ تلك الذراعين الروبوتية المستخدمة في الطوابق الإنتاجية على سبيل المثال. أنظمة الخدمة تسمح لهم بالتحرك بدقة تجعل التجميع ممكنًا دون أخطاء. من ناحية أخرى، تعمل أجهزة تحكم السرعة بشكل أفضل عندما يكون كل ما هو مطلوب هو التحكم بسيط في السرعة وتوفير الطاقة. لهذا السبب نراهم في كل مكان من وحدات التكييف إلى أنظمة الحزام النقل. ما الذي يجعل الـ VFDs مميزة؟ يقللون من ارتداء المحركات عند تشغيلها ويحفظون الكثير من الكهرباء أيضاً بعض الاختبارات تظهر في الواقع حوالي 30% من وفورات الطاقة في إعدادات HVAC النموذجية. لذا على الرغم من أن كلا التقنيتين لهما نقاط قوتهما، فإن ما يهم أكثر هو مطابقة الأداة المناسبة لمتطلبات الوظيفة. هذا يفسر لماذا يلتزم المصنعون إما بالسيرو أو VFDs اعتمادا على ما يحتاج بالضبط إلى القيام به في عملياتهم.

دور المُشفِّرات في أنظمة القيادة

دمج مكشف في أنظمة محركات الخدمة

إن المكشفات مهمة حقا للحصول على أداء أفضل من أنظمة محركات الخدمة لأنها تعطي ردود فعل ضرورية لعمليات التحكم في الحلقة المغلقة. هذه الأجهزة تقدم قياسات دقيقة لأنها تتبع كل من الموقف والسرعة طوال تشغيل محرك الخدمة. هناك نوعان من المكشفات المتاحة في السوق اليوم: النماذج الإضافية والمتكاملة. النوع الإضافي يعمل عن طريق تتبع تغيرات الموقع، لذلك يعملون بشكل أفضل عندما يكون هناك خيار لإعادة تعيين معلومات الموقع. المشفرات المطلقة تخبرنا بالضبط أين يوجد شيء في أي لحظة معينة دون الحاجة إلى نقطة مرجعية، مما يجعلها مثالية لسلسلة حركة معقدة. تظهر الاختبارات في العالم الحقيقي أن إضافة مكيفات إلى أنظمة الخدمة يزيد من الدقة بشكل كبير، في بعض الأحيان تصل إلى التحكم في عزم الدوران في حدود 0.01٪ فقط من الانحراف عن ما هو مطلوب. هذا النوع من الدقة مهم جدا في إعدادات التصنيع المتقدمة مثل خطوط التجميع الروبوتية و آلات التحكم الرقمي الحاسوبية حيث حتى الأخطاء الصغيرة يمكن أن تسبب مشاكل كبيرة في خط الإنتاج.

إشارات رد الفعل للموقع في محرك التردد المتغير تطبيقات

تستخدم أجهزة VFD أنظمة ردود الفعل لتعزيز ما يمكنها القيام به ، خاصة عندما تكون التحكم الدقيق في السرعة مهمًا. الحصول على ردود فعل الموقع الصحيح مهم جدا لجعل هذه المحركات تعمل بشكل أفضل وأكثر دقة عبر إعدادات مختلفة مثل الحزام النقل أو آلات الخلط الكبيرة. عندما يتم دمج ردود الفعل في النظام، يمكن للمحركات في الواقع تغيير السرعة بناء على أي حمولة تأتي من خلال، والتي تبقي كل شيء يعمل بسلاسة. خذوا معدات التعبئة على سبيل المثال. القدرة على تعديل السرعات بفضل ردود الفعل الموقف الجيد يعني المنتجات الحفاظ على الجودة المتسقة مع تقليل النفايات في المواد خلال عمليات الإنتاج. الصناعات التي تحتاج إلى تغييرات مستمرة في السرعة تجد هذا النوع من الإعدادات قيمة حقاً لأنه يجعل الأنظمة بأكملها أكثر موثوقية مع مرور الوقت دون التضحية بمستويات الأداء.

اختيار المحرك المناسب لتطبيقك

العوامل المؤثرة في اختيار المحرك

اختيار محرك الأقراص الصحيح لأي تطبيق معين يتطلب النظر في العديد من الجوانب المهمة. عندما يبدأ شخص ما بالتفكير في احتياجاته، يحتاج إلى النظر في أشياء مثل نوع الحمل الذي سيتم التعامل معه، كمية العزم اللازمة، وما إذا كان التحكم الدقيق مهم. خذ عمليات التصنيع التي تتطلب تساهلات ضيقة وردود فعل سريعة - هذه الحالات غالبا ما تتطلب محركات محركات خاصة. المال مهم أيضاً، من الواضح بالتأكيد، عادة ما تأتي محركات الأقراص ذات الجودة العالية مع أسعار أكبر مقدماً، لكن العديد من الشركات تجد أن توفير المال في وقت لاحق من خلال تحسين الكفاءة يعوض ذلك. النماذج الفعالة للطاقة تقلل من فواتير الكهرباء شهرًا بعد شهر. التحدث إلى أشخاص كانوا هناك من قبل أو قراءة قصص نجاح حقيقية من الشركات الأخرى يساعد كثيرا كذلك. مثال حقيقي يأتي من مصنع قطع غيار السيارات الذي خفض وقت التوقف وزاد الإنتاجية ببساطة لأنهم اختاروا حل محركات مناسبة لتنظيم خط التجميع. كل هذه القطع المختلفة تتوافق مع بعضها البعض عند اتخاذ القرارات التي تؤدي إلى نتائج جيدة في المستقبل.

