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i950 servo inverter

i950 Servo drive

The ongoing digitalisation of industrial production requires drive systems that go far beyond the role of purely electromechanical actuators. In this demanding environment, the Lenze i950 positions itself as a central, intelligent control component. As a highly advanced servo inverter, it breaks down the traditional architectural barriers between centralised PLC control and decentralised motion control. With this intelligent inverter, the renowned manufacturer Lenze offers a highly scalable platform. Compared to a conventional frequency converter, this servo inverter delivers significantly higher performance and precision, which is essential for highly dynamic applications.

The overarching aim in using this system is to reduce operating costs and shorten time-to-market. When designing new systems, users and OEMs are often faced with the complex decision of which drive systems best meet their specific requirements. The i950 inverter provides the answer to these requirements; thanks to its closed ecosystem, it enables seamless scaling from self-contained single axes right through to complex multi-axis systems, thus representing an end-to-end solution.

Hardware concepts: Scalability for the control cabinet

The system is based on a modular design principle, which allows for precise, cost-effective and technically optimised configuration. The i950 servo drive is specifically designed for space-saving installation in control cabinets and, in its standard version, has an IP20 protection rating. The product range covers a rated power output from 0.37 kW up to an impressive 110 kW.

For systems operating in electromagnetically sensitive environments, specific Category C2 or C3 electromagnetic interference filters can be integrated. This flexibility also extends to the mains topology, as operation is possible on both single-phase and three-phase networks (TN, TT and isolated IT networks). A critical characteristic of highly dynamic drive systems is the overload capacity of the components. The i950’s power electronics are rated to deliver 200 per cent of the rated current for three seconds. This prevents the need for thermal oversizing of the hardware during load peaks. This excellent scalability across a wide power range makes the i950 a universally applicable machine.

Motor connection: One-cable technology (OCT) and sensors

Historically, the use of dynamic servo systems required at least two separate cable systems to the motor: a power cable and a signal cable for the feedback system. The i950 breaks with this paradigm through the hardware-based implementation of one cable technology (OCT).

Whether a conventional asynchronous motor or a highly dynamic synchronous motor is connected: the digital position data from the motor encoder is modulated at high frequency onto the existing wires of the power cable. This innovation reduces the amount of physical wiring by more than half. As the sensitive separate cable for the motor encoder and external sensors is no longer required in heavily stressed machine components (such as cable carriers), the mechanical reliability and performance of the entire system are improved.

Lenze FAST: Intelligence through technological applications

The true intelligence of the i950 lies in its software architecture. The Lenze FAST Application Software Toolbox embodies the principle of ‘parameterisation instead of programming’. Engineering and commissioning are radically simplified by predefined, industry-proven technology applications, as there is no longer any need to write complex PLC code for standard movements.

The following applications, amongst others, are available:

Table positioning: For stand-alone positioning tasks, the drive generates the complete motion curves, including jerk profiles, autonomously on the basis of an internal table.
Elektronisches Getriebe: Eine starre mechanische Kombination von Achsen wird hier vollständig durch Software ersetzt, was synchrone Bewegungen ohne mechanischen Verschleiß ermöglicht.
Gleichlauf mit Markenkorrektur: Ein hochschneller Digitaleingang wertet Signale optischer Kontrastsensoren aus. Der Umrichter berechnet Echtzeitkorrekturen, um Druckmarken auf Folien präzise auszurichten.
Wickler mit Tänzerlageregelung: Diese Funktion verarbeitet die Auslenkung eines mechanischen Tänzers im Lager als Sensorik für die Materialspannung, um Bahnrisse zu vermeiden.

Um das System thermisch und rechentechnisch effizient zu verwalten, lassen sich erweiterte Funktionen und spezifische Funktionalität über sogenannte Application Credits lizenzieren. Diese Lizenzen werden sicher an eine lokale SD-Karte im Gerät gebunden. Zudem verfügt das System über ein werkzeuggestütztes Autotuning-Verfahren. Hierbei prägt der Umrichter Testsignale auf und berechnet automatisch die optimalen Reglerparameter für die angeschlossene Mechanik, was die Antriebstechnik enorm vereinfacht.

Sicherheitstechnik und Maschinenschutz beim Servoumrichter i950

Die Verschmelzung von Mensch und Mechanik erfordert kompromisslose Konzepte zur funktionalen Sicherheit. Die tief integrierte Sicherheitstechnik des i950 garantiert Compliance bis zu den höchsten Standards SIL 3 und PL e. Jedes Basisgerät verfügt standardmäßig über die Funktion STO (Safe Torque Off), die im Fehlerfall die Energieversorgung der IGBTs zweikanalig unterbricht.

Wählt man das Modul für Extended Safety, wächst das Portfolio auf 23 hoch entwickelte Sicherheitsfunktionen an. Diese beschränken sich nicht auf bloßes Abschalten, sondern überwachen die Kinematik der Maschine aktiv. So sorgt die Funktion SS1 (Safe Stop 1) dafür, dass Achsen mit einer vertikal hängenden Last geregelt bis zum Stillstand abgebremst werden, bevor das Drehmoment abgeschaltet wird. Ein unkontrolliertes Abstürzen der Last wird so effektiv verhindert und ein durchgehend sicherer Zustand der Anlage ist gewährleistet.

