Mi az a szervo hajtás? Hogyan működik a szervo hajtás?

Szervohajtás - a szervomotor egy villanymotor, amely a visszacsatolás elvén működik. A motor forgórészéről a forgást a sebességváltón keresztül a vezérlőszerkezethez továbbítják, a visszacsatolást a vezérlőegység biztosítja, amely a forgásszöget szabályozó érzékelőhöz csatlakozik.
A szervomotorokat az autókban olyan elemek lineáris és szögletes mozgatására használják, amelyek pontos helyzete magas követelményeknek van kitéve. A szervohajtás működési elve az elektromos motor működésének beállításán alapul, hogy vezérlőjelet hajtson végre.

Szervohajtás - összetétel és cél

Ha a vezérlőjel megadja azt a szöget, amelyben a motor kimenő tengelye forog, akkor az alkalmazott feszültséggé alakul. A visszacsatoláshoz egy érzékelőt használnak, amely méri a motor egyik kimeneti jellemzőjét. Az érzékelő által gyűjtött értékeket a vezérlőegység feldolgozza, majd a szervomotor működését állítja be.

A szervohajtás kialakítása egy elektromechanikus egységből áll, melynek elemei egy házon belül helyezkednek el. A szervohajtás egy sebességváltót, egy villanymotort, egy vezérlőegységet és egy érzékelőt tartalmaz.

A szervohajtás fő jellemzői az üzemi tápfeszültség, a nyomaték, a forgási sebesség, az adott modellben használt anyagok és kialakítás.

Szervohajtás - tervezési és működési jellemzők

A modern szervók kétféle villanymotort használnak: egy üreges rotort és egy magot. A magmotorok tekercselésű rotorral és egyenáramú mágnesekkel vannak körülvéve. Ezeknek a villanymotoroknak a sajátossága a rezgések előfordulása, amikor az inga forog, ami a szögmozgások pontosságának csökkenéséhez vezet.

Az üreges rotorral rendelkező motorok nem rendelkeznek ezzel a hátránnyal, de a bonyolult gyártási technológia miatt drágábbak.

Szervohajtású sebességváltókra van szükség a forgási sebesség csökkentésére és a kimenő tengely nyomatékának növelésére. Sok szervo sebességváltó tartalmaz homlokkerekes fogaskereket, polimer anyagokból és fémből készült fogaskerekeket. A fém sebességváltókat magas költségek jellemzik, ugyanakkor szilárdság és tartósság jellemzi őket.

A kívánt működési pontosságtól függően a szervók műanyag perselyeket vagy golyóscsapágyakat használhatnak a kimenő tengely és a házhoz való igazítására.

A szervohajtás a használt vezérlőegység típusában is különbözik, amely analóg vagy digitális. A digitális blokkok pontosabb pozícionálást biztosítanak a szervohajtás fő elemének, és nagyobb válaszsebességet biztosítanak.

Tetszett a cikk? Oszd meg barátaiddal a közösségi hálózatokon!

A szervomotorok olyan elektromechanikus hajtások, amelyek nem forognak folyamatosan, mint az egyenáramú/váltóáramú vagy léptetőmotorok, hanem egy meghatározott pozícióba mozognak és azt fenntartják. Ott használatosak, ahol nincs szükség folyamatos forgásra. A szervohajtásokat ott használják, ahol egy adott pozícióba kell lépni, majd le kell állni és meg kell tartani a pozíciót.A szervomotorok legelterjedtebb alkalmazása a repülőgépek és hajók kormányállásának szabályozása stb. Ezeken a területeken hatékonyan használják a szervókat, mert a kormánykereket nem kell 360 fokban elmozdítani, és nem igényel folyamatos forgást, mint a kerekek. A szervohajtások visszacsatoló mechanizmust is használnak, így a pozicionálás során képesek a hibákat feldolgozni és kijavítani. Az ilyen rendszert ún követés. Tehát, ha a légáram nyomást gyakorol a kormányra és eltéríti azt, akkor a szervo ellenkező irányú erőt fejt ki és megpróbálja kijavítani a hibát. Ha például azt mondod a szervónak, hogy menjen és zárja le 30 fokban, majd próbálja meg kézzel forgatni, a szervók megpróbálják leküzdeni az erőt és fenntartani a megadott szöget.

