compatibilità motore con drive siemens

[coquinati]

Salve .

ritorno a chiedere il vostro con una nuova discussione spero di non intasarvi il forum.

lavorando in questi ultimi 5 anni nel mondo dell'automazione solamente con motori stepper  (obsolete schede di controllo siemens fm353-354)   ho deciso  con l'ultima commessa di aggiornarmi  per questioni di assistenza software e reperibilità ricambi, sto iniziando un nuovo progetto con un azionamento trifase siemens con un drive che sono riuscito a trovare,avrei bisogno del vostro aiuto per sapere se il motore che ho in magazzino è compatibile con il drive che ho per le mani.

 

CONTROL UNIT:

SINAMICS S110 CONTROL UNIT CU305 DP WITH PROFIBUS

la control unit da manuale va benissimo

 

POWER MODULE :

SINAMICS S120 CONVERTER POWER MODULE PM340 INPUT: 1AC 200-240V, 50/60HZ OUTPUT: 3AC 3,9A  (0,75KW) 

 

da manuale:

Con SINAMICS S110 si possono far funzionare sia motori sincroni, sia motori asincroni, mentre gli azionamenti diretti, come i motori lineari o i motori Torque, sono gestibili solo con il SINAMICS S120.

 

nelle immagini vi ho allegato la targhetta del motore.(le correnti sono indicate in Arms che secondo me intende la corrente efficace )

ci sto capendo gran poco se a livello di correnti il motore è compatibile  e chiedo il vostro parere !

  avendo sempre lavorato su software e motori a cc mi sono dimenticato praticamente tutto sulla AC.

 

secondo voi posso procedere con l'acquisto del drive?

 

so che sembro ansioso di averlo però lo trovato ad un prezzo conveniente e non vorrei farmelo scappare.

Cordiali saluti

 

Coquinati

 

[pigroplc]

Io metto in servizio motori di terzi negli azionamenti Siemens con una certa frequenza. Ti consiglio di contattare il fabbricante per la definizione dei seguenti parametri:

p305[0] p311[0] p314[0] p316[0] p322[0] p323[0] p338[0] p341[0] p307[0] p312[0] p317[0] p318[0] p319[0] p320[0] p325[0] p326[0] p327[0] p328[0] p329[0] p342[0] p348[0] p352[0]

p353[0] p391[0] p392[0] p393[0] p350[0] p356[0]

 

al termine della messa in servizio devi allineare l'encoder con le fasi del motore, a tal proposito c'è la apposita funzione nel sottomenu della messa in servizio del motore.

 

[Sandro Calligaro]

Immagino che il tuo dubbio sulla corrente sia legato al valore di corrente di picco (Ip).

 

I limiti di corrente di un motore sono legati a questioni termiche (valore nominale, continuo) e a questioni magnetiche o meccaniche (valore di picco), cioè in pratica si deve evitare di danneggiare i cuscinetti e di smagnetizzare i magneti del rotore (cose che possono succedere anche con l'applicazione di una corrente molto alta per poco tempo).

Per il drive la cosa è analoga, nel senso che esiste un limite di corrente di funzionamento continuo, legata a quanto calore riesce a espellere il dissipatore (dipenderà anche dalla temperatura ambiente) ed un limite istantaneo (picco), legato all'integrità del modulo IGBT, che ha inerzia termica molto bassa (quindi si surriscalda subito, con correnti molto elevate) e potrebbe anche soffrire per stress meccanici.

 

Il tuo drive ha una corrente nominale (=in funzionamento continuo) di 3.9 Arms, mentre solitamente il sovraccarico è del 150% per tempi attorno ad 1 minuto e talvolta anche 200% per qualche secondo (devi leggere il manuale, per esserne certo).

 

A differenza del caso dei motori asincroni, che hanno modalità di funzionamento anche in anello aperto, i sincroni a magneti permanenti sono sempre controllati in corrente (dentro un anello di velocità ed eventualmente posizione), per cui il limite di corrente (e quindi di coppia) viene fissato dalle scelte dell'utente (parametri), e ha come limite superiore quello del drive (vedi sopra).

