Yleinen AC-servokäyttö vs. kestomagneettinen servomoottorikäyttö: suorituskyvyn ja huoltokustannusten vertailu

Älykkään valmistuksen, teollisuusautomaation ja digitaalisen tuotannon laajentuessa servokäytöistä on tulossa enemmän kuin yksinkertaisia{0}}tehokomponentteja. Ne ovat nyt tärkeitä ohjauselementtejä, jotka vaikuttavat koneen tarkkuuteen, tuottavuuteen, energiankulutukseen ja toimintavakauteen. CNC-työstökoneet, digitaaliset painojärjestelmät, pakkauslaitteet, tekstiilikoneet, elektroniikan kokoonpanolinjat, robotit ja logistiikkajärjestelmät vaativat yhä enemmän nopeaa kiihdytystä ja hidastamista, tasaista hitaita liikettä, toistettavaa paikannusta, vakaata vääntömomenttia ja luotettavaa palautetta jatkuvan tuotannon aikana.

Samaan aikaan koneenrakentajilla on paineita tehostaa tuotantoa ilman, että kaapin suunnittelu-, käyttöönotto- ja -jälkihuoltokustannukset nousevat samaa tahtia. Servovalinta on siis siirtymässä peruskysymyksestä akselin toimivuudesta laajempaan arviointiin, onko koko järjestelmä taloudellinen koko elinkaarensa ajan. Yleiset AC-servokäytöt ovat houkuttelevia monille tavallisille automaatiokoneille monipuolisuuden, vakiintuneiden ohjausmenetelmien ja toimitusketjun mukavuuden vuoksi. Kestomagneettiservomoottorikäyttöihin kiinnitetään enemmän huomiota tarkkaan paikannukseen, nopeaan{5}}sykliin ja jatkuvaan-käyttöön tarkoitettuihin laitteisiin niiden palauteresoluution, alhaisen-nopeuksien ja dynaamisen vasteen vuoksi.

Tätä taustaa vastenZhejiang Tonghang E{0}}Drive Technology Co., Ltd.tarjoaa yleisiä AC-servokäyttöjä, kestomagneettiservokäyttöjä ja moottorin{0}}käyttösovitusratkaisuja, mukaan lukien0,75 kW kestomagneettinen sähköinen servomoottorikäyttötarkkuusautomaatiosovelluksia varten. Tässä artikkelissa verrataan kahta järjestelmätyyppiä suorituskyvyn, käyttöenergian, ylläpitokustannusten, sovellusten sopivuuden ja valintatavan näkökulmasta, mikä auttaa koneenrakentajia, järjestelmäintegraattoreita ja teollisia hankintatiimejä tunnistamaan laitteistoihinsa parhaiten sopivan kokoonpanon.

Servojärjestelmän valinta ei ole pelkästään nimellistehon tai ostohinnan vertailu. Koneenrakentajien on myös tarkasteltava alhaisen-nopeuden tasaisuutta, dynaamista vastetta, palautteen erottelukykyä, energiankulutusta, kaappitilaa, käyttöönottoaikaa ja akselin ylläpitokustannuksia koko sen käyttöiän ajan. CNC-työstökoneiden, digitaalisten painolaitteiden, pakkauskoneiden, tekstiililaitteiden, lineaaristen moduulien ja automatisoitujen kokoonpanolinjojen kohdalla taajuusmuuttajan ja moottorin yhteensopivuus voi vaikuttaa paikannustarkkuuteen, sykliaikaan ja tuotannon vakauteen.

Tavallinen AC-servokäyttö viittaa yleensä yleiskäyttöiseen-suljetun-silmukan liikkeen-ohjausratkaisuun, joka on rakennettu AC-servomoottorin, enkooderin takaisinkytkennän, digitaalisen säädön ja vektoriohjauksen ympärille. Kestomagneettiservomoottorikäyttö käyttää kestomagneettista synkronista servomoottoria ja sovitettua käyttölaitetta asennon, nopeuden ja vääntömomentin säätämiseen takaisinkytkennällä. Nämä luokat voivat mennä päällekkäin, koska monet kestomagneettiservojärjestelmät ovat sähköisesti AC-servojärjestelmiä. Tässä artikkelissa "yleinen AC-servokäyttö" tarkoittaa tavanomaista yleiskäyttöistä-AC-servokokoonpanoa, kun taas "kestomagneetti-servomoottorikäyttö" tarkoittaa järjestelmää, joka on sovitettu kestomagneettisynkroniseen servomoottoriin.

