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i950 Servoumrichter für 230V
i950 Servoumrichter
i950 Servoumrichter
Die fortschreitende Digitalisierung der industriellen Produktion erfordert Antriebssysteme, die weit über die Aufgabe reiner elektromechanischer Aktuatoren hinauswachsen. In diesem anspruchsvollen Umfeld positioniert sich der Lenze i950 als eine zentrale, intelligente Steuerungskomponente. Als hoch entwickelter Servoumrichter hebt er die klassischen architektonischen Grenzen zwischen zentralisierter SPS-Steuerung und dezentralisierter Bewegungssteuerung auf. Der renommierte Hersteller Lenze bietet mit diesem intelligenten Inverter eine hochgradig skalierbare Plattform. Verglichen mit einem klassischen Frequenzumrichter liefert dieser Servo-Inverter eine deutlich höhere Performance und Präzision, was für hochdynamische Applikationen unabdingbar ist.
Das übergeordnete Ziel beim Einsatz dieses Systems liegt in der Reduktion der Betriebskosten und einer verkürzten Time-to-Market. Anwender und OEMs stehen bei der Konzeption neuer Anlagen häufig vor der komplexen Entscheidung, welche Antriebssysteme den spezifischen Bedarf am besten abdecken. Die Antwort auf diese Anforderungen liefert der Inverter i950, der durch sein geschlossenes Ökosystem eine nahtlose Skalierung von autarken Einzelachsen bis hin zu komplexen Multi-Achs-Verbunden ermöglicht und somit eine durchgängige Lösung darstellt.
Hardware-Konzepte: Skalierbarkeit für den Schaltschrank
Die physikalische Basis des Systems bildet ein modulares Baukastenprinzip, das eine präzise wirtschaftliche und technische Konfiguration erlaubt. Der Servoumrichter i950 ist explizit für die platzsparende Montage im Schaltschrank konzipiert und verfügt in der Standardausführung über die Schutzart IP20. Das Portfolio deckt eine Bemessungsleistung von 0,37 kW bis zu beeindruckenden 110 kW ab.
Für Anlagen, die in elektromagnetisch sensiblen Umgebungen operieren, lassen sich spezifische Funkentstör-Filter der Kategorie C2 oder C3 integrieren. Die Flexibilität erstreckt sich auch auf die Netztopologie, da ein Betrieb an 1-phasigen sowie 3-phasigen Netzen (TN, TT und isolierte IT-Netze) möglich ist. Eine kritische Eigenschaft hochdynamischer Antriebs-Systeme ist die Überlastfähigkeit der Komponenten. Die Leistungselektronik des i950 ist so dimensioniert, dass sie für drei Sekunden 200 Prozent des Nennstroms liefern kann. Dies verhindert das thermische Überdimensionieren der Hardware bei Lastspitzen. Diese exzellente Skalierbarkeit über einen weiten Leistungs-Bereich macht den i950 zu einer universell einsetzbaren Maschine.
Motor-Anbindung: Einkabeltechnologie (OCT) und Sensoren
Die Verwendung dynamischer Servosysteme erforderte historisch betrachtet mindestens zwei separate Leitungssysteme zum Motor: ein Leistungskabel und ein Signalkabel für das Rückführsystem. Der i950 bricht mit diesem Paradigma durch die hardwareseitige Implementierung der Einkabeltechnologie (OCT – One Cable Technology).
Ob ein klassischer Asynchronmotor oder ein hochdynamischer Synchronmotor angeschlossen wird: Die digitalen Positionsdaten des Motor-Encoders werden hochfrequent auf die ohnehin vorhandenen Adern des Leistungskabels aufmoduliert. Diese Innovation reduziert die physische Verdrahtung um mehr als die Hälfte. Da in stark beanspruchten Maschinenteilen (wie Kabelschleppketten) das sensible separate Kabel für den Motorgeber und externe Sensoren entfällt, steigen die mechanische Zuverlässigkeit und die Performance der Gesamtanlage.
Lenze FAST: Intelligenz durch Technologie-Applikationen
Die eigentliche Intelligenz des i950 manifestiert sich in seiner Software-Architektur. Die Lenze-FAST-Application-Software-Toolbox etabliert das Prinzip „Parametrierung statt Programmierung“. Das Engineering und die Inbetriebnahme werden durch vordefinierte, industriell erprobte Technologie-Applikationen radikal vereinfacht, da keine komplexen SPS-Codes mehr für Standardbewegungen geschrieben werden müssen.
Folgende Applikationen sind unter anderem verfügbar:
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Tabellenpositionierung: Für autarke Positionieraufgaben generiert der Umrichter die kompletten Fahrkurven inklusive Ruckprofilen autonom auf Basis einer internen Tabelle.
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Elektronisches Getriebe: Eine starre mechanische Kombination von Achsen wird hier vollständig durch Software ersetzt, was synchrone Bewegungen ohne mechanischen Verschleiß ermöglicht.
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Gleichlauf mit Markenkorrektur: Ein hochschneller Digitaleingang wertet Signale optischer Kontrastsensoren aus. Der Umrichter berechnet Echtzeitkorrekturen, um Druckmarken auf Folien präzise auszurichten.
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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.