 

Il limite di corrente che imposterai dipende dalla coppia che occorre nell'applicazione, fermo restando che non puoi superare 1.9 Arms (0.6 Nm) in funzionamento continuo (limite del motore), e (per dei picchi, ossia per poco tempo) il minore tra il limite di picco del motore 7 Arms (che corrisponde a 2.1 Nm) e quello di sovraccarico del drive (vedi sopra).

Molto spesso nel drive si può applicare, oltre al valore limite istantaneo, una limitazione "I²t", che tiene conto in pratica dell'andamento medio della corrente in un certo tempo (per tener conto delle questioni termiche del motore).

 

Tieni conto che il drive ha una misura della temperatura del modulo e/o del dissipatore, per cui teoricamente è protetto dal surriscaldamento, oltre che da eventi di sovra-corrente veramente alti. Se il motore ha un sensore di temperatura, è meglio sfruttarlo, specie se vuoi ammettere il funzionamento, anche momentaneo, in sovraccarico (cioè con corrente maggiore di 1.9 Arms).

 

 

Non sono andato a spulciare tutta la lista di parametri indicata da pigroplc, ma immagino che si tratti principalmente dei parametri del motore, sia di targa che fisici (induttanza, resistenza, costante di tensione).

Sono abbastanza sicuro che l'S120 implementi l'identificazione dei parametri del motore e la taratura dei parametri di controllo automatiche ("auto-tuning"), ma non so quanto semplici da usare ed affidabili siano. Mi viene da pensare che se pigroplc ti consiglia di farti dare i parametri dal costruttore del motore, non abbia molta fiducia nell'auto-tuning di Siemens... 😊

[pigroplc]

L'autotuning di mamma Siemens non è infallibile in effetti..... 😁

Per semplicità di copia-incolla non ho voluto incollare anche i descrittivi dei parametri menzionati perché li visualizzo sempre in tedesco o inglese, ma per esempio il 316 è la costante di coppia espressa in Nm/A.

Nella fase di messa in servizio del motore su Scout/Starter bisogna spuntare l'immissione diretta dei parametri e non selezionare un motore nella lista (ovviamente solo i Siemens presenti) e i dati nella targhetta del motore non sono sufficienti. 

 

Io poi preferisco approfondire per mia impostazione mentale perché l'approssimazione nel mettere parametri porta strani comportamenti che diventano difficili da diagnosticare.

[Sandro Calligaro]

Mi consola un po' il fatto che anche "mamma Siemens" abbia le sue grane, su queste cose.

Nell'auto-tuning tocca fare delle ipotesi, e quindi garantire che funzioni sempre è praticamente impossibile. 

Il caso di un motore di quel tipo (isotropo), però, non dovrebbe essere proprio così critico.

 

Come ricerca si sta cercando di sviluppare algoritmi di identificazione "robusti", ma garantire il risultato è sempre difficile. Devo dire che la ricerca accademica, in questo senso, è stranamente più indietro di quella industriale, sembra che su questi temi sia rimasta "addormentata" per parecchio tempo.

 

Mi piacerebbe prima o poi fare un confronto tra vari drive in commercio (e i nostri algoritmi), su queste cose...

 

 

PS: i dati fisici che non si possono ricavare dalla targa qui dovrebbero essere solo induttanza e resistenza, che per questo motore dovrebbe essere relativamente facile identificare...😞

Ovviamente limiti ecc sono un altro discorso.

[pigroplc]

2 ore fa, Sandro Calligaro scrisse:

Nell'auto-tuning tocca fare delle ipotesi,

Sandro,

sono talmente tante le casistiche che penso anch'io sia impossibile comprendere tutto (dal motore direttamente calettato su un sistema pignone-cremagliera magari limitato rispetto a quanto richiesto al motore calettato su riduttore i=600 quindi insensibile alle variazioni di carico). Io sono un dilettante rispetto a te, ma quando si tratta di tarare un movimento quando si hanno differenze di carico (verticale non compensato) e tempo di traslazione fisso risicato, io ci metto sempre del tempo......

 

2 ore fa, Sandro Calligaro scrisse:

Mi piacerebbe prima o poi fare un confronto tra vari drive in commercio (e i nostri algoritmi), su queste cose...

