Servo - što je to? Uređaj, priključak, princip rada, namjena. Struktura koračnih motora. Upravljanje koračnim pogonom

Asinkroni servo motori nadaleko su poznati po niskom održavanju i lakoći proizvodnje. Imaju malu masu, skromne dimenzije i atraktivnu cijenu, lako se održavaju. Takva se električna oprema povoljno ističe. U 90-ima počinje aktivna uporaba sinkronih servomotora, ali i sada asinkroni servomotor zadržava svoj udio u masovnoj uporabi, posebice u industriji.
Dublje proučavanje nelinearnih sustava čiji se elementi pomiču jedan u odnosu na drugi bilo bi jako dugo. Struje, veze toka, naponi su promjenjive vektorske veličine. Zovu se frekvencija, amplituda i faza. Sve se to proučava u teoriji električnih strojeva.
Asinkrone motore karakterizira značajna nelinearnost. Magnetski tok i struja magnetiziranja međusobno su povezani. Otpori kruga rotora određeni su temperaturom i frekvencijom.

Za određivanje opterećenja asinkronog servo motora potrebno je poznavati i druge varijable osim otpora ekvivalentnog kruga. Naponi, frekvencije, slipovi će biti potrebni.
Za daljnje proračune s proučavanjem i predviđanjem načina rada potrebno je poznavati matematičke izraze za ovisnost klizanja i unutarnjih parametara, kao i njegove načine rada.
Za frekventno kontrolirano kočenje, način rada kočenja jednako je važan kao i motorni način rada. Dopušteno je koristiti mehaniku, dok kontrola frekvencije omogućuje kočenje pogona uz pomoć električne energije, a to je mnogo isplativije.
Asinkroni servomotor se može koristiti kao motor ili u tri načina kočenja. Ova tri načina se međusobno razlikuju po načinu kretanja tokova energije. Oni imaju drugačiji smjer.
Motorni način rada uključuje prijenos snage s izvora električne energije na osovinu motora. Istodobno se magnetsko polje rotira i duplicira smjer osovine stroja. Brzina rotacije polja veća je od brzine vrtnje osovine.
Za pogon asinkronog servomotora, napon statora se ne podešava, već se mijenja (napon) zajedno s frekvencijom napona koji se primjenjuje na stator. U ovom slučaju, glavni parametri su U/F i U/(F na kvadrat). U frekventnom pretvaraču ili servo pogonu odabire se vrsta karakteristike prema kojoj se upravlja servomotorom.
Za stvaranje sinusoidne struje statora koristi se skalarna i vektorska metoda generiranja napona. Najprofitabilniji je vektorski način rada. Omogućuje vam povećanje amplitude ulazni napon, u usporedbi sa skalarom.
Kontrola napona statora više ne dovodi do regulacije momenta, nego do promjene statičke margine momenta.
Osim toga, planiram razmotriti popravak servomotora kod kuće i proces rada u specijaliziranim organizacijama.

Iako automatizirani sustavi kontrole su ušle u naš svakodnevni život, ne znaju svi za servo. Što je? To je sustav koji provodi visokoprecizne dinamičke procese. Uređaj se sastoji od motora, senzora i upravljačke jedinice koji osiguravaju potrebnu brzinu, položaj i moment.

Servo pogoni su razna pojačala i regulatori, ali se izraz više koristi u automatski sustavi kod označavanja električnog pogona s negativnom povratnom spregom o položaju. Osnova je podešavanje rada elektromotora kada se primjenjuje upravljački signal.

Kako radi servo

Što je lakše razumjeti ako uzmete u obzir dizajn i rad uređaja. Elektromehanički sklop servo pogona nalazi se u jednom kućištu. Njegove karakteristike su struktura, radni napon, frekvencija i moment. Prema očitanjima senzora, šalje se signal iz kontrolera ili mikrosklopa za ispravljanje rada servomotora.

Najjednostavniji uređaj je istosmjerni motor, upravljački krug i potenciometar. Dizajn predviđa prisutnost mjenjača kako bi se dobila zadana brzina kretanja izlaznog vratila.

Kontrolna shema

Servo veza se može izvesti jednostavnim krugom s NE555 timerom u načinu rada generatora impulsa.

