Ce este servo, servodirecție

Un servomotor este o unitate al cărei control precis este efectuat prin feedback negativ și vă permite astfel să atingeți parametrii necesari ai mișcării corpului de lucru.

Mecanismele de acest tip au un senzor care monitorizează un parametru specific, de exemplu viteza, poziția sau forța, precum și o unitate de control (tije mecanice sau un circuit electronic) a cărei sarcină este menținerea automată a parametrului necesar în timpul funcționării dispozitivului. , în funcție de semnalul de la senzor în orice moment.

Valoarea inițială a parametrului de funcționare este setată cu ajutorul unui control, de exemplu butonul potențiometrului sau prin utilizarea unui alt sistem extern în care se introduce o valoare numerică. Deci, servomotor îndeplinește automat sarcina atribuită - bazându-se pe semnalul de la senzor, ajustează cu precizie parametrul setat și îl menține stabil pe unitate.

Multe amplificatoare și regulatoare cu feedback negativ pot fi numite servo.De exemplu, servomotorizările includ frânarea și direcția în mașini, unde un amplificator acţionat manual are în mod necesar feedback negativ de poziție.

Componentele principale ale servo:

• Unitate de antrenare;

• Senzor;

• Unitatea de comandă;

• Convertor.

De exemplu, un cilindru pneumatic cu tijă sau un motor electric cu o cutie de viteze poate fi folosit ca antrenare. Senzorul de feedback poate fi encoder (senzor de unghi) sau de exemplu Senzor Hall… Unitate de control — invertor individual, convertor de frecvență, servoamplificator (Servodrive în engleză). Dispozitivul de control poate include imediat un senzor de semnal de control (transductor, intrare, senzor de șoc).

În forma sa cea mai simplă, unitatea de control pentru un servomotor electric se bazează pe un circuit pentru compararea valorilor semnalelor setate și a semnalului provenit de la senzorul de feedback, în urma căruia este furnizată o tensiune de polaritatea corespunzătoare. la motorul electric.

Dacă este necesară o accelerare lină sau o decelerare lină pentru a evita suprasarcinile dinamice ale motorului electric, atunci se aplică scheme de control mai complexe bazate pe microprocesoare, care pot poziționa mai precis corpul de lucru. Deci, de exemplu, este amenajat dispozitivul de poziționare a capetelor în hard disk.

Controlul precis al grupurilor sau al servomotoarelor individuale se realizează prin utilizarea controlerelor CNC, care, de altfel, pot fi construite pe controlere logice programabile. Servomotorizările bazate pe astfel de controlere ating o putere de 15 kW și pot dezvolta un cuplu de până la 50 Nm.

Servoacționările rotative sunt sincrone, cu posibilitatea de reglare extrem de precisă a vitezei de rotație, unghiului de rotație și accelerației, și asincrone, unde viteza este menținută foarte precis chiar și la viteze extrem de mici.

Servomotoarele sincrone sunt capabile să accelereze foarte repede până la viteza nominală. Servoi circulare și liniare plate sunt de asemenea comune, permițând accelerații de până la 70 m/s².

În general, dispozitivele servo sunt împărțite în electrohidromecanice și electromecanice. În primul, mișcarea este generată de sistemul piston-cilindru și răspunsul este foarte mare, cei din urmă folosesc pur și simplu un motor electric cu cutie de viteze, dar performanța este cu un ordin de mărime mai mică.

Domeniul de aplicare al servomotoarelor este astăzi foarte larg, datorită posibilității de poziționare extrem de precisă a corpului de lucru.

Există încuietori mecanice, supape și corpuri de lucru ale diverselor unelte și mașini-unelte, în special cu CNC, inclusiv mașini automate pentru producția din fabrică de plăci de circuite imprimate și diverși roboți industriali și multe alte unelte de precizie. Servomotoarele de mare viteză sunt foarte populare cu modelele de aeronave. În special, servomotoarele se remarcă prin uniformitatea caracteristică a mișcării și eficiența în ceea ce privește consumul de energie.

Motoarele cu comutator cu trei poli au fost folosite inițial ca acționări pentru servomotoare, unde rotorul conținea înfășurări, iar statorul conținea magneți permanenți. Avea si o perie colectoare. Mai târziu, numărul de bobine a crescut la cinci, iar cuplul a devenit mai mare, iar accelerația a devenit mai rapidă.

Următoarea etapă de îmbunătățire - înfășurările au fost plasate în afara magneților, astfel încât greutatea rotorului a fost redusă, iar timpul de accelerație a fost redus, dar costul a crescut. Drept urmare, a fost făcut un pas cheie de îmbunătățire - au abandonat galeria (în special, motoarele cu rotor cu magnet permanenți s-au răspândit) și motorul s-a dovedit a fi fără perii, chiar mai eficient, deoarece accelerația, viteza și cuplul erau acum și mai mari.

Servomotoarele au devenit foarte populare în ultimii ani. Controlat de Arduino, care deschide posibilități largi atât pentru aviația de amatori și robotică (quadcoptere etc.), cât și pentru realizarea de mașini de tăiat metal de precizie.

În cea mai mare parte, servomotoarele convenționale folosesc trei fire pentru a funcționa. Unul dintre ele este pentru putere, al doilea este semnal, al treilea este comun. Un semnal de control este furnizat firului de semnal, conform căruia este necesar să se regleze poziția arborelui de ieșire. Poziția arborelui este determinată de circuitul potențiometrului.

Controlerul, prin rezistență și valoarea semnalului de control, determină în ce direcție este necesar să se rotească pentru ca arborele să ajungă în poziția dorită. Cu cât tensiunea îndepărtată de la potențiometru este mai mare, cu atât cuplul este mai mare.

Datorită eficienței energetice ridicate, capacităților de control precis și performanțelor excelente, servomotorizările bazate pe motoare fără perii se găsesc din ce în ce mai mult în jucării, aparate electrocasnice (aspiratoare de mare putere cu filtre HEPA) și echipamente industriale.