تفاوت بین VFD و راننده‌های سرو توضیح داده شده است

چیست رانندگان سرو و درایوهای فرکانس متغیر (VFDs)؟

درک محرک سرو سیستم ها

درایو های سرو در سیستم های اتوماسیون صنعتی که به عنوان قطعات کلیدی ماشین آلات پیچیده عمل می کنند، بسیار مهم هستند. کاری که این درایو ها انجام می دهند کنترل کردن نحوه حرکت سرو موتورهاست. آنها از سیستم های کنترل به طور معمول از طریق سیگنال های الکترونیکی دستورالعمل می گیرند. وقتی این سیگنال ها را دریافت می کنند، درایو ها برق را که به موتور می رسد تغییر می دهند تا بتواند به طور دقیق چیزهایی مانند اینکه کجا می چرخد، چقدر سریع می چرخد و چه نوع نیرویی اعمال می کند را کنترل کند. وقتی صحبت از آنچه که یک تنظیمات معمولی درایو سرو را تشکیل می دهد، بدیهی است که خود موتور وجود دارد، به علاوه یک واحد کنترل که تمام سیگنال های ورودی را مدیریت می کند، و سپس ابزارهای بازخورد مختلف مانند کدرسازها یا رزولورها که به روزرسانی های زنده در مورد دقیقاً موقعیت موتور، سرعت فعلی آن

وقتی که به برنامه های کاربردی پویا می رسیم، این اجزای به هم می پیوندند تا هم دقت و هم ثبات را در طول کار حفظ کنند. سیستم های محرک سرو وقتی که به کنترل دقیق نیاز داریم جایگزین نمی شوند، به مکان هایی مثل روبات سازی فکر کنید، آن ماشین های CNC با تمام جادو کنترل عددی کامپیوتر، به علاوه تجهیزات خودکار دیگر در اطراف کارخانه ها. به عنوان مثال، رباتیک را در نظر بگیرید، این که این دست ها هر بار دقیقاً به همان شکل حرکت کنند، در طول خطوط مونتاژ یا فرآیند جوش بسیار مهم است. و ببینید که چه اتفاقی برای ماشین آلات CNC می افتد، در واقع، درایو های سرو امکان ایجاد قطعات واقعا پیچیده ای را فراهم می کنند که سطح بالایی از جزئیات و دقت را می خواهند. به همین دلیل است که بسیاری از تولید کنندگان به آنها اعتماد می کنند، علی رغم هزینه های سرمایه گذاری اولیه.

بررسی فناوری موتور با فرکانس متغیر

درایو های فرکانس متغیر یا VFD به طور خلاصه، نقش کلیدی در نحوه عملکرد موتورهای AC دارند، به ما اجازه می دهند سرعت و گشتاور را کنترل کنیم. کاری که این درایو ها اساسا انجام می دهند تغییر ولتاژ و فرکانس وارد شدن به موتور است، که کنترل بسیار دقیق تری را در مورد سرعت آن و چه نوع نیرویی که تولید می کند، امکان پذیر می کند. تکنولوژی پشت این شامل موژولاسیون فرکانس و چیزی که به عنوان موژولاسیون عرض پالس (PWM) شناخته می شود. با PWM به طور خاص، درایو زمانی که برق از طریق سیستم جریان می یابد تنظیم می شود، به طور موثر به موتور می گوید که دقیقاً چه زمانی باید سخت تر یا آهسته تر کار کند بر اساس آنچه در هر لحظه مورد نیاز است.

دلایل خوبی وجود دارد که شرکت ها باید به تکنولوژی VFD فکر کنند و این مزایای هم در ابتکارات سبز و هم در عملیات روزانه آنها تاثیر می گذارد. نکته اصلی این است که VFD ها انرژی زیادی را صرفه جویی می کنند چون سرعت موتورها را بر اساس آنچه که سیستم در هر لحظه نیاز دارد تنظیم می کنند. این یعنی که هیچ برق هدر نمی رود وقتی که لازم نیست. یک امتیاز بزرگ دیگر این است که VFD ها باعث می شوند ماشین آلات طولانی تر باشند زیرا آنها شروع و توقف سختی را که باعث می شود وسایل خیلی سریع از دست بروند از بین می برند. در نتیجه هزینه های نگهداری نیز کاهش می یابد. اما چیزی که VFD ها را واقعاً برجسته می کند توانایی آنها در تنظیم دقیق فرآیندهای مختلف در صنایع مختلف است. ما این کار را در همه چیز از خطوط تولید کارخانه که دقت مهم است تا ساخت سیستم های کنترل آب و هوا که باید در طول روز سازگار شوند، می بینیم.

