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Soluzioni active per applicazioni con mandrini ad alta velocita’
June 2006
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I mandrini ad alta velocita' vengono impiegati in diverse lavorazioni industriali (legno, vetro, metalli, marmo,granito etc. ). Mentre in passato il loro azionamento utilizzava convertitori in continua, oggi vengono utilizzati quasi esclusivamente inverters con motori asincroni sia per ragioni tecniche che economiche.
Il motore mandrino
Il motore mandrino pur essendo nella maggioranza dei casi un motore asincrono, quasi mai e' un motore IEC standard per problemi termici, di ingombro, di fissaggio e di velocita' massima raggiungibile.
Per queste ragioni nella realizzazione di questi motori, particolare cura è posta nella realizzazione del bilanciamento del rotore, nel contenimento dell'inerzia rotorica e nella qualita' dei cuscinetti. Il raffreddamento del motore puo' essere ad aria o ad acqua.
La realizzazione degli avvolgimenti statorici è progettata per resistere a dv/dt fino a 5000 V/ usec. visto che nella grande maggioranza dei casi gli inverter utilizzati impiegano IGBT con trise & tfall < 150 nsec. e con il cavo inverter/motore che puo' essere piu' lungo di 10mt. con la comparsa del fenomeno di riflessione d'onda sulla commutazione del PWM in uscita inverter.
Il rapporto V/Hz in molti casi puo' essere inferiore ad uno, cosi' come la curva c/n puo'
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avere una caratteristica di deflussaggio che puo' arrivare anche a rapporti 1 : 4.
Il rapporto V/Hz in molti casi puo' essere inferiore ad uno, cosi' come la curva c/n puo' avere una caratteristica di deflussaggio che puo' arrivare anche a rapporti 1 : 4.
A volte puo' essere richiesto l'attacco per encoder (applicazione che prevede l'orientamento mandrino ) cosi' come per un sensore di velocita' zero (richiesta dalle norme sulla sicurezza).
Inverter
Nell'ambito della gamma di inverter ACTIVE è stata sviluppata una versione software dedicata ai motori mandrino che alle caratteristiche prestazionali e alle peculiarità tipiche della nuova gamma ACTIVE unisce le specificità dell'applicazione.
Le peculiarità implementate in questa versione sono tali da rispondere a tutti i principali requisiti di queste specifiche applicazioni;
Caratteristiche
- Gestione della frequenza massima di uscita fino a 1000 Hz con funzionamento stabile;
- Gestione della frequenza massima di portante fino a 15 KHz con minimizzazione delle perdite;
- Ottimo indice di modulazione (di solito ottenibile con la SVPWM ) per massimizzare la coppia in zona di deflussaggio;
- Elevate dinamiche e gestione “intelligente” delle fasi di accelerazione o decelerazione sia con utensili con bassa inerzia che con utensili ad elevata inerzia;
- Arresto rapido (inferiore a 10 sec) in emergenza del motore mandrino;
- Arresto controllato del motore mandrino per mancanza rete o per qualunque emergenza che coinvolga l'inverter (sovratensioni, sovracorrenti, guasto della resistenza frenatura, … );
- Capacita' di “ presa al volo “ del motore mandrino;
- Capacita' di gestione multimandrino con lo stesso inverter (multi DataSet) mantenendo parametrizzazioni specifiche ed ottimali per ciascun motore;
- Modulo di frenatura integrato anche per potenze fino a 30 Kw;
- Protezione ad immagine termica della resistenza di frenatura esterna;
- Gestione posizione ed orientamento mandrino per cambio utensile rapido e preciso (precisione > 0,5 °);
- Possibilità di controllo dell'inverter sia tramite linea seriale che attraverso i principali bus campo presenti sul mercato (CanOpen profilo 4.0.2, Profibus DP, ...);
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