A szervóhajtásokat RC autók kormányának vezérlésére is használják, robotikát stb.Sokféle szervó létezik, de itt ezekre fogunk összpontosítanikis szervók únhobbi. Hobby motor és vezérlőmechanizmusaegy blokkba építve.A csatlakoztatás három összekötő vezetékkel történik. Szervot fogunk használniFutabaS3003.

FutabaS3003 kábelezés.

1.PIROS -> Pozíciószabályozás, tápegység +4,8V - 6V

2.FEKETE->Föld

3.FEHÉR -> Vezérlőjel.

Szervo meghajtás vezérlés.

Mikrokontroller segítségével könnyen vezérelhető a szervó, nincs szükség külső meghajtóra.Csak egy vezérlőjel adásával a szervo tetszőleges szögbe pozícionál.A vezérlőjel frekvenciája általában 50 Hz(azaz egy 20 ms-os periódus), és az impulzus időtartama határozza meg a szöget.

Mert FutabaS3003A következő szinkronizálást találtam kiAz impulzusszélesség és a szervo elfordulási szöge közötti összefüggést az alábbiakban adjuk meg.. Ne feledje, hogy ez a szervo csak 0 és 180 fok között tud elfordulni.

0,388 ms = 0 fok.
1,264 ms = 90 fok.
(Semleges helyzet) 2,14 ms = 180 fok.

Szervo motor vezérlés.

A PWM funkcióval rendelkező AVR mikrokontroller használható szervomotorok vezérlésére. Így a PWM automatikusan szervozár jeleket generál, és a vezérlő CPU-ja felszabadul más feladatokra.A PWM konfigurálásának és használatának megértéséhez alapvető ismeretekkel kell rendelkeznie az AVR hardveres időzítőiről és PWM moduljairól.

Itt az AVR Timer modult fogjuk használni.ami 16 bites időzítő és két PWM csatornával rendelkezik (A és B).

A CPU-frekvencia 16 MHz, ez az a maximális frekvencia, amelyen a legtöbb AVR képes működni, 64-gyel frekvenciaosztót is fogunk használni.Így az időzítő 16MHz/64 =250khz (4 µs) lesz. Állítsa az időzítőt 14-es módra.

Az időzítő funkciói a 14-es módban

FAST PWM mód
T T OP érték = ICR1

Tehát az ICR1A = 4999-et állítjuk be, ez 20 ms-os (50 Hz-es) PWM periódusot ad. Győződjön meg arról, hogy a kimeneti mód a megfelelő beállításokra van beállítva: COM1A1, COM1A0 (PWM csatornához) és COM1B1, COM1B0 (PWM B csatornához)

COM1A1 = 1 és COM1A0 = 0 (PWM-forrás)

COM1B1 = 1 és COM1B0 = 0 (B PWM csatorna)

Mostantól a munkaciklus beállítható az OCR1A és OCR1B regiszterek beállításával.Ez a két PWM periódusvezérlő regiszterMivel az időzítő időtartama 4 µs(emlékezz a 16 MHz-re osztva 64-gyel) Kiszámolhatjuk a szervo egy bizonyos szögben történő elforgatásához szükséges értékeket.

§ A 0 fokos szervoszög 0,388 ms (388 uS) impulzusszélességet igényel, tehát az OCR1A érték = 388us/4us = 97

§ A 90 fokos szervószög 1,264 ms (1264 uS) impulzusszélességet igényel, tehát az OCR1A érték = 1264us/4us = 316

§ A 180 fokos szervószög 2,140 ms (2140 uS) impulzusszélességet igényel, tehát az OCR1A érték = 2140us/4us = 535

Szóval mi tudunkértéket számítaniOCR1A (vagy OCR1B a második szervóhoz) bármilyen szöghez. Vegye figyelembe, hogy az OCR1x értékek 97 és 535 között vannak a 0 és 180 fok közötti szögeknél.

Motorvezérlő program.

Az alábbiakban bemutatjuk a demóprogramot, amely bemutatja a szervomotorok használatát az AVR mikrokontrollerrel. A program működése nagyon egyszerű, az időzítő és a PWM inicializálásával kezdődik.Eleinte a szervót 0 fokon fixálják, majd 90 fokra áll át és kis várakozás után 135 fokra, és végül 180 fokra. Ez a folyamat mindaddig ismétlődik, amíg a meghajtó csatlakoztatva van az áramforráshoz.