به طور کلی، موتورهای سرو و VFDها تأثیر قابل توجهی بر کارایی و دقت عملیات صنعتی دارند، هر کدام نقش‌های منحصر به فرد و مکملی در خودکارسازی ایفا می‌کنند.

تفاوت‌های کلیدی بین VFD و موتورهای سرو

دقت کنترل و عملکرد گشتاور

دقت و کنترل گشتاوری که توسط سرو درایو ارائه می شود از سیستم بازخورد حلقه بسته آنها حاصل می شود، که آنها را برای چیزهایی مانند ماشین های CNC و بازوهای رباتیک ضروری می کند. این سیستم ها به طور مداوم محل موتور و سرعت آن را بررسی می کنند، سپس در حال حرکت تعدیل می کنند. که منجر به حرکات دقیق و واکنش سریع در هنگام تغییر ناگهانی در گشتاور می شود. اکثر درایوهای سرو موتور در محیط های واقعی فروشگاه حدود 95 درصد دقت را دارند، بنابراین آنها چیزهای قابل اعتماد هستند. از طرف دیگر، درایوهای فرکانس متغیر یا VFD ها کار متفاوتی دارند زیرا معمولاً در تنظیمات حلقه باز اجرا می شوند. این بدان معنی است که آنها همان سطح دقت را ندارند، زیرا آنها فقط سرعت موتور را با تنظیم فرکانس الکتریکی تغییر می دهند، به جای اینکه موقعیت را به طور مداوم کنترل کنند. آزمایش های دنیای واقعی نشان می دهد که VFD ها ممکن است فقط در حدود 85 درصد دقت چرخش را در برخی شرایط بدست آورند، که توضیح می دهد چرا تولید کنندگان هنوز هم سرو را برای مشاغل ترجیح می دهند که در آن گرفتن هر جزئیات درست مهم است.

درخواست -عملکرد خاص

در صنایع که نیاز به دقت دقیق دارند مانند رباتیک و خطوط مونتاژ کارخانه، درایوهای سرو به عنوان بهترین کار استفاده می شوند زیرا آنها کارهای کنترل پیچیده را انجام می دهند و سرعت و موقعیت را خیلی سریع تنظیم می کنند. برای مثال، دست های رباتی که در تولیدات استفاده می شوند را در نظر بگیرید. سیستم های سرو اجازه می دهند که آنها با دقت حرکت کنند که باعث می شود بدون خطاها مونتاژ ممکن شود. از طرف دیگر، VFD ها بهترین کار را زمانی انجام می دهند که تنها چیزی که لازم است کنترل سرعت ساده و صرفه جویی در قدرت باشد. به همین دلیل است که ما آنها را در همه جا از واحدهای HVAC تا سیستم های کمربند حمل می بینیم. چه چیزی باعث می شود VFD ها برجسته باشند؟ آنها در هنگام راه اندازی موتورها از هم پاشیدن را کاهش می دهند و همچنین مقدار زیادی برق را نیز صرفه جویی می کنند. برخی از آزمایشات نشان می دهد که در تنظیمات معمولی HVAC حدود ۳۰ درصد صرفه جویی در انرژی وجود دارد. بنابراین حتی اگر هر دو تکنولوژی نقاط قوت خود را داشته باشند، مهم ترین چیز این است که ابزار مناسب را با نیازهای شغلی مطابقت دهید. این توضیح می دهد که چرا تولید کنندگان به هر دو servos یا VFD ها بسته به آنچه دقیقاً در عملیات خود انجام می شود، می چسبند.

