Servo - ce este? Dispozitiv, conexiune, principiu de funcționare, scop. Structura motoarelor pas cu pas. Controlul unității pas cu pas

Servomotoarele asincrone sunt cunoscute pe scară largă pentru simplitatea lor în condițiile de lucru și capacitatea de fabricație. Au o greutate mică, dimensiuni modeste și preț de cost atractiv și sunt ușor de întreținut. Un astfel de echipament electric iese în evidență favorabil. În anii 90 a început utilizarea activă a servomotoarelor sincrone, dar și acum servomotorul asincron își păstrează ponderea în utilizarea în masă, în special în industrie.
Un studiu mai aprofundat al sistemelor neliniare ale căror elemente se mișcă unul față de celălalt ar fi foarte lung. Curenții, legăturile de flux, tensiunile sunt mărimi vectoriale variabile. Acestea se numesc frecvență, amplitudine și fază. Toate acestea sunt studiate în teoria mașinilor electrice.
Motoarele asincrone se caracterizează printr-o neliniaritate semnificativă. Fluxul magnetic și curentul de magnetizare sunt legate. Rezistențele circuitului rotorului sunt determinate de temperatură și frecvență.

Pentru a determina sarcina unui servomotor asincron, pe lângă rezistențele circuitului echivalent, trebuie să cunoașteți și alte variabile. Veți avea nevoie de tensiune, frecvență, alunecare.
Pentru a efectua calcule ulterioare cu studiul și predicția modurilor de funcționare, trebuie să cunoaștem expresiile matematice pentru dependența de alunecare și parametrii interni, precum și modurile de funcționare ale acestuia.
Pentru frânarea controlată în frecvență, modul de frânare este la fel de important ca și modul motor. Este permisă utilizarea mecanicii, în timp ce controlul frecvenței permite frânarea unității folosind electricitate, iar acest lucru este în multe privințe mai profitabil.
Servomotorul asincron poate fi folosit ca motor sau în trei moduri de frânare. Aceste trei moduri diferă în modul în care se mișcă fluxurile de energie. Au direcții diferite.
Modul motor implică transferul puterii de la o sursă electrică la arborele motorului. În acest caz, câmpul magnetic se rotește și dublează direcția arborelui mașinii. Viteza de rotație a câmpului este mai mare decât viteza de rotație a arborelui.
Pentru a conduce un servomotor asincron, tensiunea statorului nu este reglată, în schimb, aceasta (tensiunea) este modificată odată cu frecvența tensiunii care este aplicată statorului. În acest caz, parametrii principali sunt U / F și U / (F pătrat). Într-un convertizor de frecvență sau servomotor, este selectat tipul de caracteristică în funcție de care este controlat servomotorul.
Pentru a crea un curent statoric sinusoidal, se utilizează o metodă de modelare a tensiunii scalare și vectoriale. Cel mai avantajos este modul vectorial. Face posibilă obținerea unei amplitudini crescute tensiune de intrare, comparativ cu scalar.
Controlul tensiunii statorului nu mai duce la controlul cuplului, ci mai degrabă la o modificare a rezervei statice de cuplu.
În plus, intenționez să iau în considerare repararea servomotoarelor acasă și procesul de lucru în organizații specializate.

Cu toate că sisteme automatizate comenzile au intrat în viața noastră, nu toată lumea știe despre servomotor. Ce este? Este un sistem care implementează procese dinamice extrem de precise. Dispozitivul este format dintr-un motor, un senzor și o unitate de control care asigură viteza, poziția și cuplul necesar.

Servole includ diverse amplificatoareși autoritățile de reglementare, dar termenul este mai folosit în sisteme automate la desemnarea unui actuator cu feedback negativ de poziţie. Baza este corectarea funcționării motorului electric atunci când este aplicat semnalul de comandă.

Cum funcționează servo-ul

Ce este este mai ușor de înțeles dacă luăm în considerare designul și funcționarea dispozitivului. Ansamblul electromecanic al servomotorului este găzduit într-o singură carcasă. Caracteristicile sale sunt structura, tensiunea de funcționare, frecvența și cuplul. În funcție de citirile senzorului, un semnal este trimis de la controler sau microcircuit pentru a corecta funcționarea servomotorului.

Cel mai simplu dispozitiv este un motor de curent continuu, un circuit de control și un potențiometru. Designul prevede prezența unei cutii de viteze pentru a obține o viteză dată de mișcare a arborelui de ieșire.

