Сервопривод на основе синхронного двигателя

Павел ФЕДОТОВ

Даже в уcлoвиях coвременнoгo рынка cпрocа, где начинают преoбладать такие фактoры, как увеличенный cрoк cлужбы, минимизация затрат на oбcлуживание, универcальнocть, маccoгабаритные характериcтики, этoт привoд уже являетcя лидерoм. Речь идет o нoвoй рoccийcкoй разрабoтке, претендующей на роль универcального комплектного cервопривода.

Новый привод на оcнове cинхронного двигателя стал результатом эволюции уже заслужившего доверие потребителей сервопривода СПШ, выпускаемого компанией «Сервотехника». После успеха интегрированного СПШ специалисты российской фирмы продолжила разработки в области сервоприводов.

Стоит напомнить, что СПШ построен на основе гибридного шагового двигателя, поэтому имеет ряд ограничений для применений. Такими ограничениями были: значительное падение момента на высоких скоростях, ограничение по механической мощности, меньшие возможности по перегрузкам. Все это можно было преодолеть только за счет применения синхронного двигателя. Поэтому разработки были изначально нацелены именно на данное направление. В результате и появился СПС, ставший достойным преемником СПШ.

Комплектный привод

Новинка представляет собой универсальный комплектный сервопривод на базе синхронного двигателя. Он подходит как для замены изношенного оборудования, так и для построения современных систем контурной обработки. СПС можно использовать для реализации позиционных задач с возможностью объединения приводов в распределенную сеть.

Сервоприводы новой серии оптимизированы для использования совместно с ЧПУ «СервоКон». Кстати сказать, сама эта система управления также является собственной разработкой компании «Сервотехника».

Говоря о преимуществах, сразу следует отметить, что СПС – это комплексное оборудование, в котором применены все стандартные модули и функциональные блоки, необходимые для решения задач автоматизации. А именно – двигатель, датчик позиции, частотный преобразователь, внутренний блок питания, замкнутое регулирование позиции, функция плавного разгона/торможения, внутренний ПЛК (позиционный линейный контроль), контроллер движения.

К тому же это надежное и безопасное оборудование, поскольку включает в себя арсенал датчиков и аппаратно-программных защит (датчики позиции и скорости, токов и напряжений, температуры, короткого замыкания; обработка концевых программных и аппаратных датчиков). Больше того, преобразователь частоты для управления СПС имеет встроенный пульт оператора, предназначенный для индивидуальной настройки привода под меняющиеся задачи производства.

В отличие от своего предшественника, СПС имеет более широкий скоростной диапазон, большую выходную мощность. У него выше перегрузочная способность, практически идеальная плавность хода на малых оборотах двигателя (5% на 3 об./мин).

Особенности

Сервопривод СПС обладает широким диапазоном регулирования (от 1:1 000 до 1:12 000 в зависимости от разрешения энкодера) и имеет высокие динамические характеристики. Частота обсчета контура скорости – до 5 кГц. Питание привода осуществляется от промежуточного выпрямителя без трансформатора.

Как и СПШ, сервопривод СПС поддерживает различные интерфейсы: USB , CAN, аналоговый интерфейс (±10 В) и квадратурные выходы датчика позиции с интерфейсом RS-422. На корпусе преобразователя частоты установлены четыре цифровых входа с гальванической развязкой для подключения концевых датчиков и другого внешнего оборудования, два цифровых выхода с гальванической развязкой для управления внешним оборудованием и дополнительный аналоговый вход общего назначения.

Встроенный программируемый логический контроллер дает пользователю возможность создавать программы движения привода без применения внешних контроллеров. Более того, возможен режим синхронизации работы большой группы СПС (до 128 приводов на базе промышленной шины CAN); реализован режим работы master-slave. Так же как и СПШ, новый привод программируется при помощи специального программного обеспечения «Мотомастер», поставляемого в комплекте с приводом.

Приводы СПС проходят автоматический цикл тестирования с проверкой всех функциональных блоков. Обязательное прохождение вибротестов выявляет скрытые дефекты сборки и монтажа электронных компонентов.

Предусмотренные опции

Дополнительно стоит отметить новые опции, появившиеся у сервопривода СПС. Таким опциями являются встроенный интерпретатор G-кодов и пульт ручного управления со штурвалом.

В частности, интерпретатор G-кодов позволяет нескольким приводам выполнять контурное движение по сложной траектории без системы управления верхнего уровня. При этом программа хранится в энергонезависимой памяти АСУ привода и может запускаться при включении автоматически. Максимальное количество кадров составляет 3 тыс.

Пульт ручного управления может подключаться и управлять непосредственно системой приводов по шине CAN.

Управление движением

Для приводов СПС инженерами Сервотехники разработана специальная распределенная система управления движением. Она позволяет обойтись и без применения дорогостоящей ЧПУ.

Для применения этой системы пользователю необходимо спроектировать свое изделие в CAD-системе, затем загрузить программу в CAM-систему, далее в Мотомастер. После этого программа может быть выполнена приводами, обрабатывающими G- и M-коды.

Преимуществами системы управления являются: экономичность, высокая производительность, экономия времени на монтаж, цифровое управление приводами по шине CAN (1 Мбит/сек), возможность управления рассогласованием между математической моделью изделия и траекторией обрабатывающего инструмента.

Усовершенствования уже идут

На данный момент сервопривод СПС имеет исполнение с отдельным частотным преобразователем и мощностью 750 Вт. В будущем сервопривод СПС планируется выпускать в двух версиях: с отдельным частотным преобразователем и интегрированной.

Интегрированное исполнение СПС сейчас ограничено двигателями мощностью 400 и 750 Вт. Планируется, что исполнение с отдельным частотным преобразователем будет иметь диапазон мощностей от 750 до 3 тыс. Вт.

Достоинствами нового сервопривода СПС по сравнению с импортными аналогами являются низкая цена, небольшой срок поставки и полная техническая поддержка на русском языке, т.к. он производится в России.

Технические характеристики

* возможна установка энкодера с разрешением до 160 тыс. имп./об.