Qu'est-ce qu'un servomoteur ? Comment fonctionne un servo variateur ?

Servomoteur - un servomoteur est un moteur électrique qui fonctionne selon le principe du feedback. Depuis le rotor du moteur, la rotation est transmise via la boîte de vitesses au mécanisme de commande, le retour est fourni par l'unité de commande, qui est connectée à un capteur qui contrôle l'angle de rotation.
Les servomoteurs sont utilisés dans les voitures pour assurer le mouvement linéaire et angulaire d'éléments dont la position précise est soumise à des exigences élevées. Le principe de fonctionnement d'un servomoteur est basé sur le réglage du fonctionnement d'un moteur électrique pour exécuter un signal de commande.

Servomoteur - composition et objectif

Si le signal de commande spécifie l'angle de rotation de l'arbre de sortie du moteur, il est converti en tension appliquée. Pour le retour, un capteur est utilisé qui mesure l'une des caractéristiques de sortie du moteur. Les lectures collectées par le capteur sont traitées par l'unité de commande, puis le fonctionnement du servomoteur est ajusté.

La conception du servomoteur consiste en une unité électromécanique dont les éléments sont situés à l'intérieur d'un même boîtier. Le servomoteur comprend une boîte de vitesses, un moteur électrique, une unité de commande et un capteur.

Les principales caractéristiques du servomoteur sont la tension d'alimentation de fonctionnement, le couple, la vitesse de rotation, les matériaux et la conception utilisés dans un modèle particulier.

Servomoteur - caractéristiques de conception et de fonctionnement

Les servos modernes utilisent deux types de moteurs électriques : un rotor creux et un noyau. Les moteurs à noyau ont un rotor avec un enroulement et des aimants CC placés autour de lui. La particularité de ces moteurs électriques est l'apparition de vibrations lors de la rotation du pendule, ce qui entraîne une diminution de la précision des mouvements angulaires.

Les moteurs à rotor creux ne présentent pas cet inconvénient, mais sont plus chers en raison d'une technologie de production complexe.

Des boîtes de vitesses à servomoteur sont nécessaires pour réduire la vitesse de rotation et augmenter le couple de l'arbre de sortie. De nombreuses servoréducteurs comprennent des engrenages droits, des engrenages en matériaux polymères et en métal. Les boîtes de vitesses métalliques se caractérisent par un coût élevé, mais en même temps elles se distinguent par leur résistance et leur durabilité.

En fonction de la précision de fonctionnement requise, les servos peuvent utiliser des bagues en plastique ou des roulements à billes pour aligner l'arbre de sortie par rapport au boîtier.

Le servomoteur diffère également par le type d'unité de commande utilisée, qui est soit analogique, soit numérique. Les blocs numériques permettent un positionnement plus précis de l'élément principal du servomoteur et une plus grande vitesse de réponse.

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Les servomoteurs sont un type d'entraînement électromécanique qui ne tourne pas en continu comme les moteurs DC/AC ou pas à pas, mais se déplace vers une position spécifique et la maintient. Ils sont utilisés là où une rotation continue n'est pas nécessaire. Les servomoteurs sont utilisés lorsqu'il est nécessaire de se déplacer vers une position spécifique, puis d'arrêter et de maintenir la position L'utilisation la plus courante des servomoteurs est de contrôler la position du gouvernail des avions et des bateaux, etc. Les servos sont utilisés efficacement dans ces domaines car le volant n'a pas besoin d'être déplacé à 360 degrés et ne nécessite pas de rotation continue comme les roues. Les servomoteurs utilisent également un mécanisme de retour d'information, ce qui leur permet de traiter les erreurs et de les corriger lors du positionnement. Un tel système est appelé suivi. Ainsi, si le flux d'air exerce une pression sur le volant et le dévie, alors le servo appliquera une force dans la direction opposée et tentera de corriger l'erreur. Par exemple, si vous dites au servo d'aller se verrouiller à 30 degrés, puis essayez de le tourner à la main, les servos essaieront de vaincre la force et de maintenir l'angle spécifié.

