Модуль оси AC сервопривода Allen-Bradley 1394-AM50

Модуль оси серводвигателя переменного тока Allen-Bradley 1394-AM50

Allen-Bradley 1394-AM50 представляет собой вершину высокомощного сервоуправления в семействе 1394 Turbo Digital Servo Controller. Разработанный для обеспечения непрерывного тока 50 А с исключительной динамической реакцией, этот модуль оси обеспечивает мощность, необходимую для тяжелых движущихся приложений, требующих как точности, так и мощности в условиях промышленной автоматизации.

Технические характеристики

• Каталожный номер: 1394-AM50
• Серия: 1394 Turbo Digital Servo Controller
• Непрерывный выходной ток: 50 А RMS при температуре окружающей среды 40°C
• Пиковый выходной ток: 150 А в течение 2 секунд (возможность перегрузки 300%)
• Выходное напряжение: 0-460 В переменного тока (3-фазный переменный частотный)
• Входное напряжение: 324-680 В постоянного тока (от системного источника питания)
• Регулирование скорости: ±0,01% от заданной скорости при постоянной нагрузке
• Пульсации крутящего момента: <3% от пика до пика на номинальной скорости
• Точность положения: ±1 отсчет энкодера с разрешением 20 бит
• Обновление контура скорости: 250 микросекунд (4 кГц)
• Обновление контура положения: 1 миллисекунда (1 кГц)
• Частота ШИМ: стандарт 5 кГц (настраиваемая 2,5-10 кГц)
• Алгоритмы управления: PID с упреждением по скорости/ускорению, адаптивное планирование коэффициентов усиления
• Поддержка обратной связи: Инкрементальный энкодер (дифференциальный линейный драйвер), абсолютный энкодер (EnDat, BiSS), резольвер (бесщеточный)
• Интерфейс связи: проприетарная шина 1394 (последовательная 12 Мбит/с)
• Рассеиваемая мощность: типично 450 Вт при номинальной непрерывной нагрузке
• Требования к охлаждению: Принудительная вентиляция, минимум 200 CFM в месте установки модуля
• Рабочая температура: от 0°C до 50°C (от 32°F до 122°F) при достаточном охлаждении
• Температура хранения: -40°C до 85°C (-40°F до 185°F)
• Влажность: 5% до 95% без конденсации
• Габариты: 100 мм Ш × 198 мм В × 175 мм Г (3,94" × 7,80" × 6,89")
• Вес: 2,8 кг (6,2 фунта)
• Монтаж: Вертикальная ориентация в шасси 1394 с принудительным воздушным охлаждением

Технология высокомощных сервоприводов

1394-AM50 включает передовую силовую электронику и стратегии управления, оптимизированные для требовательных применений:

• Силовой каскад IGBT: Высокоэффективные биполярные транзисторы с изолированным затвором и активным управлением затвором минимизируют потери при переключении, обеспечивая чистый ток двигателя
• Адаптивное ограничение тока: Интеллектуальное тепловое управление регулирует пределы пикового тока в зависимости от температуры модуля, максимизируя производительность и предотвращая тепловое отключение
• Рекуперативное торможение: Двунаправленный поток энергии возвращает энергию в шину постоянного тока при замедлении, снижая требования к размеру резистора регенерации до 40%
• Автофазировка: Автоматическое выравнивание коммутации устраняет ручную настройку двигателя, сокращая время ввода в эксплуатацию с часов до минут
• Наблюдатель нагрузки: Оценка возмущений в реальном времени компенсирует трение, крутящий момент заедания и внешние силы без ручной настройки
• Подавление вибраций: Многофункциональные режекторные фильтры и формирование входного сигнала устраняют механические резонансы до 2 кГц

Сценарии применения

1394-AM50 превосходен в приложениях с высокой мощностью и точным движением:

