درایوهای AC صنعتی: درک انواع درایو، کاربردها و ملاحظات جایگزینی

درایوهای AC صنعتی که به عنوان درایوهای فرکانس متغیر (VFD) نیز شناخته می شوند، به طور گسترده در تجهیزات اتوماسیون برای کنترل سرعت و عملکرد موتورهای AC استفاده می شوند. آنها در ماشین آلات تولیدی، سیستم های جابجایی مواد، پمپ ها، فن ها، نوار نقاله ها، تجهیزات فرآیند و بسیاری از کاربردهای صنعتی دیگر یافت می شوند.

برای تیم های تعمیر و نگهداری و تهیه قطعات یدکی، انتخاب یک درایو AC صرفاً به تطبیق رتبه قدرت موتور نیست. خانواده درایو، مشخصات ورودی و خروجی، الزامات کنترل، محیط نصب، گزینه‌های ارتباطی و نقش درایو موجود در دستگاه، همگی می‌توانند بر مناسب بودن جایگزینی تأثیر بگذارند.

با توجه به اینکه سیستم‌های اتوماسیون صنعتی اغلب برای سال‌ها در خدمت باقی می‌مانند، درک تفاوت‌های بین انواع درایوهای متداول AC می‌تواند تصمیمات تعویض و تعمیر و نگهداری را ساده‌تر کند.

یک درایو AC صنعتی سرعت و ویژگی های عملکرد یک موتور AC را با تنظیم توان الکتریکی عرضه شده به موتور کنترل می کند. بسته به طراحی و کاربرد درایو، این می تواند راه اندازی موتور کنترل شده، تنظیم سرعت، شتاب و کاهش سرعت و سایر عملکردهای عملیاتی را ارائه دهد.

در یک سیستم اتوماسیون، درایو معمولا بین منبع برق ورودی و موتور قرار می گیرد. همچنین ممکن است اطلاعات عملیاتی را با یک PLC، HMI، شبکه ارتباطی یا سایر تجهیزات کنترلی مبادله کند.

نقش دقیق درایو بین ماشین ها به طور قابل توجهی متفاوت است. یک برنامه ساده ممکن است به کنترل سرعت اولیه نیاز داشته باشد، در حالی که یک ماشین سخت‌تر ممکن است به حرکت هماهنگ، ارتباطات شبکه، دستگاه‌های بازخورد یا گزینه‌های درایو اضافی بستگی داشته باشد.

به همین دلیل است که درایوهای AC به طور کلی باید به عنوان بخشی از معماری اتوماسیون موجود در نظر گرفته شوند تا به عنوان اجزای الکتریکی مجزا.

درایوهای AC صنعتی در خانواده‌های محصولات مختلف موجود هستند که برای سطوح مختلف پیچیدگی برنامه طراحی شده‌اند.

درایوهای AC با هدف عمومی{{0}

درایوهای همه منظوره معمولاً در مواردی استفاده می‌شوند که کنترل موتور با سرعت متغیر- بدون عملکردهای حرکتی بسیار تخصصی مورد نیاز است.

محصولات این دسته را می توان در کاربردهایی مانند نوار نقاله، پمپ، فن و ماشین آلات عمومی یافت. دامنه کاربرد نسبتاً گسترده آنها آنها را به اجزای متداول در موجودی قطعات یدکی{1}} اتوماسیون صنعتی تبدیل می کند.

نمونه‌هایی از موجودی‌های محصولات اتوماسیون موجود شامل آلن-برادلی استدرایوهای PowerFlex 70ودرایوهای ABB ACS150.

درایوهای ماشین آلات

درایوهای{0}ماشین گرا بر اساس نیازهای هر ماشین و ماشین ساز طراحی شده اند. ویژگی‌های آن‌ها می‌تواند از نظر عملکردهای کنترلی، گزینه‌های یکپارچه‌سازی و الزامات برنامه، با درایوهای همه منظوره متفاوت باشد.

