Kuna tofauti gani kati ya VFD na anatoa za servo?

Utangulizi: Kuamua machafuko ya kawaida katika udhibiti wa gari

Katika ulimwengu mkubwa wa mitambo ya viwandani na mifumo ya umeme, masharti Hifadhi ya frequency ya kutofautisha (VFD) na Hifadhi ya Servo hujadiliwa mara kwa mara. Kwa wahandisi, mafundi, na hata hobbyists wa hali ya juu kuanza mradi mpya wa automatisering, chaguo kati ya watawala hawa wawili wa gari ni hatua muhimu ya uamuzi. Wakati VFD na gari la servo limetengenezwa kusimamia motors za umeme, ni zana tofauti zilizojengwa kwa kazi tofauti sana. Kuchagua mtu mbaya kunaweza kusababisha utendaji wa kukatisha tamaa, kutokuwa na kazi, au gharama zisizohitajika kabisa. Maombi ya nguvu ya juu yanaweza kuhitaji aina fulani ya VFD, wakati kazi ya usahihi haiwezekani bila servo.

Mwongozo huu kamili utasababisha mada mara moja. Tutatoa kulinganisha wazi, kichwa hadi kichwa, tukichunguza tofauti za msingi kati ya VFD na gari la servo. Tutaangalia njia zao za kudhibiti, sifa za utendaji, na matumizi bora. Mwisho wa kifungu hiki, hautaelewa tu kazi ya kila kifaa lakini pia utaweza kuchagua kwa ujasiri mtawala sahihi kwa mahitaji yako maalum, kuhakikisha mfumo wako ni mzuri na wa kiuchumi. Jukumu la VFD ya kisasa ni kupanuka, na kuelewa uwezo wake ni muhimu zaidi kuliko hapo awali.

Ujuzi wa kimsingi: Je! Ni nini gari ya frequency ya kutofautisha (VFD)?

Kabla ya kulinganisha, lazima kwanza tuelewe madhumuni ya VFD. Dereva ya frequency ya kutofautisha, ambayo mara nyingi hurejelewa na gari lake la kawaida la AC, ni aina ya mtawala wa gari anayetumiwa kutofautisha kasi ya uendeshaji wa gari inayobadilika ya sasa (AC) kwa kudhibiti frequency na voltage ya nguvu iliyotolewa kwake.

Kusudi la msingi la VFD: Udhibiti wa kasi ya kasi

Katika moyo wake, kazi ya msingi ya VFD ni udhibiti mzuri wa kasi. Fikiria VFD kama kanyagio cha kisasa cha gesi kwa gari la umeme. Maombi mengi ya viwandani, kama vile mashabiki au pampu, hazihitaji kukimbia kwa kasi kamili 100% ya wakati. Kwa kusanikisha VFD, unapata uwezo wa kulinganisha kwa usahihi kasi ya gari na mahitaji halisi ya mzigo. Uwezo huu rahisi unafungua faida kuu za kutumia VFD: akiba kubwa ya nishati, kupunguza mkazo wa mitambo kupitia kuanza laini, na maisha ya kufanya kazi kwa kiwango kikubwa kwa gari na vifaa vilivyounganika. VFD, kwa hivyo, ni msingi wa ufanisi wa kisasa wa nishati ya viwandani. Mfumo wowote unaotafuta kupunguza gharama za kiutendaji unapaswa kuzingatia kutekeleza VFD. Kurudi kwa uwekezaji kwa usanikishaji wa VFD mara nyingi hupimwa kwa miezi, sio miaka, kwa sababu ya kupunguzwa kwa moja kwa moja kwa matumizi ya nishati. VFD iliyotekelezwa vizuri ni gharama ya uhakika.

Jinsi VFD inavyofanya kazi: kanuni ya frequency tofauti na voltage

Uchawi wa VFD uko katika kanuni yake rahisi lakini yenye ufanisi ya kufanya kazi. Kasi ya mzunguko wa motor ya kawaida ya AC (kipimo katika RPM) ni sawa na frequency (kipimo katika Hertz, Hz) ya nguvu ya umeme inayopokea. VFD ya kawaida inafanya kazi katika hatua tatu:

1. Hatua ya Rectifier: VFD inachukua nguvu ya kawaida ya AC kutoka kwa gridi ya taifa na kuibadilisha kuwa nguvu ya DC.

2. Hatua ya DC/Kichujio: Nguvu hii ya DC imerekebishwa na kuhifadhiwa kwenye capacitors.

3. Hatua ya Inverter: VFD basi inachukua nguvu hii safi ya DC na 'inderts ' nyuma ndani ya pato la AC. Kimsingi, VFD inaweza kudhibiti kwa usahihi frequency na voltage ya ishara hii mpya ya AC.