Paraméterek a program megfelelő működéséhez.

ALACSONY Biztosíték= 0xFF és MAGAS biztosíték= 0xC9
Frekvencia = 16 MHz.
Szervo motorbélyegző Futaba S3003.
Az MCU AtMega32 vagy ATmega16 egychipes mikrokontroller.

Rendszer

ALKALMAZÁSOK:

Ebben a leckében megvizsgáljuk a szervók kialakítását és működési elvét. Nézzünk meg két egyszerű vázlatot a szervohajtás vezérléséhez az Arduino potenciométerével. Új parancsokat is megtanulunk a C++ programozási nyelvben − szervo.írja, szervo.olvasni, szervo.csatolniés megtanulja, hogyan csatlakoztathat egy könyvtárat vázlatokban szervók és egyéb eszközök vezérléséhez Arduinón keresztül.

Szervomotoros eszköz (szervo)

A szervohajtás (szervomotor) fontos eleme a különféle robotok és mechanizmusok tervezésének. Ez egy precíz előadó, amelynek visszacsatolása lehetővé teszi a mechanizmusok mozgásának pontos vezérlését. Más szóval, a szervomotor a vezérlőjel értékét a bemeneten fogadva igyekszik fenntartani ezt az értéket a működtetője kimenetén.

A szervókat széles körben használják a robotok mechanikus mozgásának szimulálására. A szervohajtás egy érzékelőből (fordulatszám, pozíció stb.), egy mechanikus rendszerből származó hajtásvezérlő egységből és egy elektronikus áramkörből áll. A készülék sebességváltói (fogaskerekei) fémből, szénből vagy műanyagból készülnek. A műanyag szervomotor fogaskerekek nem bírják a nagy terheléseket és ütéseket.

A szervomotor beépített potenciométerrel rendelkezik, amely a kimenő tengelyre csatlakozik. A tengely elforgatásával a szervohajtás megváltoztatja a feszültség értékét a potenciométeren. A tábla elemzi a bemeneti jel feszültségét, és összehasonlítja a potenciométer feszültségével, a kapott különbség alapján a motor addig fog forogni, amíg a kimeneti és a potenciométer feszültségét ki nem egyenlíti.

Szervovezérlés impulzusszélesség-modulációval

Hogyan lehet szervót csatlakoztatni az Arduinohoz

A szervo meghajtó csatlakozási rajza az Arduino-hoz általában a következő: csatlakoztassa a fekete vezetéket a GND-hez, csatlakoztassa a piros vezetéket az 5 V-hoz, és a narancssárga/sárga vezetéket az analóg érintkezőhöz PWM-mel (impulzusszélesség-moduláció). A szervóhajtás vezérlése Arduino-n meglehetősen egyszerű, de a szervók elfordulási szögei 180°-os és 360°-osak, amit a robotikánál figyelembe kell venni.

Ehhez a leckéhez a következő részletekre lesz szükségünk:

Arduino Uno / Arduino Nano / Arduino Mega tábla;
Kenyér deszka;
USB kábel;
1 szervo hajtás;
1 potenciométer;
Vezetékek „férfi-férfi” és „férfi-férfi”.

Az első vázlatban megnézzük, hogyan lehet vezérelni egy szervót Arduino-n a myservo.write(0) paranccsal. Használjuk a szabványos Servo.h könyvtárat is. Csatlakoztassa a szervót az Arduino kártyához a fenti képen látható diagramnak megfelelően, és töltse fel a kész vázlatot. A void loop() eljárásban egyszerűen beállítjuk a szervót a kívánt forgatási szögre és a következő forgatásig tartó várakozási időt.

Vázlat egy szervo meghajtóhoz Arduino-n

#beleértve Szervo szervo1; // deklarál egy "servo1" típusú szervo változót void setup()(servo1.attach(11); // kötjük a szervót a 11-es analóg kimenethez) void loop () ( szervo1.write (0); // állítsa be az elforgatási szöget 0-ra késleltetés (2000); // várjon 2 másodpercet szervo1.write (90); // állítsa be az elforgatási szöget 90-ra késleltetés (2000); // várjon 2 másodpercet szervo1.write (180); // állítsa be az elforgatási szöget 180-ra késleltetés (2000); // várj 2 másodpercet)

Magyarázatok a kódhoz:

A szabványos Servo.h könyvtár további parancsokat tartalmaz, amelyek jelentősen leegyszerűsíthetik a vázlatot;
A Servo változó szükséges a félreértések elkerülése érdekében, amikor több szervót csatlakoztat az Arduinohoz. Minden meghajtóhoz más nevet rendelünk;
A servo1.attach(10) parancs a meghajtót a 10. analóg kimenethez köti.
A programban a meghajtót 0-90-180 fokkal elforgatjuk, és visszatesszük a kiindulási helyzetbe, mivel az üres hurok eljárás ciklikusan ismétlődik.

