ИБП для станков с ЧПУ: проверка нагрузки сервопривода и торможения

«Станок с ЧПУ имеет шпиндель мощностью 15 кВт, так будет ли ИБП мощностью 20 кВА его питать?» Одних только цифр недостаточно для ответа. Обрабатывающий центр — это не одна нагрузка: у него есть шпиндель, сервоприводы, системы управления, приводы и вспомогательное оборудование, которые ведут себя по-разному при отключении питания. Номинальная мощность двигателя шпинделя — это не мощность, потребляемая в точке подключения предлагаемого ИБП. Сначала решите, что должна делать машина при отключении сетевого питания.

ИБП для станка с ЧПУ может поддерживать в рабочем состоянии только контроллер, человеко-машинный интерфейс, средства связи и системы смазки достаточно долго для контролируемой остановки. Другой проект может потребовать, чтобы оси и шпиндель продолжали движение и завершили резку. Вторая задача предъявляет совершенно иные требования к ИБП и его аккумулятору. Производитель станка должен подтвердить допустимую последовательность потери питания перед выбором любой из этих схем.Определите режим работы при отключении питания перед выбором номинальной мощности в кВА

Для контролируемой остановки перечислите цепи, которые остаются под напряжением, и время замедления, необходимое осям. Подтвердите, должны ли также работать тормоза, система охлаждения или смазки. Отделите основное питание привода станка от вспомогательных и управляющих цепей на электрической схеме. Небольшой ИБП в шкафу управления автоматически не дает разрешения на продолжение работы шпинделя.

Для непрерывной обработки запишите рабочий цикл, который должен пережить отключение питания: положение инструмента, скорость шпинделя, одновременное перемещение осей, ускорение, нагрузка при резке и время до возвращения питания или остановки задания. Некоторые станки намеренно останавливаются по сигналу потери сети, даже если переменное напряжение остается доступным в другом месте. Пониженное напряжение привода, блокировки безопасности и настройки перезапуска также могут остановить движение. Производитель оригинального оборудования (OEM) должен одобрить предполагаемое поведение; подача переменного напряжения на станок не отменяет его системы управления.

Измерьте, что фактически будет поставлять ИБП

Получите электрическую схему станка. Если он установлен, измерьте в точке

предлагаемого подключения ИБП. Запишите трехфазное напряжение, рабочую мощность в кВт и кВА, среднеквадратичный ток, коэффициент мощности и максимальный входной ток во время запуска, ускорения шпинделя, одновременного перемещения осей и торможения. Зафиксируйте продолжительность каждого пика. Паспортная табличка двигателя шпинделя и сумма номинальных мощностей отдельных сервоприводов могут быть полезны для контекста, но они не показывают комбинированный входной переменный ток, который видит ИБП.Входные преобразователи и приводы могут потреблять нелинейный ток. Это важно, потому что ИБП имеет как непрерывный рейтинг

кВт/кВА, так и специфическую для модели перегрузку или ограничение тока на батарее. Проверьте входные требования производителя привода, наличие реактора или фильтра в линии и реакцию выходного напряжения ИБП на измеренную форму волны. Универсальный «множитель пускового тока двигателя» не подходит для каждой сервосистемы; используйте фактические входные данные привода. Нашеруководство по номинальной, фактической и пиковой мощности нагрузки ИБПобъясняет, почему эти значения должны оставаться раздельными.Узнайте, куда уходит энергия торможения

При замедлении шпинделя или оси двигатель может возвращать энергию в звено постоянного тока привода. Некоторые системы рассеивают эту энергию через тормозной прерыватель и резистор. Другие используют рекуперативный источник, который может отправлять энергию обратно к сети переменного тока. Документация SEW-EURODRIVE четко указывает практический предел: обратная передача энергии требует подходящего сетевого питания. Для одной из своих конструкций рекуперативного источника SEW указывает тормозной резистор как вариант контролируемой остановки, когда энергия не может быть возвращена. Модель привода и схема подключения, а не слово «сервопривод», определяют, какая схема установлена.

