Сервопривод (PMSM)

Сервопривод на базе PMSM — комплексное решение для задач точного позиционирования, разгона и торможения с заданными динамическими характеристиками. В отличие от BLDC (трапецеидальная коммутация) использует синусоидальное векторное управление (FOC — Field Oriented Control), что даёт идеально плавное вращение без пульсаций момента.

Состав сервопривода

1. Сервомотор — PMSM с магнитами NdFeB, компактный, с низким моментом инерции
2. Абсолютный энкодер — датчик положения с разрешением 2^20 — 2^24 импульсов на оборот (резольвер, оптический, магнитный)
3. Сервоконтроллер (сервоусилитель) — специализированный частотный преобразователь с векторным управлением и обратной связью по положению
4. Коммуникационный интерфейс — EtherCAT, PROFINET, SERCOS, Modbus RTU

Отличия от обычного частотного привода

• Точность позиционирования — до 0,01° (у частотника — ±5-10% от скорости)
• Отклик на команду — миллисекунды (у частотника — десятки миллисекунд)
• Диапазон регулирования скорости — 1:10 000 (у частотника — 1:100)
• Момент удержания в неподвижном состоянии — до 300% номинального
• Выше стоимость в 3-5 раз
• Сложнее в наладке

Производители

• Siemens Simotics S / Sinamics S120 — промышленный стандарт
• Rockwell Kinetix — американский
• Lenze i950 — немецкий
• Mitsubishi MR-J4 / MR-J5 — японский, популярен в Азии
• Omron G5 / 1S — японский, компактный
• Yaskawa Sigma-7 — японский лидер
• ABB BSM / ACS355 с серво-опцией — европейский

Основные характеристики

• Диапазон мощностей — 50 Вт - 50 кВт (стандартно до 15 кВт)
• Напряжение питания — 220 В AC или 380 В AC
• Частота вращения — 2000-6000 об/мин
• Момент — 0,16-200 Н·м
• Разрешение энкодера — от 1 млн до 16 млн импульсов на оборот

Применение

• Станки с ЧПУ — приводы подач X/Y/Z/A/B/C осей
• Промышленные роботы — суставы манипуляторов
• Упаковочные линии — точное позиционирование при подаче плёнки
• Печатные машины — синхронизация валов (газеты, этикетки)
• Намоточные станки — точное регулирование натяжения
• Прессы с сервоуправлением — точное программирование усилия

Для шкафов автоматики

Сервоприводы редко применяются в типовых шкафах РУБИКОН (вентиляция, насосы). Основная область — специализированные технологические линии с требованием высокой точности. Шкаф с сервоприводами проектируется под конкретное применение (одна-пять осей, промышленная сеть EtherCAT/PROFINET, ЧПУ или специализированный контроллер).