Položaj osovine motora određen je širinom impulsa, koju postavlja promjenjivi otpornik R 1 . Generator bi trebao davati signale kontinuirano, na primjer svakih 20 ms. Kada se primi naredba (pomicanje klizača otpornika), izlazna osovina mjenjača se rotira i postavlja u određeni položaj. Uz vanjski utjecaj, on će se oduprijeti, pokušavajući ostati na mjestu.

Mehanička regulacija sustava grijanja

Servo - što je to? To se dobro razumije po njegovom radu u sustavu podnog grijanja kao uređaja koji regulira protok rashladne tekućine. Ako se to radi ručno, bit će potrebno kontinuirano okretati ventile na kolektorima, jer je protok tople vode koja se dovodi u krugove grijanja promjenjiva vrijednost.

Za automatsku regulaciju sustava podnog grijanja, različitih uređaja. Najjednostavniji je termička glava montirana na kontrolni ventil. Sastoji se od mehaničkog gumba za podešavanje, opružnog mehanizma i mijeha spojenog na potiskivač. Kada temperatura unutar mijeha poraste, toluen se zagrijava, koji se širi i pritiska na stablo ventila, zatvarajući ga. Protok rashladne tekućine je blokiran i počinje se hladiti u krugu grijanja. Kada se ohladi na unaprijed određenu razinu, mjeh ponovno otvara ventil i novi dio tople vode ulazi u sustav.

Mehanički regulatori su ugrađeni na svaki krug podnog grijanja i ručno se podešavaju, nakon čega se temperatura automatski održava konstantnom.

Električni aktuator za grijanje

Napredniji uređaj je električni servo za grijanje ili podno grijanje. Uključuje sustav međusobno povezanih mehanizama koji održavaju temperaturu zraka u prostoriji.

Servomotor za grijanje radi zajedno s termostatom koji se montira na zid. Električni ventil se postavlja na dovodnu cijev, ispred kolektora vodenog grijanog poda. Zatim se vrši veza, napajanje je 220 V i postavljeni način rada je postavljen na termostatu. Sustav se isporučuje s dva senzora: jedan u podu i drugi u prostoriji. Oni šalju naredbe termostatu, koji kontrolira servo spojen na slavinu. Točnost upravljanja bit će veća ako je uređaj instaliran i na otvorenom, budući da se klimatski uvjeti stalno mijenjaju i utječu na temperaturu u prostorijama.

Servomotor upravlja dvosmjernim ili trosmjernim ventilom. Prvi mijenja temperaturu rashladne tekućine u sustavu grijanja. Motorizirani trosmjerni ventil održava temperaturu konstantnom, ali mijenja protok tople vode koja se dovodi u krugove. Od sadrži 2 ulaza za toplu tekućinu (dovodni cjevovod) i hladnu (povratni). Postoji samo jedan izlaz, kroz njega se dovodi smjesa s zadanom temperaturom. Ventil osigurava miješanje tokova, čime se regulira dovod topline u kolektore. Ako se jedan od ulaza otvori, onda se drugi počinje skrivati iza. U tom slučaju izlazni protok ostaje konstantan.

Servo poklopca prtljažnika

Moderni automobili se uglavnom proizvode s automatskim otvaranjem i zatvaranjem prtljažnika. To zahtijeva instalaciju servo uređaja. Proizvođači koriste 2 načina da automobilu daju sličnu opciju. Pouzdana opcija je pneumatski aktuator, ali košta više. Električnim pogonom možete birati na nekoliko načina:

s daljinskog upravljača;
gumb na ploči vozačevih vrata;
ručka na poklopcu prtljažnika.

Ručno otvaranje nije uvijek prikladno, osobito zimi kada se brava može smrznuti. Servo prtljažnika je u kombinaciji s bravom, što dodatno štiti automobil od neovlaštenog ulaska.

Uređaji se koriste na stranim automobilima, ali po želji mogu se ugraditi i na domaće modele. Poželjno je koristiti pogon s električnim motorom.

Postoje i uređaji s magnetskim pločama, ali su složeniji i rjeđe korišteni.

Najjeftiniji su električni uređaji dizajnirani samo za otvaranje. Možete odabrati pogon prtljažnika, koji se sastoji od elektromotora s inercijskim mehanizmom koji se isključuje kada postoji prepreka za kretanje. Skupi modeli sastoje se od uređaja za podizanje i spuštanje poklopca, mehanizma za zaključavanje, kontrolera i senzora.

