Синхронный сервопривод. Синхронные и асинхронные серводвигатели: особенности, характеристики и применение

Что такое серводвигатели и как они работают. Какие бывают типы серводвигателей. В чем отличие синхронных серводвигателей от асинхронных. Каковы основные характеристики серводвигателей. Где применяются различные виды серводвигателей.

Что такое серводвигатели и принцип их работы

Серводвигатель представляет собой электромеханическое устройство, позволяющее точно контролировать положение вала, скорость вращения и ускорение. Ключевой особенностью серводвигателей является наличие датчика обратной связи, который передает информацию о текущем положении вала в систему управления. Это обеспечивает высокую точность позиционирования и регулирования параметров движения.

Как работает серводвигатель?

1. Контроллер подает управляющий сигнал на серводвигатель
2. Двигатель начинает вращение
3. Датчик обратной связи (энкодер) фиксирует текущее положение вала
4. Информация от датчика поступает обратно в контроллер
5. Контроллер сравнивает текущее положение с заданным
6. При необходимости вносятся корректировки в управляющий сигнал

Такой замкнутый цикл управления позволяет добиться высокой точности и плавности движения. Серводвигатели способны быстро реагировать на изменение нагрузки, поддерживая заданные параметры.

Основные типы серводвигателей

Существует два основных типа серводвигателей:

• Синхронные серводвигатели
• Асинхронные серводвигатели

Чем отличаются эти типы серводвигателей? Основное различие заключается в конструкции ротора и принципе создания вращающего момента.

Синхронные серводвигатели

В синхронных серводвигателях ротор содержит постоянные магниты. Вращающееся магнитное поле статора взаимодействует с полем постоянных магнитов ротора, заставляя его вращаться синхронно с полем статора. Особенности синхронных серводвигателей:

• Высокая удельная мощность
• Отличные динамические характеристики
• Высокий КПД
• Малый момент инерции ротора
• Более высокая стоимость из-за применения редкоземельных магнитов

Асинхронные серводвигатели

Асинхронные серводвигатели имеют короткозамкнутый ротор без постоянных магнитов. Вращающий момент создается за счет взаимодействия магнитного поля статора с токами, индуцированными в роторе. Ключевые особенности:

• Простая и надежная конструкция
• Низкая стоимость
• Высокая перегрузочная способность
• Меньшая удельная мощность по сравнению с синхронными
• Более высокий момент инерции ротора

Основные характеристики серводвигателей

При выборе серводвигателя важно учитывать следующие ключевые характеристики:

Номинальный и пиковый крутящий момент

Номинальный момент — это максимальный момент, который двигатель может развивать длительное время без перегрева. Пиковый момент — кратковременно достижимый максимальный момент. Как правило, пиковый момент в 2-3 раза превышает номинальный.

Номинальная скорость вращения

Это скорость вращения двигателя при номинальном моменте. Измеряется в оборотах в минуту (об/мин). От чего зависит максимальная скорость серводвигателя? Основные факторы:

• Конструкция двигателя
• Тип и разрешение датчика обратной связи
• Характеристики системы управления

Момент инерции ротора

Характеризует инертность ротора и влияет на динамические характеристики привода. Меньший момент инерции обеспечивает более быстрый разгон и торможение.

Разрешение датчика обратной связи

Определяет точность позиционирования вала двигателя. Измеряется в импульсах на оборот. Современные серводвигатели могут иметь разрешение до нескольких миллионов импульсов на оборот.

Области применения серводвигателей

Благодаря своим характеристикам, серводвигатели находят широкое применение в различных отраслях промышленности и техники. Где используются серводвигатели?

Станки с ЧПУ

В металлообрабатывающих станках серводвигатели обеспечивают точное перемещение рабочих органов. Это позволяет изготавливать детали сложной формы с высокой точностью.

Робототехника

Промышленные роботы и манипуляторы широко используют серводвигатели для обеспечения точных и быстрых движений. Почему серводвигатели идеально подходят для роботов?