راABB ACS355-03E-12A5-4نمونه ای از درایو ماشین آلات AC با ولتاژ پایین-در این دسته محصول است.

هنگام تعویض درایو ماشین آلات، خانواده درایو اصلی می تواند اهمیت ویژه ای داشته باشد، زیرا جایگزینی باید نه تنها با الزامات موتور بلکه با نحوه عملکرد سیستم کنترل دستگاه نیز مطابقت داشته باشد.

درایوهای صنعتی

درایوهای صنعتی عموماً در محیط‌های اتوماسیون و تولید با تقاضای بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرند، جایی که ممکن است به قابلیت‌های کنترل گسترده‌تر و یکپارچگی سیستم نیاز باشد.

خانواده ABB ACS880 که در موجودی‌های محصولات موجود نشان داده شده است، شامل محصولات درایوهای صنعتی و همچنین پیکربندی‌های تخصصی درایو می‌شود. آلن{2}}بردلیPowerFlex 700وPowerFlex 755محصولات همچنین خانواده‌های درایوهای صنعتی را نشان می‌دهند که در برنامه‌های اتوماسیون استفاده می‌شوند.

برای تیم های تعمیر و نگهداری، شناسایی خانواده و پیکربندی دقیق به ویژه هنگام تعویض درایو نصب شده مهم است.

درایوهای کنترل حرکت

برخی از درایوها برای کاربردهایی طراحی شده اند که کنترل موتور بخشی از یک سیستم حرکت گسترده تر را تشکیل می دهد.

به عنوان مثال، ABBACSM1-04AS-05A0-4به عنوان درایو کنترل حرکت شناسایی می شود. چنین محصولاتی نباید به‌طور خودکار با درایوهای سرعت متغیر معمولی قابل تعویض در نظر گرفته شوند، زیرا ویژگی‌های موتور و قدرت آنها مشابه به نظر می‌رسد.

معماری کنترل حرکت، ترتیب بازخورد و الزامات کنترل ماشین، همگی ممکن است بر سازگاری جایگزین تأثیر بگذارند.

درایوهای تخصصی AC

خانواده‌های درایو خاصی بر اساس الزامات عملیاتی خاص طراحی شده‌اند.

نمونه هایی در موجودی محصول فعلی شامل سری ABB ACH550 ودرایو فوق هارمونیک پایین ACS880محصولات محصولات تخصصی ممکن است ویژگی های در نظر گرفته شده برای محیط های کاربردی خاص یا الزامات الکتریکی را در خود داشته باشند.

در نتیجه، جایگزینی یک درایو تخصصی با یک مدل{0}منظور عمومی می‌تواند به بررسی بسیار بیشتری نسبت به جایگزینی یک درایو در یک خانواده محصول نیاز داشته باشد.

یکی از رایج‌ترین چالش‌ها در خرید قطعات یدکی{0}} اتوماسیون صنعتی، شناسایی جایگزین تنها بر اساس رتبه‌بندی موتور است.

یک درایو با قدرت مشابه ممکن است همچنان با واحد اصلی متفاوت باشد.

تفاوت های مهم می تواند شامل موارد زیر باشد:

• خانواده و تولید محصول را هدایت کنید
• ولتاژ ورودی و آرایش فاز
• قدرت موتور و محدوده جریان
• الزامات محفظه و نصب
• روش کنترل
• رابط ارتباطی
• نیازهای بازخورد یا رمزگذار
• ماژول های گزینه موجود
• نقش عملکردی در دستگاه
• یکپارچه سازی PLC یا کنترلر موجود
• الزامات زیست محیطی

برای مثال، موجودی موجود شامل آلن-برادلی استPowerFlex 70, PowerFlex 700,PowerFlex 753وPowerFlex 755محصولات اگرچه همه این محصولات به دسته گسترده تر درایوهای AC تعلق دارند، خانواده ها و پیکربندی های خاص آنها باید قبل از انتخاب جایگزین شناسایی شوند.