Les servomoteurs sont également utilisés pour contrôler le volant des voitures RC, de la robotique, etc.Il existe de nombreux types de servos, mais nous nous concentrerons ici surpetits servos soi-disantpasse-temps. Hobby moteur et son mécanisme de commandeconstruit en un seul bloc.La connexion s'effectue à l'aide de trois fils de connexion. Nous utiliserons un servoFutabaS3003.

Câblage FutabaS3003.

1.ROUGE -> Contrôle de position, alimentation +4,8 V à 6 V

2.NOIR->Masse

3.BLANC -> Signal de contrôle.

Commande de servomoteur.

Il est facile de contrôler le servo à l'aide d'un microcontrôleur, aucun pilote externe n'est nécessaire. En donnant simplement un signal de commande, le servo se positionnera à n'importe quel angle donné. La fréquence du signal de commande est généralement 50 Hz(soit une période de 20 ms), et la durée de l'impulsion précise l'angle.

Pour FutabaS3003J'ai découvert la synchronisation suivanteLa relation entre la largeur d'impulsion et l'angle de rotation du servo est donnée ci-dessous. Notez que ce servo ne peut tourner qu'entre 0 et 180 degrés.

0,388 ms = 0 degré.
1,264 ms = 90 degrés.
(Position neutre) 2,14 ms = 180 degrés.

Contrôle du servomoteur.

Vous pouvez utiliser le microcontrôleur AVR avec fonction PWM pour contrôler les servomoteurs. De cette façon, le PWM générera automatiquement des signaux de verrouillage de servo et le processeur du contrôleur sera libéré pour d'autres tâches.Pour comprendre comment configurer et utiliser PWM, vous devez avoir une connaissance de base des minuteries matérielles et des modules PWM dans l'AVR.

Ici, nous utiliserons le module AVR Timer.lequel est minuterie 16 bits et dispose de deux canaux PWM (A et B).

La fréquence du CPU est de 16 MHz, cette fréquence est la fréquence maximale à laquelle la plupart des AVR sont capables de fonctionner. Nous utiliserons également un diviseur de fréquence par 64.Ainsi, la minuterie obtiendra 16 MHz/64 = 250 kHz (4 µs). Réglez la minuterie sur le mode 14.

Fonctions de minuterie en mode 14

Mode PWM RAPIDE
T Valeur TOP = ICR1

Nous définissons donc ICR1A = 4999, cela nous donne une période PWM de 20 ms (50 Hz). Assurez-vous que le mode de sortie est réglé sur les paramètres corrects COM1A1, COM1A0 (pour le canal PWM) et COM1B1, COM1B0 (pour le canal PWM B).

COM1A1= 1 et COM1A0 = 0 (Source PWM)

COM1B1= 1 et COM1B0 = 0 (canal PWM B)

Le rapport cyclique peut désormais être défini en configurant les registres OCR1A et OCR1B. Ces deux registres de contrôle de période PWMPuisque la période de temporisation est de 4µs(rappelez-vous 16 MHz divisé par 64) Nous pouvons calculer les valeurs nécessaires pour faire tourner le servo jusqu'à un certain angle.

§ L'angle du servo 0 degrés nécessite une largeur d'impulsion de 0,388 ms (388 uS), donc la valeur OCR1A = 388 us/4 us = 97.

§ L'angle du servo de 90 degrés nécessite une largeur d'impulsion de 1,264 ms (1 264 uS), donc la valeur OCR1A = 1 264 us/4 us = 316.

§ L'angle du servo de 180 degrés nécessite une largeur d'impulsion de 2,140 ms (2 140 uS), donc la valeur OCR1A = 2 140 us/4 us = 535.

Afin que nous puissionscalculer la valeurOCR1A (ou OCR1B pour le deuxième servo) pour n'importe quel angle. Notez que les valeurs OCR1x vont de 97 à 535 pour les angles de 0 à 180 degrés.

Programme de contrôle du moteur.

Le programme de démonstration est donné ci-dessous, montrant comment utiliser les servomoteurs avec le microcontrôleur AVR. Le fonctionnement du programme est très simple, il commence par l'initialisation du timer et du PWM. Au début, le servo est fixé à 0 degrés, puis se déplace à 90 degrés et après un moment, se déplace à 135 degrés, et enfin à 180 degrés. Ce processus est répété tant que le lecteur est connecté à l'alimentation.

