مهندسی انتخاب، اطمینان در تأمینهمراه شما در انتخاب تجهیزات صنعتی
آوا الکتریکمهندسی بازرگانی آوا الکتریک
برای انتخاب نتیجه از کلید جهت پایین استفاده کنید.
آوا الکتریکمهندسی بازرگانی آوا الکتریک
اینورتر زیمنس V20 یک Frequency Converter کامپکت از خانواده SINAMICS برای کنترل دور موتور در پمپ، فن، نوار نقاله، کمپرسور و ماشینآلات با عملکرد نسبتاً ساده است. این سری در نسخههای تکفاز 200–240V با توان 0.12 تا 3kW و سهفاز 380–480V با توان 0.37 تا 30kW ارائه میشود. ارتباط USS و Modbus RTU، پنل BOP داخلی، ECO Mode و امکان استفاده از Smart Access از ویژگیهای مهم این خانواده هستند. هنگام انتخاب V20 باید توان و جریان موتور، ولتاژ ورودی، High/Low Overload، فیلتر EMC، نیاز به Braking و کد کامل 6SL بررسی شوند.
SINAMICS V20 یکی از اینورترهای کامپکت زیمنس برای کاربردهای Basic Performance است و در پروژههایی استفاده میشود که کنترل سرعت موتور، راهاندازی ساده، ابعاد مناسب و هزینه منطقی اهمیت دارند. زیمنس این سری را برای حرکتهای نسبتاً ساده در تجهیزاتی مانند پمپ، فن، نوار نقاله و ماشینآلات عمومی ارائه میکند و امکاناتی مانند Modbus RTU، USS، BOP داخلی و Functionهای کاهش مصرف انرژی را در اختیار کاربر قرار میدهد.
خانواده V20 از نظر توان، Voltage Class، Filter، Frame Size و نسل کد محصول تنوع دارد. نسخههای تکفاز و سهفاز آن محدوده توان یکسانی ندارند و در سالهای اخیر بعضی Order Numberهای قدیمی با Revisionهای جدید V1 جایگزین شدهاند. به همین دلیل برای خرید یا Replacement نباید فقط عبارت «V20 با توان مشخص» مبنا قرار گیرد و کد کامل 6SL محصول باید بررسی شود.
V20 یک Variable Frequency Drive از خانواده SINAMICS است که با کنترل فرکانس و ولتاژ خروجی، سرعت موتور AC را تنظیم میکند. استفاده از اینورتر امکان Start و Stop نرمتر موتور، تغییر سرعت فرایند و در کاربردهایی مانند Pump و Fan کاهش مصرف انرژی را فراهم میکند.
زیمنس V20 را در رده Converterهای سادهتر SINAMICS قرار میدهد. بنابراین اگر پروژه به Positioning پیچیده، Encoder Feedback پیشرفته، PROFINET داخلی یا Safety Functionهای گسترده نیاز داشته باشد، ممکن است خانوادههایی مانند G120C، G120 یا سایر سریهای SINAMICS انتخاب مناسبتری باشند.
محدوده رسمی فعلی V20 از 0.12 تا 30kW است، اما این بازه بین دو Voltage Class اصلی تقسیم میشود. نسخههای تکفاز 200–240V در محدوده 0.12 تا 3kW ارائه میشوند و نسخههای سهفاز 380–480V محدوده 0.37 تا 30kW را پوشش میدهند.
| گروه V20 | ورودی | محدوده توان فعلی | کاربرد کلی |
|---|---|---|---|
| V20 کلاس 230V | 1AC 200–240V | 0.12 تا 3kW | ماشینآلات کوچک و کاربردهایی که برق تکفاز در دسترس است |
| V20 کلاس 400V | 3AC 380–480V | 0.37 تا 30kW | کاربردهای صنعتی سهفاز با گستره توان بیشتر |
مدلهای 200–240V تکفاز برای پروژههایی مناسب هستند که برق سهفاز ورودی در دسترس نیست اما نیاز به کنترل یک موتور AC سهفاز وجود دارد. محدوده رسمی فعلی این گروه از 0.12 تا 3kW است.
در انتخاب این گروه باید جریان ورودی Drive و ظرفیت کابل، کلید حفاظتی و منبع تغذیه نیز بررسی شوند. جریان ورودی یک Drive تکفاز میتواند نسبت به توان مشابه در سیستم سهفاز بیشتر باشد؛ بنابراین انتخاب تجهیزات بالادست فقط بر اساس توان موتور صحیح نیست.