Kwa kupunguza frequency iliyotumwa kwa gari, VFD hupunguza; Kwa kuongeza frequency, inaharakisha. Kwa msingi, huu ni mfumo wa kudhibiti 'wazi-kitanzi '. VFD hutuma amri ya kukimbia kwa kasi fulani, lakini haiangalie asili kuona ikiwa gari imefanikiwa kwa kasi hiyo. Kwa matumizi mengi, kiwango hiki cha udhibiti kutoka VFD kinatosha kabisa.

Maombi ya kawaida ya VFD: ambapo yanaangaza

Kwa sababu ya umakini wake juu ya udhibiti mzuri wa kasi, VFD ndio chaguo bora kwa matumizi anuwai ambapo msimamo wa usahihi sio lengo kuu. Maombi yoyote ya mzunguko ambayo yanafaidika na kasi ya kutofautisha ni mgombea mkuu wa VFD. Mfano wa kawaida ni pamoja na:

• Pampu na mashabiki

• Mikanda ya conveyor

• Mchanganyiko na Agitators

• Mifumo ya HVAC na Chiller

• Extruders na Mills

Katika visa hivi vyote, VFD hutoa udhibiti mkubwa wa mchakato na akiba kuu ya nishati.

Ujuzi wa kimsingi: Je! Hifadhi ya Servo ni nini?

Wakati VFD ni bwana wa kasi, gari la servo ni bwana wa usahihi. Hifadhi ya servo ni amplifier ya elektroniki inayotumika kwa nguvu na kudhibiti servomotor, na lengo la msingi juu ya udhibiti wa mwendo wa hali ya juu. Ni muhimu kuelewa kwamba gari la servo halifanyi kazi kwa kutengwa; Ni sehemu moja ya mfumo kamili wa utendaji wa juu 'servo. '

Kusudi la msingi la Hifadhi ya Servo: Udhibiti wa mwendo wa hali ya juu

Kazi ya msingi ya gari la servo ni kuchukua ishara ya amri kutoka kwa mtawala wa mwendo na kuitafsiri kwa kiwango halisi cha sasa kinachohitajika kufanya harakati za servomotor kwa msimamo maalum, kwa kasi sahihi, na kwa torque iliyodhibitiwa. Tofauti na VFD ambayo inazingatia 'jinsi ya haraka, ' servo inazingatia 'haswa wapi, lini, na vipi. '

Jinsi Hifadhi ya Servo inavyofanya kazi: Mfumo wa maoni ya kitanzi

Tabia ya kufafanua ya mfumo wa servo ni utaratibu wake wa maoni yaliyofungwa. Mfumo huu una vifaa vitatu vya msingi:

1. Hifadhi ya Servo: akili na misuli ya operesheni.

2. Servomotor: motor maalum, kawaida gari ya kudumu ya sumaku, iliyoundwa kwa majibu ya nguvu ya juu.

3. Kifaa cha maoni: Encoder au suluhisho iliyowekwa moja kwa moja kwenye shimoni la gari.

Mfumo huu hufanya kazi katika kitanzi kinachoendelea cha amri na marekebisho. Mdhibiti wa mwendo anaambia gari la servo kusonga gari kwa nafasi ya X. Hifadhi hutuma nguvu kwa gari, ambayo huanza kugeuka. Encoder husoma mara moja msimamo  halisi wa gari  na inaripoti kurudi kwenye gari. Hifadhi ya servo basi inalinganisha msimamo ulioamriwa (x) na msimamo halisi ulioripotiwa na encoder. Ikiwa kuna kupotoka kidogo (kosa 'kosa '), gari hufanya marekebisho ya papo hapo kwa ishara ya nguvu ili kuondoa kosa hilo. Kitanzi hiki kinaendesha maelfu ya mara kwa sekunde, kuhakikisha usahihi wa ajabu. Hii ni ulimwengu mbali na asili ya wazi ya VFD ya kawaida.

