Kraftkälla för äldre CNC-fräs - VFD?

[sinusvag]

Hej!

Jag har haft en fundering ett tag:

Äldre (stora) fräsar har ofta kraftaggregat som består av en trefastrafo - sedan likriktas nedtransformerad AC till DC (typ 80VDC-230VDC beroende på fräsen i fråga) och skickas in till servoförstärkare, därefter till servos.

Dessa trafos - borde inte de kunna ersättas av frekvensomformare (VFD) där man sedan likriktar utspänningen?

Jag vet att vissa VFD:s är intelligenta och anpassar sig till motorn som är uppkopplad. Men...

Jag har sett referenser i litteraturen om att man kan sätta vissa VFD:s till att bara ge en "dum" utspänning (V/f - jfr http://machinedesign.com/motorsdrives/h ... ethod-vfds )

Vet inte om det är något jag missar, men eftersom billiga kinesiska VFD:s nu börjat komma på bred front kanske man skulle kunna runda en massa problem med trafos genom att använda en överspecad VFD istället för trafo. Existerande diodbrygga och glättningskondensator i fräsen borde kunna återanvändas.

http://www.ebay.com/itm/7-5KW-5-5KW-2-2 ... qFFCRpJkSA

Fördelen är att om man då vill byta servos/servoförstärkare så kan man bara ställa upp/ner spänningen ut från VFD:n.

Någon som funderat i samma banor?

=========
Edit: Länk till en Huyn Yang-manual: http://www.jinlantrade.com/ebay/invertermanual.pdf
Edit 2: Tear-down av en sådan VFD:

[säter]

sedan likriktas nedtransformerad AC till DC (typ 80VDC-230VDC beroende på fräsen i fråga) och skickas in till servoförstärkare, därefter till servos.

På de maskiner jag har, sker all likriktning i servoförstärkaren.
De matas med AC.
Likriktning kanske inte är rätt ord, då vi talar om tyristoromriktare.
Vissa maskiner har inte heller någon transformator.

[H.O]

1) Strömmen som kommer dras ur VFD'n när lasten på dess utgång är en likriktare med glättning kommer skilja sig avsevärt från strömmen en motor drar. Det är inte säkert att VFD'n ser positivt på det.
2) Trafon ger ju galvanisk isolering från nätet. Det gör normalt sätt inte VFD'n.

[sinusvag]

@säter : Du har helt rätt om att servoförstärkaren kan innehålla likriktningen (motsv). Jag noterade att så verkar vara fallet på Deckel-maskinerna:

fp2nc transformer.png

Men likväl: Jag föreställer mig ett slags modultänk. Istället för att ha exakt matchning mellan trafo/förstärkare/servo så har man lite justeringsslack i varje steg, så det går att byta ut en av dessa utan att byta hela kedjan. Och att man har valmöjligheter.

Det finns ju en hel del servoförstärkare på marknaden som kan driva äldre DC-servos och de förstärkare (som jag tittat på) matas med DC.

[grym]

finns olika generationer av motordrivers

för axelmotorerna

dom äldsta jag sett var för stegmotorer, mycket låg spänning och stora drivsteg, dom kan vi glömma för tillfället

sedan kom likströmsmotorerna med tyristorstyrning
första var med separat magnetisering och byte av riktning med kontakor på fältlindningen
senare kom med möjlighet till växling av spänningen via drivern , även det med tyristorstyrning
och lite efter kom dom med dcmotorer med magneter, fortfarande med tyristorstyrning

dom där går absolut inte att köra utan trafo

sedan börjar det komma modeller med trafo och likspänningsbuss som är gemensam för alla axlars servon
spänningen var relativt låg för att trissorna skulle fungera

teoretiskt sett skulle kan kunna annvända en vfd för detta, men regleringen för att få rätt spänning och utan att man bränner drivtrissorna i dom , nix

senare börjar det komma direktlikriktade bussar och då har man ingen trafo


spindelmotorerna var oftast dc motorer med en mindre precis driver och matades direkt från trefas

finns naturligtvis massor av olika sorter och ingenting förvånar mig hur man löst det, men att undvika trafo med en vfd ser jag inte som ett allternativ

[TomasL]

Vissa typer av omformare kan ju köra servon direkt, både DC och AC-servon, såväl som traditionella asynkronmotorer.

[sinusvag]

Hmm. Jag kanske är helt fel ute?

Har suttit och surfat runt och hittat en produkttyp som förefaller vara det jag nu försökte uppfinna bakvägen - en "DC Drive".

http://www.ebay.de/itm/SEW-Movitron-328 ... SwAvJXBiNS

sew movitron plate 8250731.jpg

Alltså, för mig var frågan om det går att hitta en apparat som ger stabiliserad DC som sedan kan mata flera servoförstärkare (som i sin tur får mecka till spänning till servon).

Hade varit roligt att titta på databladet för denna Movitron, men den verkar vara pre-internet.

[säter]

Har du skaffat nya servoförstärkare som ska matas med DC?