گروه سهفاز V20 برای شبکههای 380–480V عرضه میشود و محدوده توان آن از 0.37 تا 30kW است. این گروه در کاربردهای صنعتی عمومی، Conveyor، Pump و Fan حضور بیشتری دارد و Frame Size آن با افزایش توان تغییر میکند.
زیمنس در Revisionهای جدید بعضی مدلهای سهفاز، Braking Unit داخلی را نیز در مشخصات Order Number ذکر میکند. با این حال وجود این قابلیت باید برای کد دقیق بررسی شود و نباید صرفاً به دلیل V20 بودن، اتصال مستقیم Brake Resistor برای تمام مدلها فرض شود.
Overload Capability یکی از مشخصات مهم در انتخاب V20 است. طبق اطلاعات فعلی Siemens، مدلهای تا 15kW دارای High Overload با ظرفیت 150% جریان HO برای 60s در Cycle برابر 300s هستند.
در توانهای 18.5kW و بالاتر، علاوه بر High Overload، Low Overload نیز مطرح میشود. زیمنس برای LO در این بخش 110% جریان LO برای 60s در Cycle برابر 300s و برای HO همان 150% برای 60s را اعلام میکند.
به همین دلیل در مدلهای بزرگتر، فقط مشاهده بیشترین عدد kW برای انتخاب کافی نیست. اگر بار دارای گشتاور یا Overload بالاتری باشد، Rating مربوط به HO باید مبنا قرار گیرد.
V20 برای کاربردهای Basic Drive طراحی شده و یکی از روشهای مهم آن کنترل U/f است. زیمنس در این سری Functionهایی مانند ECO Mode برای U/f و U²/f را ارائه میکند که میتواند در بارهای مناسب، بهخصوص Pump و Fan، به کاهش تلفات انرژی کمک کند.
اگر پروژه به Closed-Loop Vector Control، Encoder Feedback یا Positioning دقیق نیاز دارد، باید نیاز فنی با سایر خانوادههای SINAMICS مقایسه شود. V20 را نباید فقط به دلیل قیمت یا توان مناسب برای هر نوع Application انتخاب کرد.
ECO Mode یکی از Functionهای V20 برای کاربردهای Variable Torque است. این Function میتواند ولتاژ موتور را در شرایط مناسب با بار تطبیق دهد تا تلفات کاهش پیدا کند. کارایی واقعی آن به نوع موتور و بار وابسته است.
Hibernation Mode نیز برای کاربردهایی مانند Pump طراحی شده است که در بعضی شرایط نیاز به کار دائمی موتور وجود ندارد. Drive میتواند طبق Logic و Parameterهای تعریفشده وارد حالت Sleep شود و در زمان موردنیاز دوباره سیستم را راهاندازی کند.
V20 بهصورت پایه از USS و Modbus RTU پشتیبانی میکند. این ارتباط از طریق رابط Serial برای اتصال Drive به PLC، HMI، Gateway یا سیستم کنترلی سازگار قابل استفاده است.
در Modbus RTU باید مواردی مانند Slave Address، Baud Rate، Parity و Registerهای موردنیاز تنظیم شوند. Mapping مربوط به Command Word، Frequency Setpoint، Status و Actual Value باید بر اساس مستند رسمی Drive انجام شود.
در بسیاری از کدهای فعلی V20، Siemens ساختار I/O شامل 4 Digital Input، دو Digital Output، دو Analog Input و یک Analog Output را اعلام میکند. این امکانات برای فرمان Start/Stop، انتخاب سرعت، دریافت Setpoint آنالوگ و ارسال سیگنال وضعیت قابل استفاده هستند.
نوع دقیق Digital Output و نحوه استفاده از Analog Inputها باید از Datasheet همان کد بررسی شود. در بعضی کدها یکی از خروجیها Relay و دیگری Transistor است و Analog Inputها میتوانند Functionهای متفاوتی داشته باشند.
یکی از مزیتهای V20 وجود Basic Operator Panel داخلی روی خود Drive است. از طریق این پنل میتوان بسیاری از Parameterها را مشاهده و تنظیم کرد، Drive را Commission کرد و Fault یا وضعیت عملکرد را بررسی کرد.
برای پروژههایی که دسترسی راحتتر به پنل نیاز دارند، Siemens تجهیزات جانبی و Panelهای مربوطه را نیز ارائه میکند. انتخاب Accessory باید با نسل و کد Drive سازگار باشد.
SINAMICS V20 Smart Access یک ماژول اختیاری با Web Server و Wi-Fi داخلی است. این ماژول به Drive متصل میشود و امکان دسترسی از Smartphone، Tablet یا Laptop را برای Commissioning، Parameterization، Monitoring، Diagnostics و Backup/Restore فراهم میکند.