• Тяжелое ЧПУ-обработка: Управляет основными шпинделями, поворотными столами и порталами в 5-осевых обрабатывающих центрах для аэрокосмических компонентов с повторяемостью ±0,0005"
• Линии экструзии: Управляет устройствами вытягивания, намотчиками и резаками в производстве пластиковых пленок и проволоки со скоростью до 3000 футов в минуту и регулированием натяжения лучше ±0,5%
• Обработка стали: Позиционирует краны для обработки рулонов, выравниватели и линии резки, перемещающие грузы массой 50 тонн с плавными профилями ускорения, предотвращающими повреждение материала
• Литье под давлением: Управляет тумблерами и системами выброса в прессах большой тонны с усилием более 200 кН и временем отклика 10 мс
• Испытательные динамометры: Моделирует нагрузки двигателя в автомобильных испытательных камерах с точностью управления крутящим моментом ±0,1% в диапазоне 0-6000 об/мин
• Крановые и подъемные системы: Обеспечивает точное позиционирование нагрузки в мостовых кранах и портальных системах с управлением против раскачивания и мягкой посадкой

Архитектура системы и интеграция

1394-AM50 интегрируется в комплексные системы управления движением:

• Совместимые двигатели: Управляет бесщеточными серводвигателями Allen-Bradley серий MP и F мощностью от 15 кВт до 75 кВт непрерывной нагрузки
• Требования к источнику питания: Требуются модули питания системы 1394-SJT22 (22 кВт) или два 1394-SJT10 (в сумме 20 кВт) с достаточной емкостью шины постоянного тока
• Управление регенерацией: Подбор внешнего регенеративного резистора для 20% рабочего цикла при максимальном тормозном моменте; типичное сопротивление 10-20Ω, мощность 5-10 кВт
• Координация многососей: Синхронизация до 16 осей в одном шасси с электронной кулачковой передачей, передачей и согласованными профилями движения
• Интеграция в сеть: Подключение к контроллерам Allen-Bradley ControlLogix, CompactLogix или PLC-5 через шлюзовые модули 1394-GM, поддерживающие DeviceNet, ControlNet или EtherNet/IP
• Среда программирования: Настройка и калибровка через программное обеспечение Motion Analyzer с осциллографом в реальном времени, анализом диаграммы Боде и мастерами автотюнинга

Установка и тепловое управление

Правильная установка критически важна для модулей серво с высокой мощностью:

• Конфигурация шасси: Установите в шасси 1394 с минимальным расстоянием 100 мм между модулями высокой мощности; максимум 4× модуля AM50 на шасси
• Система охлаждения: Обеспечьте принудительное воздушное охлаждение с расходом воздуха более 200 CFM; установите вентиляторы на шасси или подключитесь к системе ОВКВ объекта
• Тепловой мониторинг: Контролируйте температуру модуля через диагностику; типичная рабочая температура 50-60°C при номинальной нагрузке и правильном охлаждении
• Кабель двигателя: Используйте экранированный силовой кабель с номиналом 600В, 75А непрерывно; максимальная длина кабеля 50 метров для минимизации падения напряжения и ЭМИ
• Прокладка кабеля энкодера: Прокладывайте кабели энкодера отдельно от силовых; используйте экранированный витой кабель с 360° экранированием на обоих концах
• Стратегия заземления: Установите одноточечную опорную землю; подключите корпус двигателя, шасси привода и шкаф к заземлению через путь с сопротивлением <0.1Ω

Продвинутая настройка и оптимизация

Максимизируйте производительность с помощью сложных стратегий настройки:

• Оптимизация отношения инерций: Лучшие характеристики достигаются при отношении инерций двигателя к нагрузке от 1:1 до 5:1; используйте редуктор для нагрузок с высокой инерцией
• Выбор полосы пропускания: Полоса пропускания контура скорости обычно 50-200 Гц в зависимости от жёсткости механики; контур положения 10-50 Гц для оптимального времени установления
• Настройка упреждения: Упреждение по скорости 80-100% устраняет ошибку следования при движении с постоянной скоростью; упреждение по ускорению 50-80% снижает ошибку слежения при ускорении
• Подавление резонанса: Используйте FFT-анализ для выявления механических резонансов; настройте режекторные фильтры на резонансных частотах с фактором качества 5-20
• Компенсация нагрузки: Включите компенсацию гравитации для вертикальных осей; настройте компенсацию трения для приложений с высоким трением, таких как шариковинтовые передачи

