Cos'è un servoazionamento? Come funziona un servoazionamento?

Servoazionamento: un servomotore è un motore elettrico che funziona secondo il principio del feedback. Dal rotore del motore, la rotazione viene trasmessa attraverso il cambio al meccanismo di controllo, il feedback è fornito dall'unità di controllo, che è collegata al sensore che controlla l'angolo di rotazione.
I servomotori vengono utilizzati nelle automobili per fornire il movimento lineare e angolare di elementi la cui posizione precisa è soggetta a requisiti elevati. Il principio di funzionamento di un servoazionamento si basa sulla regolazione del funzionamento di un motore elettrico per eseguire un segnale di controllo.

Servoazionamento: composizione e scopo

Se il segnale di controllo specifica l'angolo di rotazione dell'albero di uscita del motore, viene convertito in una tensione applicata. Per il feedback viene utilizzato un sensore che misura una delle caratteristiche di uscita del motore. Le letture raccolte dal sensore vengono elaborate dall'unità di controllo, quindi viene regolato il funzionamento del servomotore.

La struttura del servoazionamento è costituita da un'unità elettromeccanica, i cui elementi si trovano all'interno di un alloggiamento. Il servoazionamento comprende un riduttore, un motore elettrico, un'unità di controllo e un sensore.

Le caratteristiche principali del servoazionamento sono la tensione di alimentazione operativa, la coppia, la velocità di rotazione, i materiali e il design utilizzati in un particolare modello.

Servoazionamento: caratteristiche costruttive e operative

I servi moderni utilizzano due tipi di motori elettrici: un rotore cavo e un nucleo. I motori principali hanno un rotore con un avvolgimento e magneti CC posizionati attorno ad esso. La particolarità di questi motori elettrici è la comparsa di vibrazioni durante la rotazione del pendolo, che porta ad una diminuzione della precisione dei movimenti angolari.

I motori con rotore cavo non presentano questo svantaggio, ma sono più costosi a causa della complessa tecnologia di produzione.

I riduttori del servoazionamento sono necessari per ridurre la velocità di rotazione e aumentare la coppia dell'albero di uscita. Molti servoriduttori includono ingranaggi cilindrici, ingranaggi realizzati con materiali polimerici e metallo. I riduttori in metallo sono caratterizzati da costi elevati, ma allo stesso tempo si distinguono per resistenza e durata.

A seconda della precisione di funzionamento richiesta, i servi possono utilizzare boccole in plastica o cuscinetti a sfera per allineare l'albero di uscita rispetto all'alloggiamento.

Il servoazionamento si differenzia anche per il tipo di unità di controllo utilizzata, che è analogica o digitale. I blocchi digitali forniscono un posizionamento più accurato dell'elemento principale del servoazionamento e una maggiore velocità di risposta.

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I servomotori sono un tipo di azionamento elettromeccanico che non ruota continuamente come i motori DC/AC o passo-passo, ma si sposta in una posizione specifica e la mantiene. Vengono utilizzati dove non è richiesta la rotazione continua. I servoazionamenti vengono utilizzati laddove è necessario spostarsi in una posizione specifica, quindi fermarsi e mantenere la posizione.L'uso più comune dei servomotori è controllare la posizione del timone di aerei, imbarcazioni, ecc. I servi vengono utilizzati in modo efficace in queste aree perché il volante non necessita di essere spostato di 360 gradi e non richiede una rotazione continua come le ruote. I servoazionamenti utilizzano anche un meccanismo di feedback, in modo da poter elaborare gli errori e correggerli durante il posizionamento. Un tale sistema si chiama tracciamento. Quindi, se il flusso d'aria esercita pressione sul volante e lo devia, il servo applicherà una forza nella direzione opposta e tenterà di correggere l'errore. Ad esempio, se dici al servo di andare e bloccarsi a 30 gradi, e poi prova a girarlo a mano, i servi cercheranno di superare la forza e mantenere l'angolo specificato.

