Jak działa falownik w obrabiarce?

Przemienniki częstotliwości w obrabiarkach wykorzystywane są do zmiany prędkości obrotowej silnika. Inwerter prostuje zmienny prąd do stałego, po czym wytwarza z niego zmienny prąd, którego częstotliwość oraz napięcie jest odpowiednie dla użytkownika. Ważne jest, iż przy zmianie prędkości obrotowej silnika indukcyjnego poprzez zmianę częstotliwości trzeba zmienić również proporcjonalnie napięcie, które zasila silnik. Jest to sterowanie skalarne u/f. Istnieje również sterowanie wektorowe, którego działanie zmniejsza prędkość obrotową silnika indukcyjnego.  

Czym jest obrabiarka?

Obrabiarka jest to maszyna, która służy do obróbki rzeczy aby nadać im odpowiedni kształt, wymiar, a także gładkość powierzchni. W obrabiarkach wyróżnia się ruchy pomocnicze i podstawowe. Maszyna składa się z silnika, mechanizmów, które odpowiedzialne są za przeniesienie ruchu z silnika na zespoły wykonawcze, zespoły robocze składające się z wrzeciona, suwaka, suportu, oraz stołu do zamocowania przedmiotów, które chcemy obrobić. Kolejną częścią obrabiarek są urządzenia łączące narzędzia i przedmioty obrabiane z roboczymi zespołami (m.in. imakami narzędziowymi). Kolejnym kluczowym elementem całego układu są urządzenia, które sterują kierunkiem, prędkością, oraz kolejnością czynności i ruchów, co umożliwia zautomatyzowanie pracy. Kolejnym fragmentem układu są elementy nośne i wiążące np. stojaki, korpusy. 

Falowniki do obrabiarek:

Falowniki serii VFD-MS300 Delta Electronics

Przemienniki częstotliwości VFD-MS300 znajdują zastosowanie zarówno w prostych aplikacjach jak i zaawansowanych. Rozmiarowo są bardzo praktyczne, pozwalają zaoszczędzić nawet 40 % miejsca w porównaniu ze starszymi modelami. Seria ta posiada ochronną powłokę, a żywotność elementów mocy jest wydłużona. Inwertery wyposażone zostały we wbudowany sterownik PLC. Istnieje możliwość rozbudowy o dodatkową kartę komunikacyjną. Falowniki marki Delta Electronics obsługują silniki indukcyjne i silniki z magnesami stałymi. Rozruch przemienników częstotliwości VFD-MS300 jest dynamiczny, natomiast hamowanie i przyspieszenie silnika wydajne. MS300 posiadają też kontrolę momentu hamowania, oraz zabudowane tranzystory hamowania i wejście STO. 

Falowniki serii VFD-MH300 Delta Electronics 

Falowniki te są bardzo proste w obsłudze. Charakteryzuje je wysoki procent oszczędności miejsca, mają wzmocnioną powłokę ochronną. Obsługują silniki z magnesami trwałymi i indukcyjne. Możliwa jest praca w zamkniętej pętli sterowania. Ich rozruch jest dynamiczny, a przyspieszenie wydajne. Posiadają kontrolę hamowania i kontrolę momentu. Częstotliwość wyjściowa falowników serii VFD-MH300 wynosi do 2000Hz w otwartej pętli sterowania. Przeciążalność tych falowników jest równa 120% przez 60 sekund przy pracy normalnej, 150% przez 60 sekund przy pracy ciężkiej i 200% przez 3 sekundy również przy pracy ciężkiej. Inwertery są wyposażone we wbudowany sterownik PLC 5 k kroków. Posiadają również tranzystory hamowania i mają wejście STO. 

