住友重機械工業株式会社 PTC事業部

PTCワールドワイド 住友重機械工業株式会社

インバータとサーボの違いについて、もう少し知りたいとのご意見がありましたのでそのポイントについて説明いたします。

例えば、速度制御の駆動系を設計しているが、インバータとサーボのどちらを選べばよいのか迷っています。可変速範囲でどちらかに決めるのでしょうか。
また、サイクロ減速機にサーボモータを簡単に取り付けることができますか。
以上のような疑問にお答えするため、インバータとサーボの違いについてお話します。

1.インバータでできること

インバータは、誘導モータを簡単に可変速する場合に使用されます。
基本的には、周波数制御のため急激な加減速運転はできませんが、制御技術の向上により可変速範囲が拡大しています。センサレス制御により1:10~60まで広範囲な可変速運転ができます。

 ・誘導モータの可変速運転が簡単にできます。
 ・可変速運転することにより省エネルギーとなります。
 ・始動トルク150~200%(センサレス制御)で運転できます。
 ・インバータ専用モータを使用すると低速でも連続した運転が可能となります。
 ・1台のインバータで複数台の容量の小さなモータを運転することが可能です。
 ・ゼロ速度でトルクが発生しないため、メカブレーキを併用する場合があります。
 ・通信機能を用いることにより、遠隔操作することができます。

2.サーボでできること

サーボには、専用のサーボモータが用いられ速度、位置、トルクの制御が可能です。
簡単に言うと、サーボモータを素早く高速まで回転させ、急停止することができます。
また、サーボモータを所望の位置で停止させ、トルクを発生させることができます。
モータの速度と位置の検出には、エンコーダ等のセンサが使用され、その情報がサーボアンプにフィードバックされます。
サーボはフィードバック制御とも呼ばれ、サーボモータの応答と安定性が良くなります。

1)速度制御
  速度制御範囲1:1000以上で、極低速から高速まで運転が可能となります。
  モータのロータの慣性が小さいため、応答性が良く、短時間の加減速運転が可能です。

2)位置決め制御
  エンコーダの分解能によりますが、1~10μm程度までの停止精度が得られます。
  ゼロ速度でトルクが発生できるサーボロック機能があります。

3)トルク制限、制御
  電流のフィードバック機能により、最大200~300%のトルク制限、制御が可能です。
  トルクが制御できることにより機械を安全に動かすことができます。

4)同期制御
  モータの同期運転が可能となります。
  例えば、台車などで左右独立した2台のモータの同期をとり、運転したい場合などの制御への適用できます。

5)揃速制御
  例えばライン運転で前後のモータが同じ速度で「ズレの無い」一致した運転を行うような制御が必要な場合への適用できます。

3.減速機とサーボの組み合わせについて

サーボは、その制御特性からロボット、工作機械の駆動用に広く用いられてきました。
サーボと精密減速機を組み合わせることにより、安定した速度と高トルク特性が得られます。
最近は、一般の産業機械にもサーボと減速機を組み合わせて適用される場合があります。
サーボモータは、高速運転することができますが、減速機の許容入力回転数に注意する必要があります。許容入力回転数は、モータ容量、減速機の枠番によって異なります。
機械の要求精度から最適な減速機の減速比と枠番を選定すれば、機械をコンパクトにでき高性能化することができます。



以上、インバータとサーボの主な違いについて説明しましたが、インバータとサーボと減速機を使い分けることにより、機械に最適な駆動系を設計することができます。


<弊社のサーボ用減速機>
・精密制御用サイクロ減速機Fシリーズ
・サーボモータ用遊星歯車減速機IBシリーズ(バックラッシ3min、15min)
・サーボモータ用サイクロ減速機(低バックラッシLB 6min、標準バックラッシSTDシリーズ)

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