Szervovezérlés potenciométerrel

Szervo és potenciométer csatlakoztatása Arduino Uno-hoz

Az Arduino nem csak a vezérlést teszi lehetővé, hanem a szervo meghajtóról leolvasott értékeket is. A myservo.read(0) parancs beolvassa a szervotengely aktuális elfordulási szögét, és ezt láthatjuk a port monitoron. Mutassunk egy összetettebb példát a szervohajtás potenciométerrel történő vezérlésére az Arduino rendszeren. Építsen fel egy potenciométer áramkört, és töltse fel a szervovezérlési vázlatot.

Vázlat egy potenciométerrel ellátott szervóhoz

#beleértve // csatlakoztassa a könyvtárat a szervomeghajtóval való munkavégzéshez Szervo szervo; // deklarál egy "servo" típusú szervo változót void setup()(servo.attach(10); // köti a szervót a 10-es analóg kimenethez pinMode(A0,BEMENET); // csatlakoztassunk egy potenciométert az A0 analóg bemenetre Serial.begin(9600); // csatlakoztassa a port monitort) void ciklus () ( szervo.write(analogRead(A0)/4); // átadja a szervotengely értékeit Serial .println(analogRead(A0)); // potenciométer leolvasásának megjelenítése a monitoron Soros .println(analogRead(A0)/4); // kiadja a szervo meghajtónak küldött jelet Serial.println(); // üres sort ad ki a portmonitorra késleltetés(1000); // késleltessen egy másodpercet }

Magyarázatok a kódhoz:

Ezúttal a vázlatban szereplő szervót szervónak neveztük el;
A servo.write(analogRead(A0)/4) parancs a szervo hajtótengely értékeit továbbítja - a potenciométer kapott feszültségét elosztjuk néggyel, és ezt az értéket elküldjük a szervo hajtásnak.
A Serial.println (servo.read(10)) parancs beolvassa a szervotengely szögét, és továbbítja a portfigyelőnek.

A szervomotorokat gyakran használják különféle Arduino projektekben különféle funkciókhoz: esztergáló szerkezetek, mechanizmusok mozgó részei. Mivel a szervomotor folyamatosan törekszik egy adott forgásszög megtartására, készüljön fel a megnövekedett energiafogyasztásra. Ez különösen érzékeny az akkumulátorokkal vagy újratölthető akkumulátorokkal működő autonóm robotoknál.

Gyakran olvassa el ezt is:

Annak ellenére, hogy az automatizált vezérlőrendszerek bekerültek mindennapjainkba, nem mindenki ismeri a szervohajtást. Ami? Ez egy olyan rendszer, amely nagy pontosságú dinamikus folyamatokat valósít meg. A készülék egy motorból, érzékelőből és vezérlőegységből áll, amely biztosítja a kívánt fordulatszám, pozíció és nyomaték feldolgozását.

A szervohajtások közé tartoznak különféle erősítők és vezérlők, de ezt a kifejezést az automata rendszerekben gyakrabban használják a negatív helyzet-visszacsatolású elektromos hajtásra. Az alap az elektromos motor működésének beállítása vezérlőjel esetén.

Hogyan működik a szervo hajtás?

Hogy miről van szó, azt könnyebb megérteni, ha figyelembe vesszük a készülék kialakítását és működését. Az elektromechanikus szervo meghajtó egység egy házban található. Jellemzői a kialakítás, az üzemi feszültség, a frekvencia és a nyomaték. Az érzékelő leolvasásai alapján a vezérlőtől vagy a mikroáramkörtől jel érkezik a szervomotor működésének beállításához.

A legegyszerűbb eszköz egy egyenáramú motor, egy vezérlő áramkör és egy potenciométer. A kialakítás biztosítja a sebességváltó jelenlétét a kimenő tengely adott mozgási sebességének eléréséhez.