Netzwerk, Feldbus und IIoT-Integration

Für die Anforderungen des Industrial Internet of Things (IIoT) ist eine leistungsstarke Netzwerk-Architektur essenziell. Der i950 unterstützt über seine modularen Schnittstellen dominierende Ethernet-basierte Feldbus-Systeme wie EtherCAT und PROFINET. Um das volle Potenzial prädiktiver Wartung auszuschöpfen, bietet die Firmware die Möglichkeit, das Protokoll MQTT zu nutzen. Hierüber können hochfrequente Daten und thermische Werte direkt in cloudbasierte Datenbanken gestreamt werden. Durch die Nutzung dieses Datenstroms können Abnutzungserscheinungen frühzeitig erkannt werden, lange bevor ein Defekt einen kritischen Zustand herbeiführt.

Applikationen: Robotik, Motion und Intralogistik

Die branchenübergreifende Anwendung des i950 belegt seine Flexibilität. In der Robotik und im Modus CiA 402 Advanced agiert er als hochintelligenter Strom- und Positionsregler für schnelle Motion-Trajektorien. In der Intralogistik dämpft das System aktiv die Schwingungen massiver Regalbediengeräte, was die mechanische Beanspruchung der Stahlkonstruktionen verringert.

Immense wirtschaftliche Vorteile bietet der i950 zudem im Retrofit-Markt. Durch ein spezielles PROFIBUS-Modul und die interne CODESYS-SPS kann der i950 das Kommunikationsverhalten veralteter Lenze-Gleichstromantriebe exakt nachbilden. Die übergeordnete Steuerung (z. B. eine Siemens S7-400) benötigt keinerlei Code-Änderungen. Dies sichert die Anlagenverfügbarkeit für das nächste Jahrzehnt.

Beschaffung und Auswahl der Artikel

Für den technischen Einkauf stellt Lenze eine klare Struktur zur Auswahl der passenden Hardware bereit. Relevante Datenblätter, CAD-Modelle und umfassende technische Informationen können direkt auf der entsprechenden Seite abgerufen werden, welche als autorisierte Quelle dient. Jeder spezifische Servoumrichter wird als eindeutiger Artikel in der passenden Leistungs-Kategorie geführt. Durch eine spezifische ID (Artikelnummer, z. B. 195AE137D1AV00Z000 für ein 0,37-kW-Basisgerät) lässt sich die genaue Konfiguration fehlerfrei in den digitalen Warenkorb von Beschaffungssystemen transferieren.

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FAQ: Häufig gestellte Fragen zum Lenze i950

Was ist der Lenze i950 und wofür wird er eingesetzt?

Der i950 ist ein intelligenter Servoumrichter für die Schaltschrankmontage, der den Leistungsbereich von 0,37 kW bis 110 kW abdeckt. Er wird für anspruchsvolle, hochdynamische Antriebsaufgaben eingesetzt und löst die Grenzen zwischen zentraler Steuerung und dezentraler Bewegungssteuerung auf.

Wie funktioniert die Einkabeltechnologie (OCT) beim i950?

Bei der Einkabeltechnologie werden die digitalen Positionsdaten des Motor-Encoders hochfrequent auf die vorhandenen Adern des Motorleistungskabels aufmoduliert. Der i950 verfügt über spezielle Hardware, die dieses Signal dekodiert, wodurch ein separates Signalkabel für die Geberrückführung vollständig entfällt.

Was bedeutet das Konzept „Parametrieren statt Programmieren“?

Dieses Konzept der Lenze-FAST-Application-Software-Toolbox bedeutet, dass Ingenieure für Standardbewegungen keine komplexen SPS-Codes mehr schreiben müssen. Der Umrichter verfügt über vordefinierte, getestete Technologie-Applikationen (wie z. B. Tabellenpositionierung oder elektronisches Getriebe), die an die jeweilige Mechanik lediglich parametriert werden.

Welche Sicherheitsfunktionen sind im i950 integriert?

Jedes Basisgerät verfügt standardmäßig über die Funktion Safe Torque Off (STO). Bei Verwendung des Extended Safety Moduls stehen bis zu 23 aktive Kinematik-Überwachungen zur Verfügung, darunter Safe Stop 1 (SS1) für das kontrollierte Abbremsen hängender Lasten und Safe Maximum Speed (SMS), zugelassen bis SIL 3 und PL e.

Wie unterstützt der i950 IIoT-Konzepte und Cloud-Anwendungen?

Neben echtzeitfähigen Feldbussen wie EtherCAT und PROFINET unterstützt der i950 das Protokoll MQTT. Hierdurch können hochfrequente Antriebsdaten wie Motorströme oder thermische Belastungen direkt in cloudbasierte Datenbanken gestreamt werden, was prädiktive Wartung (Predictive Maintenance) ermöglicht.

Warum eignet sich der i950 besonders gut für Retrofit-Projekte?

Durch ein spezifisches PROFIBUS-Modul und die interne CODESYS-SPS kann der i950 das Verhalten veralteter Stromrichter präzise emulieren. Die übergeordnete alte SPS (z. B. Siemens S7) „denkt“, sie kommuniziere weiterhin mit dem Altgerät. Es ist keine Programmänderung im Leitrechner nötig, lediglich die GSD-Datei muss getauscht werden.