Circuit de control

Conexiunea servo se poate face folosind un circuit simplu cu temporizatorul NE555 în modul generator de impulsuri.

Poziția arborelui motorului este determinată de lățimea impulsului, care este stabilită de rezistența variabilă R 1. Semnalele trebuie aplicate de generator continuu, de exemplu la fiecare 20 ms. Când se primește o comandă (mișcarea glisorului rezistenței), arborele de ieșire al cutiei de viteze se rotește și este setat într-o anumită poziție. Sub influență externă, el va rezista, încercând să rămână pe loc.

Reglarea mecanică a sistemului de încălzire

Servo - ce este? Acest lucru este bine înțeles din activitatea sa în sistemul de încălzire prin pardoseală ca dispozitiv care reglează debitul lichidului de răcire. Dacă faceți acest lucru manual, va trebui să rotiți constant supapele de pe colectoare, deoarece debitul de apă caldă furnizat circuitelor de încălzire este variabil.

Pentru reglarea automată a sistemelor de încălzire prin pardoseală, diferite dispozitive... Cel mai simplu este un cap termic montat pe o supapă de control. Este alcătuit dintr-un buton de reglare mecanică, un mecanism cu arc și un burduf conectat la un împingător. Pe măsură ce temperatura crește, toluenul se încălzește în interiorul burdufului, care se extinde și apasă pe tija supapei, închizând-o. Debitul de agent termic este oprit și începe să se răcească în circuitul de încălzire. Când se răcește la un nivel prestabilit, burduful deschide din nou supapa și o nouă porțiune de apă caldă intră în sistem.

Pe fiecare circuit de încălzire prin pardoseală sunt instalate regulatoare mecanice și sunt reglate manual, după care temperatura se menține automat constantă.

Servoacționare electrică pentru încălzire

Un dispozitiv mai avansat este un servomotor electric pentru încălzire sau încălzire prin pardoseală. Include un sistem de mecanisme interconectate care mențin temperatura aerului din cameră.

Servo de încălzire funcționează împreună cu un termostat de perete. O macara acţionată electric este instalată pe conducta de alimentare, în faţa colectorului de încălzire prin pardoseală cu apă. Apoi se face conexiunea, alimentarea este alimentată la 220 V și modul setat este setat pe termostat. Sistemul este echipat cu doi senzori, unul în podea și celălalt în cameră. Ei transmit comenzi către termostat, care controlează servomotorul conectat la robinet. Precizia controlului va fi mai mare dacă instalați dispozitivul și în exterior, deoarece condițiile climatice se schimbă în mod constant și afectează temperatura din încăperi.

Servo antrenează o supapă cu 2 sau 3 căi. Prima modifică temperatura lichidului de răcire din sistemul de încălzire. Supapa cu trei căi acționată servo menține temperatura constantă, dar modifică debitul de apă caldă furnizată circuitelor. Unitatea contine 2 orificii de admisie pentru lichid fierbinte (conducta de alimentare) si rece (retur). Există o singură cale de ieșire, prin care este alimentat un amestec cu o anumită temperatură. Supapa asigură amestecarea fluxurilor, reglând astfel furnizarea de căldură către colectoare. Dacă una dintre intrări se deschide, atunci cealaltă începe să se acopere. În acest caz, debitul de ieșire rămâne constant.

Servo capota portbagajului

Majoritatea mașinilor moderne sunt produse cu deschidere și închidere automată a portbagajului. Acest lucru necesită instalarea unui servo. Producătorii folosesc 2 metode pentru a oferi unei mașini o opțiune similară. Acționarea pneumatică este o opțiune fiabilă, dar este mai scumpă. Acționarea electrică este controlată în mai multe moduri din care puteți alege:

de la telecomandă;
butonul de pe panoul ușii șoferului;
mâner de pe capacul portbagajului.

Deschiderea manuală nu este întotdeauna convenabilă, mai ales iarna când încuietoarea poate îngheța. Servo portbagajul este combinat cu încuietoarea, care protejează suplimentar mașina de intrarea neautorizată.

Dispozitivele sunt folosite pe mașini străine, dar dacă se dorește, pot fi instalate pe modele autohtone. Este de preferat să folosiți o unitate cu motor electric.

Există și dispozitive cu plăci magnetice, dar sunt mai complicate și mai puțin utilizate.