Da tecnico vorrei tanto capire il più possibile, poi l'esigenza del fatturato ammazza qualsiasi velleità di approfondimento

[coquinati]

19 ore fa, pigroplc scrisse:

Io metto in servizio motori di terzi negli azionamenti Siemens con una certa frequenza. Ti consiglio di contattare il fabbricante per la definizione dei seguenti parametri:

p305[0] p311[0] p314[0] p316[0] p322[0] p323[0] p338[0] p341[0] p307[0] p312[0] p317[0] p318[0] p319[0] p320[0] p325[0] p326[0] p327[0] p328[0] p329[0] p342[0] p348[0] p352[0]

p353[0] p391[0] p392[0] p393[0] p350[0] p356[0]

 

al termine della messa in servizio devi allineare l'encoder con le fasi del motore, a tal proposito c'è la apposita funzione nel sottomenu della messa in servizio del motore.

 

 

Grazie molte pigro plc !

provvederò fin da subito a richiedere i dati !

 

4 ore fa, Sandro Calligaro scrisse:

Immagino che il tuo dubbio sulla corrente sia legato al valore di corrente di picco (Ip).

 

I limiti di corrente di un motore sono legati a questioni termiche (valore nominale, continuo) e a questioni magnetiche o meccaniche (valore di picco), cioè in pratica si deve evitare di danneggiare i cuscinetti e di smagnetizzare i magneti del rotore (cose che possono succedere anche con l'applicazione di una corrente molto alta per poco tempo).

Per il drive la cosa è analoga, nel senso che esiste un limite di corrente di funzionamento continuo, legata a quanto calore riesce a espellere il dissipatore (dipenderà anche dalla temperatura ambiente) ed un limite istantaneo (picco), legato all'integrità del modulo IGBT, che ha inerzia termica molto bassa (quindi si surriscalda subito, con correnti molto elevate) e potrebbe anche soffrire per stress meccanici.

 

Il tuo drive ha una corrente nominale (=in funzionamento continuo) di 3.9 Arms, mentre solitamente il sovraccarico è del 150% per tempi attorno ad 1 minuto e talvolta anche 200% per qualche secondo (devi leggere il manuale, per esserne certo).

 

A differenza del caso dei motori asincroni, che hanno modalità di funzionamento anche in anello aperto, i sincroni a magneti permanenti sono sempre controllati in corrente (dentro un anello di velocità ed eventualmente posizione), per cui il limite di corrente (e quindi di coppia) viene fissato dalle scelte dell'utente (parametri), e ha come limite superiore quello del drive (vedi sopra).

 

Il limite di corrente che imposterai dipende dalla coppia che occorre nell'applicazione, fermo restando che non puoi superare 1.9 Arms (0.6 Nm) in funzionamento continuo (limite del motore), e (per dei picchi, ossia per poco tempo) il minore tra il limite di picco del motore 7 Arms (che corrisponde a 2.1 Nm) e quello di sovraccarico del drive (vedi sopra).

Molto spesso nel drive si può applicare, oltre al valore limite istantaneo, una limitazione "I²t", che tiene conto in pratica dell'andamento medio della corrente in un certo tempo (per tener conto delle questioni termiche del motore).

 

Tieni conto che il drive ha una misura della temperatura del modulo e/o del dissipatore, per cui teoricamente è protetto dal surriscaldamento, oltre che da eventi di sovra-corrente veramente alti. Se il motore ha un sensore di temperatura, è meglio sfruttarlo, specie se vuoi ammettere il funzionamento, anche momentaneo, in sovraccarico (cioè con corrente maggiore di 1.9 Arms).

 

 

Non sono andato a spulciare tutta la lista di parametri indicata da pigroplc, ma immagino che si tratti principalmente dei parametri del motore, sia di targa che fisici (induttanza, resistenza, costante di tensione).

Sono abbastanza sicuro che l'S120 implementi l'identificazione dei parametri del motore e la taratura dei parametri di controllo automatiche ("auto-tuning"), ma non so quanto semplici da usare ed affidabili siano. Mi viene da pensare che se pigroplc ti consiglia di farti dare i parametri dal costruttore del motore, non abbia molta fiducia nell'auto-tuning di Siemens... 😊

 

il sovraccarico del drive è del 200% quindi direi che il drive è acquistabile , l'ambiente di lavoro è una officina meccanica ( caldo d'estate , freddo d'inverno), durante l'estate non si superano i 35 gradi anche perchè è posizionato vicino ad un portone.