Matumizi ya kawaida ya Hifadhi ya Servo: Wakati usahihi ni mkubwa

Dereva za servo hupelekwa katika programu ambazo hakuna nafasi ya makosa na utendaji wa nguvu ni muhimu. Ndio suluhisho la kwenda kwa:

• Robotiki na mikono ya robotic

• CNC Machining na Milling

• Mkutano wa moja kwa moja na mifumo ya kuchagua na mahali

• Uchapishaji wa kasi kubwa na vifaa vya kuweka lebo

• Semiconductor Viwanda

VFD vs Servo Drive: Ulinganisho wa kichwa hadi kichwa

Ili kufahamu kweli tofauti, kulinganisha moja kwa moja ni muhimu. Jedwali lifuatalo linatoa picha wazi ya tofauti za kimsingi kati ya VFD ya kusudi la jumla na mfumo wa kuendesha gari. Mfumo wa Hifadhi ya Frequency ya

Kutofautisha	(VFD)	Servo
Lengo la msingi	Udhibiti wa kasi na ufanisi wa nishati	Msimamo, kasi na udhibiti wa torque (udhibiti wa mwendo)
Mfumo wa kudhibiti	Kawaida kufungua-kitanzi. VFD inaamuru kasi.	Imefungwa kila wakati. Inaamuru msimamo na inarekebisha makosa.
Kifaa cha Maoni	Sio muhimu kwa operesheni ya kawaida ya VFD.	Sehemu muhimu ya mfumo (encoder au suluhisho).
Usahihi	Chini kwa wastani. VFD sio zana ya nafasi.	Juu sana. Uwezo wa usahihi wa kiwango cha micron.
Majibu ya nguvu	Polepole. Iliyoundwa kwa mabadiliko ya kasi ya polepole. Utendaji mzuri kutoka kwa VFD.	Haraka sana. Kuongeza kasi/kupungua kwa nguvu.
Uwezo wa kupakia zaidi	Chini (kawaida mara 1.5 ilikadiriwa sasa).	Juu (kawaida mara 3 ilikadiriwa sasa au zaidi).
Aina ya gari	Kiwango cha kawaida cha induction ya AC (asynchronous).	Servomotor ya kudumu ya sumaku.
Gharama	Chini. Usanidi mzima wa VFD na motor ni ya gharama nafuu.	Juu sana. Uwekezaji wa malipo kwa utendaji.

Kuvunja tofauti kuu kati ya VFD na anatoa za servo

Jedwali la kulinganisha linatupa 'nini, ' lakini ni muhimu pia kuelewa 'kwanini.' 'Wacha tuvunje alama muhimu zaidi za utofauti.

Mbinu ya Udhibiti: Tofauti kati ya kasi ya kuamuru na msimamo wa kusahihisha

Tofauti kubwa zaidi iko katika falsafa ya kudhibiti. VFD ya wazi-kitanzi inafanya kazi kwa msingi wa 'na usahau '. Inatoa ishara ya 50 Hz na kudhani kuwa gari linaendesha kwa kasi inayolingana. Haina njia ya asili ya kujua ikiwa gari limetulia au ikiwa kasi imejaa chini ya mzigo mzito.

Hifadhi ya servo, kwa upande wake, iko katika hali ya macho ya mara kwa mara. Uwepo wake wote ni msingi wa kuondoa kosa 'ifuatayo ' - pengo kati ya mahali ambapo motor inastahili kuwa na iko wapi. Maoni haya yaliyofungwa-kitanzi ndio yanayompa servo usahihi wake wa kushangaza na inafanya iwe sawa kwa kazi VFD ya kawaida haiwezi kutimiza.

Utendaji na Nguvu: Angalia majibu na upakiaji

Mfumo wa servo umejengwa kwa kasi na agility. Inaweza kuharakisha mzigo kutoka kwa kusimama hadi maelfu ya rpm na kurudi kwa sifuri katika milliseconds. Ili kufanikisha hili, anatoa za servo zina kiwango cha juu sana cha 'kitanzi cha sasa ' na imeundwa na uwezo mkubwa wa kupakia (mara nyingi 300% au zaidi ya viwango vyao vya sasa kwa vipindi vifupi). Hii inawaruhusu kutoa torque kubwa kushinda inertia mara moja.

VFD, kwa upande mwingine, imejengwa kwa udhibiti laini, thabiti. Kuongeza kasi na kupungua kwake kumepangwa katika 'njia ' zaidi ya sekunde, sio milliseconds. Uwezo wake wa chini wa upakiaji (kawaida 150%) inatosha kwa hatua kwa hatua kuanza shabiki au pampu, lakini inakosa nguvu ya nguvu inayohitajika kwa udhibiti wa mwendo wa kweli. Utendaji wa VFD ni kamili kwa matumizi yake yaliyokusudiwa.