Cele mai ieftine sunt aparatele electrice destinate doar deschiderii. Este posibil să alegeți o unitate de portbagaj, constând dintr-un motor electric cu mecanism inerțial, care se oprește atunci când apare un obstacol în calea mișcării. Modelele scumpe constau dintr-un dispozitiv de ridicare și coborâre a capacului, un mecanism de închidere mai aproape, un controler și senzori.

Instalarea și reglarea servocapotei portbagajului se efectuează din fabrică, dar dispozitivele simple pot fi instalate manual.

Caracteristicile servo

Dispozitivele sunt disponibile în variante analogice și digitale. În exterior, unitățile nu sunt diferite, dar diferența dintre ele este semnificativă. Acestea din urmă au o procesare mai precisă a comenzilor, deoarece controlul este efectuat de microprocesoare. Programele sunt scrise și introduse pentru servo. Dispozitivele analogice funcționează pe semnale de la microcircuite. Avantajele lor sunt structura simplă și costul mai mic.

Principalii parametri de selecție sunt următorii:

Nutriție. Tensiunea este furnizată prin trei fire. Un impuls este transmis prin alb, tensiunea de funcționare prin roșu, negru sau maro este neutră.
Dimensiuni: dispozitive mari, standard și micro.
Viteză. Depinde de cât timp durează arborele să se rotească printr-un unghi de 60 0. Dispozitivele ieftine au o viteză de 0,22 sec. Dacă este necesară o performanță ridicată, aceasta va fi de 0,06 sec.
Amploarea momentului. Acest parametru are prioritate, deoarece devine dificil de controlat la cuplu scăzut.

Cum se controlează un servo digital?

Unitățile sunt conectate la controlere programabile, printre care Arduino este binecunoscut. Conexiunea la placa sa se face cu trei fire. Două furnizează tensiunea de alimentare, iar al treilea furnizează un semnal de control.

Manualul de instrucțiuni pentru servo digitale prevede un program simplu în controler care vă permite să citiți citirile de la potențiometru și să le convertiți într-un număr. Apoi este transformat într-o comandă de transmisie pentru a roti arborele servo într-o poziție dată. Programul este scris pe disc și apoi transferat pe controler.

Concluzie

Ne-am uitat mai atent la servo. Ceea ce este va deveni clar atunci când este necesară automatizarea diferitelor procese, unde este necesară întoarcerea și menținerea arborelui motorului electric într-o poziție dată. Dispozitivele sunt disponibile în analogic și digital. Acestea din urmă au găsit o aplicație mai largă datorită nivelului ridicat de rezoluție, de mare putereși precizia de poziționare.

Ce este un motor pas cu pas și cum funcționează:

Un motor pas cu pas este un motor electric sincron fără perii cu înfășurări multiple în care un curent aplicat uneia dintre înfășurările statorului determină blocarea rotorului. Activarea secvențială a înfășurărilor motorului determină mișcări unghiulare (trepte) discrete ale rotorului.

Motoarele pas cu pas pot fi clasificate ca motoare DC fără perii. Motoarele pas cu pas au o fiabilitate ridicată și o durată lungă de viață, ceea ce le face potrivite pentru aplicații industriale. Pe măsură ce viteza motorului crește, cuplul scade.
Motoarele pas cu pas produc mai multe vibrații decât alte tipuri de motoare, deoarece pasul discret tinde să blocheze rotorul dintr-o poziție în alta. Ca urmare, motorul pas cu pas este foarte zgomotos în timpul funcționării. Vibrația poate fi foarte puternică, ceea ce poate duce la pierderea cuplului motorului. Acest lucru se datorează faptului că arborele se află într-un câmp magnetic și se comportă ca un arc. Motoarele pas cu pas funcționează fără feedback, adică nu folosesc codificatoare sau rezolutoare pentru a determina poziția.
Tipuri:
Există patru tipuri principale de motoare pas cu pas:

Motor pas cu magneți permanenți
Motor pas cu pas hibrid
Motoare cu reluctanta variabila
Motoare pas cu pas bipolare și unipolare

Avantajele motorului pas cu pas:

Stabil în muncă
Funcționează într-o gamă largă de sarcini și viteze de frecare și inerțiale, viteza este proporțională cu frecvența impulsurilor de intrare.
Nu este nevoie de feedback
Mult mai ieftin decât alte tipuri de motoare
Rulmenții sunt singurul mecanism de uzură, datorită acestuia, o durată de viață lungă.
Cuplu excelent la viteze mici sau viteze zero
Poate face față sarcinilor grele fără cutii de viteze
Motorul nu poate fi deteriorat prin suprasarcină mecanică
Posibilitate pornire rapidă, oprire, inversare

Principalul avantaj al unităților pas cu pas este precizia. Când potențialele sunt aplicate înfășurărilor, motorul pas cu pas se va întoarce strict la un anumit unghi. O unitate pas cu pas, poate fi echivalată cu o alternativă ieftină la un servomotor cel mai bun mod potrivit pentru automatizarea unităților și sistemelor individuale în care nu este necesară o dinamică ridicată.