نقش انکودرها در سیستم‌های موتور

ادغام رمزگذاری کننده در سیستم های محرک سرو

رمزگذاری کننده ها برای عملکرد بهتر سیستم های servo drive بسیار مهم هستند زیرا بازخورد لازم را برای عملیات کنترل حلقه بسته ارائه می دهند. این دستگاه ها اندازه گیری های دقیق را انجام می دهند زیرا موقعیت و سرعت را در طول کار سرو موتور ردیابی می کنند. اساسا دو نوع کدگر در بازار موجود است: مدل های افزایشی و مطلق. نوع افزایشی با ردیابی تغییرات موقعیت کار می کند، بنابراین آنها بهترین کار را زمانی انجام می دهند که گزینه ای برای تنظیم مجدد اطلاعات موقعیت وجود داشته باشد. رمزگذاری کننده های مطلق دقیقاً می گویند که چیزی در هر لحظه بدون نیاز به یک نقطه مرجع کجاست، و آنها را برای توالی های پیچیده حرکت ایده آل می کند. آزمایش های دنیای واقعی نشان می دهد که اضافه کردن رمزگذاری کننده به سیستم های سرو به طور قابل توجهی دقت را افزایش می دهد، گاهی اوقات به کنترل گشتاور در حدود 0.01٪ انحراف از آنچه مورد نیاز است می رسد. این نوع دقت در محیط های تولید پیشرفته مانند خطوط مونتاژ رباتیک و ماشین های کنترل عددی کامپیوتری بسیار مهم است، جایی که حتی اشتباهات کوچک می توانند مشکلات بزرگی را در خط تولید ایجاد کنند.

بازخورد موقعیت در VFD کاربردها

VFD ها از سیستم های بازخورد استفاده می کنند تا آنچه را که می توانند انجام دهند افزایش دهند، به ویژه هنگامی که کنترل دقیق سرعت مهم است. گرفتن بازخورد موقعیت درست برای اینکه این درایوها بهتر و دقیق تر در تنظیمات مختلف مانند کمربند های حمل و نقل یا ماشین های مخلوط کننده بزرگ کار کنند بسیار مهم است. وقتی بازخورد به سیستم ادغام می شود، موتورها می توانند سرعت را بر اساس هر بار وارد شده تغییر دهند، که همه چیز را به آرامی اجرا می کند. برای مثال تجهیزات بسته بندی را در نظر بگیرید. توانایی تغییر سرعت به لطف بازخورد موقعیت خوب به معنی محصولات در کیفیت ثابت بمانند در حالی که مواد هدر رفته را در طول تولید کاهش می دهند. صنایع که نیاز به تغییرات مداوم در سرعت دارند، این نوع تنظیمات را واقعا ارزشمند می دانند، زیرا کل سیستم ها را با گذشت زمان قابل اطمینان تر می کند بدون اینکه سطح عملکرد را فدا کند.

انتخاب درایو مناسب برای کاربرد شما

عوامل مؤثر بر انتخاب درایو

انتخاب درایو درست برای هر برنامه ای که نیاز به نگاه کردن به جنبه های مهم متعدد دارد. وقتی کسی شروع به فکر کردن به نیازهای خود می کند، باید چیزهایی مانند چه نوع باری را باید حمل کند، چقدر گشتاور لازم است و آیا کنترل دقیق مهم است. به عنوان مثال، فرآیندهای تولید که نیاز به تحمل های سخت و واکنش های سریع دارند، اغلب به موتورهای servo drive نیاز دارند. البته پول هم مهمه البته، درایوهای با کیفیت بالا معمولاً با قیمت های بالاتر در ابتدا همراه هستند، اما بسیاری از شرکت ها متوجه می شوند که پس انداز پول در آینده از طریق بهبود کارایی، آن را جبران می کند. مدل های انرژی کارآمد، ماه به ماه صورتحساب برق را کاهش می دهند. صحبت کردن با افرادی که قبلاً در این زمینه بوده اند یا خواندن داستان های موفقیت آمیز واقعی از کسب و کارهای دیگر نیز بسیار کمک می کند. یک مثال واقعی از یک کارخانه قطعات خودرو است که زمان توقف را کاهش داده و بهره وری را افزایش داده است، فقط به این دلیل که راه حل محرک مناسب را برای راه اندازی خط مونتاژ خود انتخاب کرده اند. همه این قطعات مختلف در هنگام تصمیم گیری که منجر به نتایج خوبی در طول راه می شود، با هم مطابقت دارند.