همین اصل در مورد محصولات ABB مانند ACS150، ACS355 و ACS880 صدق می کند. خانواده مدل اطلاعات مهمی در مورد نقش مورد نظر درایو و سیستمی که در ابتدا در آن نصب شده است ارائه می دهد.

شماره مدل درایو AC صنعتی می تواند اطلاعات بسیار بیشتری نسبت به نام خانوادگی اصلی محصول داشته باشد.

به عنوان مثال، یک شناسه مانند20G1AND302JN0NNNNNبه جای اینکه صرفاً به خانواده PowerFlex 755 به عنوان یک کل اشاره کند، یک پیکربندی خاص Allen-Bradley PowerFlex 755 را نشان می‌دهد.

به طور مشابه، شناسه های درایو ABB مانندACS880-01-07A2-3+E202+K458+N2005+R700حاوی اطلاعات پیکربندی مرتبط با محصول خاص است.

این تمایز برای خرید قطعات یدکی مهم است.

جستجوی تنها برای نام خانوادگی ممکن است چندین محصول را با رتبه‌بندی‌ها، گزینه‌ها یا پیکربندی‌های الکتریکی متفاوت تولید کند. جستجو بر اساس شماره کاتالوگ کامل یا شماره قطعه سازنده نقطه شروع بسیار دقیق تری را فراهم می کند.

برای تجهیزات قدیمی تر، پلاک شناسایی روی درایو نصب شده یکی از مفیدترین منابع اطلاعاتی هنگام تهیه درخواست تعویض است.

درایوهای صنعتی مدرن اغلب به عنوان بخشی از یک سیستم اتوماسیون متصل عمل می کنند.

یک درایو ممکن است با یک PLC یا کنترل‌کننده دیگر از طریق یک شبکه صنعتی به جای اتکا به سیم‌کشی کنترل محلی ارتباط برقرار کند. بنابراین آداپتورهای ارتباطی می توانند در کنار خود درایو به قطعات یدکی مهم تبدیل شوند.

موجودی محصول موجود شامل چندین نمونه از این لوازم جانبی است، از جمله:

• آلن-بردلی20-COMM-Dآداپتور PowerFlex DeviceNet
• آلن-بردلی22-COMM-Cآداپتور PowerFlex ControlNet
• آلن-بردلی25-COMM-Dآداپتور ارتباطی PowerFlex 520 DeviceNet
• آلن-بردلی20-750-CNETC آداپتور PowerFlex 750 ControlNet

این مؤلفه‌ها نشان می‌دهند که چرا درایو و سخت‌افزار ارتباطی مرتبط با آن باید هنگام بررسی یک نصب قدیمی‌تر با هم در نظر گرفته شوند.

یک درایو جایگزین با مقررات ارتباطی مختلف ممکن است به تغییرات اضافی در ترتیب کنترل موجود نیاز داشته باشد.

هر خرابی مربوط به درایو{0}}نیاز به تعویض کامل درایو ندارد.

سیستم های درایو صنعتی ممکن است شامل طیف وسیعی از لوازم جانبی قابل تعویض و ماژول های آپشن باشد. بسته به سیستم، اینها می‌توانند شامل آداپتورهای ارتباطی، رابط‌های رمزگذار، پانل‌های کنترل، فیلترها و سایر اجزای خاص درایو{1}} باشند.

نمونه هایی که قبلاً در موجودی محصول نشان داده شده اند عبارتند ازآلن-برادلی 20-750-ENC-1PowerFlex 750 Encoder Option Module و20-HIM-C3SPowerFlex Digital Speed ​​Control HIM.

این امر به ویژه زمانی مرتبط است که یک سیستم اتوماسیون برای سال ها کار می کند. قطعه خراب ممکن است یک وسیله جانبی درایو باشد تا واحد برق اصلی.

بنابراین، شناسایی مؤلفه واقعی از کار افتاده یا مفقود می‌تواند به تیم‌های تدارکات کمک کند تا از تعویض غیرضروری کل درایو اجتناب کنند.