Paramètres pour le bon fonctionnement du programme.

FAIBLE Fusible= 0xFF et Fusible ÉLEVÉ= 0xC9
Fréquence = 16 MHz.
Cachet du servomoteur Futaba S3003.
Le MCU est un microcontrôleur monopuce AtMega32 ou ATmega16.

Schème

APPLICATIONS:

Dans cette leçon, nous examinerons la conception et le principe de fonctionnement des servos. Regardons deux croquis simples pour contrôler un servomoteur à l'aide d'un potentiomètre sur Arduino. Nous apprendrons également de nouvelles commandes dans le langage de programmation C++ - servo.écrire, servo.lire, servo.attacher et apprenez à connecter une bibliothèque dans des croquis pour contrôler des servos et d'autres appareils via Arduino.

Dispositif servomoteur (servo)

Un servomoteur (servomoteur) est un élément important dans la conception de divers robots et mécanismes. Il s'agit d'un artiste précis doté d'un retour d'information qui vous permet de contrôler avec précision les mouvements des mécanismes. Autrement dit, recevant la valeur du signal de commande en entrée, le servomoteur s'efforce de maintenir cette valeur en sortie de son actionneur.

Les servos sont largement utilisés pour simuler les mouvements mécaniques des robots. Le servo variateur se compose d'un capteur (vitesse, position, etc.), d'une unité de commande d'entraînement issue d'un système mécanique et d'un circuit électronique. Les boîtes de vitesses (engrenages) de l'appareil sont en métal, en carbone ou en plastique. Les engrenages de servomoteur en plastique ne peuvent pas résister à de lourdes charges et impacts.

Le servomoteur dispose d'un potentiomètre intégré qui est connecté à l'arbre de sortie. En tournant l'arbre, le servomoteur modifie la valeur de tension sur le potentiomètre. La carte analyse la tension du signal d'entrée et la compare avec la tension sur le potentiomètre, en fonction de la différence résultante, le moteur tournera jusqu'à ce qu'il égalise la tension à la sortie et au potentiomètre.

Asservissement par modulation de largeur d'impulsion

Comment connecter un servo à Arduino

Le schéma de connexion du servomoteur à l'Arduino est généralement le suivant : connectez le fil noir à GND, connectez le fil rouge au 5V et le fil orange/jaune à la broche analogique avec PWM (Pulse width Modulation). Contrôler un servo variateur sur Arduino est assez simple, mais les angles de rotation des servos sont de 180° et 360°, ce qui doit être pris en compte en robotique.

Pour cette leçon, nous aurons besoin des détails suivants :

Carte Arduino Uno/Arduino Nano/Arduino Mega ;
Planche à pain;
Cable USB;
1 servomoteur ;
1 potentiomètre ;
Fils "mâle-mâle" et "mâle-mâle".

Dans le premier croquis, nous verrons comment contrôler un servo sur Arduino à l'aide de la commande myservo.write(0). Nous utiliserons également la bibliothèque standard Servo.h. Connectez le servo à la carte Arduino selon le schéma de la photo ci-dessus et téléchargez le croquis terminé. Dans la procédure void loop(), nous réglerons simplement le servo sur l'angle de rotation requis et le temps d'attente jusqu'à la prochaine rotation.

Esquisse d'un servomoteur sur Arduino

#inclure Servoservo1 ; // déclare une variable servo de type "servo1" void setup()(servo1.attach(11); // lie le servo à la sortie analogique 11) boucle vide () ( servo1.write (0); // définit l'angle de rotation sur 0 retard(2000); // attends 2 secondes servo1.write (90); // définit l'angle de rotation à 90 retard(2000); // attends 2 secondes servo1.write (180); // définit l'angle de rotation à 180 retard(2000); // attends 2 secondes)

Explications pour le code :

La bibliothèque standard Servo.h contient un ensemble de commandes supplémentaires qui peuvent considérablement simplifier l'esquisse ;
La variable Servo est nécessaire pour éviter toute confusion lors de la connexion de plusieurs servos à Arduino. Nous attribuons à chaque lecteur un nom différent ;
La commande servo1.attach(10) lie le variateur à la sortie analogique 10.
Dans le programme, nous faisons pivoter le lecteur de 0 à 90-180 degrés et le remettons à la position initiale, car la procédure de boucle vide est répétée de manière cyclique.