Vezérlő áramkör

A szervohajtás egyszerű áramkörrel csatlakoztatható NE555 időzítővel impulzusgenerátor üzemmódban.

A motor tengelyének helyzetét az impulzusszélesség határozza meg, amelyet az R1 változtatható ellenállás állít be. A jeleket a generátornak folyamatosan, például 20 ms-onként kell szolgáltatnia. Amikor parancs érkezik (az ellenállásmotor mozgatása), a sebességváltó kimenő tengelye elfordul és egy bizonyos helyzetbe áll. Ha külső hatásoknak van kitéve, ellenáll, megpróbál a helyén maradni.

A fűtési rendszer mechanikus vezérlése

Szervo meghajtás - mi ez? Ez jól érthető a padlófűtött rendszerben, mint a hűtőfolyadék áramlását szabályozó eszközként. Ha ezt manuálisan teszi, akkor folyamatosan forgatni kell a kollektorok szelepeit, mivel a fűtési körökbe bevezetett meleg víz mennyisége változó.

Különféle eszközöket használnak a padlófűtési rendszerek automatikus szabályozására. A legegyszerűbb a szabályozószelepre szerelt termikus fej. Egy mechanikus állítógombból, egy rugós mechanizmusból és egy tolóhoz csatlakoztatott harmonikából áll. A hőmérséklet emelkedésével a fújtató belsejében lévő toluol felmelegszik, ami kitágul és rányomja a szelepszárat, lezárva azt. A hűtőfolyadék áramlása blokkolva van, és hűlni kezd a fűtőkörben. Amikor egy előre meghatározott szintre lehűlt, a csőmembrán ismét kinyitja a szelepet, és új adag forró víz lép be a rendszerbe.

A mechanikus szabályozók mindegyik fűtőkörre fel vannak szerelve, és manuálisan beállíthatók, majd a hőmérsékletet automatikusan állandó szinten tartják.

Elektromos szervohajtás fűtéshez

Fejlettebb eszköz az elektromos szervohajtás fűtéshez vagy padlófűtéshez. Tartalmazza az összekapcsolt mechanizmusok rendszerét, amelyek fenntartják a beltéri levegő hőmérsékletét.

A fűtési szervo hajtás a falra szerelt termosztáttal működik együtt. A betápláló csőre, a vízfűtéses padlóelosztó elé elektromos csap van felszerelve. Ezután megtörténik a bekötés, 220 V-os tápellátás és a kívánt üzemmód beállítása a termosztáton. A rendszer két érzékelővel van felszerelve: az egyik a padlóban, a másik a szobában. Parancsokat továbbítanak a termosztátnak, amely a csaphoz csatlakoztatott szervomotort vezérli. A szabályozás pontossága nagyobb lesz, ha a készüléket a szabadban telepíti, mivel az éghajlati viszonyok folyamatosan változnak és befolyásolják a beltéri hőmérsékletet.

A szervomotor két- vagy háromutas szelepet vezérel. Az első megváltoztatja a hűtőfolyadék hőmérsékletét a fűtési rendszerben. A szervohajtású háromutas szelep állandó hőmérsékletet tart, de megváltoztatja az áramkörökbe betáplált meleg víz áramlását. 2 bemenetet tartalmaz a forró folyadékhoz (ellátó csővezeték) és a hideg folyadékhoz (visszatérő). Csak egy kimenet van, azon keresztül egy adott hőmérsékletű keveréket szállítanak. A szelep biztosítja az áramlások keveredését, ezáltal szabályozza a kollektorok hőellátását. Ha az egyik bejárat kinyílik, akkor a másik bezárul. Ebben az esetben a kimeneti áramlási sebesség állandó marad.

Csomagtartó fedél szervó

A modern autók többnyire automata csomagtartó nyitással és zárással készülnek. Ehhez szervo meghajtó telepítése szükséges. A gyártók 2 módszert alkalmaznak az autók ilyen lehetőségének biztosítására. Megbízható lehetőség a pneumatikus hajtás, de drágább. Az elektromos hajtás vezérlése többféle módon történik, amelyek közül választhat:

a távirányítóról;
gomb a vezetőoldali ajtó panelén;
fogantyú a csomagtartó fedelén.