Ugradnja i podešavanje servo poklopca prtljažnika izrađuju se u tvornici, ali jednostavni uređaji se mogu instalirati ručno.

Specifikacije servo uređaja

Uređaji su dostupni u analognim i digitalnim vrstama. Pogoni se ne razlikuju po izgledu, ali je razlika između njih značajna. Potonji imaju točniju obradu naredbi, budući da kontrolu provode mikroprocesori. Programi se pišu i unose za servo pogone. Analogne uređaje napajaju signali mikročipa. Njihove prednosti su jednostavan uređaj i niža cijena.

Glavne opcije odabira su sljedeće:

Prehrana. Napon se dovodi preko tri žice. Impuls se prenosi kroz bijelu, kroz crvenu - radni napon, crna ili smeđa je neutralna.
Veličine: veliki, standardni i mikro uređaji.
Ubrzati. O tome ovisi za koje vrijeme će se osovina okrenuti za kut od 60 0 . Jeftini uređaji imaju brzinu od 0,22 sekunde. Ako je potrebna velika brzina, bit će 0,06 sek.
Veličina trenutka. Parametar je prioritet, jer s malim zakretnim momentom kontrola postaje teža.

Kako kontrolirati digitalni servo?

Pogoni su spojeni na programabilne kontrolere, među kojima je dobro poznati Arduino. Povezivanje s njegovom pločom izvedeno je pomoću tri žice. Dva napona napajanja, a treći - upravljački signal.

Uputa digitalno upravljanog servo pogona predviđa jednostavan program u kontroleru koji vam omogućuje očitavanje s potenciometra i prevođenje u broj. Zatim se pretvara u naredbu prijenosa za rotiranje servo vratila u zadani položaj. Program se zapisuje na disk, a zatim prenosi na kontroler.

Zaključak

Detaljno smo pogledali servo. Što je to, postat će jasno kada se zatreba automatizacija raznih procesa, gdje je potrebno rotirati i držati osovinu motora u zadanom položaju. Uređaji su dostupni u analognoj i digitalnoj izvedbi. Potonji su našli širu primjenu zbog visoke razlučivosti, visoka snaga, visoki napon i točnost pozicioniranja.

Što je koračni motor i kako radi?

Koračni motor je sinkroni motor bez četkica s više namota u kojem struja primijenjena na jedan od namota statora uzrokuje blokiranje rotora. Sekvencijalno aktiviranje namota motora uzrokuje diskretne kutne pomake (korake) rotora.

Koračne motore možemo pripisati skupini istosmjernih motora bez četkica. Koračni motori imaju visoku pouzdanost i dug radni vijek, što im omogućuje upotrebu u industrijskim primjenama. Kako se brzina motora povećava, okretni moment se smanjuje.
Koračni motori stvaraju više vibracija od drugih tipova motora jer diskretni korak ima tendenciju škljocanja rotora iz jednog položaja u drugi. Zbog toga je koračni motor vrlo bučan tijekom rada. Vibracije mogu biti vrlo jake, što može uzrokovati gubitak okretnog momenta motora. To je zato što je osovina u magnetskom polju i ponaša se poput opruge. Koračni motori rade bez povratne informacije, odnosno ne koriste enkodere ili rezolvere za određivanje položaja.
Vrste:
Postoje četiri glavne vrste koračnih motora:

Koračni motori s trajnim magnetom
Hibridni koračni motor
Motori s promjenjivom relukcijom
Bipolarni i unipolarni koračni motori

Prednosti koračnog motora:

Stabilan u radu
Radi u širokom rasponu frikcionih i inercijskih opterećenja i brzina, brzina je proporcionalna frekvenciji ulaznih impulsa.
Nema potrebe za povratnim informacijama
Puno jeftinije od ostalih tipova motora
Ležajevi su jedini habajući mehanizam, zbog toga dugi vijek trajanja.
Izvrstan okretni moment pri male brzine ili nulte brzine
Može podnijeti teška opterećenja bez upotrebe mjenjača
Motor se ne može oštetiti mehaničkim preopterećenjem
Prilika brzi početak, zaustavljanje, obrnuto

Glavna prednost koračnih pogona je točnost. Kada se potencijali primjenjuju na namote, koračni motor će se okrenuti strogo pod određenim kutom. Koračni pogon, može se izjednačiti s jeftinom alternativom servo pogonu, it najbolji način pogodan za automatizaciju pojedinih jedinica i sustava gdje nije potrebna visoka dinamika.

