Alimentation sans interruption (ASI) pour les entraînements CNC et Servo : Que vérifier avant le dimensionnement
“La machine CNC a une broche de 15 kW, donc un onduleur de 20 kVA pourra-t-il l'alimenter ?” Les chiffres seuls ne peuvent pas répondre à cette question. Un centre d'usinage n'est pas une charge unique : il a une broche, des axes servo, des commandes, des variateurs et des auxiliaires qui se comportent différemment lorsque l'alimentation disparaît. La puissance nominale du moteur de la broche n'est pas la puissance tirée au point de connexion proposé de l'onduleur. Décidez d'abord ce que la machine doit faire en cas de panne de courant du réseau.
Un onduleur pour une machine CNC pourrait seulement maintenir le contrôleur, l'IHM, les communications et les commandes de lubrification sous tension suffisamment longtemps pour un arrêt contrôlé. Un autre projet peut nécessiter que les axes et la broche continuent de bouger et terminent une coupe. La seconde tâche impose une demande très différente à l'onduleur et à sa batterie. Le constructeur de la machine doit confirmer la séquence de perte de puissance autorisée avant que l'un ou l'autre arrangement ne soit sélectionné.
Pour un arrêt contrôlé, listez les circuits qui restent alimentés et le temps de décélération dont les axes ont besoin. Confirmez si les freins, le liquide de refroidissement ou la lubrification doivent également fonctionner. Séparez l'alimentation principale de la machine des alimentations auxiliaires et de commande sur le schéma de câblage. Un petit onduleur sur une armoire de commande n'est pas une autorisation automatique pour maintenir la broche en marche.
Pour une usinage continu, notez le cycle de fonctionnement qui doit survivre : position de l'outil, vitesse de la broche, mouvements simultanés des axes, accélération, charge de coupe et le temps jusqu'au retour du courant ou l'arrêt du travail. Certaines machines s'arrêtent délibérément sur un signal de perte de réseau même si le courant alternatif reste disponible ailleurs. La sous-tension du variateur, les interverrouillages de sécurité et les paramètres de redémarrage peuvent également arrêter le mouvement. Le fabricant doit approuver le comportement prévu ; alimenter la machine en courant alternatif ne remplace pas ses commandes.
Obtenez le schéma électrique de la machine. S'il est installé, mesurez au point de connexion de sortie de l'onduleur proposé. Enregistrez la tension triphasée, le kW et le kVA en fonctionnement, le courant RMS, le facteur de puissance et le courant d'entrée le plus élevé lors de la mise sous tension, de l'accélération de la broche, des mouvements simultanés des axes et du freinage. Capturez la durée de chaque pic. La plaque signalétique du moteur de la broche et la somme des puissances nominales des servomoteurs individuels peuvent être utiles comme contexte, mais elles ne montrent pas l'entrée CA combinée vue par l'onduleur.
Les convertisseurs d'entrée et les variateurs peuvent tirer un courant non linéaire. Cela est important car l'onduleur a à la fois une puissance nominale continue en kW/kVA et une surcharge spécifique au modèle ou une limite de courant sur batterie. Vérifiez les exigences d'entrée du fabricant du variateur, tout réacteur de ligne ou filtre, et la réponse de la tension de sortie de l'onduleur par rapport à la forme d'onde mesurée. Un multiplicateur universel "d'amorçage moteur" ne convient pas à tous les systèmes servo ; utilisez les données d'entrée réelles du variateur. Notre guide sur la puissance de charge nominale, réelle et de pointe de l'onduleur explique pourquoi ces valeurs doivent rester séparées.
Lorsqu'une broche ou un axe décélère, le moteur peut renvoyer de l'énergie vers le lien DC du variateur. Certains systèmes dissipent cette énergie via un hacheur de freinage et une résistance. D'autres utilisent une alimentation régénérative qui peut renvoyer de la puissance vers la ligne CA. La documentation de SEW-EURODRIVE rend la limite pratique claire : le retour d'énergie nécessite une alimentation de ligne appropriée. Pour l'une de ses conceptions d'alimentation régénérative, SEW spécifie une résistance de freinage comme option d'arrêt contrôlé lorsque l'énergie ne peut pas être renvoyée. Le modèle de variateur et le câblage, et non le mot "servo", identifient quel arrangement est installé.