مطابقة إمكانيات القيادة مع الاحتياجات التشغيلية

إن تطابق قدرات المحرك مع ما يحتاج فعلياً إلى القيام به يتطلب النظر عن كثب إلى ما يطلبه التطبيق. الاختيار بين محرك الحركة الخدمية و VFD عادة ما ينحدر إلى عوامل محددة في المهمة في متناول اليد. عندما يكون التحكم الضيق في كل من السرعة والدوران مهمًا ، فإن أجهزة الخدمة تميل إلى العمل بشكل أفضل. لكن العديد من العمليات لا تحتاج إلى هذا المستوى من الدقة، لذلك الذهاب مع محرك التردد المتغير (VFD) من المنطقي أيضا ماليا. تجربة العالم الحقيقي تظهر أن الشركات تحقق مكاسب كبيرة بعد اختيار نوع محركات الأقراص الصحيح. خذ خط التعبئة الذي تحول من أجهزة VFD القياسية إلى أنظمة الخدمة العام الماضي. رأوا معدلات إنتاجهم ترتفع بنسبة 30% خلال ليلة واحدة عادة ما يلاحظ المشغلون أنه يجب عليهم النظر في تبديل محركات القيادة عندما يبدأون في رؤية مشاكل في دقة التوقيت أو عندما لا تستجيب العمليات بسرعة كافية لتغيرات الطلب.

الاستنتاج: تعزيز الأداء باستخدام المحرك المناسب

معرفة كيف تختلف محركات التردد المتغير (VFDs) عن محركات الخدمة يجعل كل الفرق في الحصول على نتائج جيدة من الأنظمة الصناعية. في الأساس، تعمل أجهزة VFD بشكل أفضل حيث تحتاج الآلات إلى سرعات ثابتة دون الكثير من التصحيح الدقيق، مما يفسر لماذا هي شعبية جدا في عمليات الحزام المتحرك أو أنظمة التكييف والتهوية. لكن محركات الخدمة تخبر قصة أخرى تماماً هذه الأطفال يضيئون في المواقف التي تحتاج إلى دقة دقيقة وتغييرات سرعة سريعة، فكر في الذراعين الآلية على خطوط التجميع أو مراكز التصنيع CNC. مواكبة ما هو جديد في تقنية القيادة ليس فقط الأكاديمية أيضا. العديد من الشركات المصنعة تشير إلى أنها ترى وفورات حقيقية بعد تحديث أنظمة المحركات الخاصة بها، في بعض الأحيان خفض تكاليف الطاقة بنسبة من خانتين. عند اختيار محركات الأقراص لتركيبات قادمة، فإنه يستحق النظر إلى ما وراء أوراق المواصفات. تحدث مع مدراء مصانع آخرين قاموا بالتحول، تحقق من دراسات الحالة من منشآت مماثلة، ولا تخافوا من اختبار خيارات مختلفة قبل الالتزام. اختيار القيادة الصحيح غالبا ما يعني تشغيل سلس وأقل صداع في الطريق.

الأسئلة الشائعة

ما هي الوظيفة الرئيسية لمحرك السيرفو؟

يعمل محرك السيرفو على التحكم في حركة موتور السيرفو من خلال ضبط الطاقة بناءً على أوامر من نظام تحكم، مما يضمن الدقة في الموقع، السرعة والعزم.

كيف تسهم VFDs في توفير الطاقة؟

تقوم وحدات التحكم في السرعة (VFDs) بتعديل سرعة المحرك والطاقة لتتناسب مع احتياجات التطبيق، مما يقلل من استهلاك الطاقة غير الضروري ويقلل من الإجهاد الميكانيكي.

أي التطبيقات هي الأنسب لوحدات التحكم في السيرفو؟

تعد وحدات التحكم في السيرفو مثالية للتطبيقات التي تتطلب تحكمًا دقيقًا، مثل الروبوتات، وماكينات CNC، والمهام التي تتطلب حركات دقيقة وتعديلات على السرعة.

كيف تحسن الكودرات أداء وحدات التحكم في السيرفو؟

توفر الكودرات معلومات رد الفعل لتحكم الحلقة المغلقة، مما يضمن الدقة والدقة العالية من خلال مراقبة موقع المحرك وسرعته باستمرار.

هل يمكن لوحدات VFD العمل مع أنظمة التغذية الراجعة؟

نعم، يمكن لوحدات VFD استخدام أنظمة التغذية الراجعة لضبط سرعة المحرك استجابةً لتغيرات ظروف الحمل، مما يعزز الكفاءة والدقة في التطبيقات المحددة.