• Высокая точность позиционирования
• Быстрый отклик на управляющие сигналы
• Возможность работы в широком диапазоне скоростей
• Компактные размеры при высокой мощности

Упаковочное оборудование

В современных высокоскоростных упаковочных линиях серводвигатели обеспечивают синхронизацию движений различных механизмов. Это позволяет достичь высокой производительности при сохранении качества упаковки.

Преимущества синхронных серводвигателей

Синхронные серводвигатели обладают рядом преимуществ, которые делают их незаменимыми в ряде применений:

• Высокая удельная мощность — компактные размеры при высоком крутящем моменте
• Отличные динамические характеристики — быстрый разгон и торможение
• Высокая точность позиционирования
• Широкий диапазон регулирования скорости
• Высокий КПД, особенно при работе на низких скоростях

Какие задачи лучше всего решаются с помощью синхронных серводвигателей? Это приложения, требующие:

• Высокой динамики движения
• Точного позиционирования
• Плавного вращения на низких скоростях
• Компактности привода

Особенности применения асинхронных серводвигателей

Несмотря на преимущества синхронных серводвигателей, асинхронные серводвигатели также находят широкое применение. В каких случаях предпочтительно использовать асинхронные серводвигатели?

• При необходимости высокой перегрузочной способности
• В условиях тяжелых нагрузок и частых пусков
• При работе с большими моментами инерции нагрузки
• В приложениях, где критична стоимость привода

Асинхронные серводвигатели отлично подходят для применения в тяжелом машиностроении, конвейерных системах, подъемно-транспортном оборудовании.

Тенденции развития серводвигателей

Технологии серводвигателей постоянно развиваются. Какие основные тенденции наблюдаются в этой области?

• Повышение удельной мощности за счет применения новых магнитных материалов
• Увеличение разрешения датчиков обратной связи
• Интеграция серводвигателей с преобразователями частоты
• Развитие технологий прямого привода (безредукторные системы)
• Применение новых алгоритмов управления для повышения динамических характеристик

Эти тенденции направлены на дальнейшее повышение точности, быстродействия и энергоэффективности сервоприводов. Это открывает новые возможности для автоматизации различных процессов в промышленности.

Серводвигатели – синхронные и асинхронные

Для динамичных и точных сервоприводных систем у нас тоже есть модульная система двигателей. Выберите из трех синхронных и одной асинхронной серий свой оптимальный серводвигатель: компактный, малоинерционный и мощный. Множество типоразмеров и вариантов конструктивной длины обеспечивают широкую сферу применения и надежный пусковой момент.

Что такое серводвигатели?

Серводвигатель – это двигатель, который позволяет контролировать точное положение вала двигателя, а также частоту вращения и/или ускорение. Для этого применяются соответствующие датчики и способы автоматического регулирования. Раньше серводвигатели были вспомогательными приводами, которые конструировались для применения в станках. Впрочем, своим названием серводвигатель обязан латинскому слову „servus“, что по-русски означает „слуга“. В качестве серводвигателей может использоваться

асинхронный двигатель, синхронный двигатель или двигатель постоянного тока. То есть различие между этими двигателями заключается не в самом принципе привода, а только в их возможностях регулирования.

Какие серводвигатели существуют?

Серводвигатели можно разделить на синхронные и асинхронные. Но это всегда привод, работающий в условиях электронного регулирования положения, скорости или момента – либо комбинации этих параметров. При этом предъявляются очень высокие требования к динамике, диапазонам регулирования и/или к точности движения. Серводвигатели обычно применяются в сочетании с системами автоматизации и управления, например в упаковочных машинах.

Наверх

Наше предложение: Синхронные и асинхронные серводвигатели

Асинхронные серводвигатели

Асинхронные серводвигатели подходят для применения в таких системах, где большие внешние моменты инерции

нужно перемещать в установках и машинах, обеспечивая высокую надежность регулирования. Для этого SEW-EURODRIVE предлагает в серии двигателей DRL. . соответствующие решения для привода.