Servocommande avec potentiomètre

Connexion du servo et du potentiomètre à Arduino Uno

Arduino vous permet non seulement de contrôler, mais également de lire les lectures du servomoteur. La commande myservo.read(0) lit l'angle de rotation actuel de l'arbre du servo et nous pouvons le voir sur le moniteur du port. Donnons un exemple plus complexe de contrôle d'un servomoteur avec un potentiomètre sur Arduino. Construisez un circuit de potentiomètre et téléchargez le croquis de servocommande.

Croquis pour un servo avec un potentiomètre

#inclure // connecte la bibliothèque pour travailler avec le servomoteur Servo-servo; // déclare une variable servo de type "servo" void setup()(servo.attach(10); // lie le servo à la sortie analogique 10 pinMode(A0,ENTRÉE); // connecter un potentiomètre à l'entrée analogique A0 Série.begin(9600); // connecte le moniteur de port) boucle vide () ( servo.write(analogRead(A0)/4); // transmet les valeurs pour l'arbre du servo Série .println(analogRead(A0)); // afficher les lectures du potentiomètre sur le moniteur Série .println(analogRead(A0)/4); // sort le signal envoyé au servo variateur Serial.println(); // affiche une ligne vide sur le moniteur de port retard (1000); // retarde une seconde }

Explications pour le code :

Cette fois, nous avons nommé le servo dans le croquis servo ;
La commande servo.write(analogRead(A0)/4) transmet les valeurs pour l'arbre du servomoteur - nous divisons la tension résultante du potentiomètre par quatre et envoyons cette valeur au servomoteur.
La commande Serial.println (servo.read(10)) lit l'angle de l'arbre du servo et le transmet au moniteur du port.

Les servomoteurs sont souvent utilisés dans divers projets Arduino pour diverses fonctions : structures tournantes, pièces mobiles de mécanismes. Étant donné que le servomoteur s'efforce constamment de maintenir un angle de rotation donné, préparez-vous à une consommation d'énergie accrue. Cela sera particulièrement sensible dans les robots autonomes alimentés par des batteries ou des batteries rechargeables.

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Malgré le fait que les systèmes de contrôle automatisés soient entrés dans notre vie quotidienne, tout le monde ne connaît pas le servomoteur. Ce que c'est? C'est un système qui met en œuvre des processus dynamiques de haute précision. L'appareil se compose d'un moteur, d'un capteur et d'une unité de commande qui garantit le traitement de la vitesse, de la position et du couple requis.

Les servomoteurs comprennent divers amplificateurs et contrôleurs, mais le terme est plus couramment utilisé dans les systèmes automatiques pour désigner un entraînement électrique avec retour de position négatif. La base est le réglage du fonctionnement du moteur électrique lorsqu'un signal de commande est fourni.

Comment fonctionne un servo variateur ?

Ce que c'est est plus facile à comprendre si l'on considère la conception et le fonctionnement de l'appareil. L'unité de servomoteur électromécanique est logée dans un seul boîtier. Ses caractéristiques sont la conception, la tension de fonctionnement, la fréquence et le couple. Sur la base des lectures du capteur, un signal est reçu du contrôleur ou du microcircuit pour ajuster le fonctionnement du servomoteur.

L'appareil le plus simple est un moteur à courant continu, un circuit de commande et un potentiomètre. La conception prévoit la présence d'une boîte de vitesses pour obtenir une vitesse de déplacement donnée de l'arbre de sortie.

Circuit de contrôle

Le servo variateur peut être connecté à l'aide d'un circuit simple avec une minuterie NE555 en mode générateur d'impulsions.

