IE5/IE6 电机驱动系统: 实现无传感器伺服级轻量化性能

兼具能效与成本效益无传感器性能

更高动态性能,更低系统复杂度:IE5/IE6电机驱动系统为机械设备制造商提供了一种全新的解决方案,能够以更高的成本效益实现简单的伺服运动控制任务。该系统由 m550永磁同步电机、g500减速机以及Lenze驱动技术组成,是一套经过优化匹配的整体解决方案,将无编码器性能、高达IE5/IE6的能效等级以及便捷的系统集成优势融为一体。

如今,许多应用场景已不仅仅满足于速度控制,而同时又未必需要完整的伺服控制架构。这正是IE5/IE6电机驱动系统发挥优势的领域。它无需外部编码器,即可实现:可重复、精准的定位控制,快速且动态的启动与停止响应,在负载变化情况下保持稳定性能,并显著降低系统复杂度和总体成本。

IE5/IE6:同步电机凭借创新设计,与Lenze变频器完美配合,实现行业领先的能效水平。

如今,多达30%的伺服应用可采用无传感器技术实现——在保持完整动态性能和性能水平的同时,系统成本可降低多达30%

IE5/IE6 电机驱动系统优势概览

IE5/IE6电机驱动系统并非简单地将多个独立组件组合在一起,而是一套高度集成的系统解决方案。通过m550永磁同步电机、g500减速机(斜齿轮、伞齿轮或伞斜齿轮)以及 Lenze变频器和伺服驱动器之间的优化协同,实现更高的系统效率,同时减少接口数量和系统复杂性。这不仅降低了工程设计工作量,还能加快系统集成和调试进程。

由电机、减速机和驱动器组成

的一体化系统方案。

Servo-Light,取代复杂的全伺服系统:无需传感器即可实现类似伺服系统的运动控制功能,例如-精确定位、同步运行、动态启停循环、转矩控制
电机性能范围:0.25 至 22 kW 驱动器功率范围:0.25 至 250 kW 减速机输出扭矩范围:45 至 4,500 Nm
恒定且与负载无关的转速精度 与Lenze驱动器配合,实现行业领先的无传感器器运行性能 所有组件优化匹配,实现最高系统效率
减少接口数量,降低系统复杂度 搭配 motec 系列产品时,集成4端口 IO-Link Master,便于传感器连接 统一的系统架构和逻辑,加快集成与调试
已为《网络弹性法案》(CRA)及未来能效法规要求做好准备 获得欧洲(CE)、北美及南美(cULus)以及亚洲(CCC/CEL)市场认证,可在全球范围内应用

 

无传感器定位控制,降低伺服 系统复杂度

许多机械设备应用需要精准且可重复的运动控制,但并不一定需要传统伺服轴系统所带来的全部复杂性。

这正是IE5/IE6电机驱动系统的优势所在。该系统无需传感器或外部编码器,即可实现诸如:相对定位、动态加速与减速

负载变化情况下的稳定运行、等典型伺服运动控制任务。

相比传统依赖反馈装置的系统需要额外的硬件、布线和集成工作,IE5/IE6电机驱动系统通过更简洁的架构,实现了可重复定位与优异运动性能的统一。这使您能以更少的组件、更少的工程投入,获得所需的运动质量,操作也如同异步电机一般简单。

无传感器定位控制带来的优势

  • 无需外部传感器即可实现可重复、高精度定位
  • 以接近伺服系统的性能完成简单定位及运动控制任务
  • 基于SLSM(无传感器同步电机)算法实现无传感器运行
  • 无需昂贵的电机反馈系统
  • 减少驱动系统型号种类
  • 降低附加硬件需求
  • 减少布线工作
  • 简化系统设计与调试
  • 通过降低系统成本实现更高经济效益