Nedostaci koračnog motora:

Konstantna potrošnja energije, čak i uz smanjenje opterećenja i bez opterećenja
Koračni motor ima rezonanciju
Zbog činjenice da nema povratnih informacija, možete izgubiti položaj kretanja.
Pad momenta pri velikoj brzini
Niska mogućnost održavanja

Primjena.
Koračni motor ima široku primjenu u strojarstvu, CNC strojevima, računalna tehnologija, bankovni strojevi, industrijska oprema, proizvodne linije, medicinska oprema itd.

Što je servo motor i kako radi:

Servo motor dijele se na kategorije kist (sakupljač) i bez četke (bez kolektora). Četki (kolektorski) servomotori mogu biti istosmjerne struje, bez kolektora servomotori istosmjerne i izmjenične struje. Servo motori sa četkama (kolektor) imaju jedan nedostatak svakih 5000 sati, četke je potrebno zamijeniti. Servo motori uvijek imaju povratnu informaciju, može biti enkoder ili rezolver. Povratna informacija je potrebna za postizanje željene brzine, odnosno za postizanje željenog kuta rotacije. U slučajevima velikih opterećenja i ako je brzina ispod tražene vrijednosti, struja će se povećavati dok brzina ne dosegne željenu vrijednost, ako signal brzine pokazuje da je brzina veća od potrebne, struja će se smanjiti. Kada se koristi povratna informacija o položaju, signal položaja može se koristiti za zaustavljanje motora nakon što se rotor motora približi željenom kutnom položaju.
AC servomotor- AC motor. U cijenama, AC motor je jeftiniji od DC motora. Prema principu rada ovi motori se dijele na sinkrone i asinkrone motore te kolektorske motore.
Kod sinkronih motora na izmjeničnu struju rotor i magnetsko polje rotiraju se sinkrono istom brzinom i u istom smjeru sa statorom, a kod asinkronih motora na izmjeničnu struju rotor se rotira nesinhronizirano s magnetskim poljem. U asinkronom motoru, zbog nepostojanja kolektora (četke), brzina se podešava promjenom frekvencije i napona.

DC servo motor b - DC motor.
DC servo motori, zbog svojih dinamičkih kvaliteta, mogu se koristiti kao kontinuirani pogon. DC servo motori mogu kontinuirano raditi u startu, zaustavljanju i radu u oba smjera vrtnje. Okreti i razvijeni moment mogu se mijenjati promjenom vrijednosti napona napajanja ili impulsima.

Prednosti servomotora:

S malim veličinama motora može se postići velika snaga
Veliki raspon snage
Položaj se prati korištenjem povratnih informacija
Visok zakretni moment u odnosu na inerciju
Mogućnost brzog ubrzanja i usporavanja
Velika brzina, veliki okretni moment
Dopuštena granica buke pri velikim brzinama
Potpuni nedostatak rezonancije i vibracija
Točnost pozicioniranja
Širok raspon kontrole brzine.
Preciznost brzine i stabilnost okretnog momenta.
Visok statički moment Mo pri nultoj brzini.
Visok kapacitet preopterećenja: Mmax do 3,5Mo, Imax do 4Io
Kratko vrijeme ubrzanja i usporavanja, veliko ubrzanje (obično > 5 m/s2).
Mali moment inercije motora, mala težina, kompaktna veličina.