La position de l'arbre du moteur est déterminée par la largeur d'impulsion, qui est définie par la résistance variable R1. Les signaux doivent être fournis par le générateur en continu, par exemple toutes les 20 ms. Lorsqu'une commande est reçue (déplacement du moteur à résistance), l'arbre de sortie de la boîte de vitesses tourne et est réglé dans une certaine position. Lorsqu'il est exposé à une influence extérieure, il résistera et essaiera de rester en place.

Contrôle mécanique du système de chauffage

Servomoteur - qu'est-ce que c'est ? Ceci est bien compris par son fonctionnement dans un système de plancher chauffant en tant que dispositif qui régule le débit de liquide de refroidissement. Si vous le faites manuellement, vous devrez ouvrir en permanence les vannes des collecteurs, car le débit d'eau chaude fourni aux circuits de chauffage est variable.

Divers appareils sont utilisés pour réguler automatiquement les systèmes de chauffage par le sol. Le plus simple est une tête thermique montée sur une vanne de régulation. Il est constitué d'un bouton de réglage mécanique, d'un mécanisme à ressort et d'un soufflet relié à un poussoir. À mesure que la température augmente, le toluène à l'intérieur du soufflet s'échauffe, ce qui se dilate et appuie sur la tige de la vanne, la fermant ainsi. Le débit du liquide de refroidissement est bloqué et celui-ci commence à refroidir dans le circuit de chauffage. Une fois refroidi à un niveau prédéterminé, le soufflet ouvre à nouveau la vanne et une nouvelle portion d'eau chaude pénètre dans le système.

Des régulateurs mécaniques sont installés sur chaque circuit de chauffage et sont réglés manuellement, après quoi la température est automatiquement maintenue constante.

Servomoteur électrique pour le chauffage

Un appareil plus avancé est un servomoteur électrique pour le chauffage ou le chauffage par le sol. Il comprend un système de mécanismes interconnectés qui maintiennent la température de l'air intérieur.

Le servomoteur de chauffage fonctionne avec un thermostat monté au mur. Un robinet électrique est installé sur le tuyau d'alimentation, devant le collecteur de plancher chauffant à eau. Ensuite, le raccordement est effectué, l'alimentation 220 V est fournie et le mode souhaité est réglé sur le thermostat. Le système est équipé de deux capteurs : un dans le sol et l'autre dans la pièce. Ils transmettent des commandes au thermostat, qui contrôle un servomoteur connecté au robinet. La précision du contrôle sera plus élevée si vous installez l'appareil à l'extérieur, car les conditions climatiques changent constamment et affectent la température intérieure.

Le servomoteur commande une vanne à deux ou trois voies. Le premier modifie la température du liquide de refroidissement dans le système de chauffage. Une vanne à trois voies avec servomoteur maintient la température constante, mais modifie le débit d'eau chaude fourni aux circuits. Il contient 2 entrées pour liquide chaud (conduite d'alimentation) et liquide froid (retour). Il n'y a qu'une seule sortie, un mélange à une température donnée y est amené. La vanne assure le mélange des flux, régulant ainsi l'apport de chaleur aux capteurs. Si l'une des entrées s'ouvre, l'autre commence à se fermer. Dans ce cas, le débit de sortie reste constant.

Servo de couvercle de coffre

Les voitures modernes sont pour la plupart produites avec une ouverture et une fermeture automatiques du coffre. Cela nécessite l'installation d'un servomoteur. Les constructeurs utilisent 2 méthodes pour offrir une telle option aux voitures. Une option fiable est un entraînement pneumatique, mais il est plus cher. L'entraînement électrique est contrôlé de plusieurs manières au choix :

depuis la télécommande ;
bouton sur le panneau de porte conducteur ;
poignée sur le couvercle du coffre.

L'ouverture manuelle n'est pas toujours pratique, surtout en hiver, lorsque la serrure peut geler. Le servomoteur du coffre est associé à un verrou qui protège en outre la voiture contre toute entrée non autorisée.

Les appareils sont utilisés sur des voitures étrangères, mais si vous le souhaitez, ils peuvent être installés sur des modèles nationaux. Il est préférable d'utiliser un entraînement avec un moteur électrique.