Zhejiang Tonghang E-Drive Technology Co., Ltd. kehittää servokäyttöjä, servomoottoreita ja sähkö-käyttöratkaisuja teollisuusautomaatioon. Sen yleinen teollinen AC-servokäyttö tukee asennon, nopeuden ja vääntömomentin ohjausta ja sisältää automaattisen parametrien itsevirityksen. 0,75 kW:n kestomagneettinen sähköinen servomoottorikäyttö on sijoitettu sovelluksiin, jotka vaativat tarkkaa palautetta ja vakaata liikettä. Sen 0,75 kW:n kestomagneettisähköinen servokäyttö kuuluu yleiseen T3D-servo-sarjaan ja yhdistää tehokkaan -ARM-sirun, teollisen IPM-moduulin, täyden-digitaalisen ohjauksen ja AC-vektoriohjausalgoritmit. Tuote tukee 17-- ja 23--bittisiä yksikierros- tai monikierrossarjaabsoluuttiantureita.

0.75kW Permanent Magnet Electric Servo Motor Drive

Tavallinen AC-servojärjestelmä sisältää tavallisesti servokäytön, AC-servomoottorin, kooderin ja isäntäohjaimen. Säädin lähettää asennon, nopeuden tai vääntömomentin komennon. Anturi raportoi moottorin todellisen kunnon ja taajuusmuuttaja säätää lähtövirtaa ohjausvirheen mukaan. Tonghangin yleinen teollisuuden AC-servo-tuotesivu tunnistaa sijainnin, nopeuden ja vääntömomentin säädöt ja ilmoittaa, että inkrementaalinen tai absoluuttinen anturin palaute voidaan valita sopivan servomoottorin mukaan.

Kestomagneettiservomoottori sisältää kestomagneetteja, jotka muodostavat roottorin magneettikentän. Taajuusmuuttaja ohjaa moottoria sen sähköisten ominaisuuksien mukaan ja käyttää anturin palautetta ylläpitääkseen käskettyä liikettä. Tonghangin T3D-kestomagneettituote käyttää täydellistä-digitaalista ohjausta ja AC-vektoriohjausta ja tukee 17-- ja 23-bittisiä yksikäännös--- tai monikierrossarjaabsoluuttikoodereita. Tämä on ohjausarkkitehtuuri, jota käytetään 0,75 kW:n kestomagneettisähköisessä servomoottorikäytössä. Tämä kokoonpano on olennainen sovelluksissa, jotka vaativat toistettavaa sijoittelua, hidasta syöttöä, jännityksen säätöä ja toistuvaa kiihdytystä ja hidastamista.

Yleisen AC-servokäytön tärkein etu on monipuolisuus. Yleiskäyttöinen-järjestelmä voi tukea sijainti-, nopeus- ja vääntömomenttisilmukoita, ja se voidaan integroida PLC:iden, liikeohjaimien ja teollisuuden tietoliikenneverkkojen kanssa. Tonghangin yleisellä AC-servosivulla kuvataan myös 32-bittinen DSP-prosessori, edistynyt vektori-ohjausalgoritmi, automaattinen parametrien itsesäätö ja yhteensopivuus teollisuuden valtavirran kommunikaatioprotokollien kanssa. Nämä toiminnot voivat vähentää laitevalmistajien integrointi- ja käyttöönottotyötä.

Kestomagneettiservomoottorikäytön suorituskykyetu näkyy usein paremmin palauteresoluutiossa, dynaamisessa vasteessa ja alhaisessa{0}}nopeudessa. Kestomagneettisynkroninen moottori voi ylläpitää vakaata sähkömagneettista vääntömomenttia alhaisella nopeudella, kun se on oikein valittu ja viritetty. Tämä tekee kokoonpanosta merkityksellisen tarkkuussyötön, rekisteröinnin, jännityksen hallinnan ja toistuvan paikantamisen kannalta. Tonghangin T3D-tuotesivulla on vähintään 1,6 kHz:n nopeusvaste. Siinä luetellaan myös nopeuden vaihtelu alle ±0,03 % kuormituksella 0–100 % ja alle ±0,02 % tehonvaihtelulla -15 % - +10 %. Nämä luvut tulee tulkita tuotesivun spesifikaatioiksi ja arvioida yhdessä moottorin, kuormituksen ja käyttöönottoolosuhteiden kanssa sen sijaan, että niitä tulisi pitää jokaisen koneen taattuina tuloksina.