Dezavantajele unui motor pas cu pas:

Consum constant de energie, chiar și cu sarcină redusă și fără sarcină
Motorul pas cu pas are rezonanță
Din cauza faptului că nu există feedback, puteți pierde poziția de mișcare.
Scăderea cuplului la viteză mare
Mentenabilitate scăzută

Aplicație.
Motorul pas cu pas are o gamă largă de aplicații în inginerie mecanică, mașini-unelte CNC, tehnologia calculatoarelor, automate bancare, echipamente industriale, linii de producție, echipamente medicale etc.

Ce este un servomotor și cum funcționează:

Servo motor sunt împărțite în categoriile perie (colector) și fără perie (fără colector). Servomotoarele cu perie (comutator) pot fi DC, servomotoarele necomutabile pot fi DC și AC. Servomotoarele cu perii (colector) au un dezavantaj la fiecare 5000 de ore; este necesară înlocuirea periilor. Există întotdeauna feedback despre servomotoare, acesta poate fi un encoder sau un resolver. Feedback-ul este necesar pentru a obține viteza necesară sau pentru a obține unghiul de virare dorit. În cazurile de sarcini mari și dacă viteza este mai mică decât valoarea cerută, curentul va crește până când viteza ajunge la valoarea dorită, dacă semnalul de viteză arată că viteza este mai mare decât este necesar, curentul va scădea. Când se utilizează feedback-ul de poziție, semnalul de poziție poate fi utilizat pentru a opri motorul după ce rotorul motorului se apropie de poziția unghiulară dorită.
Servomotor AC- Motor AC. În ceea ce privește prețul, un motor AC este mai ieftin decât un motor DC. Conform principiului de funcționare, aceste motoare sunt împărțite în motoare sincrone și asincrone și motoare colectoare.
La motoarele sincrone cu curent alternativ, rotorul și câmpul magnetic se rotesc sincron cu aceeași viteză și în aceeași direcție cu statorul, iar la motoarele cu inducție cu curent alternativ, rotorul se rotește asincron în raport cu câmpul magnetic. Într-un motor asincron, din cauza absenței unui colector (perie), viteza este reglată prin modificarea frecvenței și tensiunii.

Servomotor DC b - motor DC.
Servomotoarele de curent continuu, datorita proprietatilor lor dinamice, pot fi folosite ca actionari continue. Servomotoarele de curent continuu pot funcționa continuu în pornire, oprire și ambele sensuri de rotație. Rotațiile și cuplul dezvoltat pot fi modificate prin modificarea mărimii tensiunii de alimentare sau prin impulsuri.

Avantajele servomotoarelor:

Cu un motor de dimensiuni mici, se poate obține o putere mare
Gama mare de putere
Poziția este urmărită prin utilizarea feedback-ului
Cuplu mare în raport cu inerția
Capacitate de accelerare și decelerare rapidă
Viteză mare, cuplu mare
Limită de zgomot acceptabilă la viteze mari
Absența totală a rezonanței și vibrațiilor
Precizia poziționării
Gamă largă de reglare a vitezei.
Control precis al vitezei și stabilității cuplului.
Moment static ridicat Mo la viteza zero.
Capacitate mare de suprasarcină: Mmax până la 3,5 Mo, Imax până la 4 Io
Timpi rapidi de accelerare și decelerare, accelerație mare (de obicei > 5 m/s 2).
Moment de inerție redus al motorului, greutate redusă, dimensiuni compacte.