Falowniki FC51 Danfoss

Przemienniki częstotliwości FC51 charakteryzują się prostą obsługą oraz łatwym montażem i uruchomieniem, a także niezawodnością. Stosuje się je przy silnikach asynchronicznych AC. Powietrze wymuszonego obiegu chłodzenia nie przenika do przewodów elektrycznych , które znajdują się wewnątrz. Falowniki serii FC51 marki Danfoss mają filtry RFI spełniające europejskie normy emisji zakłóceń dla ekranowanych przewodów silnikowych do 15 metrów. Posiadają kompaktową obudowę, co pozwala na znaczne oszczędzenie miejsca w szafach sterowniczych. Inwertery charakteryzują się również takimi funkcjami jak hamowanie DC i AC, co pozwala na przekształcenie energii kinetycznej na moc do zatrzymania silnika, a falowniki, których moc jest wyższa niż 1,5 kW mają wbudowany choper hamowania. Kolejna funkcją, która zasługuje na uwagę przy falownikach FC51 jest Logiczny Sterownik Zdarzeń, który gwarantuje odpowiedni algorytm pracy przemiennika częstotliwości. Przetwornik wyróżnia się długą żywotnością. Dzięki wbudowanemu regulatorowi procesu PI nie ma konieczności zastosowania sterownika zewnętrznego. Przeciążalność wynosi 150 % przez 60 sekund. Sterowanie falownika jest skalarne i wektorowe. 

Falowniki SINAMICS G120C Siemens

Inwertery serii G120C charakteryzują się kompaktową konstrukcją. Przemienniki częstotliwości posiadają sterowanie wektorowe, które umożliwia osiągnięcie wysokiej wartości momentu obrotowego przy niskich prędkościach. Wyposażone są w wejście bezpieczeństwa STO. Obsługują protokoły komunikacyjne PROFINET, EtherNet/IP, PROFIBUS i USS/ Modbus RTU. Dodatkowo inwerter ma funkcję klonowania parametrów przy pomocy modułu SINAMICS G120 Smart Access Module , BOP-2, IOP-2 lub karty SD. Przemienniki częstotliwości G120C można montować obok siebie. 

Falowniki Altivar Machine ATV320 Schneider Electric

Przemienniki częstotliwości ATV320 stosuje się do silników trójfazowych asynchronicznych oraz synchronicznych. Falowniki posiadają wbudowane funkcje bezpieczeństwa (STO,SS1,SLS,SMS,GDL) oraz sterownik PLC. Inwertery mają kompaktową budowę co pozwala na większą elastyczność przy montażu w szafach. Obwody posiadają powłokę 3C3, dzięki której zwiększa się dostępność w trudnych warunkach. Dodatkowo istnieje możliwość połączenia z sieciami komunikacyjnymi, które są oparte na standardzie Ethernet i szeregowym — od EtherNet/IP do CANopen.  Dzięki falownikom tej serii obniżają się koszty instalacji, natomiast wydajność zostaje zwiększona. 

Falowniki C2000 Delta Electronics

Przetworniki  C2000 Delta Electronics znajdują swoje zastosowanie w bardziej wymagających aplikacjach. Przemienniki zostały wyposażone w funkcję sterowania skalarnego, wektorowego bezczujnikowego, wektorowego w zamkniętej pętli, wejście bezpieczeństwa, MODBUS, RS485.   Falowniki posiadają kilka trybów pracy: prędkościowy, momentowy, pozycyjny. Przeciążalność przemienników C2000 wynosi: 

• 230V/460V 

-120% w ciągu 60 sekund, 160% w ciągu trzech sekund przy normalnej pracy,

-150% w ciągu  60 sekund, 180% w ciągu trzech sekund przy ciężkiej pracy,

• 575V/690V

- 120% w ciągu 60 sekund przy lekkiej pracy,

-120% w ciągu 60 sekund, 150% w ciągu trzech sekund przy normalnej pracy,

-120% w ciągu 60 sekund, 180% w ciągu trzech sekund przy pracy ciężkiej.

Przetworniki C2000 współpracują z silnikami asynchronicznymi oraz silnikami synchronicznymi z magnesami trwałymi. Dodatkowo, falowniki mają wbudowany sterownik PLC 10k kroków. Konstrukcja tych urządzeń pozwala na pracę w trudnych warunkach przemysłowych.