更少工程投入,更快完成集成

在机械设备设计中,驱动系统的复杂性往往并非体现在运行阶段,而是在规划和集成阶段就已决定。

每增加一个接口、每增加一步布线工作、每集成一个独立传感器,都会带来更高的复杂度、更大的出错风险以及更多的时间投入。而减少产品和系统变型则有助于提高标准化水平。

采用系统化驱动设计理念,可以有效减少这些瓶颈,使工程资源更加专注于设备核心功能的开发。

为工程设计与调试带来的价值:

  • 更快集成到整机系统中
  • 缩短设备调试时间
  • 减少安装与布线工作量

过载能力,满足动态负载应用需求

动态应用通常具有以下特点:短时峰值负载频繁出现、工况变化快、需要较高的过载能力、必须可靠应对不断变化的运行条件。在这类应用中,关注的不仅仅是效率,更包括储备能力、控制性能以及工艺稳定性。

IE5/IE6无传感器电机驱动系统正是针对这些需求而设计,帮助用户以更可控、更经济的方式实现高动态应用。

动态应用的核心优势:

  • 高达 300% 的过载能力
  • 可靠应对峰值负载
  • 从 0 rpm 即可输出高性能控制能力
  • 无需增加系统复杂度即可获得卓越控制性能
  • 快速加速与减速响应
  • 即使负载变化也能保持稳定性能
  • 精准选型,无需过度配置驱动系统

降低持续运行和部分负载工况下的能源成本

驱动系统是否真正具有经济性,通常并非取决于额定工况下的表现,而是在设备日常运行过程中体现出来。

对于运行时间长、负载变化频繁,且经常处于部分负载运行状态的应用而言,系统在实际工况下的能效表现尤为关键。

IE5/IE6电机驱动系统正是针对这些实际应用需求而开发,帮助机械设备制造商不仅在理论上实现高效率,更能在真实运行环境中持续获得显著的节能效果。

运行效率优势

  • 能效等级最高可达 IE5、IE6(IEC TS 60034-30-2)或中国一级能效(GB300253-2024)
  • 即使在深度部分负载工况下也能保持卓越效率
  • 显著降低电机及整个系统的能量损耗
  • 搭配 motec 系列时,可实现无需制动电阻的能量回馈
  • 降低能耗,从而减少运行成本
  • 支持兼具经济性与可持续性的设备设计

输送系统究竟在哪些环节浪费能源?

在实际生产设施中进行的联合测量表明,对于带式输送机而言,效率损失最大的地方往往出人意料。Lenze 和 Forbo 对此进行了深入研究,并证明通过降低摩擦以及采用基于需求的驱动系统设计,能耗可降低多达 40%。

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高效节能,无需增大设备尺寸

对于追求更高能效和性能的设备制造商而言,并不意味着必须接受更大的设备尺寸。

IE5/IE6电机驱动系统正是为此而设计。它能够在不增加现有设备设计负担的情况下提升能效表现,使其更容易集成到安装空间受限的设备和系统中,同时也有利于开发新一代紧凑型机械设备。

您在设计上的优势

  • 紧凑设计实现 IE5/IE6 超高能效,无需改变原有机械设计
  • 与 IE3 解决方案相比,最高可节省两个机座号尺寸
  • 通过取消编码器进一步节约安装空间
  • g500 减速机与 IE5/IE6 电机的一体化紧凑设计
  • 在节省空间的同时提升系统性能与整体效率

系统的高能效还能够根据具体应用和设备利用率,有效降低能源消耗和碳排放。

此外,在部分国家和地区,采用高能效产品还有机会获得政府节能补贴或政策支持。

与未来标准保持同步

动态性能——无传感器类伺服运动

降低全生命周期总体拥有成本

IE5/IE6电机驱动系统的经济优势不仅体现在组件价格层面,更体现在整体系统成本优化方面:更少的编码器、更少的专用电缆、更少的附加硬件、更少的系统集成工作、更低的调试复杂度、更简化的维护与服务流程。因此,对于那些需要伺服级运动性能、但技术上并不需要完整伺服系统的应用场景而言,IE5/IE6电机驱动系统是一种极具性价比的替代方案。