تجهیزات صنعتی اغلب عمر مفید قابل توجهی بیشتری نسبت به محصولات اتوماسیونی دارند که در ابتدا در آن نصب شده اند. در نتیجه، تیم های تعمیر و نگهداری ممکن است در نهایت با خانواده های محرک یا نسل های قدیمی تر محصول مواجه شوند.

در این شرایط، شماره مدل اصلی یک نقطه مرجع مهم باقی می‌ماند، حتی زمانی که محصول دیگر بخشی از سبد محصولات فعلی نباشد.

بررسی جایگزینی عملی می تواند با موارد زیر آغاز شود:

1. شناسایی مدل کامل یا شماره کاتالوگ.
2. تایید سازنده و خانواده محصول.
3. بررسی اطلاعات الکتریکی نشان داده شده بر روی واحد اصلی.
4. شناسایی ماژول های ارتباطی و آپشن
5. بررسی نحوه اتصال درایو به سیستم کنترل موجود.
6. تعیین اینکه آیا نیاز یک جایگزین دقیق، یک جایگزین معادل یا یک جایگزین سازگار است.
7. قبل از تهیه، قطعه انتخاب شده را بر اساس نیازهای واقعی ماشین تأیید کنید.

این رویکرد به‌ویژه برای پاورفلکس، ACS و دیگر نصب‌های درایو قدیمی‌تر که ممکن است چندین نسل از محصولات در یک خانواده محصول گسترده وجود داشته باشند، مفید است.

برای تأسیساتی که چندین ماشین خودکار را نگهداری می کنند، درایوهای AC می توانند بخش مهمی از موجودی قطعات یدکی-را نشان دهند.

با این حال، برنامه ریزی موجودی نباید تنها بر نام خانوادگی درایو تکیه کند.

یک رکورد مفید می تواند شامل شماره کاتالوگ کامل، سازنده، خانواده محصول، رتبه بندی الکتریکی، ماشین یا برنامه نصب شده، آداپتور ارتباطی مرتبط، ماژول های گزینه مربوطه و مقدار مورد نیاز برای اهداف تعمیر و نگهداری باشد.

نگه‌داشتن این شناسه‌ها در کنار هم می‌تواند خرید آینده را به‌طور قابل‌توجهی آسان‌تر کند، به‌ویژه زمانی که یک خرابی غیرمنتظره درایو نیاز به تعویض فوری ایجاد می‌کند.

برای محیط‌های اتوماسیون چند نام تجاری، حفظ سوابق دقیق حتی ارزشمندتر است، زیرا عملکردهای درایو مشابه ممکن است توسط خانواده‌های محصولات بسیار متفاوت از تولیدکنندگان مختلف نشان داده شود.

درایوهای AC صنعتی از محصولات سرعت متغیر نسبتاً ساده- تا سیستم‌های درایو با پیکربندی بسیار بالا که در اتوماسیون و برنامه‌های حرکتی مورد استفاده قرار می‌گیرند، متغیر است.

برای تیم های نگهداری و تدارکات، مهمترین نکته این است کهتعویض درایو باید با شناسایی شروع شود، نه با فرض. یک درایو با ظاهر مشابه یا یک درایو با رتبه قدرت قابل مقایسه لزوماً جایگزین مناسبی نیست.

شماره مدل کامل، خانواده محصول، مشخصات الکتریکی، رابط های ارتباطی و گزینه های نصب شده، مبنای بسیار قوی تری برای شناسایی قطعه مورد نیاز فراهم می کند.

موجودی قطعات یدکی درایو AC به خوبی سازمان‌دهی‌شده-همچنین می‌تواند به کاهش تأخیر زمانی که تجهیزات نیاز به تعمیر و نگهداری دارند، کمک کند، به‌ویژه زمانی که سیستم‌های اتوماسیون قدیمی یا قدیمی به خانواده‌ها و لوازم جانبی درایوهای خاص وابسته هستند.