Exemplu de funcționare a motorului:
Pe acest exemplu Vă voi repeta cum funcționează servomotorul. După ce ați generat programul de control, acesta este creat în sistemul G-code, adică linia, cercul sau orice obiect pe care îl creați este convertit în mișcare de-a lungul coordonatele X, Y, Z la o anumită distanță. Impulsurile sunt responsabile pentru distanță, care sunt alimentate prin unitatea de control către motor. Când se deplasează oricare dintre axe, de exemplu cu 100 mm, conducătorul (unitatea de control) furnizează o anumită tensiune motorului, arborelui motorului (rotor). Arborele motorului este conectat la șurubul cu bile (șurubul cu bile), rotația turației motorului este monitorizată de encoder. La rotirea șurubului de plumb în oricare dintre axe, deoarece la utilizarea unui servo, codificatoarele (feedback) sunt instalate pe acele axe în care doriți să determinați poziția, sunt trimise impulsuri către encoder, care sunt citite de sistemul de control CNC . Sistemele CNC sunt programate astfel încât să nu înțeleagă că, de exemplu, pentru a deplasa 100 mm, trebuie să fie primite un anumit număr de impulsuri. Până când sistemul CNC primește numărul necesar de impulsuri, tensiunea de referință (nepotrivire) va fi aplicată la intrarea driverului (unității de control). Când portalul mașinii trece de 100 mm specificati, sistemul CNC va primi numărul necesar de impulsuri și tensiunea la intrarea driverului va scădea la 0 și motorul se va opri. Vă rugăm să rețineți că avantajul feedback-ului este că, dacă, dintr-un anumit motiv, portalul mașinii-unelte este deplasat, encoderul va trimite numărul necesar de impulsuri către sistemul de control pentru a furniza tensiunea necesară pentru potrivirea driverului (unitatea de control) , iar motorul va schimba unghiul. Pentru ca discordanța să fie 0, ajută la menținerea mașinii la un punct dat cu o precizie ridicată. Nu toate tipurile de motoare sunt capabile să ofere dinamica accelerației, cuplul necesar etc.

Caracteristici comparative ale parametrilor principali
	Motoare pas cu pas	Servo motor
Durata de viata si intretinere	Motoare pas cu pas - fără perii, acest lucru crește durata de viață până la mulți ani, singurul punct slab sunt rulmenți care pot funcționa într-o gamă largă de temperaturi ridicate. Durata de viață este de multe ori mai mare decât orice tip de motor.	Dintre toate tipurile de servomotoare, cele mai ieftine sunt motoarele cu perii, sunt mai puțin fiabile decât motoarele pas cu pas și necesită înlocuirea periilor după aproximativ 5000 de ore de funcționare continuă. Alte tipuri de servomotoare fără perii sunt fabricate pentru aceeași fiabilitate ca și motoarele pas cu pas, absența periilor mărește durata de viață, dar nu reduce costul reparațiilor. În unele cazuri, este mai ușor și mai ieftin să cumpărați un motor nou decât să încercați să îl reparați.
	Este foarte dificil să deteriorați și să uzați rulmentul. Ca și în cazul oricărui motor, este posibilă deteriorarea înfășurării motorului. Datorită prețului scăzut, este mai ușor să cumpărați un nou motor pas cu pas.	În unele cazuri, este mai ușor și mai ieftin să cumpărați un motor nou decât să încercați să îl reparați.
Precizia mișcării	Când utilizați mecanisme precise, aceasta nu poate fi mai mică de +/- 0,01 mm	servomotorizările au o precizie dinamică ridicată de până la 1-2 microni și mai mare (1 micron = 0,001 mm)
Viteza de calatorie	La mașinile de gravat cu laser viteza este de 20 - 25 de metri pe minut. Dacă vorbim de mașini de frezat CNC cu porți și grinzi grele. Viteza maxima deplasare până la 9 m/min.	Cu ajutorul servomotoarelor în mașinile CNC, este posibil să se atingă viteze de până la 60 m / min folosind mecanică de înaltă calitate.
Viteza de accelerare	până la 120 rpm pe secundă	până la 1000 rpm în 0,2 secunde
Pierderea pașilor cu creșterea vitezei și a sarcinii	La viteze mari și sarcini mari, există o pierdere de trepte. Aceasta nu este o problemă posibilă atunci când este expus la factori externi: șocuri, vibrații, rezonanțe etc.	Servomotoarele au feedback, care elimină complet pierderea de pași.
Oprire forțată (coliziune cu un obstacol)	Forțarea motorului pas cu pas să se oprească nu provoacă daune	În cazul unei opriri forțate a servomotorului, conducătorul motorului trebuie să reacționeze corect la această oprire. În caz contrar, se dă un semnal de feedback pentru a relua distanța neparcursă, curentul de pe înfășurări crește, motorul se poate supraîncălzi și se poate arde!
Diferenta de pret	Pentru prețul unui motor pas cu pas este mult mai ieftin decât colegul său servomotor.	Cel puțin de 1,5 ori mai scump decât un motor pas cu pas.