 

Grazie mille!!

 

troppo gentili

[Livio Orsini]

Coquinati per favore non quotare tutti i messaggi a cui far riferimento, limitati a quotare solo la frase significativa.

Così facendo rendi molto difficoltosa la lettura della discussione.

[Sandro Calligaro]

il 28/9/2018 at 11:20 , pigroplc scrisse:

sono talmente tante le casistiche che penso anch'io sia impossibile comprendere tutto (dal motore direttamente calettato su un sistema pignone-cremagliera magari limitato rispetto a quanto richiesto al motore calettato su riduttore i=600 quindi insensibile alle variazioni di carico). Io sono un dilettante rispetto a te, ma quando si tratta di tarare un movimento quando si hanno differenze di carico (verticale non compensato) e tempo di traslazione fisso risicato, io ci metto sempre del tempo......

In realtà, io mi occupo di quello che è compreso tra motore ed inverter, sull'identificazione della parte meccanica, in pratica, non ho mai lavorato (in pratica nonho mai sviluppato auto-tuning dell'anello di velocità). Purtroppo poi non faccio applicazioni, su certe cose devo sforzarmi di immaginare una situazione reale o fare affidamento sul "sentito dire".

Le procedure su cui finora ho lavorato di più avevano l'obiettivo di far funzionare "accettabilmente" l'intero controllo, prevalentemente in sensorless, non di ottimizzare la taratura. Credo che sia in realtà impossibile ottimizzare in generale, perché cosa sia ottimo dipende dalla specifica applicazione, se non addirittura da quello che l'utilizzatore vuole.

 

Mi piacerebbe anche sperimentare praticamente soluzioni che vadano oltre il semplice regolatore PI, ad esempio con osservatori (non sono una novità, ma sono poco applicati nei drive), che potrebbero semplificare la taratura in casi come quello del carico verticale che citavi, o di inerzia variabile, specialmente con encoder.

 

 

Ora vado probabilmente off-topic, scusatemi, ma approfitto dell'occasione... (magari aprirò un thread nuovo).

 

Sarebbe bello (e, credo, utile) discutere seriamente di casi applicativi diversi, interfacciandosi con chi fa applicazioni ogni giorno per mestiere.

Da tempo penso che dovremmo metterci attorno ad un tavolo noi "accademici" (quelli tra di noi che sono abbastanza concreti), aziende che producono motori, drive e macchinari, magari anche chi si occupa di normative, perché ho l'impressione spesso che manchi un collegamento. Ad esempio, anche se le soluzioni ci sono, non vengono recepite per diffidenza, o perché non c'è modo di dimostrare ragionevolmente che funzionano. Mi pare che le normative le scrivano i più potenti o i più svegli, e vengono imposte a tutti.

 

Attualmente mi pare ci sia un vuoto normativo, nelle specifiche dei drive (ad esempio, il funzionamento dinamico non mi pare venga coperto). Non è possibile capire quanto un drive possa funzionare bene con un motore che non sia della stessa marca, quanto sia l'efficienza in condizioni di lavoro realistiche, se un controllo sensorless funzioni realmente o solo in qualche condizione ben precisa. Anche le aziende grandi si nascondono: ho in mente (è solo un esempio) dei documenti di ABB molto lunghi, con parecchie affermazioni altisonanti, ma in cui c'è una sola figura che mostra una traccia di coppia e velocità durante un'inversione di velocità, misurate su chissà quale motore e in chissà quali condizioni (inerzia, ecc). Altri non mostrano nemmeno una misura...

 

Vedendo come si muovono i grandi costruttori (ad esempio ABB, che ha investito molto in laboratori di test per azionamenti), mi viene da pensare che prima o poi qualcuno proverà ad imporre delle regole più precise, magari puntando sull'efficienza (che ormai è diventata una parola-chiave nota). Visto che il settore dell'automazione in Italia è ben sviluppato, perché non provare a pensarci (per tempo) anche "qui"?