Usahihi na usahihi: Jukumu muhimu la encoder katika mfumo wa servo

Hauwezi kuwa na mfumo wa servo bila encoder. Encoder ni 'macho' ya gari, kutoa maoni ya azimio kubwa (mara nyingi mamilioni ya hesabu kwa mapinduzi) inahitajika kwa nafasi ya kuashiria. VFD haiitaji maoni haya kwa kazi yake ya msingi ya kudhibiti kasi. Wakati  unaweza  kuongeza encoder kwenye VFD ya utendaji wa juu kuunda mfumo wa 'vector iliyofungwa ' kwa udhibiti sahihi zaidi wa kasi, bado inakosa nguvu ya computational na uwezo wa kupanga mwendo wa gari la kweli la servo. VFD ya kawaida inafanya kazi vizuri bila hii.

Uchambuzi wa Gharama: Kwa nini gari la servo ni ghali zaidi kuliko VFD?

Tofauti ya gharama ni muhimu na inatokana na mfumo mzima.

• Hifadhi: Hifadhi ya servo ina wasindikaji wa hali ya juu zaidi, wenye kasi kubwa na algorithms ngumu zaidi ya kudhibiti kuliko VFD.

• Gari: Servomotors hutumia sumaku za kudumu za kudumu za ardhi kupata wiani mkubwa wa torque na hali ya chini, wakati VFD hutumia motor ya kawaida, iliyotengenezwa kwa wingi.

• Maoni: Encoder ya azimio kubwa ni kifaa cha usahihi wa bei yenyewe.

• Cabling: Mifumo ya servo inahitaji maoni maalum, yaliyolindwa na nyaya za nguvu.

Unapoongeza yote, mfumo kamili wa servo unaweza kugharimu kwa urahisi mara 5 hadi 10 zaidi ya VFD inayoweza kulinganishwa na mchanganyiko wa gari. Hii ndio sababu unatumia servo tu wakati programu inadai kabisa uwezo wake. Gharama ya chini ya VFD hufanya iwe chaguo rahisi kwa kazi rahisi.

Jukumu linaloibuka la VFD katika matumizi ya kisasa

Ulimwengu wa VFD sio tuli. Teknolojia mpya na mahitaji yanasukuma mipaka ya kile VFD inaweza kufanya. Moja ya mwenendo muhimu wa hivi karibuni ni kuongezeka kwa VFD ya jua.

VFD ya jua ni aina maalum ya VFD iliyoundwa ili kusukuma pampu za maji moja kwa moja kutoka kwa paneli za jua, kabisa-gridi ya taifa. Inayo algorithms ya kiwango cha juu cha nguvu ya kiwango cha juu (MPPT) ambayo inaendelea kurekebisha kasi ya gari ili kutoa nguvu ya juu kutoka kwa safu ya jua wakati hali za taa zinabadilika siku nzima. Teknolojia hii imebadilisha kilimo na upatikanaji wa maji katika maeneo ya mbali, kutoa suluhisho la kuaminika na endelevu ambapo nguvu ya gridi ya taifa haipatikani au ghali. VFD ya jua ni mfano mzuri wa jinsi teknolojia ya msingi ya VFD inaweza kubadilishwa kwa matumizi maalum, yenye athari.

Jinsi ya kuchagua: Je! VFD au gari la servo ni sawa kwa programu yako?

Sasa kwa swali la muhimu zaidi: Unahitaji ipi? Hapa kuna mwongozo rahisi.

Unapaswa kuchagua VFD wakati…

• Lengo lako la msingi ni kudhibiti kasi ya gari kwa udhibiti wa mchakato (kwa mfano, kudumisha kiwango fulani cha mtiririko).

• Kipaumbele chako cha kwanza ni akiba ya nishati kwenye mizigo ya centrifugal kama pampu na mashabiki.

• Maombi hayahitaji msimamo sahihi, unaoweza kurudiwa.

• Mabadiliko ya mzigo ni polepole na polepole.

• Gharama ni sababu ya msingi ya kufanya maamuzi. VFD inatoa thamani ya ajabu.

• Mfano Maombi ya Maombi: Mashabiki wa viwandani, mikanda ya kusafirisha, pampu za maji, washughulikiaji wa hewa wa HVAC. Kwa haya, VFD ndio suluhisho bora.

Unapaswa kuchagua gari la servo wakati…

• Maombi yanahitaji msimamo wa usahihi wa hali ya juu na kurudiwa kabisa.