与此同时,能源消耗、维护需求以及运行可靠性也是决定系统长期成本和投资回报的重要因素。IE5/IE6电机驱动系统专门针对这些运行成本进行了优化,从而实现总体拥有成本的持续改善。

生命周期优势一览

  • 整个使用周期内保持低能耗
  • 即使在部分负载运行时仍保持高效率,降低运营成本
  • 减少硬件、布线系统和集成工作量
  • 维护需求低,运行可靠
  • 在负载变化条件下依然保持高工艺稳定性
  • 降低维护、停机与运营风险

快速、轻松完成驱动系统设计

驱动解决方案的质量往往在设计阶段就已决定。在设计初期越能清晰评估效率、性能和经济性,设计决策与投资决策就越可靠。正因如此,透明、高效的设计流程不仅仅是一个技术步骤,更是加快项目推进和提升决策质量的重要保障。

EASY System Designer可帮助用户快速、精准地完成驱动系统规划,从单轴应用到复杂整机方案均可轻松实现。

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典型应用场景

如今,许多机械应用不仅需要速度控制,还需要定位、同步或动态运动控制能力,但并不一定需要完整的伺服架构。

IE5/IE6电机驱动系统凭借无编码器伺服级性能和显著降低的系统复杂度,非常适用于以下应用场景。

行李输送系统

  • 高能效
  • 高启动转矩

输送系统

  • 高能效
  • 高启动转矩
  • 速度同步
  • 高动态响应

仓储物流

  • 高能效
  • 高启动转矩
  • 精确定位

缠绕包装应用

  • 转矩控制

凸轮同步应用

  • 速度同步
  • 定位控制

一次包装

  • 速度同步

二次包装

  • 定位控制

包装产线末端

  • 速度同步
  • 定位控制
  • 转矩控制

常见问题(FAQ)- IE5/IE6 电机驱动系统

1. 无需传感器如何实现类似伺服系统的性能?

通过智能控制算法,在整个四象限运行范围内实现精确转子位置识别。因此,即使没有传感器,也能够实现:精确速度控制、高启动转矩、可靠运动控制。从而获得接近伺服系统的性能表现,而无需额外传感器。

2. 什么是无传感器定位?如何定义“绝对”参考点?

无传感器定位意味着无需外部编码器布线即可实现重复定位运动。如果设备需要绝对参考点(例如上电后确定零点位置),通常通过参考点回归(Homing)流程建立明确的机械零位。之后,所有定位任务都将基于该零位可靠执行。

3. 所有 Lenze 驱动器都支持这些控制算法吗?

是的。智能控制算法已集成到所有新一代 Lenze i 系列驱动器中,包括:i500 系列变频器、Cabinet 版本、Protec版本、Motec版本。以及:新一代B系列伺服驱动器、i950 cabinet B、i750 cabinet B。这些产品均支持高精度、高性能的无编码器电机控制技术。

4. 评估能耗和 TCO 影响时需要哪些数据?

仅依赖额定参数往往不足以做出准确评估。建议参考以下输入数据:

年运行时间、负载曲线(部分负载、负载变化、启停频率)、电力成本、停机成本及设备可用性要求、工程设计成本(布线、调试时间等)、热管理和散热限制条件。通过这些数据,您可以更真实地将能耗、硬件投入和工程成本纳入 TCO 分析。

5. 关于《网络弹性法案》(CRA),设备制造商现在应该关注 哪些问题?

CRA 强调产品整个生命周期内的网络安全管理。

设备制造商应尽早明确以下问题:产品默认安全配置是什么?安全补丁和更新支持周期有多长?安全漏洞如何上报与处理?是否提供支持安全调试与安全运行的相关文档?

提前澄清这些问题有助于:降低项目和合规风险,尤其是提高联网设备的安全性。

欢迎联系我们获取更多支持与建议!

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