Vertailukohde	Yleinen AC-servokäyttö	Kestomagneettinen servomoottorikäyttö
Valvontamenetelmä	Suljetun{0}}silmukan asento, nopeuden ja vääntömomentin säätö	Suljetun{0}}silmukan ohjaus, joka on sovitettu kestomagneettisynkroniseen moottoriin
Hidas{0}}nopeus	Riippuu moottorin, kooderin ja vektori{0}}ohjauksen suorituskyvystä	Soveltuu usein vakaaseen matalan{0}}nopeuteen vääntömomentille ja tarkkuussyötölle
Dynaaminen vaste	Voidaan parantaa DSP-käsittelyn, vektoriohjauksen ja virityksen avulla	Korkean-resoluution palaute ja moottorin ominaisuudet tukevat nopeaa seurantaa
Palautevaihtoehdot	Inkrementaalinen tai absoluuttinen anturi moottorista riippuen	Käyttää usein korkean{0}}resoluution absoluuttisia tai erityisiä palauteratkaisuja
Tyypillisiä sovelluksia	Yleinen automaatio, kuljettimet, työstökoneet, pakkaus ja kokoonpano	CNC-syöttö, digitaalinen tulostus, jännityksen hallinta, tarkka paikannus ja korkean kierron koneet{0}
Tärkeimmät valintatekijät	Monipuolisuus, viestintä, viritystyökalut ja moottorien yhteensopivuus	Enkooderin resoluutio, moottorin parametrit,{0}}pienen nopeuden vääntömomentti ja järjestelmän yhteensopivuus

Järjestelmän energiankulutus riippuu moottorin hyötysuhteesta, käyttötehokkuudesta, kuormituskertoimesta, kiihdytystaajuudesta, mekaanisen voimansiirron tehokkuudesta ja joutokäyntiajasta. Kestomagneettimoottori muodostaa roottorin magneettikenttänsä kestomagneettien kautta, joten se ei tarvitse samanlaista jatkuvaa roottoriviritystä kuin jotkut muut moottorirakenteet. Sopivissa kuormituksessa ja käyttöolosuhteissa kestomagneettijärjestelmä voi siksi tarjota edullisen hyötysuhteen ja lämpökäyttäytymisen. Tämä voi koskea laitteita, jotka toimivat pitkiä aikoja, muuttavat nopeutta usein tai viettävät paljon aikaa kontrolloidulla alhaisella nopeudella.

Kestomagneettijärjestelmää ei kuitenkaan pidä kuvata automaattisesti edullisemmaksi kaikissa käyttöolosuhteissa. Jos kone käy vain ajoittain, jää suurimmaksi osaksi kuormittamatta tai viettää suurimman osan ajastaan pysähtyneenä, energiahyöty voi olla rajallinen. Ylisuuri kestomagneettimoottori voi myös lisätä alkukustannuksia ja heijastuvaa inertiaa. Yleisen-energiansäästöprosentin sijaan ostajien tulisi arvioida säästöt todellisen kuormitusprofiilin, vuotuisten käyttötuntien, sähkön hinnan, kiihdytysjakson ja moottorin tehokkuuden perusteella.

Yleisen AC-servojärjestelmän taloudellinen arvo voi ilmetä sen kypsässä toimitusketjussa, laajassa sovelluskokemuksessa ja vaihtamismukavuudessa. Kohtalaisen tarkkuuden, vakaan kuormituksen ja rajoitettujen vuosikäyttöisten laitteiden osalta yleinen AC-servojärjestelmä voi jo täyttää suorituskykyvaatimukset. Jatkuvassa hitaassa{2}}liikkeessä, toistuvassa asennossa, korkean-taajuuden kiihtyvyydessä tai jännitys

Servon ylläpitokustannukset sisältävät enemmän kuin vaihtokäytön tai moottorin hinnan. Se sisältää myös seisokit, suunnittelumatkat, uudelleen käyttöönoton,{1}}varaosavaraston ja tuotannon viivästymisen. Tavallinen AC-servokäyttö voi tarjota ylläpitoetuja, koska yleiskäyttöisiä-tuotteita käytetään laajalti ja teknikot ovat usein laatineet vianetsintämenettelyt. Tonghangin yleinen AC-servo-sivu tunnistaa automaattisen parametrien itsevirityksen ja suojauksen ylikuormitusta, ylikuumenemista, ylivirtaa, yli- ja alijännitettä vastaan, mikä voi auttaa vähentämään integrointiponnisteluja ja epänormaalia-käyttöriskiä.