A kézi nyitás nem mindig kényelmes, különösen télen, amikor a zár lefagyhat. A csomagtartó szervohajtása zárral van kombinálva, amely emellett megvédi az autót az illetéktelen behatolástól.

Az eszközöket külföldi autókon használják, de kívánság szerint beszerelhetők hazai modellekre. Előnyösebb villanymotoros hajtás használata.

Vannak mágneslemezes eszközök is, de ezek bonyolultabbak és ritkábban használják őket.

A legolcsóbbak a csak nyitásra tervezett elektromos készülékek. Választhat egy elektromos motorból álló csomagtartót, amelynek inerciális mechanizmusa kikapcsol, ha mozgási akadály lép fel. A drága modellek a fedél felemelésére és leengedésére szolgáló eszközből, egy szorosabb zárszerkezetből, egy vezérlőből és érzékelőkből állnak.

A csomagtérfedél szervomotor beszerelése és beállítása gyárilag történik, de az egyszerű eszközöket saját kezűleg is felszerelheti.

A szervohajtás jellemzői

A készülékek analóg és digitális kivitelben kaphatók. A meghajtók megjelenésében nem különböznek egymástól, de a különbség köztük jelentős. Az utóbbiak pontosabb parancsfeldolgozással rendelkeznek, mivel a vezérlést mikroprocesszorok végzik. A programokat szervókhoz írják és írják be. Az analóg eszközök mikroáramkörök jeleiből működnek. Előnyük az egyszerű készülék és az alacsonyabb ár.

A kiválasztás fő paraméterei a következők:

Táplálás. A feszültség három vezetéken keresztül történik. A fehér impulzust, a piros az üzemi feszültséget, a fekete vagy a barna semleges.
Méretek: nagy, standard és mikro eszközök.
Sebesség. Meghatározza, hogy a tengely mennyi ideig forogjon 60°-os szögben. Az olcsó eszközök sebessége 0,22 másodperc. Ha nagy sebességre van szükség, az 0,06 másodperc lesz.
A pillanat nagysága. A paraméter prioritást élvez, mivel az alacsony nyomaték megnehezíti a vezérlést.

Hogyan lehet vezérelni a digitális szervót?

A meghajtók programozható vezérlőkkel vannak összekötve, amelyek között az Arduino is jól ismert. A táblához való csatlakozás három vezetékkel történik. Két tápfeszültség, a harmadik pedig vezérlőjelet hordoz.

A digitálisan vezérelt szervohajtásra vonatkozó utasítások egy egyszerű program jelenlétét írják elő a vezérlőben, amely lehetővé teszi a potenciométer leolvasását és számokká alakítását. Ezt követően átviteli parancssá alakítják át a szervotengely meghatározott helyzetbe forgatására. A program lemezre kerül, majd átkerül a vezérlőre.

Következtetés

Megnéztük közelebbről a szervohajtást. Hogy ez miről van szó, az majd kiderül, amikor különböző folyamatok automatizálására lesz szükség, ahol az elektromos motor tengelyét egy adott helyzetben kell elforgatni és tartani. A készülékek analóg és digitális változatban is kaphatók. Ez utóbbiak szélesebb körű alkalmazásra találtak nagy felbontásuk, nagy teljesítményük és helymeghatározási pontosságuk miatt.

A modern csúcstechnológiás berendezések olyan tervezési elemek használatát jelentik, amelyek lehetővé teszik az állandó dinamikus mozgásokat a tengely forgási szögének állandó szabályozásával, valamint az elektromechanikus eszközök sebességének szabályozásával. Az ilyen jellegű problémák teljes köre megoldható szervomotorokkal. Ezek egy elektromos hajtásrendszer, amely hatékony fordulatszám-szabályozást tesz lehetővé a szükséges tartományon belül. Az ilyen típusú eszközök használata lehetővé teszi a folyamatok nagy frekvenciájú periodikus megismételhetőségének megvalósítását. A szervomotorok innovatív megoldást jelentenek az elektromos hajtásokhoz, ezért széles körben használják a gépiparban és más iparágakban. Az ilyen eszközök magas működési hatékonyságot és alacsony zajszintet kombinálnak.