Primjer rada motora:
Na ovaj primjer Reći ću vam princip rada servo motora. Nakon što ste generirali kontrolni program, on se kreira u sustavu G-koda, odnosno vaša linija, krug ili bilo koji objekt koji kreirate pretvara se u kretanje duž X,Y koordinate, Z za određenu udaljenost. Za udaljenost su odgovorni impulsi koji se preko upravljačke jedinice dovode do motora. Prilikom pomicanja bilo koje od osi, na primjer za 100 mm, pogon (upravljačka jedinica) dovodi određeni napon na motor, osovinu motora (rotor). Osovina motora je spojena na vodeći vijak (kuglasti vijak), rotaciju brzine motora prati enkoder. Kada se vodeći vijak zakreće u bilo kojoj od osi, jer se kod korištenja servosa na onim osovinama postavljaju enkoderi (feedback) na kojima se želi odrediti položaj, na enkoder se primjenjuju impulsi koje očitava CNC upravljački sustav. CNC sustavi su programirani na način da ne razumiju da je npr. za pomak od 100 mm potrebno primiti određeni broj impulsa. Dok CNC sustav ne primi potreban broj impulsa, referentni napon (nepodudaranje) će se primijeniti na ulaz drajvera (upravljačke jedinice). Kada portal stroja prijeđe navedenih 100 mm, CNC sustav će primiti potreban broj impulsa i napon na ulazu pokretača će pasti na 0 i motor će se zaustaviti. Imajte na umu da je prednost povratne sprege u tome što ako se, iz nekog razloga, portal stroja pomakne, enkoder će poslati potreban broj impulsa upravljačkom sustavu kako bi doveo potreban napon do pogona (kontrolne jedinice), a motor će promijeniti kut. Da bi razlika bila 0, pomaže da se stroj zadrži na određenoj točki s visokom preciznošću. Nisu sve vrste motora sposobne pružiti dinamiku ubrzanja, potrebni okretni moment itd.

Usporedne karakteristike prema glavnim parametrima
	Koračni motori	Servo motor
Vijek trajanja i održavanje	Koračni motori - bez četkica, to povećava vijek trajanja na mnogo godina, jedino slaba točka su ležajevi, mogu raditi u širokom rasponu visokih temperatura. Vijek trajanja je višestruko duži od bilo kojeg tipa motora.	Od svih vrsta servo motora, brušeni motori su najjeftiniji, manje su pouzdani od koračnih motora i zahtijevaju zamjenu četkice nakon oko 5000 sati neprekidnog rada. Druga vrsta servo bez četkica proizvodi se za pouzdanost poput koračnih motora, odsutnost četkica produžava životni vijek, ali ne smanjuje troškove popravka. U nekim je slučajevima lakše i jeftinije kupiti novi motor umjesto da ga pokušavate obnoviti.
	Vrlo je teško oštetiti i istrošiti ležaj. Kao i kod svakog motora, moguća su oštećenja namota motora. Po niskoj cijeni lakše je kupiti novi koračni motor.	U nekim je slučajevima lakše i jeftinije kupiti novi motor umjesto da ga pokušavate obnoviti.
Točnost kretanja	Pri korištenju preciznih mehanizama ne smije biti niži od +/- 0,01 mm	servo ima visoku dinamičku točnost do 1-2 µm i više (1 µm = 0,001 mm)
Brzina putovanja	U strojevima za lasersko graviranje brzina je 20 - 25 metara u minuti. Ako govorimo o CNC glodalicama s teškim portalima i gredama. maksimalna brzina kretanja do 9 m/min.	Korištenjem servo pogona u CNC strojevima moguće je postići brzinu do 60 m/min uz pomoć vrhunske mehanike.
Brzina ubrzanja	do 120 o/min u sekundi	do 1000 okretaja u minuti za 0,2 sekunde
Gubitak koraka s povećanjem brzine i opterećenja	Pri velikim brzinama i velikim opterećenjima koraci se gube. Ovaj problem nije moguć pod utjecajem vanjskih čimbenika: udarci, vibracije, rezonancije itd.	Servo motori imaju povratnu informaciju, što u potpunosti eliminira gubitak koraka.
Prisilno zaustavljanje (sudar s preprekom)	Prisilno zaustavljanje koračnog motora ne uzrokuje mu nikakvu štetu.	Kada se servomotor prisilno zaustavi, vozač motora mora ispravno reagirati na ovo zaustavljanje. U suprotnom, daje se povratni signal za pročišćavanje udaljenosti koja nije prijeđena, struja na namotima se povećava, motor se može pregrijati i izgorjeti!
Razlika u cijeni	Za cijenu, koračni motor je mnogo jeftiniji od svog kolege servo motora.	Najmanje 1,5 puta skuplji od koračnog motora.