Kestomagneettiservomoottorit eivät yleensä käytä perinteisiä harjoja, joten harjan vaihtojaksoa ei ole. Tämä voi vähentää mekaanisen huollon luokkaa sellaisille laitteille, jotka toimivat usein tai vaativat puhdasta työympäristöä. Samanaikaisesti kestomagneettijärjestelmät voivat olla herkempiä kooderin kunnon, liittimen laadulle, parametrien konfiguroinnille ja moottorin{2}}käytön sovitukselle. Jos takaisinkytkentäsignaali häiriintyy tai taajuusmuuttajan parametreja ei ole sovitettu oikein, teknikko saattaa tarvita erikoisempaa diagnostiikkatietoa.

Tonghangin T3D-kestomagneettituotesivulla on luettelo ylinopeuden, ylijännitteen, ylivirran, ylikuormituksen, jarrutushäiriön, enkooderin poikkeaman, sijaintivirheen ja komentoyli-taajuuden suojauksesta tai havaitsemisesta. Nämä toiminnot ovat tärkeitä arvioitaessa 0,75 kW:n kestomagneettisähkökäyttöistä servomoottorikäyttöä jatkuvaan teolliseen käyttöön. Se luettelee myös nopeuden, virran, sijainnin, asennon poikkeaman, moottorin vääntömomentin, moottorin virran ja komentopulssitaajuuden valvontatiedot. Tarkempi valvonta voi auttaa insinöörejä erottamaan mekaanisen kuormitusongelman, palauteongelman, virransyöttöongelman tai ohjaus-parametriongelman, ennen kuin osia vaihdetaan tarpeettomasti.

Huoltotekijä	Yleinen AC-servokäyttö	Kestomagneettinen servomoottorikäyttö
Varaosien{0}}mukavuus	Yleiskäyttöiset-korvaavat kanavat ovat usein kypsiä	Moottorin, anturin ja taajuusmuuttajan yhteensopivuus on varmistettava
Mekaaninen kuluminen	Riippuu moottorin rakenteesta ja voimansiirrosta	Yleensä välttää harjan kulumista ja sopii toistuvaan käyttöön
Enkooderin huolto	Inkrementaalista tai absoluuttista palautetta voidaan käyttää	Korkean{0}}resoluution palaute ja johdotus vaativat huolellista asennusta
Käyttöönotto	Automaattinen viritys voi yksinkertaistaa tavallista käyttöönottoa	Tarkempi moottori- ja takaisinkytkentäkonfiguraatio saattaa olla tarpeen
Vian diagnoosi	Keskittyy syöttöön, kuormaan, ylivirtaan ja ylikuumenemiseen	Vaatii myös huomiota enkooderin ja sijainnin{0}}virheolosuhteisiin
Katkosten riski	Vaihtaminen voi olla kätevää, mutta huono yhteensopivuus voi vaikuttaa suorituskykyyn	Oikea sovitus voi tarjota vakaan toiminnan; väärä asetus vaatii asiantuntemusta

Tavallinen AC-servokäyttö voi olla järkevä ensimmäinen vaihtoehto, kun kone vaatii monipuolisuutta, budjetti on rajallinen, kuormitus on suhteellisen vakaa ja huoltotiimi suosii tuttua käyttöönottoprosessia. Tyypillisiä esimerkkejä ovat yleiset syöttö-, kuljetus-, kokoonpano- tai keski-tarkkaat paikannuslaitteet, joissa luotettava suljetun -silmukan toiminta on tärkeämpää kuin maksimaalinen palauteresoluutio.

Kestomagneettinen servomoottorikäyttö ansaitsee tarkemman arvioinnin, kun kone vaatii pehmeää-nopeaa liikettä, nopeaa vastetta, toistettavaa sijoittelua, jatkuvaa jännityksen hallintaa tai toistuvia käynnistys-pysäytysjaksoja. CNC-syöttöakselit, digitaalisen tulostuksen rekisteröinti, etikettien sijoittelu, lineaariset moduulit ja portaalimekanismit vaativat insinöörejä harkitsemaan yhdessä inertiaa, kooderin resoluutiota ja nopeuden vaihtelua.