Диагностика и управление ошибками

Комплексная диагностика обеспечивает быстрое устранение неисправностей:

• Индикаторы состояния: Трёхцветный светодиод отображает состояние модуля (зелёный=готов, янтарный=предупреждение, красный=ошибка, мигание=активна связь)
• История неисправностей: Энергонезависимая память хранит последние 32 ошибки с отметкой времени, кодом ошибки, состоянием оси и условиями эксплуатации
• Мониторинг в реальном времени: Функция осциллографа отображает ошибку положения, скорость, командный крутящий момент и напряжение шины с частотой выборки 8 кГц
• Прогнозная диагностика: Отслеживайте накопленную энергию, тепловые циклы и пиковые токовые события для планирования технического обслуживания на основе состояния
• Распространённые неисправности: Перегрузка по току (проверьте параметры двигателя и инерцию нагрузки), перенапряжение на шине постоянного тока (проверьте размер резистора регенерации), тепловая перегрузка (улучшите охлаждение воздушным потоком), неисправность энкодера (проверьте целостность экрана кабеля)

Функции безопасности и защиты

Интегрированные функции безопасности защищают персонал и оборудование:

• Safe Torque Off (STO): Двухканальный вход безопасности отключает сигналы разрешения привода, сертифицирован по IEC 61800-5-2 SIL 2, Категория 3, PLd
• Защита от короткого замыкания: Аппаратное обнаружение перегрузки по току отключает привод за 10 микросекунд, предотвращая повреждение IGBT
• Обнаружение замыканий на землю: Контроль тока утечки на землю двигателя; срабатывание при 50% номинального тока для предотвращения повреждения изоляции
• Мониторинг шины постоянного тока: Защита от перенапряжения и пониженного напряжения предотвращает работу вне безопасного диапазона шины (290-720 В DC)
• Тепловая защита: Несколько датчиков температуры контролируют переход IGBT, радиатор и конденсаторы шины с поэтапным снижением нагрузки и отключением

Соответствие и сертификаты

1394-AM50 соответствует строгим международным стандартам:

• Безопасность: Сертифицировано UL 508C, CSA C22.2 № 14, маркировка CE согласно Директиве по машинам 2006/42/EC и Директиве по низковольтному оборудованию 2014/35/EU
• ЭМС: EN 61800-3 Категория C3 (промышленная среда, ограниченная распределительная сеть)
• Функциональная безопасность: Сертификация Safe Torque Off по IEC 61800-5-2, подходит для функций безопасности до SIL 2 / PLd
• Морское применение: Одобрено DNV GL для судовых приводов и вспомогательных систем
• Экологические: Соответствует RoHS, зарегистрирован в REACH, соответствует требованиям по конфликтным минералам

Обслуживание и жизненный цикл

Рекомендуемые практики для длительной работы на высокой мощности:

• График осмотров: Ежемесячная проверка работы вентилятора охлаждения и чистоты воздушного фильтра; ежеквартальное тепловизионное обследование силовых соединений
• Обслуживание конденсаторов: Конденсаторы постоянного тока рассчитаны на 10 лет при температуре окружающей среды 40°C; плановая замена каждые 8 лет при круглосуточной эксплуатации
• Обновления прошивки: Проверка обновлений прошивки два раза в год; обновления могут улучшить производительность, добавить функции или устранить проблемы на объекте
• Стратегия запасных частей: Поддержание 10% запаса для критических осей; типичный MTBF превышает 80 000 часов при правильном обслуживании
• Резервное копирование конфигурации: Сохранение всех параметров оси, файлов настройки и прикладных программ в надежное хранилище после ввода в эксплуатацию

Связанные продукты

© 2025 INDUSTRIAL CONTROL HUB. Все права защищены.
Оригинальный источник: https://www.indctrlhub.com
Контакт: sales@indctrlhub.com | +0086 18359243191

Download PDF file here: