Выбор двигателя для применения в сервоприводах требует оценки профиля перемещения и требований к крутящему моменту для определения механических требований системы, таких как максимальная скорость и ускорение, RMS и пиковые значения крутящего момента, а также нагрузка на двигатель совпадение по инерции. Как только двигатель выбран, следующим шагом является выбор привода.

На первый взгляд, выбор сервоприводов (также называемых сервоусилители) может показаться, что речь идет о простом согласовании выходного напряжения привода и тока с требованиями двигателя. Но есть много факторов, которые необходимо учитывать, чтобы гарантировать удовлетворительную работу привода в полный сервосистема. Хотя некоторые приложения могут требовать от привода более специализированных функций, вот девять факторов, которые определяют выбор сервопривода для большинства применений.

Сервопривод может использоваться с любым двигателем, работающим в системе с замкнутым контуром, включая шаговый, асинхронный и асинхронный, но два наиболее распространенных типа двигателей, которые работают в паре с сервоприводами, — это бесщеточные двигатели постоянного тока и синхронные двигатели переменного тока. Из них синхронные двигатели переменного тока чаще используются в системах управления движением.

Тип коммутации, требуемый приводом, зависит от типа приводимого в действие двигателя и чувствительности приложения к пульсациям крутящего момента. Бесщеточные двигатели постоянного тока могут работать с любымтрапециевидныйилисинусоидальный коммутация, в то время как синхронные двигатели переменного тока используют синусоидальную коммутацию. Трапециевидная коммутация (также называемая шестиступенчатой коммутацией) — это более простой метод, использующий три датчика Холла для определения последовательности коммутации. Но это создает высокую пульсацию крутящего момента.

Синусоидальная коммутация практически устраняет пульсации крутящего момента и обеспечивает более точное управление за счет непрерывного изменения тока, подаваемого на обмотки двигателя. Однако для отслеживания положения ротора требуется устройство обратной связи с высоким разрешением.

Сервосистемы требуют обратной связи для обеспечения работы по замкнутому циклу и обнаружения и исправления любых ошибок в фактическом положении двигателя, крутящем моменте или скорости. Эта обратная связь может обеспечиваться датчиками Холла, преобразователями или энкодерами, хотя в большинстве высокопроизводительных систем используется преобразователь или энкодер. Независимо от механизма обратной связи, привод должен быть совместим со своим сигналом, чтобы обработать его и передать контроллеру.

Самое основное требование к взаимосвязи двигателя и привода заключается в том, что мощность привода — максимальное напряжение, постоянный ток и пиковый ток — должна быть достаточной для получения механической мощности, требуемой двигателем — крутящего момента, скорости и положения. Поскольку работа двигателя и привода взаимозависима, производители предоставляют кривые крутящего момента и скорости которые определяют производительность конкретных комбинаций двигатель-привод.

Контуры сервоуправления внутри привода используются для управления крутящим моментом, скоростью или положением (или их комбинацией). В то время как все сервоприводы включают контур управления крутящим моментом и контур управления скоростью, только цифровые приводы могут обеспечивать управление положением.

Традиционными сервоприводами былианалог и преобразует сигналы ±10 вольт от контроллера в текущие команды для двигателя для управления крутящим моментом или скоростью. Для настройки аналогового привода значения усиления и другие параметры устанавливаются с помощью потенциометров. С более новыми цифровойприводы, команда может быть выполнена любым цифровым или аналоговые входы, а настройка производится с помощью программного обеспечения.

Наряду с циклами крутящего момента, скорости и положения цифровые приводы могут также управлять функциональными возможностями более высокого уровня, такими как генерация траектории. Цифровые приводы также способны контролировать внутренние функции привода (например, отслеживание ошибок) и обеспечивать более подробную диагностику неисправностей.

Для того чтобы привод и контроллер могли “разговаривать” друг с другом, у них должен быть общий язык. Для достижения этой цели сервоприводы предлагаются с различными протоколами связи, от базовых последовательных каналов, таких как RS485, до более продвинутых протоколов, таких как традиционные сети fieldbus (DeviceNet, например) или протоколы Ethernet.

Выбор протокола связи будет в значительной степени зависеть от требуемой скорости передачи данных, наличия схемы «ведущий-ведомый» между несколькими дисководами и, в некоторых случаях, от типа используемого контроллера.

Функциональная безопасность в настоящее время обязательна для многих типов машин и регулируется стандартами безопасности EN/IEC 62061 и EN/ISO 13849-1. Чтобы соответствовать этим стандартам, функции безопасности, такие как безопасное отключение крутящего момента (STO) и безопасная остановка 1 (SS1), интегрированы во многие приводы более высокого уровня.

Для промышленного применения сервоприводы по большей части монтируются либо на панели, либо на печатной плате. Приводы, монтируемые на панели, часто устанавливаются в шкаф управления, где они защищены от воздействия окружающей среды и могут охлаждаться извне.

Напротив, приводы, монтируемые на печатной плате (также называемые подключаемые приводы) обеспечивают компактное решение для прямая интеграция на печатную плату. Эти подключаемые накопители обычно используются в OEM-приложениях большого объема.