[Norpan]

Inte direkt stabiliserat det som kommer ur movitronen.
Det är en trefas fyrkvadrant tyristorriktare avsedd att mata en kolborstad motor med separat fältmatning med, återkoppling via tachometergenerator.
Kan kanske ha nån manual kvar på jobbet, men det är inte vad du vill ha ändå.

[ViktorSigg]

God tanke.

Tyristorstyrningar fungerar ju dock inte. De använder AC spänningen för att slå av tyristorerna, så där kommer man inte undan trafos (inte för en billigare peng iallafall).

Transistordrivare och IGBT drivare skulle kanske fungera, men troligen kan det vara lite svårt att fixa till VFDn så att det lirar.

Om du tänker på DC drivare typ ABB DCS och liknande så ja det kanske skulle fungera, men DC drivare är dyrare än trafo. Inte så överdrivet svårt att fixa en simpel DC länk drivare själv dock.

[sinusvag]

Hej!

säter:

Har du skaffat nya servoförstärkare som ska matas med DC?

- Funderar på det i framtiden!

ViktorSigg:

Om du tänker på DC drivare typ ABB DCS och liknande så ja det kanske skulle fungera, men DC drivare är dyrare än trafo. Inte så överdrivet svårt att fixa en simpel DC länk drivare själv dock.

- Det är här någonstans som pudels kärna ligger. Priset på VFD:er har gått ned så otroligt på sista åren, men det är klart, det är en helt annan marknad för sådana jämfört med DC Drives.

Hittade en artikel som jag ska försöka förstå här:

http://pradipvalaee.blogspot.se/2015/11 ... on-of.html

Nu är det fredag kväll och jag ska tillverka låtsascigarrer med sonen, men om någon drabbas av en episk insikt i saken så posta gärna. Tack för allas input

[säter]

Har du skaffat nya servoförstärkare som ska matas med DC?

- Funderar på det i framtiden!

Varför inte skaffa servoförstärkare som matas med 400V 3-fas?

[sinusvag]

Varför inte skaffa servoförstärkare som matas med 400V 3-fas?

Ja, det vore det absolut enklaste! Jag har egentligen inte någon sakanledning att argumentera mot en sådan lösning. 400VAC 3fas är ju en sådan etablerad standard och har en sådan infrastruktur i delar av EU att man inte kan ifrågasätta den.

Om man kollar på Copley Controls, AMC m fl servoförstärkare på Ebay som har tach-feedback så matas de med DC. De kan man hitta begade för 700 kr-ish styck. För övrigt också de billigare servoförstärkarna man kan köpa nya över disk (dock ej tach-feedback) matas med DC (http://www.cncdrive.com/DG4S_16035.html)

Jag hittade en person som verkar vara transformatorguru och han hade just velat bli av med sin transformator till svarven och detta var det han byggde:

Two years later I got the chance to buy a used German-made DC motor, rated at 170V and 3,1A. This was much better. I installed it in my lathe, and provisionally powered it from a transformer/rectifier/filter type power supply, but the transformer was so large that I had to mount that power supply externally to the lathe. So I finally designed and built a switching power supply to feed this motor...

https://ludens.cl/Electron/latsup/latsup.html

[ViktorSigg]

Jag har också byggt en PWM drivare till min spindelmotor, 565VDC och 12kW.

Likriktar inkommande 3 fas, sen fyra igbt moduler. Inte speciellt avancerat.

Problemet med detta dock är att har du en motor för 170VDC och du använder pwm direkt från 400VAC så kan du få en RMS spänning på 170VDC, men topparna är fortfarande 565V (likriktad 400VAC blir 565VDC). Om motorn är gjord för 170V så finns risken att isolationen i lindningar inte klarar toppar på 565V.

Detta problem framkommer med VFD lösningen. Mindre/billigare VFDs varierar inte spänningen på DC-länken, den är 565V. När dessa VFDs anpassar V/f kurvan genom att sänka spänningen anpassas bara RMS värdet av spänningen. Topparna som finns är fortfarande full spänning.

Då finns det ju lite olika alternativ dock att skapa det du söker,
1) Tyristorlikriktare, Varierar den verkliga spänningen igenom att klippa vid olika vinklar på sinuskurvan.
2) Likrikta mot fas-nolla istället för fas-fas, med toppar på 325VDC som resultat istället för 565V.
Använda IGBT moduler för att anpassa spänningens RMS mellan 0-325VDC, över kondensatorer.

Observera att dessa lösningar inte kommer att fungera där det är tyristordrivare, enbart transistor.

[sinusvag]

Mindre/billigare VFDs varierar inte spänningen på DC-länken, den är 565V. När dessa VFDs anpassar V/f kurvan genom att sänka spänningen anpassas bara RMS värdet av spänningen.

Hmm. Innebär detta att vissa VFD:er (vi bortser från den billiga kinesiska jag refererade till ovan) innehåller ett extra "steg" före DC-bussen inuti dem? Så att de kan generera olika DC-spänning inuti sig (som sedan görs om med PWM för att skickas ut till motorn).

Jfr: http://www.ebay.co.uk/itm/7-5KW-Origina ... SwzOxUVHHR

delta.png