Синхронные серводвигатели

Синхронные серводвигатели – это приводы, в которых ротор с помощью закрепленных на нем постоянных магнитов синхронно приводится в движение вращающимся полем в статоре. Синхронный двигатель вращается синхронно подаваемой частоте вращающегося поля.

Этот вариант привода работает от преобразователя частоты, который обеспечивает подходящий, управляемый трехфазный ток. Для этого в ассортименте SEW-EURODRIVE есть различные исполнения. Оптимизированные серводвигатели серии CMP.. можно в зависимости от применения адаптировать к высокой динамике или высоким нагрузкам. Классические сферы применения – пищевая промышленность, строительство, автомобилестроение, упаковочная техника и деревообработка.

Основной особенностью синхронных серводвигателей серии CM..являются оптимальные характеристики регулирования, высокий вращающий момент и динамика. Эти двигатели идеально подходят для применения в логистике, например в качестве приводов портальных подъемников или стеллажных кранов-штабелеров.

Наверх

Ждем ваших обращений!

Вам нужна консультация по конкретному запросу? Отправьте нам сообщение со своими вопросами.

Обратиться сейчас

Характеристики сервоприводов

Сервоприводы – это пары, состоящие из двигателя с датчиком позиционирования, отслеживающего различные параметры движения (скорость, перемещение, точку нахождения, угол поворота и т.д.), и управляющего блока, считывающего данные с датчика и автоматически поддерживающего работу двигателя в нужном режиме.

Ключевыми достоинствами сервоприводов является наличие обратной связи и высокая точность в перемещении и позиционировании подвижных частей различных устройств, поэтому серводвигателями оснащено практически все прецизионное оборудование с ЧПУ — станки, роботы, автоматизированные промышленные линии и проч.

Сервоприводы характеризуются большим количеством параметров и свойств, ключевые из которых необходимо знать, чтобы ориентироваться в море предложений.

Основные характеристики сервоприводов

Основные характеристики сервопривода — это его тип, момент и максимальная скорость вращения.

Крутящий момент.

Одна из двух основных характеристик.
Крутящий момент (усилие на валу) – фактор, отвечающий за меру вращающей силы, приложенной к физическому телу(какой вес способен удержать привод в горизонтальном положении на рычаге с заданным параметром длины).

Крутящий момент бывает номинальный(сервопривод может работать с таким моментом, приложенным к валу, любое количество времени) и пиковым(кратковременно увеличенным, что достигается дополнительной закачкой тока в обмотки мотора). При работе с моментом, превышающим номинальный, идет повышенный нагрев двигателя и ключей драйвера, и длительная работа(более нескольких секунд) может вывести привод из строя. Именно по моменту смотрят, пригоден ли сервопривод для выполняемой задачи, сможет ли он вращать то, что должен вращать. Момент разные сервоприводы выдают по разному, он может быть примерно постоянным на всем спектре оборотов, или падать на малых оборотах, или наоборот, на больших. Крутящий момент обеспечивается током в обмотках, и большинство сервоприводов могут кратковременно выдавать на вал момент больше номинального, указанного в паспорте, но очень недолго, чтобы не перегреть обмотки статора.

Скорость вращения

Вторая важнейшая характеристика.
Скорость вращения – величина, показывающая, с какой максимальной угловой скоростью может вращаться привод;важная величина, если мотор используется как привод для механических шпинделей.
Скорость, развиваемая сервоприводом, ограничивается массой факторов — его типом, установленным энкодером, балансировкой ротора.

Скорость-моментная характеристика

Кривая зависимости момента от скорости — комбинированная характеристика из двух предыдущих. Особенное значение имеет для асинхронных сервоприводов, так как синхронные способны путем закачки дополнительного тока в обмотки увеличивать крутящий момент в широких пределах, поддерживая требуемый уровень.

Вид привода.

Вид сервопривода это его основная качественная характеристика. В завимости от рассматриваемого аспекта, сервоприводы могут быть синхронные и асинхронные, щеточные и бесщеточные. Каждый вид сервоприводов обладает своими преимуществами.