Il existe également des appareils à plaques magnétiques, mais ils sont plus complexes et moins fréquemment utilisés.

Les moins chers sont les appareils électriques conçus uniquement pour l'ouverture. Vous pouvez choisir un entraînement de coffre composé d'un moteur électrique doté d'un mécanisme inertiel qui s'éteint lorsqu'un obstacle au mouvement survient. Les modèles coûteux se composent d'un dispositif permettant de soulever et d'abaisser le couvercle, d'un mécanisme de verrouillage plus étroit, d'un contrôleur et de capteurs.

L'installation et le réglage du servomoteur du couvercle de coffre sont effectués en usine, mais des appareils simples peuvent être installés par vous-même.

Caractéristiques du servomoteur

Les appareils sont disponibles en types analogiques et numériques. Les disques ne diffèrent pas en apparence, mais la différence entre eux est significative. Ces derniers disposent d'un traitement des commandes plus précis, puisque le contrôle est effectué par des microprocesseurs. Les programmes sont écrits et saisis pour les servos. Les appareils analogiques fonctionnent à partir de signaux provenant de microcircuits. Leurs avantages sont un appareil simple et un prix inférieur.

Les principaux paramètres de sélection sont les suivants :

Nutrition. La tension est fournie par trois fils. Le blanc transmet une impulsion, le rouge transmet la tension de fonctionnement, le noir ou le marron est neutre.
Tailles : grands appareils, standards et micro.
Vitesse. Il détermine la durée pendant laquelle l'arbre tournera selon un angle de 60 0. Les appareils bon marché ont une vitesse de 0,22 seconde. Si une vitesse élevée est requise, elle sera de 0,06 seconde.
L'ampleur du moment. Le paramètre est prioritaire, car un faible couple rend le contrôle plus difficile.

Comment contrôler le servo numérique ?

Les lecteurs sont connectés à des contrôleurs programmables, parmi lesquels Arduino est bien connu. La connexion à sa carte se fait avec trois fils. Deux tensions d'alimentation et le troisième transporte un signal de commande.

Les instructions pour un servomoteur à commande numérique prévoient la présence dans le contrôleur d'un programme simple qui vous permet de lire les lectures du potentiomètre et de les convertir en nombres. Il est ensuite converti en commande de transmission pour faire tourner l'arbre d'asservissement jusqu'à une position spécifiée. Le programme est écrit sur le disque puis transféré au contrôleur.

Conclusion

Nous avons examiné de plus près le servomoteur. Ce que cela signifie deviendra clair lorsque l'automatisation de divers processus sera nécessaire, où il sera nécessaire de faire tourner et de maintenir l'arbre du moteur électrique dans une position donnée. Les appareils sont disponibles en versions analogiques et numériques. Ces derniers ont trouvé une application plus large en raison de leur haut niveau de résolution, de leur puissance élevée et de leur précision de positionnement.

Les équipements de haute technologie modernes impliquent l'utilisation d'éléments de conception qui permettent des mouvements dynamiques constants avec un contrôle constant de l'angle de rotation de l'arbre, ainsi que la possibilité de contrôler la vitesse des dispositifs électromécaniques. L'ensemble des problèmes de ce type peuvent être résolus à l'aide de servomoteurs. Il s'agit d'un système d'entraînement électrique qui permet un contrôle efficace de la vitesse dans la plage requise. L'utilisation de ce type de dispositif permet de mettre en œuvre une répétabilité périodique de processus à haute fréquence. Les servomoteurs constituent une option innovante pour les entraînements électriques, c'est pourquoi ils sont largement utilisés dans l'ingénierie mécanique et dans d'autres industries. De tels appareils combinent une efficacité de fonctionnement élevée et de faibles niveaux de bruit.

Conception du servomoteur

La conception du servomoteur nécessite les éléments suivants :

Rotor;
Stator ;
Composants destinés à la commutation (fiches ou boîtes à bornes) ;
Capteur de rétroaction (encodeur) ;
Unité de contrôle, de surveillance et de correction ;
Système marche/arrêt ;
Boîtiers (dans les moteurs de type boîtier)

La principale différence de conception entre les appareils considérés et les moteurs à courant continu et alternatif conventionnels, équipés ou sans balais, réside dans la possibilité de les contrôler en modifiant la vitesse, le couple et la position du rotor.