Smart Access برای Commissioning طراحی شده و طبق مستند Siemens نباید بهعنوان ماژول دائمی روی Drive برای کنترل مداوم فرایند در نظر گرفته شود. Firmware Drive نیز باید با نسخه پشتیبانیشده Smart Access سازگار باشد.
Siemens برای V20 یک Parameter Loader اختیاری ارائه میکند. این ابزار امکان ذخیره و انتقال Parameterها با SD Card یا MMC Card را فراهم میکند و در پروژههایی که تعداد زیادی Drive با تنظیمات مشابه وجود دارد میتواند فرایند Commissioning را سادهتر کند.
در Replacement نیز Backup صحیح Parameterها ارزش زیادی دارد، اما انتقال Parameter بین دو Revision یا دو توان متفاوت باید با بررسی سازگاری انجام شود. وجود فایل Parameter به معنی یکسان بودن تمام تنظیمات سختافزاری دو Drive نیست.
V20 در Variantهای Filtered و Unfiltered ارائه میشود. برای مثال در مدلهای فعلی میتوان نسخههای دارای Filter Class C1 یا C3 و نسخههای بدون فیلتر را مشاهده کرد. نوع Filter به Voltage Class و Order Number وابسته است.
انتخاب مدل Filtered بهتنهایی تضمینکننده رعایت کامل EMC نیست. Shielding کابل موتور، Grounding، مسیر کابلها، نصب داخل تابلو و طول کابل نیز باید مطابق دستورالعمل Siemens انجام شوند.
در کاربردهایی که موتور باید سریع Decelerate شود یا بار انرژی مکانیکی زیادی به Drive برگرداند، ممکن است Dynamic Braking موردنیاز باشد. ساختار Braking در تمام نسلها و Frame Sizeهای V20 یکسان نبوده است.
در تعدادی از کدهای جدید V1 سهفاز، Siemens بهصورت رسمی وجود Integrated Braking Unit را در توضیحات محصول ذکر میکند. بنابراین برای انتخاب مقاومت ترمز باید ابتدا مشخص شود Drive موردنظر واقعاً Braking Unit داخلی دارد و سپس Minimum Resistance، توان مقاومت، Duty Cycle و انرژی ترمز از Documentation همان کد استخراج شوند.
V20 برای حرکتها و فرایندهایی طراحی شده است که پیچیدگی کنترلی بسیار بالایی ندارند. مزیت اصلی آن ترکیب ساختار کامپکت، راهاندازی نسبتاً ساده و Functionهای مناسب برای کاربردهای عمومی است.
انتخاب V20 از Motor Nameplate شروع میشود. Rated Current موتور معمولاً معیار مهمتری از انتخاب صرف بر اساس kW است. Voltage، Frequency، Speed و نحوه اتصال سیمپیچ موتور نیز باید مشخص باشند.
| معیار | چه چیزی بررسی شود؟ | اثر در انتخاب |
|---|---|---|
| Motor Current | جریان نامی موتور | انتخاب Rating صحیح Drive |
| Input Supply | 1AC 200–240V یا 3AC 380–480V | انتخاب خانواده کد BB یا BE مربوطه |
| Application | Pump، Fan، Conveyor یا بار دیگر | تعیین Duty و کنترل موردنیاز |
| Overload | HO یا LO در توانهای مربوطه | Rating واقعی Drive |
| Communication | USS یا Modbus RTU | اتصال به PLC یا HMI |
| EMC | Filtered یا Unfiltered | تطابق با نیاز EMC پروژه |
| Braking | Braking Unit، زمان توقف و Inertia | نیاز به Brake Resistor |
V20 در بسیاری از مدلها با درجه حفاظت IP20 یا UL Open Type عرضه میشود و باید داخل Enclosure مناسب نصب شود. زیمنس امکان Wall Mounting و در برخی Frameها نصب Side-by-Side را ارائه میکند و Push-Through Mounting نیز برای پیکربندیهای مربوطه وجود دارد.
دمای محیط، ارتفاع نصب، تهویه، فاصله Driveها، سطح مقطع کابل و Grounding باید مطابق Manual رعایت شوند. صفحه رسمی فعلی Siemens محدوده دمای کاری تا 60°C را برای خانواده ذکر میکند، اما Derating و شرایط دقیق نصب باید برای Frame و کد انتخابشده بررسی شوند.