Асинхронный сервопривод

Это бесщеточные приводы на базе асинхронного двигателя с установленным энкодером, сигнал с которого подключен к преобразователю частоты, поддерживающему обратную связь. Подобные сервоприводы часто ставятся на шпиндели фрезерных станков, так как они развивают достаточно высокую скорость вращения, необходимую для обработки — до 10000 об/мин и более. Энкодеры на них при этом ставят небольшого разрешения, так как задачи прецизионного позиционирования от них не требуется. Эти сервоприводы отличаются тем, что их скорость-моментная характеристика заметно зависит от оборотов.

Синхронный сервопривод

Отличительной характеристикой синхронные сервоприводов является и способность точно позиционировать и удерживать вал с малым рысканием. Щеточные синхронные приводы заметно дешевле бесщеточных, так как в них нет редкоземельных магнитов, и они обладают большей перегрузочной способностью, однако у них есть подверженные износу щетки, которые требуют регулярной замены.
 
Подвидом синхронных сервоприводов является шаговый гибридный сервопривод. Его отличие в том, что такие приводы способны удерживать вал совершенно без рыскания, но они существенно медленней разгоняются и теряют момент с увеличением скорости — их скорость-моментная характеристика представляет собой постоянно убывающую кривую, максимум момента такие приводы выдают когда вал неподвижен.

Рассмотрим ниже остальные характеристики и виды приводов.

• Тип. Сервоприводы производятся в огромном числе вариантов, но прежде всего под этим понятием понимают вентильный 3-фазный двигатель с драйвером, или BLDC-мотор с драйвером. Кроме того, существуют шаговые сервоприводы,
  дисковые:
  ,
  линейные:
  
  а также сервоприводы на асинхронных двигателях с энкодером и т.п.
  
• размер:
  – крупногабаритные (49×25×40 мм) весом от 50 до 90 г;
  – стандартные (40×20×37 мм) весом 40-80 г;
  – микроприводы (22×15×25 мм), вес которых не превышает 25 г;
• интерфейс управления– параметр, отвечающий за прием управляющих сигналов. По типу интерфейса сервоприводы могут быть аналоговыми (скорость вращения задается напряжением на входе), цифровыми с большим количеством вариантов, напр. STEP/DIR, CANopen, проприетарные протоколы
• Фланец двигателя очень важен
• Разрешение и тип датчика угла поворота. Энкодер задает точностные параметры мотора. В зависимости от энкодера меняется минимальный шаг привода, точность поддержания позиции и плавность хода. Так же некоторые энкодеры хранят данные о позиции даже при отключенном питании, что делает такой привод очень полезным на станке, т.к. для этой оси не нужно каждый раз при включении питания искать базу.
  

Таковы самые ключевые характеристики, которые влияют на подбор сервопривода. Если вас интересуют другие аспекты, пишите нам на почту.

Серводвигатели | синхронный / асинхронный

Мы также предлагаем модульную концепцию двигателя для динамичных и точных сервоприводов. Выберите лучший серводвигатель для вашего приложения из трех серий синхронных и одной асинхронной серии: компактный, малоинерционный и мощный. Различные размеры и длина двигателей гарантируют широкий спектр применений и обеспечивают надежный крутящий момент в состоянии покоя.

Что такое серводвигатели?

Серводвигатель — это двигатель, который позволяет вам контролировать точное положение вала двигателя, а также скорость и/или ускорение. Для этой цели также используются соответствующие датчики и технология регулирования. Ранее серводвигатели представляли собой вспомогательные приводы, предназначенные для использования в станках. Между прочим, серводвигатель получил свое название от латинского слова «servus», что в переводе с английского означает «сервер». Серводвигатели состоят из асинхронного двигателя , синхронного двигателя или двигателя постоянного тока . Таким образом, разница между двигателями заключается не в самом принципе привода, а только в их возможностях регулирования.

Какие типы серводвигателей доступны?

