Kollmorgen AKM42E-EKGNR-01

Технические параметры

Производитель: Kollmorgen (Danaher Motion)

Модель: AKM42E-EKGNR-01

Тип устройства: синхронный серводвигатель (AC Servo Motor)

Размер фланца: 42 (размер 70 × 70 мм по стандарту Kollmorgen)

Номинальная мощность: 0,8 кВт (800 Вт)

Номинальный крутящий момент: 2,55 Н·м

Максимальный крутящий момент: 8,4 Н·м (пиковый, до 2 секунд)

Номинальная частота вращения: 3000 об/мин

Максимальная частота вращения: 8000 об/мин

Номинальный ток: 3,2 А (при 400 В AC)

Максимальный ток: 12,8 А

Момент инерции ротора: 2,2 × 10⁻⁴ кг·м²

Тип обратной связи: 2-полюсный резольвер (Resolver) — абсолютный датчик положения (1 оборот = 1024 импульса после интерполяции)

Точность резольвера: ±10 угловых минут (±0,167°)

Напряжение питания: 400 В AC (трехфазное) — для европейского рынка (230 В AC для американского рынка, версия с другим кодом)

Класс изоляции: F (155 °C)

Степень защиты: IP65 (пыленепроницаемый, защита от струй воды)

Тормоз: опционально (в модели AKM42E-EKGNR-01 — без тормоза)

Способ охлаждения: естественное (самоохлаждение)

Рабочая температура: 0 … +40 °C

Относительная влажность: 10–80% (без конденсации)

Сертификация: CE, UL, cUL, RoHS

Совместимость: сервоприводы Kollmorgen AKD, S700, S300, ServoStar (требуется согласование по параметрам)

Размеры фланца: 70 × 70 мм

Длина корпуса: 155 мм (без тормоза)

Масса: 2,1 кг (без тормоза)

Серводвигатель AKM42E-EKGNR-01 имеет разъём питания (Power) — 4-контактный (U, V, W, PE) и разъём резольвера (Resolver) — 6-контактный (для подключения к сервоприводу).

Преимущества и особенности

Высокая динамика — двигатель AKM42E-EKGNR-01 обеспечивает максимальный крутящий момент 8,4 Н·м (в 3,3 раза выше номинального), что позволяет выдерживать кратковременные перегрузки при разгоне и торможении. Время разгона до 3000 об/мин составляет менее 15 мс.

Высокая скорость — максимальная частота вращения 8000 об/мин позволяет использовать двигатель в высокоскоростных приложениях (шпиндели станков, центрифуги).

Степень защиты IP65 — двигатель AKM42E-EKGNR-01 защищён от пыли и струй воды, что позволяет устанавливать его на станках с охлаждающей жидкостью (СОЖ), в пищевой промышленности и на открытых площадках.

Резольвер для абсолютной обратной связи — 2-полюсный резольвер обеспечивает абсолютное измерение положения (без потери позиции при отключении питания) и высокую устойчивость к вибрации, температуре и загрязнениям. Резольвер не имеет электронных компонентов, что делает его более надёжным, чем оптические энкодеры, в условиях вибрации и загрязнения.

Низкий момент инерции — момент инерции ротора 2,2 × 10⁻⁴ кг·м² позволяет двигателю быстро разгоняться и тормозить, что идеально для высокодинамичных систем (робототехника, сборка электроники).

Высокое качество изготовления — двигатель AKM42E-EKGNR-01 имеет балансировку ротора класса G2,5 (высокоточная), что обеспечивает низкую вибрацию и шум при высоких оборотах (до 8000 об/мин).

Широкий диапазон рабочих температур — двигатель сохраняет работоспособность при температуре от 0 до +40 °C, а при использовании опционального уплотнения — до +60 °C.

Применение именно AKM42E-EKGNR-01 в паре с сервоприводом Kollmorgen AKD обеспечивает скорость отклика до 2 кГц (время реакции менее 0,5 мс), что идеально для высокодинамичных систем (робототехника, сборка электроники, станки с ЧПУ).

Области применения и примеры

Станкостроение — фрезерные станки с ЧПУ (ось Z — вертикальный шпиндель), токарные станки (ось X, Z), гравировальные станки.

Робототехника — SCARA-роботы (оси 1–4), Cartesian-роботы (линейные модули), коллаборативные роботы (cobots).

Упаковочная промышленность — дозаторы, фасовочные автоматы, термоусадочные машины.

Медицинское оборудование — аппараты МРТ, хирургические роботы, системы позиционирования.

Автомобилестроение — сборочные линии, сварочные роботы, испытательные стенды.