Svaki tip motora dizajniran je za svoj zadatak. U nekim slučajevima potrebno je koristiti koračni motor, a za neke primjene samo servo motor. Obje vrste motora naširoko se koriste u CNC strojevima za glodanje, samo svaki od njih ima svoje zadatke, a ponekad nije preporučljivo preplatiti servo, uz male količine proizvodnje.

Povucimo liniju uspoređujući servo motore i koračne motore:

Kao što je ranije spomenuto, koračni motor vam ne može dati veliku brzinu i snagu, pa je stoga jedna od njegovih primjena u CNC strojevima jeftinog segmenta, na primjer ArtMaster CNC glodalice 2112, 2515, 3015 osnovna konfiguracija. Ovaj tip strojevi srednje brzine pokriti će širok raspon poslova: obrada drva, plastike, iverice, MDF-a, lakih metala i drugih materijala.

Ako niste zadovoljni brzinskim karakteristikama, trebate uzeti u obzir CNC strojeve za obradu drveta ArtMaster 2112, 2515, 3015 (autor) i brzi stroj za obradu drva ArtMaster 3015 Racer.

Uvijek biste trebali sami shvatiti da vam servo uređaji omogućuju uštedu vremena na prijelazima u mirovanju, a pritom ne smijete zaboraviti pravilno optimizirati broj prolaza. Brzina glodanja uvijek ovisi o snazi reznog alata (elektrovreteno) i vrsti rezača. Nećemo moći dobiti dobra brzina glodanje s niskom kvalitetom alata. Ili ćete dobiti kvar na proizvodu ili ćete trebati stalnu zamjenu alata za rezanje. Odnosno, kada koristite velike brzine, prilikom obrade materijala, ne biste trebali zaboraviti na kvalitetu i vrstu

Moderna visokotehnološka oprema uključuje korištenje strukturnih elemenata koji vam omogućuju stalne dinamičke pokrete uz stalnu kontrolu kuta rotacije osovine, kao i mogućnost kontrole brzina u elektromehaničkim uređajima. Uz pomoć servomotora moguće je riješiti cijeli kompleks takvih zadataka. Oni su sustav električnog pogona koji vam omogućuje učinkovitu kontrolu brzina u potrebnom rasponu. Korištenje takvih uređaja omogućuje provedbu periodične ponovljivosti procesa s visoka frekvencija. Servo motori su inovativna inačica električnog pogona pa se naširoko koriste u strojarstvu i drugim industrijama. Takvi uređaji kombiniraju visoku učinkovitost u radu i niska razina buka.

Uređaj servo motora

Dizajn servomotora zahtijeva sljedeće elemente:

rotor;
stator;
Komponente namijenjene za uključivanje (utikači ili priključne kutije);
Senzor povratne informacije (enkoder);
Čvor upravljanja, kontrole i korekcije;
Uključivanje i isključivanje sustava;
Kućišta (kod motora tipa kućišta)

Glavna konstruktivna razlika između uređaja koji se razmatraju i konvencionalnih DC i AC motora, opremljenih četkama ili bez njih, je mogućnost upravljanja njima promjenom brzine, momenta i položaja rotora.

Motor se može uključiti i isključiti pomoću sustava mehanički(otpornici, potenciometri i sl.) ili elektronički(mikroprocesorski) tip. Temelji se na principu uspoređivanja podataka senzora povratne sprege i zadane vrijednosti s naponom koji se preko releja dovodi u uređaj. Napredniji dizajn također uzima u obzir inerciju rotora kako bi se osiguralo glatko ubrzanje i usporavanje.

Konceptualno se svi servomotori mogu klasificirati kao pogonski sustavi. visoka snaga, visoki napon za sustave, strojeve i uređaje za precizno pozicioniranje. Glavni zadatak servomotora je postaviti aktuator točno na željenu točku u prostoru.