V20 برای Basic Application طراحی شده و ارتباط پایه آن USS و Modbus RTU است. G120C در سطح بالاتری از Performance قرار دارد و Variantهایی با PROFINET، PROFIBUS، EtherNet/IP و Safety Integrated مانند STO ارائه میکند.
در نتیجه برای یک Pump یا Conveyor ساده ممکن است V20 از نظر Function پاسخگو باشد، اما اگر پروژه به Integration مستقیم PROFINET، Safety Function داخلی یا Motor Control پیشرفتهتر نیاز داشته باشد، G120C باید بررسی شود. انتخاب بهتر همیشه به Application بستگی دارد، نه صرفاً قیمت یا توان.
یکی از نکات مهم در V20های فعلی، تغییر بعضی Order Numberهای قدیمی به Revisionهای جدید است. برای نمونه تعدادی از کدهای دارای پسوند V0 وارد Phase-out شدهاند و Siemens برای آنها Successor با پسوند V1 معرفی کرده است.
این Successor الزاماً از نظر ابعاد و جزئیات کاملاً مشابه مدل قدیمی نیست. در نمونههای رسمی Siemens تغییر Frame Size و Dimensions بین مدل قدیمی و جدید دیده میشود و در برخی کدهای سهفاز V1، Integrated Braking Unit نیز به مشخصات Successor اضافه شده است.
بنابراین پیش از Replacement باید کد کامل 6SL، Voltage Class، Rated Power، Rated Current، Filter، Frame Size، I/O، Modbus/USS، Braking، Dimensions و Parameterهای دستگاه قبلی بررسی شوند. اگر دستگاه توسط PLC کنترل میشود، Modbus Address و Register Mapping نیز باید حفظ یا اصلاح شوند.
Order Number کامل 6SL، ورودی تکفاز یا سهفاز، Voltage، Power، Rated Current، HO/LO، Filter Class، Frame Size، Dimensions، Braking Unit، Brake Resistor، Digital/Analog I/O، USS/Modbus RTU، BOP، Firmware، Parameter Backup، Terminal و Wiring بررسی شوند.
قیمت V20 بر اساس توان، Voltage Class، Frame Size، Filter و Revision محصول تغییر میکند. برای مثال مدل 2.2kW تکفاز با یک مدل 2.2kW سهفاز Order Number و ساختار متفاوتی دارد و نباید فقط بر اساس توان مقایسه شود.
تجهیزات جانبی مانند Smart Access، Parameter Loader، Brake Resistor و I/O Expansion Module نیز در صورت نیاز جداگانه روی هزینه نهایی اثر دارند. در Replacement نیز ممکن است تغییر Frame Size یا تجهیزات نصب نیاز به اصلاح تابلو داشته باشد.
محدوده کلی فعلی V20 از 0.12 تا 30kW است. مدلهای ورودی تکفاز 200–240V از 0.12 تا 3kW و مدلهای سهفاز 380–480V از 0.37 تا 30kW ارائه میشوند.
بله. Siemens برای V20 مدلهای 1AC 200–240V تا توان 3kW ارائه میکند. کد دقیق باید با Voltage و Current موتور تطبیق داده شود.
بله. USS و Modbus RTU از پروتکلهای اصلی خانواده V20 هستند و برای ارتباط Serial با PLC، HMI یا سایر تجهیزات سازگار استفاده میشوند.
PROFINET جزو Interfaceهای پایه V20 نیست. اگر پروژه به اتصال مستقیم PROFINET نیاز دارد باید معماری ارتباطی یا خانواده SINAMICS دیگری بررسی شود.
بله. کدهای فعلی V20 دارای BOP داخلی هستند و برای تنظیم Parameter و Commissioning محلی قابل استفادهاند.
یک ماژول اختیاری Wi-Fi و Web Server برای Commissioning، Parameterization، Monitoring، Diagnostics و Backup از طریق گوشی، Tablet یا Laptop است.
خیر. ساختار Braking به Order Number، Revision و Frame Size بستگی دارد. در برخی کدهای جدید V1 سهفاز Integrated Braking Unit وجود دارد و باید مشخصات دقیق همان Drive بررسی شود.
V20 برای Basic Application و Communication سادهتر طراحی شده است. G120C امکانات بیشتری مانند Variantهای PROFINET، PROFIBUS، EtherNet/IP، Sensorless Vector Control پیشرفتهتر و STO ارائه میکند.
Order Number کامل، Voltage، Power، Current، Frame Size، ابعاد، Filter، Braking، I/O، Modbus/USS و Parameter Backup باید بررسی شوند؛ زیرا برخی V0ها با Successorهای V1 دارای تفاوت سختافزاری جایگزین شدهاند.