Fiecare tip de motor este proiectat pentru o sarcină diferită.În unele cazuri este necesar să folosiți un motor pas cu pas, iar pentru unele sarcini este necesar să folosiți doar un servomotor. La mașinile de frezat CNC, ambele tipuri de motoare sunt utilizate pe scară largă, doar că fiecare dintre ele are propriile sarcini, iar uneori nu este indicat să plătiți în exces pentru un servo, cu volume mici de producție.

Să rezumăm comparația dintre servomotoare și motoare pas cu pas:

După cum s-a spus anterior, un motor pas cu pas nu vă poate oferi viteză și putere mare și, prin urmare, una dintre aplicațiile sale este în mașinile CNC cu costuri reduse, de exemplu, mașinile CNC ArtMaster 2112, 2515, 3015 pentru prelucrarea lemnului. configurație de bază. Acest fel utilajele cu viteza medie vor acoperi o gama larga de lucrari: prelucrarea lemnului, plasticului, PAL, MDF, metale usoare si alte materiale.

Dacă nu sunteți mulțumit de caracteristicile de viteză, trebuie să luați în considerare mașinile de frezat CNC ArtMaster 2112, 2515, 3015 (autorizate) și mașina de frezat de mare viteză ArtMaster 3015 Racer.

Ar trebui să înțelegeți întotdeauna singur că servomotoarele vă permit să economisiți timp la tranzițiile în gol, în timp ce nu trebuie să uitați să optimizați corespunzător numărul de treceri. Viteza de frezare depinde întotdeauna de puterea sculei de tăiere (electrospin) și de tipul de tăietor. Nu vom putea primi Viteza buna frezare cu scule de calitate slabă. Fie veți primi un defect la produs, fie va trebui să înlocuiți constant unealta de tăiere. Adică, atunci când utilizați viteze mari, atunci când procesați material, nu trebuie să uitați de calitate și tip.

Echipamentele moderne de înaltă tehnologie implică utilizarea unor elemente structurale care permit mișcări dinamice constante cu control constant al unghiului de rotație al arborelui, precum și abilitatea de a controla vitezele în dispozitivele electromecanice. Întregul complex de astfel de sarcini poate fi rezolvat cu ajutorul servomotoarelor. Sunt un sistem de antrenare electric care permite controlul eficient al vitezei în intervalul necesar. Utilizarea unor astfel de dispozitive face posibilă implementarea repetiției periodice a proceselor cu frecventa inalta... Servomotoarele sunt o versiune inovatoare a acționării electrice, prin urmare sunt utilizate pe scară largă în inginerie mecanică și în alte industrii. Astfel de dispozitive combină eficiența ridicată în muncă și nivel scăzut zgomot.

Dispozitiv servomotor

Proiectarea unui servomotor presupune următoarele elemente:

Rotor;
stator;
Accesorii destinate comutării (fișe sau cutii de borne);
Senzor de feedback (encoder);
Unitate de control, control și corectare;
Sistem de pornire și oprire;
Carcase (în motoare tip cutie)

Principala diferență de proiectare a dispozitivelor considerate față de motoarele convenționale de curent alternativ și curent continuu, echipate cu sau fără perii, este capacitatea de a o controla prin modificarea vitezei, cuplului și poziției rotorului.

Motorul poate fi pornit și oprit folosind sistemul mecanic(rezistoare, potențiometre etc.) sau electronic tip (microprocesor). Se bazează pe principiul comparării datelor senzorului de feedback și a punctului de referință cu tensiunea furnizată prin releu către dispozitiv. În mai multe modele de înaltă tehnologie, se ia în considerare și inerția rotorului, ca urmare a faptului că se asigură accelerarea și decelerația sa lină.

Conceptual, toate servomotoarele pot fi clasificate ca sisteme executive de mare putere pentru sisteme, mașini și dispozitive pentru poziționare precisă. Sarcina principală a servomotorului este să poziționeze actuatorul exact în punctul dorit din spațiu.