I servoazionamenti vengono utilizzati anche per controllare il volante di auto RC, robotica, ecc.Esistono molti tipi di servi, ma qui ci concentreremo supiccoli servi cosiddettipassatempo. Hobby motore e il suo meccanismo di controllocostruito in un unico blocco.La connessione viene effettuata utilizzando tre fili di collegamento. Useremo un servoFutabaS3003.

Cablaggio FutabaS3003.

1.ROSSO -> Controllo di posizione, alimentazione da +4,8 V a 6 V

2.NERO->Terra

3.BIANCO -> Segnale di controllo.

Controllo del servoazionamento.

È facile controllare il servo con l'aiuto di un microcontrollore, non sono necessari driver esterni. Basta dare un segnale di controllo, il servo si posizionerà a qualsiasi angolo. La frequenza del segnale di controllo è solitamente 50Hz(ovvero un periodo di 20 ms) e la durata dell'impulso specifica l'angolo.

Per FutabaS3003Ho scoperto la seguente sincronizzazioneLa relazione tra l'ampiezza dell'impulso e l'angolo di rotazione del servo è riportata di seguito. Notare che questo servo può ruotare solo tra 0 e 180 gradi.

0,388 ms= 0 gradi.
1.264ms= 90 gradi.
(Posizione neutra) 2,14 ms = 180 gradi.

Controllo del servomotore.

È possibile utilizzare il microcontrollore AVR con funzione PWM per controllare i servomotori. In questo modo, il PWM genererà automaticamente segnali di servoblocco e la CPU del controller sarà libera per altre attività.Per capire come configurare e utilizzare PWM, è necessario avere una conoscenza di base dei timer hardware e dei moduli PWM nell'AVR.

Qui utilizzeremo il modulo AVR Timer.che è temporizzatore a 16 bit e dispone di due canali PWM (A e B).

La frequenza della CPU è 16 MHz, questa frequenza è la frequenza massima alla quale la maggior parte degli AVR è in grado di funzionare. Utilizzeremo anche un divisore di frequenza per 64.Quindi il timer otterrà 16 MHz/64 = 250 khz (4 µs). Impostare il timer sulla modalità 14.

Funzioni del timer in modalità 14

Modalità PWM VELOCE
T Valore T OP = ICR1

Quindi impostiamo ICR1A = 4999, questo ci dà un periodo PWM di 20 ms (50 Hz). Assicurati che la modalità di uscita sia impostata sulle impostazioni corrette COM1A1, COM1A0 (per il canale PWM) e COM1B1, COM1B0 (per il canale PWM B)

COM1A1= 1 e COM1A0 = 0 (sorgente PWM)

COM1B1= 1 e COM1B0 = 0 (canale PWM B)

Ora è possibile impostare il ciclo di lavoro impostando i registri OCR1A e OCR1B. Questi due registri di controllo del periodo PWMPoiché il periodo del timer è 4μs(ricordate 16 MHz diviso 64) Possiamo calcolare i valori necessari per ruotare il servo fino ad un certo angolo.

§ L'angolo del servo 0 gradi richiede una larghezza di impulso di 0,388 ms (388 uS), quindi valore OCR1A = 388us/4us = 97

§ L'angolo del servo di 90 gradi richiede una larghezza di impulso di 1,264 ms (1264 uS), quindi valore OCR1A = 1264us/4us = 316

§ L'angolo del servo di 180 gradi richiede una larghezza di impulso di 2,140 ms (2140 uS), quindi valore OCR1A = 2140us/4us = 535

Quindi possiamocalcolare il valoreOCR1A (o OCR1B per il secondo servo) per qualsiasi angolo. Nota che i valori OCR1x vanno da 97 a 535 per angoli da 0 a 180 gradi.

Programma di controllo del motore.

Di seguito è riportato il programma demo, che mostra come utilizzare i servomotori con il microcontrollore AVR. Il funzionamento del programma è molto semplice, inizia con l'inizializzazione del timer e del PWM. All'inizio il servo è fisso a 0 gradi, poi si sposta a 90 gradi e dopo aver aspettato un po' si sposta a 135 gradi, e infine a 180 gradi. Questo processo viene ripetuto finché l'unità è collegata all'alimentazione.