• Unahitaji kuongeza kasi ya haraka sana, kushuka kwa kasi, na mabadiliko ya mwelekeo wa haraka.

• Mfumo unahitaji maingiliano kamili ya motors nyingi (shoka).

• Utendaji na usahihi ni muhimu zaidi kuliko gharama ya mfumo wa awali.

• Unahitaji kufuata wasifu tata wa mwendo na kasi tofauti na nafasi.

• Mfano Maombi ya Maombi: mkono wa robotic, nafasi ya spindle ya CNC, mashine ya kuchonga chupa, vifaa vya kufikiria matibabu.

Maswali ya kawaida: VFD na Maswali ya Hifadhi ya Servo

Je! Ni nini kiboreshaji cha kuendesha lifti na inahusiana vipi na VFD?

An Elevator Drive Inverter  ni aina maalum, ya kisasa ya VFD. Wakati inafanya kazi kwa kanuni ile ile ya msingi ya kudhibiti kasi ya gari kwa mzunguko tofauti, inajumuisha mwenyeji wa huduma za hali ya juu muhimu kwa matumizi ya lifti. Hii ni pamoja na:

• Kuongeza kasi sana na njia za kupungua kwa faraja ya abiria.

• Udhibiti wa hali ya juu wa kushikilia stationary ya gari la lifti.

• Uwezo wa kutua kwa sakafu moja kwa moja kwa upatanishi sahihi.

• Vipengele vya usalama vilivyojumuishwa na mantiki ya kudhibiti kuvunja.

• Backup ya betri au hali ya uokoaji.

Kwa hivyo, wakati kitaalam ni aina ya VFD, lifti ya kuendesha gari ni mtawala wa kwanza, mtawala maalum wa matumizi ambayo huenda mbali zaidi ya gari la kusudi la jumla la AC.

Je! VFD inaweza kutumika kwa udhibiti wa msimamo?

Ndio, kwa kiwango kidogo. Utendaji wa hali ya juu 'Vector iliyofungwa ' VFD iliyowekwa na encoder inaweza kufanya kazi za msingi 'kwenda-kwa-nafasi '. Walakini, haitalingana na majibu ya nguvu, kasi ya kusasisha, au usahihi wa mfumo wa kweli wa servo. Ni chaguo muhimu kwa kuorodhesha rahisi kwenye mtoaji, lakini haifai kabisa kwa kazi kama CNC Machining.

Je! Ni faida gani kuu ya VFD ikilinganishwa na gari la servo?

Faida mbili kubwa za VFD ni gharama yake ya chini na uwezo wake wa kutoa akiba kubwa ya nishati katika anuwai ya matumizi ya kawaida ya viwanda. VFD hufanya udhibiti wa gari wa juu kupatikana na kuhalalisha kiuchumi kwa mifumo isitoshe.

Hitimisho: Kufanya chaguo sahihi kati ya VFDs na Drives za Servo

Mjadala kati ya VFD na gari la servo sio juu ya teknolojia gani ni 'bora, ' lakini juu ya ambayo ni zana sahihi ya kazi hiyo. Wote ni teknolojia za kipekee iliyoundwa kutatua shida tofauti. VFD ni bingwa asiye na msimamo wa udhibiti mzuri na wa gharama nafuu, na kuifanya kuwa sehemu muhimu katika tasnia ya kisasa na miundombinu. Mfumo wa servo ni nguzo ya udhibiti wa mwendo wa hali ya juu, kuwezesha kiwango cha usahihi na automatisering ambayo hapo zamani ilikuwa isiyowezekana.

Kuiweka kwa maneno rahisi zaidi:

• Ikiwa mantra yako ni 'kudhibiti kasi yangu kwa ufanisi na kwa bei nafuu, ' Jibu lako ni VFD.

• Ikiwa mantra yako ni 'Piga msimamo wangu wa lengo kikamilifu na haraka, kila wakati mmoja, ' Jibu lako ni gari la servo.

Kwa kuelewa tofauti hizi za kimsingi, unaweza kusonga mbele kwa ujasiri, kubuni na kutaja mifumo ya udhibiti wa magari ambayo sio tu ya teknolojia lakini pia inaendana kikamilifu na mahitaji yako ya utendaji na bajeti. VFD ya unyenyekevu ina jukumu lenye nguvu na muhimu, kama vile gari ngumu ya servo inavyofanya. Chagua kwa busara.