Если линейный модуль может экспортировать мощность в выход ИБП, пока ИБП работает от батареи, производитель станка и поставщик ИБП должны договориться о том, как эта энергия будет обрабатываться. Не предполагайте, что инвертор ИБП может ее поглотить. Конструкция с тормозным резистором ставит другой вопрос: могут ли резистор и настройки привода справиться с согласованным циклом остановки или работы. Ни один из вариантов нельзя выбрать только по значению мощности двигателя в кВт. Та же проблема интерфейса возникает в нашем

руководстве по ИБП для лифтов с частотно-регулируемым приводом, хотя станок с ЧПУ имеет свою собственную последовательность движения и безопасности.Проверьте системы управления и реакцию станка на потерю питания

Отследите питание контроллера ЧПУ, ПЛК, человеко-машинного интерфейса, сервоприводов, контакторов, тормозов, энкодеров и любого внешнего источника питания 24 В. Определите, какие из них остаются под напряжением для согласованной остановки или продолжения работы. Привод с возбужденной силовой ступенью все еще может остановиться, если его цепь управления или сигнал включения отключатся. И наоборот, поддержание питания управляющей цепи не означает, что звено постоянного тока может приводить в движение двигатели.

Просмотрите настройки OEM для потери сети, пониженного напряжения и перезапуска. SEW-EURODRIVE документирует различные реакции на потерю сети: привод может попытаться продолжить работу за счет восстановленной энергии двигателя, отключить свой выход или выполнить быструю остановку, в зависимости от его настроек. Это поведение, специфичное для привода, а не общая замена ИБП. Функции аварийной остановки и безопасного отключения крутящего момента станка должны работать в соответствии с его конструкцией безопасности; предложение ИБП не должно их обходить.

Сделайте предложение на основе тестируемого режима работы

Предоставьте поставщику ИБП модели станка и привода, однолинейную схему, предлагаемую точку подключения ИБП, измеренную входную траекторию, требуемую последовательность действий при отключении питания и целевое время работы в минутах. Включите схему торможения и любой фильтр, реактор или трансформатор в линии. Поставщик должен проверить непрерывную выходную мощность, кратковременный ток и поведение при перегрузке в режиме батареи на основе этих данных. Если ИБП переключается на байпас во время перегрузки, убедитесь, что во время отключения питания существует доступный источник байпаса.

Затем рассчитайте емкость батареи для согласованного графика нагрузки, а не для паспортной мощности шпинделя. Наше

руководство по времени автономной работы ИБПпоказывает метод расчета нагрузки на основе данных разряда. Приемочные испытания на месте должны включать контролируемое отключение нормального питания под наблюдением OEM и выполнение согласованной последовательности остановки или обработки с предполагаемой нагрузкой. Запишите выходное напряжение и ток ИБП, сигналы тревоги, разряд батареи, неисправности привода и конечное состояние станка.Полезное предложение — это не «20 кВА для шпинделя 15 кВт». Оно указывает, какие части станка остаются под напряжением, какое движение разрешено, как обрабатывается энергия торможения и что должен нести протестированный ИБП при отсутствии сетевого питания.

Дополнительное чтение

Руководство SEW-EURODRIVE по тормозной мощности

— рекуперативная обратная связь требует подходящего сетевого питания.Руководство SEW-EURODRIVE по тормозным резисторам

— вариант контролируемой остановки для конкретной модели, когда обратная связь недоступна.Управление остановкой SEW-EURODRIVE при потере сети

— варианты реакции привода после потери питания.Используйте это как контрольный список, а не как одобрение. Схема электропитания и безопасности производителя станка, руководства по эксплуатации приводов и данные модели ИБП по-прежнему регулируют установленную систему и ее испытания.

Выход UPS для CNC и сервоприводов: что проверять перед размером