Parametri per il corretto funzionamento del programma.

BASSO Fusibile= 0xFF e Fusibile ALTO= 0xC9
Frequenza = 16 MHz.
Timbro del servomotore Futaba S3003.
L'MCU è il microcontrollore a chip singolo AtMega32 o ATmega16.

schema

APPLICAZIONI:

In questa lezione esamineremo la progettazione e il principio di funzionamento dei servo. Diamo un'occhiata a due semplici schizzi per controllare un servoazionamento utilizzando un potenziometro su Arduino. Impareremo anche nuovi comandi nel linguaggio di programmazione C++ − servo.scrittura, servo.read, attacco.servo e scopri come collegare una libreria negli schizzi per controllare servi e altri dispositivi tramite Arduino.

Dispositivo servomotore (servo)

Un servoazionamento (servomotore) è un elemento importante nella progettazione di vari robot e meccanismi. Questo è un esecutore preciso che ha un feedback che ti consente di controllare con precisione i movimenti dei meccanismi. In altre parole, ricevendo in ingresso il valore del segnale di controllo, il servomotore si sforza di mantenere questo valore all'uscita del suo attuatore.

I servi sono ampiamente utilizzati per simulare i movimenti meccanici dei robot. Il servoazionamento è costituito da un sensore (velocità, posizione, ecc.), un'unità di controllo dell'azionamento di un sistema meccanico e un circuito elettronico. I riduttori (ingranaggi) del dispositivo sono realizzati in metallo, carbonio o plastica. Gli ingranaggi del servomotore in plastica non possono sopportare carichi pesanti e urti.

Il servomotore è dotato di un potenziometro integrato collegato all'albero di uscita. Ruotando l'albero, il servoazionamento modifica il valore della tensione sul potenziometro. La scheda analizza la tensione del segnale di ingresso e la confronta con la tensione sul potenziometro, in base alla differenza risultante, il motore ruoterà fino a equalizzare la tensione in uscita e sul potenziometro.

Servocontrollo mediante modulazione dell'ampiezza dell'impulso

Come collegare un servo ad Arduino

Lo schema di collegamento del servoazionamento all'Arduino è solitamente il seguente: collegare il filo nero a GND, collegare il filo rosso a 5 V e il filo arancione/giallo al pin analogico con PWM (Modulazione di larghezza di impulso). Controllare un servoazionamento su Arduino è abbastanza semplice, ma gli angoli di rotazione dei servo sono 180° e 360°, di cui si dovrebbe tenere conto nella robotica.

Per questa lezione avremo bisogno dei seguenti dettagli:

Scheda Arduino Uno / Arduino Nano / Arduino Mega;
Tagliere per il pane;
Cavo USB;
1 servoazionamento;
1 potenziometro;
Fili "maschio-maschio" e "maschio-maschio".

Nel primo schizzo vedremo come controllare un servo su Arduino utilizzando il comando myservo.write(0). Utilizzeremo anche la libreria standard Servo.h. Collega il servo alla scheda Arduino secondo lo schema nella foto sopra e carica lo schizzo finito. Nella procedura void loop(), imposteremo semplicemente il servo sull'angolo di rotazione richiesto e sul tempo di attesa fino alla rotazione successiva.

Schizzo per un servoazionamento su Arduino

#includere Servoservo1; //dichiaro una variabile servo di tipo "servo1" void setup()(servo1.attach(11); // associa il servo all'uscita analogica 11) void loop () ( servo1.write (0); // imposta l'angolo di rotazione su 0 ritardo(2000); // attendi 2 secondi servo1.write (90); // imposta l'angolo di rotazione su 90 ritardo(2000); // attendi 2 secondi servo1.write (180); // imposta l'angolo di rotazione su 180 ritardo(2000); // aspetta 2 secondi)

Spiegazioni per il codice:

La libreria standard Servo.h contiene una serie di comandi aggiuntivi che possono semplificare notevolmente lo sketch;
La variabile Servo è necessaria per evitare confusione quando si collegano più servi ad Arduino. Assegniamo a ciascuna unità un nome diverso;
Il comando servo1.attach(10) collega l'azionamento all'uscita analogica 10.
Nel programma ruotiamo l'azionamento di 0-90-180 gradi e lo riportiamo nella posizione iniziale, poiché la procedura del void loop viene ripetuta ciclicamente.