Princip rada

Glavni aspekt funkcioniranja servomotora su uvjeti njegovog rada unutar sustava G kodovi, odnosno kontrolne naredbe sadržane u poseban program. Razmatrajući ovo pitanje na primjeru CNC, tada servomotori funkcioniraju u suradnji s pretvaračima koji mijenjaju vrijednost napona na armaturi ili na uzbudljivom namotu motora, na temelju razine ulaznog napona. Obično cijeli sustav kontrolira CNC stalak. Nakon primitka naredbe od stalka za putovanje određene udaljenosti duž X koordinatne osi, u podjedinici digitalno-analognog pretvarača stalka generira se određena količina napona, koja se prenosi za napajanje pogona određene koordinate. U servomotoru počinje rotacija vodećeg vijka s kojim su spojeni enkoder i izvršno tijelo stroja. U prvom se generiraju impulsi koje broji stalak. Program osigurava da određeni broj signala iz enkodera odgovara određenoj udaljenosti prolaska izvršnog mehanizma. Kada se primi potreban broj impulsa, analogni pretvarač daje nulti izlazni napon i servomotor se zaustavlja. U slučaju pomjeranja pod vanjski utjecaj radnih elemenata stroja na enkoderu formira se impuls koji izračunava stalak, napon neusklađenosti se primjenjuje na pogon, a armatura motora se okreće dok se ne dobije nulta vrijednost neusklađenosti. Rezultat je točno zadržavanje radnog elementa stroja u zadanom položaju.

Vrste servomotora

Kao i drugi uređaji, servomotori su dostupni u nekoliko verzija. Ove vrste proizvoda su:

Kolektor;
Bez kolektora.

Uređaji se mogu napajati i istosmjernom i izmjeničnom strujom. AC servomotori su relativno jeftini. Proizvodi su također dostupni na tržištu u asinkronoj i sinkronoj verziji. U sinkronoj verziji, tijekom rada proizvoda, kretanje magnetskog polja poklapa se s rotacijom rotora, pa je njihov smjer u odnosu na stator isti. Asinkroni uređaji kontroliraju se promjenom parametara struje napajanja (promjenom njene frekvencije pomoću pretvarača). Za servomotore koji se pokreću istosmjernom strujom predviđena je kratica DC. Ova vrsta proizvoda najčešće se koristi u opremi dizajniranoj za kontinuirani rad, jer se odlikuje većom stabilnošću tijekom rada.

Specifikacije servomotora

Karakteristike rada sinkronih i asinkronih motora malo se razlikuju.

Sinkroni servomotori	Asinkroni servomotori
Imaju visoku radnu dinamiku (brzinu prijelaza iz statičkog u dinamičko stanje).	Imaju srednju i visoku dinamiku u radu.
U razdoblju velikih momenata inercijskih opterećenja oni su umjereno dobro regulirani.	U vršnim trenucima opterećenja inercijalnog tipa, oni su dobro podešeni.
Može izdržati velika preopterećenja (do 6 Mn, ovisno o vrsti jedinice).	Sposobnost preopterećenja približava se trostrukoj vrijednosti.
Imaju visoku granicu dopuštenih toplinskih opterećenja kada rade dulje vrijeme u cijelom rasponu brzine osovine.	Motori mogu izdržati visoka toplinska opterećenja, čija razina ovisi o brzini rotacije osovine.
Proizvod se hladi tehnologijom konvekcije, kao i korištenjem posebno predviđenih hladnjaka ili toplinskim zračenjem.	Hlađenje dijelova mehanizma provodi se pomoću impelera postavljenog na osovinu, ili silom.
Visokokvalitetna kontrola brzine osovine.	Brzina osovine je podesiva sa visoka razina kvaliteta.
Moguć je dugotrajan rad s početnim momentom pri malim brzinama.	Visoka toplinska opterećenja onemogućuju dugotrajan rad pri malim brzinama bez prisilnog hlađenja.
Pretvarač (ovisno o karakteristikama) omogućuje vam kontrolu brzine u rasponu od 1 do 5000 ili čak više.	Frekvencijom rotacije upravlja pretvarač visoke učinkovitosti u rasponu od 1 do 5000 i više.
Pri malim brzinama opažaju se valovi zakretnog momenta.	Tijekom rada praktički nema mreškanja zakretnog momenta.

Područja primjene servomotora

Zbog svoje visoke dinamike, izvrsne točnosti pozicioniranja i otpornosti servomotora na preopterećenje, koriste se u raznim područjima djelatnosti. Većina ovih proizvoda koristi se u industriji čelika, u proizvodnji namatača, ekstrudera, strojeva za brizganje plastike, opreme za tiskanje i pakiranje, u prehrambenoj industriji i industriji pića. Također, uređaji su sastavni dio CNC strojeva, opreme za prešanje i štancanje, proizvodnih linija automobila itd. glavni smjer primjene servomotora su pogoni za napajanje i pozicijski stroj digitalni upravljački sustavi.