Реальный кейс: на заводе «Ростсельмаш» (Ростов-на-Дону) серводвигатель AKM42E-EKGNR-01 используется на оси Z фрезерного станка с ЧПУ для перемещения шпинделя (масса 50 кг). Резольвер обеспечивает абсолютное позиционирование без потери координат при отключении питания. За 5 лет эксплуатации (работа 24/7) не зафиксировано ни одного отказа двигателя. Точность позиционирования по оси Z составляет ±5 мкм (при шаге винта 5 мм и интерполяции резольвера 1024 имп/об). При попадании охлаждающей жидкости на двигатель (СОЖ) степень защиты IP65 предотвратила повреждение.

Сравнение с конкурентами

AKM42E-EKGNR-01 имеет мощность 0,8 кВт, крутящий момент 2,55 Н·м, резольвер, скорость 8000 об/мин, тогда как Siemens 1FL6032-2AF21-1AA1 — 0,2 кВт, 0,64 Н·м, энкодер 19 бит (524288 ppr), 6000 об/мин. Yaskawa SGM7J-01A — 0,1 кВт, 0,32 Н·м, энкодер 20 бит (1048576 ppr), 6000 об/мин. Delta ECMA-C20401RS — 0,2 кВт, 0,64 Н·м, энкодер 17 бит. Только AKM42E-EKGNR-01 имеет резольвер (абсолютный, устойчивый к вибрации) и степень защиты IP65. По стоимости AKM42E-EKGNR-01 на вторичном рынке находится в диапазоне 500–1000 долларов (новый — 1500–2000 долларов).

Рекомендации по выбору

Проверьте напряжение питания — AKM42E-EKGNR-01 рассчитан на 400 В AC (трехфазное, 50/60 Гц) для европейского рынка. Для американского рынка (230 В AC) используйте модель AKM42E-AKGNR-01.

Убедитесь, что тип обратной связи соответствует вашему сервоприводу — AKM42E-EKGNR-01 имеет резольвер (2 полюса). Он совместим с сервоприводами Kollmorgen AKD, S700, S300, а также с сервоприводами других производителей, имеющими вход для резольвера (например, Siemens, Bosch Rexroth). Для сервоприводов с энкодерным входом (TTL, Sin/Cos) используйте двигатель с энкодером (модель AKM42E-ENN…).

Рассчитайте момент инерции нагрузки — для двигателя AKM42E-EKGNR-01 момент инерции ротора 2,2 × 10⁻⁴ кг·м². Соотношение момента инерции нагрузки к моменту инерции двигателя (JL/JM) должно быть не более 5:1 для стандартных применений и не более 3:1 для высокодинамичных систем.

Проверьте длину кабеля — максимальная длина кабеля между сервоприводом и двигателем AKM42E-EKGNR-01 составляет 20 м (для резольвера) и 30 м (для питания). Для больших расстояний используйте повторители сигнала резольвера.

Приобретая AKM42E-EKGNR-01 на вторичном рынке, проверьте состояние разъёмов (питания и резольвера) — они должны быть чистыми, без коррозии. Также проверьте вал двигателя — он должен вращаться плавно, без заеданий. Измерьте сопротивление обмоток (U-V, V-W, W-U) — должно быть одинаковым (около 1–2 Ом). Проверьте резольвер: подайте питание 5–10 В на вход возбуждения (R1-R2) и измерьте напряжение на выходных обмотках (S1-S3, S2-S4) — должно быть синусоидальное напряжение, меняющееся при вращении вала.

Меры предосторожности

Перед подключением AKM42E-EKGNR-01 убедитесь, что сервопривод обесточен и конденсаторы разряжены (подождите 5 минут после отключения питания).

Никогда не вращайте вал двигателя AKM42E-EKGNR-01 при отключённом сервоприводе — резольвер не теряет абсолютное положение, но при вращении вала может индуцироваться напряжение, которое повредит сервопривод. Всегда подключайте резольвер к сервоприводу, даже если сервопривод выключен.

При монтаже AKM42E-EKGNR-01 на станок используйте пружинные шайбы для крепежных болтов — вибрация станка может ослабить крепление. Момент затяжки болтов — 3–4 Н·м.

Не превышайте максимальную частоту вращения (8000 об/мин) — превышение может привести к разрушению ротора из-за центробежных сил. В параметрах сервопривода установите ограничение скорости.

После замены AKM42E-EKGNR-01 обязательно выполните процедуру «Autotuning» через сервопривод (Kollmorgen AKD имеет функцию автоматической настройки). Сервопривод определит параметры двигателя (сопротивление, индуктивность, момент инерции) и настроит регуляторы. Без автонастройки возможна вибрация и перегрев двигателя. Также выполните процедуру «Resolver Alignment» (калибровка резольвера) для точного определения нулевого положения.