Servocomando con potenziometro

Collegamento di servo e potenziometro ad Arduino Uno

Arduino ti consente non solo di controllare, ma anche di leggere le letture dal servoazionamento. Il comando myservo.read(0) legge l'angolo di rotazione corrente del servoalbero e possiamo vederlo sul monitor della porta. Forniamo un esempio più complesso di controllo di un servoazionamento con un potenziometro su Arduino. Costruisci un circuito del potenziometro e carica lo schizzo del servocontrollo.

Schizzo per un servo con un potenziometro

#includere // collega la libreria per lavorare con il servoazionamento Servoservo; // dichiara una variabile servo di tipo "servo" void setup()(servo.attach(10); // associa il servo all'uscita analogica 10 modalità pin(A0,INPUT); // collega un potenziometro all'ingresso analogico A0 Serial.begin(9600); // collega il monitor della porta) void loop () ( servo.write(analogRead(A0)/4); // passa i valori per il servoalbero Seriale .println(analogRead(A0)); // visualizza le letture del potenziometro sul monitor Seriale .println(analogRead(A0)/4); // emette il segnale inviato al servoazionamento Serial.println(); // invia una riga vuota al monitor della porta ritardo(1000); // ritarda un secondo }

Spiegazioni per il codice:

Questa volta abbiamo chiamato il servo nello schizzo come servo ;
Il comando servo.write(analogRead(A0)/4) trasmette i valori per l'albero del servoazionamento: dividiamo la tensione risultante dal potenziometro per quattro e inviamo questo valore al servoazionamento.
Il comando Serial.println (servo.read(10)) legge l'angolo dell'albero del servo e lo passa al monitor della porta.

I servomotori sono spesso utilizzati in vari progetti Arduino per varie funzioni: strutture girevoli, parti mobili di meccanismi. Poiché il servomotore si sforza costantemente di mantenere un determinato angolo di rotazione, preparatevi a un maggiore consumo energetico. Ciò sarà particolarmente sensibile nei robot autonomi alimentati da batterie o batterie ricaricabili.

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Nonostante i sistemi di controllo automatizzati siano entrati nella nostra vita quotidiana, non tutti conoscono il servoazionamento. Cos'è? È un sistema che implementa processi dinamici ad alta precisione. Il dispositivo è costituito da un motore, un sensore e un'unità di controllo che garantisce l'elaborazione della velocità, della posizione e della coppia richieste.

I servoazionamenti includono vari amplificatori e controller, ma il termine è più comunemente usato nei sistemi automatici per riferirsi a un azionamento elettrico con feedback di posizione negativo. La base è la regolazione del funzionamento del motore elettrico quando viene fornito un segnale di controllo.

Come funziona un servoazionamento?

Di cosa si tratta è più facile da capire se consideriamo la progettazione e il funzionamento del dispositivo. Il servoazionamento elettromeccanico è alloggiato in un alloggiamento. Le sue caratteristiche sono design, tensione operativa, frequenza e coppia. Sulla base delle letture del sensore, viene ricevuto un segnale dal controller o dal microcircuito per regolare il funzionamento del servomotore.

Il dispositivo più semplice è un motore CC, un circuito di controllo e un potenziometro. Il progetto prevede la presenza di un riduttore per ottenere una determinata velocità di movimento dell'albero di uscita.

Circuito di controllo

Il servoazionamento può essere collegato utilizzando un semplice circuito con un timer NE555 in modalità generatore di impulsi.

La posizione dell'albero motore è determinata dall'ampiezza dell'impulso, impostata dal resistore variabile R1. I segnali devono essere forniti dal generatore in modo continuo, ad esempio ogni 20 ms. Quando viene ricevuto un comando (spostamento del motore del resistore), l'albero di uscita del cambio ruota e viene impostato su una determinata posizione. Se esposto a influenze esterne, resisterà, cercando di rimanere sul posto.

