Serwonapędy

Serwonapędy

Serwonapędy są kluczowym elementem w precyzyjnym pozycjonowaniu i kontroli ruchu w zaawansowanych aplikacjach przemysłowych. Co sprawia, że są one tak wyjątkowe i jakie parametry należy rozważać przy wyborze odpowiedniego serwonapędu dla twoich potrzeb? Ten artykuł wprowadza w świat serwonapędów, wyjaśniając ich działanie, różnice w stosunku do silników krokowych oraz ich zastosowania w przemyśle.

Serwonapędy to skomplikowane urządzenia składające się z wielu komponentów, takich jak silniki elektryczne z systemem sprzężenia zwrotnego, sterowniki oraz enkodery, które zapewniają precyzję i dynamikę w aplikacjach przemysłowych.

W porównaniu do silników krokowych, serwonapędy oferują bardziej zaawansowane możliwości kontroli w czasie rzeczywistym i są stosowane w aplikacjach cechujących się wysoką precyzją, dzięki czemu mają szerokie zastosowanie w przemyśle.

Konserwacja i diagnostyka serwonapędów są kluczowe dla ich prawidłowego działania, a dobór odpowiedniego urządzenia wymaga uwzględnienia parametrów technicznych, kompatybilności sieciowej oraz funkcji dostosowanych do konkretnych potrzeb użytkownika.

Serwonapęd mogą komunikować się również z panelem operatorskim, przesyłając do niego informacje o stanie silnika i odbierając komendy sterujące.

Podstawowe elementy serwonapędu

Serwonapędy to kompleksowe urządzenia składające się z kilku kluczowych komponentów. Poniżej przedstawiamy elementy, które wchodzą w skład serwonapędu.

Serwomotor, serwosilnik

Silnik elektryczny w serwonapędzie, zwany serwosilnikiem lub serwomotorem, to element wykonawczy, który napędza urządzenie.

Wykorzystuje zamknięty system sprzężenia zwrotnego do utrzymania precyzyjnej kontroli, regulując prędkość i moment obrotowy w celu osiągnięcia żądanej pozycji.

W przemyśle często używane są serwosilniki bezszczotkowe, które posiadają wirnik z silnymi magnesami trwałymi i stojan z wieloma zwojami.

Dzięki nim serwomotory charakteryzują się wysokim stosunkiem momentu obrotowego do inercji, co umożliwia szybkie przyspieszanie i zwalnianie, korzystne w aplikacjach wymagających wysokiej prędkości.

Sterownik serwonapędu

Sterownik serwonapędu to mózg operacji. Kontroluje parametry serwosilnika, takie jak moment obrotowy, prędkość i pozycję, na podstawie sygnałów wejściowych i informacji zwrotnej z enkodera.

Dzięki temu sterownik serwonapędu jest w stanie zarządzać momentem obrotowym i prędkością serwomotoru, reagując na sygnały wejściowe i informacje zwrotne z enkodera.

Enkoder

Enkoder to czujnik, który dostarcza informacje o pozycji, kącie i liczbie obrotów wału silnika, umożliwiając precyzyjną pracę serwonapędu.

Monitoruje rzeczywistą pozycję rotora silnika i działa jak zabezpieczenie kompensując nagłe zmiany obciążenia, uniemożliwiając silnikowi utratę synchronizacji. Wyróżniamy enkodery inkrementalne i absolutne.

Enkoder inkrementalny dostarcza informacje o względnej zmianie pozycji, a enkoder absolutny mierzy bezwzględną pozycję silnika i może zapamiętać tę pozycję nawet po utracie zasilania.

Porównanie serwonapędów i silników krokowych

Czy kiedykolwiek zastanawialiście się, jaka jest różnica między serwonapędami, a silnikami krokowymi? Kluczową różnicą jest sposób sterowania. Silniki krokowe działają w systemie otwartej pętli sprzężenia i poruszają się krokami bez kontroli sprzężenia zwrotnego dla pozycjonowania. Serwonapędy mogą utrzymywać stały moment obrotowy w szerokim zakresie prędkości, co często nie jest możliwe w silnikach krokowych. Choć są często wybierane ze względu na koszty, prostotę i możliwości precyzyjnej kontroli, mogą nie być idealne do zastosowań wymagających wysokiej prędkości lub wyjątkowej precyzji.

Zastosowania serwonapędów w przemyśle

Serwonapędy odgrywają kluczową rolę w przemyśle ze względu na swoją zdolność do szybkich i powtarzalnych ruchów pozycjonujących, wysoką dynamikę pracy oraz szczególną precyzję, zwłaszcza w robotach przemysłowych i na liniach produkcyjnych. W branżach takich jak transport bliski, przetwórstwo spożywcze oraz wszędzie tam, gdzie występują maszyny wymagające synchronizacji osi i precyzyjnego pozycjonowania, takich jak urządzenia do podnoszenia i pakowania towarów, serwonapędy są powszechnie stosowane ze względu na to, że charakteryzują się dobrymi właściwościami dynamicznymi.

Dobór odpowiedniego serwonapędu wymaga uwzględnienia szeregu czynników. Kluczowe są parametry techniczne, takie jak moc, dostępna w zakresach od 200W do 7,5kW, prędkość oraz moment obrotowy. Prawidłowy dobór serwonapędu wymaga także uwzględnienia kompatybilności z sieciami oraz zaawansowanych funkcji spełniających konkretne wymagania danego zastosowania.

Na rynku dostępne są serwonapędy od wielu renomowanych producentów. Należą do nich między innymi Siemens, Festo, Schneider Electric, Beckhoff, B&R i Kollmorgen.

Sterowanie serwonapędem za pomocą sterownika PLC

Sterownik PLC pełni funkcję jednostki sterującej w serwonapędzie, zarządzając jego działaniem. Do komunikacji pomiędzy sterownikiem PLC, a serwosterownikiem wykorzystywane są protokoły ModBus, CANopen oraz EtherCAT.

Utrzymanie i diagnostyka serwonapędów

Utrzymanie i diagnostyka serwonapędów to kluczowy aspekt ich eksploatacji. Profesjonalny serwis serwonapędów obejmuje:

• dokładną diagnostykę,
• naprawę lub wymianę uszkodzonych komponentów,
• czyszczenie,
• testowanie urządzeń.

Usługi naprawcze serwonapędów mogą obejmować wymianę wadliwych modułów zasilania, inwerterów średnio- i niskonapięciowych, a także systemów chłodzenia, które są zasilane prądem przemiennym. Z jednej strony, naprawa tych elementów jest kluczowa dla prawidłowego funkcjonowania urządzeń, szczególnie w kontekście pętli sprzężenia zwrotnego. Przed rozpoczęciem użytkowania warto również sprawdzić, czy wszystkie kable zasilające są prawidłowo podłączone.

Serwonapędy od Aserto

W dzisiejszym świecie automatyki przemysłowej, serwonapędy odgrywają kluczową rolę, oferując precyzyjną kontrolę ruchu dla szerokiego zakresu zastosowań. Od produkcji i pakowania po roboty przemysłowe, serwonapędy są nieodłącznym elementem nowoczesnej technologii. Na stronie Aserto znajdziesz szeroki wybór serwonapędów od wielu renomowanych producentów, w dużej dostępności i niskich cenach. Skorzystaj z naszej oferty i zacznij optymalizować Twój proces zakupowy już dzisiaj!