Le moteur peut être allumé et éteint à l'aide du système mécanique(résistances, potentiomètres, etc.) ou électronique(microprocesseur). Il est basé sur le principe de comparaison des données du capteur de retour et de la valeur définie avec la tension fournie via le relais à l'appareil. Des conceptions plus high-tech prennent également en compte l’inertie du rotor, ce qui permet une accélération et un freinage en douceur.

Conceptuellement, tous les servomoteurs peuvent être classés comme actionneurs haute puissance pour les systèmes, machines et appareils de positionnement de précision. La tâche principale du servomoteur est de positionner l'actionneur exactement au point souhaité dans l'espace.

Principe d'opération

L'aspect principal du fonctionnement des servomoteurs réside dans les conditions de son fonctionnement au sein du système. Codes G, c'est-à-dire des commandes de contrôle contenues dans un programme spécial. Si nous considérons cette question à l'aide d'un exemple CNC, les servomoteurs fonctionnent alors en interaction avec des convertisseurs qui modifient la valeur de tension sur l'induit ou sur l'enroulement d'excitation du moteur, en fonction du niveau de tension d'entrée. En règle générale, l'ensemble du système est contrôlé à l'aide d'un rack CNC. Lorsqu'une commande est reçue du rack pour parcourir une certaine distance le long de l'axe de coordonnées X, une tension d'une certaine amplitude est créée dans la sous-unité de conversion numérique-analogique du rack, qui est transmise pour alimenter le lecteur du spécifié. coordonner. Dans le servomoteur, la rotation de la vis mère commence, avec laquelle le codeur et l'organe exécutif de la machine sont connectés. Dans le premier cas, des impulsions sont générées et comptées par le stand. Le programme prévoit qu'à une certaine distance de passage de l'actionneur, un certain nombre de signaux issus du codeur correspondent. Lorsque le nombre requis d'impulsions est reçu, le convertisseur analogique produit une valeur de tension de sortie nulle et le servomoteur s'arrête. En cas de déplacement sous l'influence externe des éléments de travail de la machine, une impulsion est générée sur le codeur, calculée par la crémaillère, une tension de désadaptation est appliquée au variateur et l'induit du moteur tourne jusqu'à ce qu'une valeur de désadaptation nulle soit obtenu. En conséquence, l’élément de travail de la machine est maintenu avec précision dans une position donnée.

Types de servomoteurs

Comme les autres appareils, les servomoteurs sont disponibles en plusieurs modèles. Ces types de produits sont :

Collectionneur;
Sans collectionneur.

Les appareils peuvent être alimentés aussi bien en courant continu qu'en alternatif. Les servomoteurs AC sont relativement bon marché. Les produits sont également disponibles sur le marché en versions asynchrone et synchrone. Dans la version synchrone, pendant le fonctionnement du produit, le mouvement du champ magnétique coïncide avec la rotation du rotor, donc leur direction par rapport au stator coïncide. Les appareils asynchrones sont contrôlés en modifiant les paramètres du courant d'alimentation (en modifiant sa fréquence à l'aide d'un onduleur). Les servomoteurs alimentés en courant continu portent l'abréviation DC. Ce type de produit est dans la plupart des cas utilisé dans des équipements destinés à un fonctionnement continu, car ils se distinguent par une plus grande stabilité pendant le fonctionnement.

Spécifications du servomoteur

Les caractéristiques de fonctionnement des moteurs synchrones et asynchrones sont quelque peu différentes.

