Aktuální vydání

celé číslo

06

2022

Vodohospodářství, energetika a využití obnovitelných zdrojů energie

IIoT, vestavné a průmyslové počítače a edge computing

celé číslo

Průmyslový veletrh Hannover Messe a elektrické pohony

Automa 7-8/2001

Gustav Holub

Průmyslový veletrh Hannover Messe a elektrické pohony

Opět se ukázalo, že velmi důležitou složkou průmyslové automatizace, která je jedním z hlavních témat hannoverského veletrhu, jsou elektrické pohony. Není divu, protože pohony jsou nedílnou součástí téměř každého projektu automatizace. Především inteligentní servopohony převádějí předem dané nebo řídicím systémem vypočtené povely do konkrétních pohybů, jak to vyžaduje výrobní proces. Vlastnosti elektrických pohonů tak často rozhodujícím způsobem ovlivňují kvalitu výsledných produktů. V technologických procesech bývá předepsáno nejen chování jednotlivých pohonů, ale i přesná synchronizace pohybů více motorů. Tuto úlohu zabezpečují inteligentní servoregulátory ve spojení s měniči a potřebnými regulačními, řídicími, zabezpečovacími a ochrannými obvody.

Protože permanentní magnety ze vzácných zemin s vysokou měrnou energií, danou součinem 1/2(BmHm)max, a cenově příznivé výkonové moduly s IGBT nadále favorizují především synchronní servomotory, jsou v dalších odstavcích popsány převážně novinky některých významných výrobců z této oblasti.

Obr. 1. Obr. 2. Obr. 3.

Inovované měniče frekvence Micromaster řady 420 a 440 (obr. 1) firmy Siemens se vyznačují nejen širokým rozsahem funkcí a jednoduchou montáží, ale i snadným připojením a uvedením do provozu, volně programovatelnými I/O a parametrizovatelnými analogovými I/O. Větší měniče s vektorovým řízením řady 440 do 75 kW disponují 32bitovým procesorem.

Integrované pohony Combimaster (obr. 2) téhož výrobce s měniči vestavěnými přímo v rozšířené svorkovnici asynchronního motoru (max. do 7,5 kW) mají nově integrován odrušovací filtr a horní část svorkovnice dostala žebrované chladicí těleso. Firma Siemens tyto měniče montuje na nové energeticky úsporné asynchronní motory s třídami účinnosti Eff 1 a Eff 2 podle předpisů VDE/DIN.

Nabídku kompaktních vysoce integrovaných pohonů Posmo pro přesné a rychlé polohování rozšířila firma Siemens až do výkonu 300 W. Pohonnou, řídicí a regulační jednotku tvoří synchronní motor, převodovka, měnič, regulátor motoru, řízení polohy, programovatelný automat a rozhraní pro Profibus.

Řada měničů firmy ABB typu Compac byla rozšířena o malé jednotky ACS 100 a ACS 140 s vysokým funkčním komfortem, obvyklým u velkých jednotek, s výstupní frekvencí až do 300 Hz. Jejich konstrukční hloubka je o 27 % menší a hmotnost o přibližně 30 % menší ve srovnání s předchozí řadou těchto měničů. Poprvé byla také vystavena kombinace motor-měnič ACS 160 do výkonu 2,2 kW s měničem instalovaným na horní části motoru. U motorů vyšších výkonů až do 7,5 kW jsou měniče integrovány přímo v motoru, pod krytem na straně externího ventilátoru.

Pohony s integrovanými měniči, resp. regulátory, vystavily desítky firem (Baumüller, Danfoss, Lenze, Loher, Stöber, Bauknecht, FaG, Reliance atd.). Zatím jsou tyto integrované pohony nabízeny do výkony 7,5 kW. Výjimkou je firma VEM Motors, která má řadu integrovaných pohonů (s měniči na horní části motoru) až do 22 kW.

Komunikace nových víceúčelových pohonů firmy Lenze probíhá dosud obvyklým způsobem pomocí digitálních nebo analogových I/O, ale také přes sériovou komunikační sběrnici. Využít lze vestavěné rozhraní CAN nebo násuvný modul pro Interbus či Profibus. K dispozici je komunikace pomocí metalického vodiče i světlovodného kabelu.

Obr. 4.

U servopohonů MR-12 firmy Mitsubishi je použit snímač absolutní polohy s rozlišením 17 bitů (více než 100 tisíc poloh na otáčku), jehož konstrukce je založena na zcela novém patentovaném řešení. Ve srovnání s předchozí řadou je doba polohování redukována z 5,0 ms na 0,9 ms. Rozhraní RS-422/485 umožňují současně provozovat až 32 stanic. Měniče frekvence nové řady FR--S 540 s výkony 0,2 až 1,5 kW svou montážní plochou údajně patří k nejmenším svého druhu (maximálně 138 cm2).

Širokou nabídku servopohonů pro vysoce dynamické aplikace (pomaloběžné, rychloběžné, krokové a lineární pohony) představila firma Hauser (obr. 4), nyní patřící do koncernu Parker (USA). Univerzální měniče Compax s různými typy snímačů otáček a polohy pokrývají rozsah momentů od 0,4 do 90 N·m. Pomaloběžné servomotory s velkým momentem jsou dimenzovány na otáčky 200 až 500 min–1, vysokootáčkové až na 12 000 min–1 a přímé lineární motory zvládnou zátěž až 25 kg. Inteligentní servozařízení Compax zaručuje krátké doby rozběhu motorů, vysoké počty taktů, rychlou funkci regulačních obvodů a zpracování signálů ze snímačů s velkým rozlišením.

Kromě uvedených příkladů dodavatelů střídavých regulovaných pohonů nelze opominout desítky dalších vystavovatelů výrobků vysoké technické úrovně, např. firmy Rockwell Automation, Schneider Electric, Bosch, Baumüller, Danfoss, Moeller, KEB, ODL, Vectron atd. Přehlédnout nelze ani japonské a východoasijské vystavovatele (Hitachi, Fuji, Matsushita, Mitsubishi, Yaskawa, Sumimoto, Omron a Taian).

Obr. 5.

Pozoruhodné jsou měniče frekvence finské firmy Vacon, jejíž třináct pracovníků založilo vlastní prosperující společnost, poté co v roce 1993 odešli od firmy ABB. U nové řady měničů lze vzájemněkombinovat více než sto funkčních bloků (regulátory PID, generátory ramp, logické a matematické funkce), a proto měniče mohou plnit funkci malého programovatelného automatu. Systémová karta rozšiřuje možnosti měniče o realizaci synchronního souběhu více pohonů nebo o funkci tzv. elektronické vačky s volbou nulového bodu, popř. umožňuje přidat další digitální i analogové I/O. Ke komunikaci je k dispozici osm různých rozhraní.

Mezi přední dodavatele progresivních krokových pohonů lze zařadit firmu Berger Lahr, která má ve výrobním programu pohony s dvojfázovými, trojfázovými a pětifázovými krokovými motory, a to až do výkonu 8 kW. Pohony nové řady Twin Line se obsluhují z operátorského panelu s displejem LCD. Mikromoduly pro uživatelsky specifické konfigurace jsou nabízeny ve čtyřech verzích podle technologických a funkčních nároků na pohony.

Servopohony se speciálními bezkartáčovými synchronními motory s diskovým rotorem tradičně vystavovala firma Baumüller. Přes dvacet výrobců prezentovalo také lineární pohony v různých aplikacích.

[Firemní dokumentace a tiskové informace z veletrhu Hannover Messe.]