Principiul de funcționare

Principalul aspect al funcționării servomotoarelor îl reprezintă condițiile de funcționare a acestuia în cadrul sistemului coduri G, adică comenzile de control cuprinse în program special... Dacă luăm în considerare această problemă cu un exemplu CNC, atunci servomotoarele funcționează în cooperare cu convertoare, care modifică tensiunea la armătură sau la înfășurarea excitantă a motorului, în funcție de nivelul tensiunii de intrare. De obicei, întregul sistem este controlat de un rack CNC. Când se primește o comandă de la rack pentru a parcurge o anumită distanță de-a lungul axei de coordonate X, este generată o tensiune de o anumită valoare în subunitatea convertorului digital analogic al rack-ului, care este transmisă pentru a alimenta unitatea coordonatei specificate. . Rotirea șurubului de plumb începe în servomotor, cu care sunt conectate codificatorul și corpul executiv al mașinii. În primul, sunt generate impulsurile, numărate de rack. Programul prevede că un anumit număr de semnale de la codificator corespunde unei anumite distanțe de parcurs a mecanismului de execuție. Când este primit numărul corect de impulsuri, convertorul analogic emite o tensiune de ieșire zero și servomotorul se oprește. În cazul deplasării sub influenta externa dintre elementele de lucru ale mașinii, la encoder este generat un impuls, calculat de rack, tensiunea de eroare este aplicată la antrenament, iar armătura motorului se rotește până se obține o valoare de eroare zero. Ca urmare, se asigură menținerea precisă a elementului de lucru al mașinii-unelte într-o poziție dată.

Varietăți de servomotoare

Ca și alte dispozitive, servomotoarele sunt disponibile în mai multe modele. Astfel de produse sunt:

Colector;
Fără colecție.

Dispozitivele pot fi alimentate atât cu curent continuu, cât și cu curent alternativ. Servo AC sunt relativ ieftine. Produsele sunt disponibile pe piață și în modele asincrone și sincrone. În versiunea sincronă, în timpul funcționării produsului, mișcarea câmpului magnetic coincide cu rotația rotorului, astfel încât direcția lor față de stator coincide. Dispozitivele asincrone sunt controlate prin modificarea parametrilor curentului de alimentare (modificarea frecvenței acestuia cu ajutorul unui invertor). Servomotoarele care sunt antrenate de curent continuu sunt marcate cu abrevierea DC. În cele mai multe cazuri, acest tip de produs este utilizat în echipamente proiectate pentru funcționare continuă, deoarece se disting printr-o mare stabilitate în timpul funcționării.

Specificații servomotoare

Caracteristicile de performanță ale motoarelor sincrone și asincrone sunt ușor diferite.

Servomotoare sincrone	Servomotoare asincrone
Au o dinamică mare de lucru (viteza de trecere de la starea statică la starea dinamică).	Au dinamica medie si ridicata in munca.
În perioada de momente mari de sarcini inerțiale, acestea sunt moderat bine reglate.	În momentele de vârf, sarcinile inerțiale sunt bine reglate.
Sunt capabili să reziste la suprasarcini mari (până la 6 MN, în funcție de tipul unității).	Capacitatea de suprasarcină se apropie de trei ori.
Au o limită ridicată a sarcinilor termice admise în timpul funcționării pentru o perioadă lungă de timp în întreaga gamă de frecvență de rotație a arborelui.	Motoarele sunt capabile să reziste la sarcini termice mari, al căror nivel depinde de viteza arborelui.
Produsul este răcit folosind tehnologia de convecție, precum și folosind radiatoare special prevăzute sau prin radiație termică.	Răcirea părților mecanismului se realizează folosind un rotor plasat pe arbore sau printr-o metodă forțată.
Controlul vitezei arborelui de înaltă calitate.	Viteza arborelui este controlată cu un nivel ridicat de calitate.
Este posibilă funcționarea pe termen lung cu un cuplu de pornire la viteze mici.	Sarcinile termice mari fac imposibilă funcționarea pe termen lung la viteze mici fără a asigura răcirea forțată.
Convertorul (în funcție de caracteristici) permite controlul vitezei în intervalul de la 1 la 5000 și chiar mai mult.	Frecvența de rotație este reglată de convertor cu eficiență ridicată în intervalul de la 1 la 5000 și mai mult.
Pulsațiile cuplului sunt observate la viteze mici.	În timpul funcționării, ondulația cuplului este practic absentă.

Domenii de utilizare ale servomotoarelor

Datorita dinamicii lor ridicate, preciziei excelente de pozitionare si rezistentei la suprasarcini, servomotoarele sunt folosite in diverse domenii de activitate. Majoritatea acestor produse sunt utilizate în industria metalurgică, la fabricarea dispozitivelor de bobinare, extrudere, mecanisme destinate turnării prin injecție a produselor din plastic, echipamente pentru tipărire și ambalare, în industria alimentară și în producția de băuturi. De asemenea, dispozitivele fac parte integrantă din mașinile CNC, echipamentele de presare și ștanțare, liniile de producție auto etc. Obiectivul principal aplicațiile servomotoarelor sunt antrenările de alimentare și mașinile-unelte de poziționare sisteme de control digital.