Povezivanje servosa

Prilikom spajanja servo motora, prije svega, provjerite jesu li kabeli za napajanje ispravno spojeni. Servomotori imaju dva seta žica. Snaga (napajanje) i žice iz enkodera. U paketu su 3 žice za napajanje, spojene su na upravljački program. Žice iz enkodera spojene su na COM port upravljačkog programa. Vrsta hrane i njezina vrijednost ovisi o vrsti proizvoda.

Mali servo obično imaju 3 žice. 1 žica je uobičajena, 1 je pozitivna, a 3 je signalna žica, od senzora brzine. Takva shema napajanja uobičajena je za servo motore male brzine i male snage koji u svom dizajnu imaju mjenjač.

Za prijenos upravljačkih signala preporuča se korištenje oklopljenih upletenih vodiča. Kako bi se isključila mogućnost interferencije elektromagnetskih polja, nije potrebno postavljati kabel za napajanje i upravljačke žice jedan pored drugog. Trebali bi biti smješteni na udaljenosti od najmanje trideset centimetara.

Prednosti i nedostaci servomotora

Servo motori su tihi i uglađeni u radu. To su pouzdani proizvodi bez problema, zbog čega se naširoko koriste u izradi kritičnih aktuatora. Velika brzina a točnost kretanja može se osigurati i pri malim brzinama. Takav motor korisnik može odabrati ovisno o nadolazećim zadacima koje treba riješiti. Nedostaci uključuju visoku cijenu modula, kao i složenost njegove konfiguracije. Proizvodnja servo motora zahtijeva industrijsku opremu visoke tehnologije.

Tako potrošači mogu kupiti servo motore koji su najprikladniji za uvjete nadolazećeg rada, stvarajući pogon koji je vrlo pouzdan i funkcionalan.

Servo motori se koriste u automobilskim sustavima za linearno i kutno pomicanje elemenata, za čiju točnost položaja postoje povećani zahtjevi. Rad servo pogona temelji se na prilagodbi rada elektromotora za izvršenje upravljačkog signala.

Svrha i sastav

Ako je kut rotacije izlaznog vratila motora naveden kao upravljački signal, on se pretvara u primijenjeni napon. Povratnu informaciju daje senzor koji mjeri jedan od izlaznih parametara motora. Vrijednost očitanja senzora obrađuje upravljačka jedinica, nakon čega se korigira rad servomotora.

Strukturno, servo pogon je elektromehanička jedinica, čiji su elementi smješteni u jedno kućište. Servo pogon se sastoji od elektromotora, mjenjača, senzora i upravljačke jedinice.

Glavne karakteristike servo pogona su radni napon, brzina vrtnje, moment, kao i dizajnerska rješenja i materijali korišteni u pojedinom modelu.

Značajke dizajna i rada

U modernim servo pogonima koriste se 2 vrste elektromotora - s jezgrom i sa šupljim rotorom. Motori s jezgrom imaju rotor s namotom oko kojeg su smješteni istosmjerni magneti. Značajke ovog tipa elektromotora je pojava vibracija tijekom rotacije njihala, što donekle smanjuje točnost kutnih pomaka. Motori sa šupljim rotorom nemaju ovaj nedostatak, ali skuplji zbog složenosti tehnologije izrade.

Servo mjenjači se koriste za smanjenje brzine i povećanje zakretnog momenta na izlaznom vratilu. Servo mjenjači se u većini slučajeva sastoje od česnog zupčanika čiji su zupčanici izrađeni od metala ili polimernih materijala. Metalni mjenjači su skuplji, ali izdržljiviji i izdržljiviji.

Ovisno o potrebnoj točnosti rada, u projektiranju servo pogona mogu se koristiti plastične čahure ili kuglični ležajevi za orijentaciju izlaznog vratila u odnosu na kućište.

Servo pogoni se također razlikuju po vrsti upravljačke jedinice. Postoje analogne i digitalne servo upravljačke jedinice. Digitalni blok omogućuje preciznije pozicioniranje radnog tijela servo pogona i brži odziv.