Szervo motor kialakítás

A szervomotor kialakításához a következő elemekre van szükség:

Forgórész;
Állórész;
Kapcsolásra szánt alkatrészek (dugók vagy kapocsdobozok);
Visszacsatolás érzékelő (kódoló);
Ellenőrző, felügyeleti és korrekciós egység;
Be- és kikapcsolási rendszer;
Házak (tokos motoroknál)

A fő tervezési különbség a szóban forgó készülékek és a hagyományos, kefével vagy kefével felszerelt egyenáramú és váltakozóáramú motorok között az a képesség, hogy ezeket a rotor fordulatszámának, nyomatékának és helyzetének változtatásával lehet vezérelni.

A rendszer segítségével a motor be- és kikapcsolható mechanikai(ellenállások, potenciométerek stb.) ill elektronikus(mikroprocesszoros) típusú. Ez azon az elven alapul, hogy a visszacsatoló érzékelő adatait és a beállított értéket összehasonlítják a relén keresztül a készülékre táplált feszültséggel. A csúcstechnológiás kialakítások a forgórész tehetetlenségét is figyelembe veszik, ami egyenletes gyorsulást és fékezést eredményez.

Elméletileg minden szervomotor besorolható a precíziós pozicionáló rendszerek, gépek és eszközök nagy teljesítményű működtetőelemei közé. A szervomotor fő feladata, hogy az aktuátort pontosan a tér kívánt pontjára helyezze.

Működés elve

A szervomotorok működésének fő szempontja a rendszeren belüli működés feltételei G kódok, vagyis egy speciális programban található vezérlőparancsok. Ha ezt a kérdést egy példa segítségével vizsgáljuk CNC, akkor a szervomotorok kölcsönhatásban működnek olyan átalakítókkal, amelyek a bemeneti feszültségszint alapján változtatják a feszültségértéket az armatúrán vagy a motor gerjesztő tekercsén. Jellemzően a teljes rendszer vezérlése CNC-rack segítségével történik. Amikor a rack-től parancs érkezik egy bizonyos távolság megtételére az X koordináta tengelye mentén, egy bizonyos nagyságú feszültség jön létre a rack digitális-analóg átalakító alegységében, amely a megadott meghajtó táplálására kerül átvitelre. koordináta. A szervomotorban megindul a vezérorsó forgása, amellyel a jeladó és a gép végrehajtó teste kapcsolódik. Az elsőben impulzusok jönnek létre, amelyeket az állvány számol. A program előírja, hogy az enkódertől érkező jelek száma megfeleljen az aktuátor bizonyos áthaladási távolságának. Amikor a szükséges számú impulzus érkezik, az analóg konverter nulla kimeneti feszültséget ad, és a szervomotor leáll. A gép munkaelemeinek külső hatására bekövetkező elmozdulás esetén a jeladón impulzus keletkezik, amelyet a fogasléc számít ki, a hajtásra nem illesztési feszültséget kapcsolnak, és a motor armatúráját addig forgatják, amíg nulla eltérés nem lesz. kapott. Ennek eredményeként a gép munkaeleme pontosan egy adott helyzetben van tartva.

A szervomotorok típusai

Más eszközökhöz hasonlóan a szervomotorok is többféle kivitelben kaphatók. Az ilyen típusú termékek a következők:

Gyűjtő;
Gyűjtő nélküli.

A készülékek egyen- és váltakozó árammal is táplálhatók. Az AC szervomotorok viszonylag olcsók. A termékek aszinkron és szinkron változatban is elérhetőek a piacon. A szinkron változatban a termék működése során a mágneses tér mozgása egybeesik a forgórész forgásával, így az állórészhez viszonyított irányuk egybeesik. Az aszinkron eszközök vezérlése a tápáram paramétereinek megváltoztatásával történik (frekvencia változtatása inverterrel). Az egyenárammal hajtott szervomotorokat a DC rövidítéssel jelöljük. Az ilyen típusú termékeket a legtöbb esetben folyamatos működésre szánt berendezésekben használják, mivel működés közbeni nagyobb stabilitásuk jellemzi őket.

A szervomotor specifikációi

A szinkron és aszinkron motorok működési jellemzői némileg eltérőek.