Si le module de ligne peut exporter de la puissance vers la sortie de l'onduleur pendant que l'onduleur est sur batterie, le constructeur de la machine et le fournisseur de l'onduleur doivent convenir de la manière dont cette énergie est gérée. Ne supposez pas que l'onduleur peut l'absorber. Une conception de freinage par résistance pose une question différente : si la résistance et les paramètres du variateur peuvent gérer le cycle d'arrêt ou de fonctionnement convenu. Aucune des deux options ne peut être sélectionnée à partir du seul chiffre de puissance du moteur. Le même problème d'interface apparaît dans notre guide sur les onduleurs pour ascenseurs à variateurs de fréquence, bien qu'une machine CNC ait sa propre séquence de mouvement et de sécurité.
Tracez les alimentations pour le contrôleur CNC, l'API, l'IHM, les commandes servo, les contacteurs, les freins, les encodeurs et toute alimentation externe de 24 V. Décidez lesquelles restent sous tension pour l'arrêt convenu ou le fonctionnement continu. Un variateur avec une étage de puissance sous tension peut toujours s'arrêter si son circuit de commande ou son signal d'activation chute. Inversement, maintenir l'alimentation de commande sous tension ne signifie pas que le lien DC principal peut entraîner les moteurs.
Examinez les paramètres de perte de réseau, de sous-tension et de redémarrage du fabricant. SEW-EURODRIVE documente différentes réponses à la perte de réseau : un variateur peut essayer de continuer à fonctionner avec l'énergie moteur récupérée, désactiver sa sortie ou exécuter un arrêt rapide, selon son réglage. C'est un comportement spécifique au variateur, pas un substitut général à un onduleur. Les fonctions d'arrêt d'urgence et de sécurité de la machine doivent se comporter comme l'exige sa conception de sécurité ; une proposition d'onduleur ne doit pas les contourner.
Donnez au fournisseur de l'onduleur les modèles de machine et de variateur, le schéma unifilaire, le point d'alimentation proposé de l'onduleur, la trace d'entrée mesurée, la séquence de panne requise et la durée cible en minutes. Incluez l'arrangement de freinage et tout filtre de ligne, réacteur ou transformateur. Le fournisseur doit vérifier la sortie continue, le courant de courte durée et le comportement de surcharge en mode batterie par rapport à ces données. Si l'onduleur bascule sur le bypass lors d'une surcharge, confirmez s'il existe une source de bypass utilisable pendant la panne.
Ensuite, dimensionnez la batterie pour le programme de charge convenu, pas pour la plaque signalétique de la broche. Notre guide sur l'autonomie des batteries d'onduleurs montre la méthode de calcul charge-données de décharge. Le test d'acceptation sur site doit couper l'alimentation normale dans le cadre d'une procédure contrôlée et supervisée par le fabricant, et exécuter la séquence d'arrêt ou d'usinage convenue avec la charge prévue. Enregistrez la tension et le courant de sortie de l'onduleur, les alarmes, la décharge de la batterie, les défauts du variateur et l'état final de la machine.
La cotation utile n'est pas "20 kVA pour une broche de 15 kW". Elle indique quelles parties de la machine restent alimentées, quel mouvement est autorisé, comment l'énergie de freinage est gérée et ce que l'onduleur testé doit supporter en l'absence de courant du réseau.
Guide de puissance de freinage SEW-EURODRIVE — le retour régénératif nécessite une alimentation de ligne appropriée.
Guide de résistance de freinage SEW-EURODRIVE — une option d'arrêt contrôlé spécifique au modèle lorsque le retour est indisponible.
Contrôle d'arrêt en cas de perte de réseau SEW-EURODRIVE — options de réponse du variateur après perte d'alimentation.
Utilisez ceci comme une liste de contrôle, pas comme une approbation. La conception d'alimentation et de sécurité du constructeur de la machine, les manuels des variateurs et les données du modèle d'onduleur régissent toujours le système installé et son test.