Conexiune servo

La conectarea servomotorului, în primul rând, asigurați-vă că cablurile de alimentare sunt conectate corect. Servomotoarele au două grupuri de fire. Alimentare (alimentare) și fire de la encoder. Există 3 fire de alimentare într-un pachet, acestea sunt conectate la driver. Firele de la encoder sunt conectate la portul COM al driverului. Tipul de aliment și valoarea acestuia depind de tipul de produs.

Servomele mici au în mare parte 3 fire. 1 fir comun, 1 fir pozitiv și 3 fire de semnal de la senzorul de viteză. Un astfel de circuit de alimentare este obișnuit pentru servo-urile de viteză mică și putere redusă care au o cutie de viteze în design.

Pentru transmiterea semnalelor de control se recomandă utilizarea conductorilor răsucite ecranați. Pentru a exclude posibilitatea de inducție a câmpurilor electromagnetice, nu este necesar să plasați cablul de alimentare și firele de comandă lângă el. Acestea ar trebui să fie distanțate la cel puțin treizeci de centimetri unul de celălalt.

Avantajele și dezavantajele servomotoarelor

Servomotoarele sunt silențioase și netede. Acestea sunt produse fiabile și fără probleme, datorită cărora sunt utilizate pe scară largă în crearea de dispozitive executive critice. De mare viteză iar precizia mișcării poate fi asigurată și la viteze mici. Un astfel de motor poate fi selectat de către utilizator în funcție de sarcinile de rezolvat. Dezavantajele includ costul ridicat al modulului, precum și complexitatea configurației acestuia. Producția de servomotoare necesită echipamente industriale de înaltă tehnologie.

Astfel, consumatorii pot achiziționa servomotoarele care îndeplinesc cel mai bine condițiile operațiunii viitoare, creând un actuator care se distinge prin fiabilitate și funcționalitate ridicate.

Servomotoarele sunt utilizate în sistemele auto pentru mișcarea liniară și unghiulară a elementelor, a căror precizie de poziție este mai solicitantă. Funcționarea servomotorului se bazează pe corectarea funcționării motorului electric pentru execuția semnalului de comandă.

Scop și compoziție

Dacă unghiul de rotație al arborelui de ieșire al motorului este specificat ca semnal de control, acesta este convertit într-o tensiune aplicată. Feedback-ul se realizează datorită unui senzor care măsoară unul dintre parametrii de ieșire ai motorului. Valoarea citirilor senzorului este procesată de unitatea de control, după care funcționarea servomotorului este corectată.

Din punct de vedere structural, servomotorul este o unitate electromecanică, ale cărei elemente sunt situate într-o singură carcasă. Servoacționarea include un motor electric, o cutie de viteze, un senzor și o unitate de control.

Principalele caracteristici ale unui servomotor sunt tensiunea de alimentare de operare, viteza de rotație, cuplul, precum și soluțiile de proiectare și materialele utilizate într-un anumit model.

Design și caracteristici de lucru

În servomotorizările moderne, se folosesc 2 tipuri de motoare electrice - cu miez și cu rotor tubular. Motoarele cu miez au un rotor cu o înfășurare în jurul căreia se află magneții DC. Caracteristici de acest tip motoare electrice este apariția vibrațiilor în timpul rotației pendulului, ceea ce reduce oarecum precizia mișcărilor unghiulare. Motoarele cu rotor tubular sunt lipsite de acest dezavantaj, dar sunt mai scumpe din cauza complexității tehnologiei de fabricație.

Cutiile de viteze servo sunt folosite pentru a reduce viteza și a crește cuplul pe arborele de ieșire. Cutiile de viteze servo în cele mai multe cazuri constau într-un tren dințat drept, ale cărui angrenaje sunt realizate din metal sau materiale polimerice... Cutiile de viteze metalice sunt mai scumpe, dar mai puternice și mai durabile.

În funcție de precizia necesară a funcționării, bucșe din plastic sau rulmenți cu bile pot fi utilizați în proiectarea servomotorizării pentru a orienta arborele de ieșire în raport cu carcasă.

De asemenea, servomotoarele se disting prin tipul unității de control. Există unități de control servo analogice și digitale. Blocul digital vă permite să oferiți o poziționare mai precisă a servomotorului și o viteză de reacție mai mare.