Szinkron szervomotorok	Aszinkron szervomotorok
Nagy munkadinamikával rendelkeznek (a statikus állapotból a dinamikus állapotba való átmenet sebessége).	Közepes és magas dinamikájúak.
A nagy nyomatékok időszakában a tehetetlenségi terhelések közepesen jól szabályozottak.	A tehetetlenségi terhelések csúcsnyomatékainál jól beállíthatók.
Képes ellenállni a nagy túlterheléseknek (egység típusától függően 6 Mn-ig).	A túlterhelési képesség megközelíti az érték háromszorosát.
A megengedett hőterhelések magas határértékkel rendelkeznek, ha hosszú ideig működnek a tengely fordulatszámának teljes tartományában.	A motorok képesek ellenállni a nagy hőterhelésnek, melynek mértéke a tengely fordulatszámától függ.
A termék hűtése konvekciós technológiával, valamint speciálisan kialakított hűtőbordákkal vagy hősugárzással történik.	A mechanizmus alkatrészeinek hűtése a tengelyre helyezett járókerékkel vagy kényszerített eszközökkel történik.
Kiváló minőségű tengely fordulatszám szabályozás.	A tengely fordulatszámát magas minőségi szinten szabályozzák.
Hosszú távú működés alacsony fordulatszámon induló nyomatékkal lehetséges.	A nagy hőterhelés miatt a hosszú távú működés alacsony fordulatszámon nem lehetséges kényszerhűtés nélkül.
Az átalakító (a jellemzőktől függően) lehetővé teszi a forgási sebesség szabályozását 1 és 5000 közötti tartományban, és még több.	A forgási sebességet egy átalakító szabályozza, nagy hatékonysággal 1-től 5000-ig és még tovább.
Alacsony fordulatszámon nyomaték pulzáció figyelhető meg.	Működés közben a nyomaték pulzálása gyakorlatilag hiányzik.

A szervomotorok alkalmazási területei

Magas dinamikájuknak, kiváló pozicionálási pontosságuknak és a szervomotorok túlterhelésével szembeni ellenállásuknak köszönhetően különféle tevékenységi területeken használják. Az ilyen típusú termékeket nagyrészt a kohászatban, tekercselő eszközök, extruderek, műanyag termékek fröccsöntésére szolgáló mechanizmusok, nyomda- és csomagolóberendezések, élelmiszeriparban és italgyártási folyamatokban használják. . Az eszközök szerves részét képezik a CNC gépeknek, prés- és bélyegző berendezéseknek, autógyártó soroknak stb. Fő irány A szervomotorok alkalmazásai az előtoló hajtások és a pozicionáló szerszámgépek digitális programvezérelt rendszerek.

Szervók csatlakoztatása

Szervomotor csatlakoztatásakor mindenekelőtt győződjön meg arról, hogy a tápkábelek megfelelően vannak csatlakoztatva. A szervomotorok két vezetékcsoporttal rendelkeznek. Tápellátás (tápellátás) és vezetékek a kódolóból. 3 tápvezeték van a kötegben, ezek a meghajtóhoz vannak csatlakoztatva. A kódoló vezetékei az illesztőprogram COM portjához csatlakoznak. Az élelmiszer típusa és mennyisége a termék típusától függ.

A legtöbb kis szervónak 3 vezetéke van. 1 vezeték közös, 1 vezeték pozitív és 3 vezeték jel, a sebességérzékelőtől. Ez a tápáramkör gyakori az alacsony fordulatszámú, kis teljesítményű szervóknál, amelyek kialakításában sebességváltó van.

A vezérlőjelek továbbításához árnyékolt, csavart vezetékek használata javasolt. Az elektromágneses mezők okozta interferencia lehetőségének kiküszöbölése érdekében nem kell a tápkábelt és a vezérlővezetékeket egymás mellé helyezni. Legalább harminc centiméter távolságra kell őket elhelyezni.

A szervomotorok előnyei és hátrányai

A szervomotorok csendesek és egyenletesen működnek. Megbízható és problémamentes termékekről van szó, ezért széles körben alkalmazzák kritikus aktuátorok készítésénél. A nagy sebesség és a mozgás pontossága alacsony sebességnél is biztosítható. Egy ilyen motort a felhasználó választhat ki az elkövetkező megoldandó feladatoktól függően. A hátrányok közé tartozik a modul magas költsége, valamint konfigurációjának bonyolultsága. A szervomotorok gyártásához csúcstechnológiás ipari berendezésekre van szükség.

Így a fogyasztók olyan szervomotorokat vásárolhatnak, amelyek a legjobban megfelelnek a soron következő működés feltételeinek, így egy rendkívül megbízható és működőképes hajtóművet hozhatnak létre.