درایوهای DC زیمنس — SINAMICS DCM و DC Master
مرجع فنی: معرفی، مشخصات، مقایسه با راهکارهای AC، و آنالیز کاربردی در خطوط تولید لاستیک (اکسترودرها). ارائهشده توسط مشهد زیمنس.
خلاصهٔ فنی
درایوهای DC زیمنس، شامل خانوادهٔ SINAMICS DCM و پلتفرم DC Master، راهکارهایی قابلاعتماد برای کاربردهایی هستند که نیازمند کنترل گشتاور و سرعت در بازهٔ وسیع، بازخورد دقیق و عمر طولانی موتورهای DC میباشند. این پلتفرمها امکان نوسازی (retrofit) سیستمهای DC قدیمی را با کنترل دیجیتال فراهم میکنند.
خانواده محصولات و معماری
| سری | ویژگیها | موارد استفاده |
|---|---|---|
| SINAMICS DCM | ماژولار، کنترل دیجیتال حلقه بسته، مناسب برای مدرنیزاسیون | صنایع فولاد، جرثقیل، تسمهنقالههای سنگین |
| DC Master | سیستم یکپارچه و مقیاسپذیر، شامل واحد کنترل و پاور | کاربردهای عمومی DC با الزامات عملکردی متوسط تا بالا |
| نسل قدیمی (6RAxx / Simoreg) | محبوب در سیستمهای قدیمی، قابلیت نگهداری بالا | سیستمهایی که نیاز به حفظ موتور موجود دارند |
مزایا و محدودیتها (DC vs AC)
مزایا
- کنترل دقیق گشتاور در سرعت پایین
- پاسخ دینامیکی بسیار خوب در بارهای پرتغییر
- امکان نگهداری موتورهای DC قدیمی و کاهش هزینه تعویض موتور
محدودیتها
- نگهداری برس/کموتاتور در موتورها (در موتورهای ذغالی)
- در بعضی موارد راندمان پایینتر در مقایسه با AC و پیچیدگی بیشتر برای منبع تغذیه
- گرایش بازار صنعتی به سمت VFD های AC برای صرفهجویی انرژی و نگهداری کمتر
ویژگیهای فنی کلیدی
| ویژگی | شرح فنی |
|---|---|
| کنترل حلقه بسته | کنترل دقیق جریان و ولتاژ آرمیچر و میدان برای تنظیم گشتاور و سرعت |
| ماژولار بودن | قابلیت نصب ماژول کنترل (CUD) روی پلهای قدرت برای ارتقاء سیستمهای قدیمی |
| پروتکلها | پشتیبانی از PROFIBUS/PROFINET/HART برای یکپارچهسازی با PLC |
| قابلیت ریکاوری انرژی | برخی نسخهها از بازگردانی انرژی و یا ترمز مقاومتی پشتیبانی میکنند |
مطالعهٔ موردی: کاربرد در اکسترودر تولید لاستیک (تحلیل فنی)
شرح: اکسترودرهای تولید لاستیک نیاز به کنترل دقیق سرعت و گشتاور در بازهٔ وسیع دارند—مثلاً برای راهاندازی آرام، تنظیم سرعت پروسه، و عملکرد مداوم با بارهای تغییرپذیر. در بسیاری از خطوط قدیمی از موتورها و درایوهای DC استفاده شده است. در این بررسی، یک پیادهسازی مبتنی بر SINAMICS DCM روی موتور DC موجود تحلیل میشود.
مشخصات مثال (نمونه)
| پارامتر | مقادیر نمونه |
|---|---|
| موتور | DC شنت، 150 kW, 900 rpm |
| عملیات | پلیمر/لاستیک اکستروژن: راهاندازی نرم، تنظیم سرعت 0-900 rpm، گشتاور راهانداز بالا |
| درایو پیشنهادی | SINAMICS DCM با ماژول CUD و واحد پاور مناسب |
دلایل انتخاب DC drive برای این کاربرد
- نیاز به کنترل گشتاور قوی در سرعتهای پایین برای شروع بار بالا
- وجود موتور DC نصبشده و چیدمان مکانیکی حساس که تعویض موتور پرهزینه است
- قابلیت مدرنیزهسازی با حفظ موتور و سازگاری با کارخانهٔ موجود
طراحی کنترل و تنظیمات پیشنهادی
- تنظیم حلقه جریان (Armature Current Loop): پارامترهای PID جریان برای جلوگیری از اشباع و کنترل گشتاور در لحظهٔ راهاندازی.
- کنترل میدان (Field Weakening/Strengthening): برای کنترل سرعت و محدوده گشتاور در طیف وسیع عملکردی.
- حفاظت حرارتی و کنترل دما: پروفیل دما و حفاظت در برابر افزایش دمای آرمیچر/کموتاتور.
- ترمزگیری و بازیابی انرژی: طراحی مدار ترمز مقاومتی و در صورت امکان بازگردانی به شبکه یا ذخیرهساز.
- فیلتر EMC و هارمونیک: نصب فیلترهای ورودی و خروجی جهت کاهش نویز و مسائل رادیویی.
- یکپارچهسازی با PLC (S7) و TIA Portal: مانیتورینگ پارامترها و ثبت لاگ برای نگهداری پیشگیرانه.
آنالیز عملکرد و مزایا
با استفاده از SINAMICS DCM، عملکرد راهاندازی نرم (Soft Start) و کنترل دقیق گشتاور بهبود مییابد، تنش مکانیکی روی پیچ اکسترودر کاهش یافته و کیفیت محصول همگنتر میشود. همچنین با مدرنسازی درایو و حفظ موتور موجود، هزینهٔ سرمایهای (CAPEX) کاهش مییابد.
نکات پیادهسازی
- بررسی شرایط موتور و سرویس برس/کموتاتور قبل از نصب.
- اندازهگیریهای راهاندازی و منحنی بار واقعی برای تنظیم صحیح پارامترها.
- آموزش اپراتورها و تیم نگهداری برای مانیتورینگ پارامترهای بحرانی.
تماس و پشتیبانی
برای دریافت دیتاشیت کامل، طراحی سیستم و سفارش درایوهای SINAMICS DCM با پیکربندی مناسب، با مشهد زیمنس تماس بگیرید:
- وبسایت: www.mashhad-siemens.ir
- ایمیل:
info@mashhad-siemens.ir - تلفن:
051-35099055