Koneen vaatimus	Ratkaisu arvioitava ensin	Pääsyy
Yleinen ruokinta ja kuljetus	Yleinen AC-servokäyttö	Aikuiset ohjaustoiminnot ja kätevät vaihtovaihtoehdot
Tarkkuus CNC-syöttö	Kestomagneettiservojärjestelmä	Korkean-resoluution palaute, alhainen-vakaus ja dynaaminen vaste
Digitaalinen painatus ja verkkokäsittely	Kestomagneettiservojärjestelmä	Sopii rekisteröintiin, jännityksen ja jatkuvan ruokinnan arviointiin
Yleiskokous	Joko kuorman ja syklin mukaan	Edellyttää tasapainoa tarkkuuden, hinnan ja käyttöönottotyön välillä
Usein aloita-lopetta paikannus	Kestomagneettiservojärjestelmä	Dynaaminen vaste, vääntömomentin vakaus ja lämpökäyttäytyminen ovat tärkeitä
Hinta{0}}herkkä projekti	Yhteinen AC-servo- tai sisääntulokestomagneettijärjestelmä	Alkuhintaa on verrattava elinkaarikustannuksiin

Tonghang ei toimita vain itsenäistä asemaa. Sen portfolio ja viralliset tuotetiedot sijoittavat yrityksen servokäyttöjen, servomoottorien ja liikkeen{1}ohjaussovellusten ympärille. Yleisiä AC-servoprojekteja varten yritys tarjoaa sijainnin, nopeuden ja vääntömomentin hallinnan, automaattisen parametrien itse-virityksen ja yhteensopivuuden teollisuuden yleisten viestintäprotokollien kanssa. Nämä ominaisuudet voivat auttaa vähentämään työtä, joka tarvitaan akselin integroimiseen laajempaan automaatiojärjestelmään.

Tonghangin 0,75 kW:n kestomagneettisähköinen servomoottorikäyttö käyttää T3D-alustaa, tehokasta -ARM-prosessoria, teollista IPM-moduulia ja täydellistä-digitaalista vaihtovirtavektoriohjausta laitteissa, jotka vaativat tarkempaa liikettä ja vakaata alhaisen{0}nopeuden käyttäytymistä. Tuote tukee 17-- ja 23{9}}-bittisiä yksi-kierrosta tai moni-kierrosta suoritettuja absoluuttisia koodereita, ja se on tarkoitettu CNC-, digitaalitulostus-, lineaarimoduuli-, portaali- ja automaattiseen paikannussovelluksiin.

Tonghangin yritysprofiilin mukaan yritys perustettiin vuonna 2017, ja se yhdistää T&K:n, tuotannon, myynnin ja huoltopalvelun. Yritys kuvaa myös 5 000 -neliömetrin puhdaspajaa, automatisoituja laitteita ja tarkkuustestauslaitteita. OEM:lle tämän tyyppisellä toimittajan kyvyllä on merkitystä, koska servojärjestelmän todellinen arvo sisältää tuotteen valinnan, palautteen sovituksen, parametrien asettamisen, käyttöönottotuen ja vianmäärityksen toimituksen jälkeen.

Yleisen AC-servokäytön ja kestomagneettiservomoottorikäytön välillä ei ole universaalia voittajaa. Yleinen AC-servokokoonpano voi olla houkutteleva monipuolisuuden, toimitusketjun-mukavuuden ja alhaisempien projektikustannusten vuoksi. Kestomagneettijärjestelmä voi olla vahvempi vaihtoehto, kun kone on riippuvainen alhaisesta-nopeuksista, dynaamisesta vasteesta, palautteen resoluutiosta ja pitkästä-kestosta.

Lopullisen valinnan tulee perustua kuormituskäyrään, käyttötunteihin, kiihdytystaajuuteen, paikannustarkkuuteen, kooderin tyyppiin, työmaaympäristöön ja huoltokykyyn. Pyydettäessä tarjousta Tonghangilta laitevalmistajien tulee ilmoittaa moottorin teho, nimellisjännite, kuorman hitaus, maksiminopeus, kiihtyvyys, ohjausmenetelmä, kooderin tyyppi ja prosessin kuvaus. Tonghangin suunnittelutiimi voi sitten auttaa vertailemaan yleistä AC-servokonfiguraatiota kestomagneettiservokokoonpanoon ja vähentämään virheellisen mitoituksen tai laajennetun käyttöönoton riskiä.

Ota yhteyttä Tonghangin suunnittelutiimiin

Toimialan näkymät

AC Servo VS kestomagneettiservo: suorituskyky ja kustannukset

Kuinka nämä kaksi järjestelmätyyppiä toimivat

Suorituskyvyn vertailu: vaste,{0}}hidas vakaus ja paikannus

Energiakustannukset: Nimellisteho ei ole koko tarina

Ylläpitokustannukset: Ennaltaehkäisy on arvokkaampaa kuin alhainen korjaushinta

Mikä järjestelmä sopii eri koneisiin?

Tonghangin arvo servojärjestelmän valinnassa

Johtopäätös