Servomoteurs synchrones	Servomoteurs asynchrones
Ils ont une dynamique de travail élevée (la vitesse de transition d'un état statique à un état dynamique).	Ils ont une dynamique de travail moyenne et élevée.
Pendant les périodes de moments élevés, les charges d'inertie sont moyennement bien régulées.	Aux couples maximaux des charges d'inertie, ils sont bien ajustés.
Capable de supporter des surcharges élevées (jusqu'à 6 Mn selon le type d'unité).	La capacité de surcharge approche trois fois la valeur.
Ils ont une limite élevée de charges thermiques admissibles lorsqu'ils fonctionnent pendant une longue période sur toute la plage de vitesses de rotation de l'arbre.	Les moteurs sont capables de résister à des charges thermiques élevées, dont le niveau dépend de la vitesse de rotation de l'arbre.
Le refroidissement du produit s'effectue à l'aide de la technologie de convection, ainsi qu'à l'aide de dissipateurs thermiques spécialement conçus ou par rayonnement thermique.	Le refroidissement des pièces du mécanisme s'effectue à l'aide d'une turbine placée sur l'arbre, ou par des moyens forcés.
Contrôle de vitesse d'arbre de haute qualité.	La vitesse de l’arbre est contrôlée avec un haut niveau de qualité.
Un fonctionnement à long terme avec un couple de démarrage à basse vitesse est possible.	Des charges thermiques élevées rendent impossible un fonctionnement à long terme à basse vitesse sans refroidissement forcé.
Le convertisseur (selon les caractéristiques) permet de réguler la vitesse de rotation dans la plage de 1 à 5000 et même plus.	La vitesse de rotation est contrôlée par un convertisseur à grand rendement allant de 1 à 5000 et plus.
À basse vitesse, des pulsations de couple sont observées.	Pendant le fonctionnement, les pulsations de couple sont pratiquement absentes.

Domaines d'application des servomoteurs

En raison de leur dynamique élevée, de leur excellente précision de positionnement et de leur résistance aux surcharges des servomoteurs, ils sont utilisés dans divers domaines d'activité. Pour la plupart, ces types de produits sont utilisés dans l'industrie métallurgique, dans la fabrication de dispositifs de bobinage, d'extrudeuses, de mécanismes destinés au moulage par injection de produits en plastique, d'équipements d'impression et d'emballage, dans l'industrie alimentaire et dans le processus de production de boissons. . Les appareils font également partie intégrante des machines CNC, des équipements de pressage et d'emboutissage, des lignes de production automobile, etc. Direction principale les applications des servomoteurs sont les entraînements d'alimentation et les machines-outils de positionnement systèmes contrôlés par programme numérique.

Connexion des servos

Lors de la connexion d'un servomoteur, vous devez tout d'abord vous assurer que les câbles d'alimentation sont correctement connectés. Les servomoteurs ont deux groupes de fils. Alimentation (alimentation) et fils de l'encodeur. Il y a 3 fils d'alimentation dans le faisceau ; ils sont connectés au pilote. Les fils de l'encodeur sont connectés au port COM du pilote. Le type de nourriture et sa quantité dépendent du type de produit.

La plupart des petits servos ont 3 fils. 1 fil est commun, 1 fil est positif et 3 fils sont le signal du capteur de vitesse. Ce circuit d'alimentation est courant pour les servos à faible vitesse et à faible puissance dotés d'une boîte de vitesses dans leur conception.

Il est recommandé d'utiliser des conducteurs torsadés blindés pour transmettre les signaux de commande. Pour éliminer toute possibilité d'interférence due aux champs électromagnétiques, il n'est pas nécessaire de placer le câble d'alimentation et les fils de commande l'un à côté de l'autre. Ils doivent être situés à une distance d'au moins trente centimètres.

Avantages et inconvénients des servomoteurs

Les servomoteurs fonctionnent de manière silencieuse et fluide. Ce sont des produits fiables et sans problème, c'est pourquoi ils sont largement utilisés dans la création d'actionneurs critiques. Une vitesse et une précision de mouvement élevées peuvent également être garanties à basse vitesse. Un tel moteur peut être sélectionné par l'utilisateur en fonction des tâches à résoudre à venir. Les inconvénients incluent le coût élevé du module, ainsi que la complexité de sa configuration. La production de servomoteurs nécessite des équipements industriels de haute technologie.

Ainsi, les consommateurs peuvent acheter les servomoteurs les mieux adaptés aux conditions de l'opération à venir, créant ainsi un actionneur hautement fiable et fonctionnel.