Серводвигатели

можно разделить на синхронные и асинхронные серводвигатели . Однако двигатель всегда представляет собой привод, который управляется электронным управлением позиционированием, скоростью или крутящим моментом или их комбинацией. К ним предъявляются очень высокие требования с точки зрения динамики, диапазонов настройки и/или точности перемещения. Серводвигатели в основном используются в сочетании с системами автоматизации и управления , например, в упаковочных машинах.

Наверх

Что мы предлагаем: Синхронные и асинхронные серводвигатели

Асинхронные серводвигатели

Асинхронные серводвигатели подходят для использования в приложениях, в которых высокой внешней инерции необходимо перемещать в установках и машинах и безопасно управлять ими. Учитывая это, SEW‑EURODRIVE DRL. Серия двигателей предлагает подходящие приводные решения.

Синхронные серводвигатели

Синхронные серводвигатели представляют собой приводы, в которых ротор приводится в движение синхронно вращающимся полем в статоре с использованием постоянных магнитов. Синхронный двигатель имеет движение, синхронное с приложенной частотой вращающегося поля.

Эта конструкция привода работает от преобразователя частоты, который обеспечивает соответствующий регулируемый трехфазный ток . В портфолио SEW-EURODRIVE имеется ряд различных конструкций для этой цели. Оптимизированных серводвигателей серии CMP.. может быть адаптирован к высокой динамике или высоким нагрузкам в зависимости от применения . Классические области применения включают пищевую промышленность и производство предметов роскоши, а также строительство, автомобильную, упаковочную и деревообрабатывающую промышленность.

Для синхронных серводвигателей серии CM.. основное внимание уделяется оптимальным характеристикам управления, крутящему моменту и динамике. Идеальные области применения для этих двигателей можно найти в логистике, например, в качестве приводов для порталов X-Y-Z или систем хранения/поиска.

Наверх

Будем рады Вам помочь.

У вас есть конкретный запрос и вам нужна помощь? Просто отправьте нам сообщение с вашими вопросами.

Свяжитесь с нами сейчас

Серводвигатели | SEW-ЕВРОДРАЙВ

Мы также предлагаем модульную концепцию двигателя для динамичных и точных сервоприводов. Выберите лучший серводвигатель для вашего приложения из трех серий синхронных и одной асинхронной серии: компактный, малоинерционный и мощный. Различные размеры и длина двигателей гарантируют широкий спектр применений и обеспечивают надежный крутящий момент в состоянии покоя.

Что такое серводвигатели?

Серводвигатель — это двигатель, который позволяет вам контролировать точное положение вала двигателя, а также скорость и/или ускорение. Для этой цели также используются соответствующие датчики и технология регулирования. Ранее серводвигатели представляли собой вспомогательные приводы, предназначенные для использования в станках. Между прочим, серводвигатель получил свое название от латинского слова «servus», что в переводе с английского означает «сервер». Серводвигатели состоят либо из асинхронный двигатель , синхронный двигатель или двигатель постоянного тока . Таким образом, разница между двигателями заключается не в самом принципе привода, а только в их возможностях регулирования.

Какие типы серводвигателей доступны?

Серводвигатели

можно разделить на синхронные и асинхронные серводвигатели . Однако двигатель всегда представляет собой привод, который управляется электронным управлением позиционированием, скоростью или крутящим моментом или их комбинацией. К ним предъявляются очень высокие требования с точки зрения динамики, диапазонов настройки и/или точности перемещения. Серводвигатели в основном используются в сочетании с решениями по автоматизации и управлению , например, в упаковочных машинах.

Наверх

Что мы предлагаем: Синхронные и асинхронные серводвигатели

Асинхронные серводвигатели

Асинхронные серводвигатели подходят для использования в приложениях, в которых высокой внешней инерции необходимо перемещать в установках и машинах и безопасно управлять ими. Учитывая это, SEW‑EURODRIVE DRL. Серия двигателей предлагает подходящие приводные решения.

Синхронные серводвигатели

Синхронные серводвигатели представляют собой приводы, в которых ротор приводится в движение синхронно вращающимся полем в статоре с использованием постоянных магнитов.