همسنجی توانایی‌های موتور با نیازهای عملیاتی

تطبیق قابلیت های درایو با آنچه که واقعاً باید انجام شود، نیاز به نگاه دقیق به آنچه که برنامه درخواست می کند دارد. انتخاب بین یک محرک سرو و VFD معمولا به عوامل خاص در کار در دست می آید. وقتی کنترل دقیق بر سرعت و تورک مهم است، سرو ها به طور معمول بهتر کار می کنند. اما بسیاری از عملیات ها به این سطح دقت نیاز ندارند، بنابراین با یک درایو فرکانس متغیر (VFD) رفتن نیز منطقی است. تجربه دنیای واقعی نشان می دهد شرکت ها پس از انتخاب نوع محرک مناسب، سود زیادی می برند. یک خط بسته بندی را در نظر بگیرید که سال گذشته از VFD های استاندارد به سیستم های سرو تغییر کرده است. آنها شاهد افزایش تولیداتشان در یک شب تقریباً ۳۰ درصد بودند. اپراتورها معمولا متوجه می شوند که باید در هنگام شروع به مشاهده مشکلات با دقت زمان یا زمانی که فرآیندهای به اندازه کافی سریع به تغییرات تقاضا پاسخ نمی دهند، در نظر بگیرند.

نتیجه‌گیری: بهینه‌سازی عملکرد با انتخاب موتور مناسب

دانستن اینکه درایو های فرکانس متغیر (VFD) از درایو های سرو چگونه متفاوت هستند، تفاوت زیادی در دستیابی به نتایج خوب از سیستم های صنعتی ایجاد می کند. اساسا، VFD ها در جایی که ماشین ها به سرعت ثابت بدون تنظیم دقیق نیاز دارند، بهتر کار می کنند، که توضیح می دهد چرا آنها در عملیات کمربند حمل کننده یا سیستم های HVAC بسیار محبوب هستند. اما درایو های سرو داستان دیگری را می گویند. این بچه ها در موقعیت هایی که نیاز به دقت دقیق و تغییرات سریع سرعت دارند، درخشان هستند، مانند بازوهای رباتیک در خطوط مونتاژ یا مراکز ماشینکاری CNC. ادامه دادن به آنچه در تکنولوژی درایو جدید است فقط دانشگاهی نیست. بسیاری از تولید کنندگان گزارش می دهند که پس از ارتقاء سیستم های محرک خود، پس انداز واقعی را مشاهده کرده اند، گاهی اوقات هزینه های انرژی را به دو رقم کاهش می دهند. وقتی درایو ها را برای نصب های آینده انتخاب می کنید، بهتر است به صفحه مشخصات نگاه کنید. با مدیران کارخانه ای که تغییر کرده اند صحبت کنید، مطالعات موردی از تاسیسات مشابه را بررسی کنید، و از آزمایش گزینه های مختلف قبل از انجام کار نترسید. انتخاب درست راننده اغلب به معنی کار آسان تر و سردرد کمتر در طول راه است.

‫سوالات متداول‬

نقش اصلی موتور سرو چیست؟

یک موتور سرو با تنظیم توان بر اساس دستورالعمل‌هایی که از یک سیستم کنترل دریافت می‌کند، حرکت موتور سرو را کنترل می‌کند و دقت در موقعیت، سرعت و گشتاور را تضمین می‌کند.

چگونه VFDها به صرفه‌جویی در مصرف انرژی کمک می‌کنند؟

DFAها سرعت و توان موتور را برای هماهنگی با نیاز اپلیکیشن تنظیم می‌کنند، مصرف انرژی غیرضروری را کاهش می‌دهند و استرس مکانیکی را کمینه می‌کنند.

کدام اپلیکیشن‌ها مناسب‌ترین گزینه برای دрайوهای سرو هستند؟

دراي‌های سرو برای اپلیکیشن‌هایی که نیازمند کنترل دقیق هستند، ایده‌آل هستند، مانند رباتیک، ماشین‌آلات CNC و وظایفی که حرکات پیچیده و تنظیمات سرعت مورد نیاز است.

چگونه انکودرها عملکرد دراي سرو را بهبود می‌بخشند؟

انکودرها بازخوردی برای کنترل حلقه بسته فراهم می‌کنند، که با نظارت مستمر بر موقعیت و سرعت موتور، دقت و دقت بالایی را تضمین می‌کنند.

آیا VFDها می‌توانند با سیستم‌های فیدبک کار کنند؟

بله، VFDها می‌توانند از سیستم‌های فیدبک برای تنظیم سرعت موتور در پاسخ به شرایط بار تغییری استفاده کنند، که کارایی و دقت را در کاربردهای خاص افزایش می‌دهد.