Controllo meccanico del sistema di riscaldamento

Servoazionamento: che cos'è? Ciò è ben compreso dal suo funzionamento in un sistema a pavimento riscaldato come dispositivo che regola il flusso del liquido di raffreddamento. Se lo fai manualmente, dovrai girare continuamente le valvole sui collettori, poiché il flusso di acqua calda fornita ai circuiti di riscaldamento è variabile.

Per la regolazione automatica degli impianti di riscaldamento a pavimento vengono utilizzati diversi dispositivi. La più semplice è una testina termica montata su una valvola di controllo. È costituito da una manopola di regolazione meccanica, un meccanismo a molla e un soffietto collegato ad uno spintore. All’aumentare della temperatura si riscalda il toluene all’interno del soffietto, che si espande e preme sullo stelo della valvola chiudendola. Il flusso del liquido di raffreddamento viene bloccato e inizia a raffreddarsi nel circuito di riscaldamento. Una volta raffreddato ad un livello predeterminato, il soffietto apre nuovamente la valvola e una nuova porzione di acqua calda entra nel sistema.

Su ciascun circuito di riscaldamento sono installati dei regolatori meccanici che vengono regolati manualmente, dopodiché la temperatura viene automaticamente mantenuta costante.

Servoazionamento elettrico per il riscaldamento

Un dispositivo più avanzato è un servoazionamento elettrico per il riscaldamento o il riscaldamento a pavimento. Comprende un sistema di meccanismi interconnessi che mantengono la temperatura dell'aria interna.

Il servoazionamento del riscaldamento funziona insieme a un termostato montato a parete. Sulla tubazione di alimentazione, davanti al collettore a pavimento riscaldato ad acqua, è installato un rubinetto elettrico. Quindi viene effettuato il collegamento, viene fornita l'alimentazione a 220 V e la modalità desiderata viene impostata sul termostato. Il sistema è dotato di due sensori: uno nel pavimento e l'altro nella stanza. Trasmettono i comandi al termostato, che controlla un servomotore collegato al rubinetto. La precisione del controllo sarà maggiore se si installa il dispositivo all'aperto, poiché le condizioni climatiche cambiano costantemente e influenzano la temperatura interna.

Il servomotore controlla una valvola a due o tre vie. Il primo modifica la temperatura del liquido di raffreddamento nell'impianto di riscaldamento. Una valvola a tre vie con servoazionamento mantiene costante la temperatura, ma modifica il flusso di acqua calda fornita ai circuiti. Contiene 2 ingressi per il liquido caldo (condotta di alimentazione) e il liquido freddo (ritorno). C'è una sola uscita, attraverso di essa viene fornita una miscela con una determinata temperatura. La valvola garantisce la miscelazione dei flussi, regolando così l'apporto di calore ai collettori. Se uno degli ingressi si apre, l'altro inizia a chiudersi. In questo caso la portata in uscita rimane costante.

Servocofano bagagliaio

Le auto moderne sono per lo più prodotte con l'apertura e la chiusura automatica del bagagliaio. Ciò richiede l'installazione di un servoazionamento. I produttori utilizzano 2 metodi per fornire alle auto tale opzione. Un'opzione affidabile è un azionamento pneumatico, ma è più costoso. La trazione elettrica è controllata in diversi modi tra cui scegliere:

dal telecomando;
pulsante sul pannello della porta conducente;
maniglia sul cofano del bagagliaio.

L'apertura manuale non è sempre conveniente, soprattutto in inverno, quando la serratura potrebbe gelare. Il servoazionamento del bagagliaio è combinato con una serratura, che protegge ulteriormente l'auto da accessi non autorizzati.

I dispositivi vengono utilizzati su auto straniere, ma se lo si desidera possono essere installati su modelli domestici. È preferibile utilizzare un azionamento con motore elettrico.

Esistono anche dispositivi con piastre magnetiche, ma sono più complessi e vengono utilizzati meno frequentemente.

I più economici sono gli apparecchi elettrici progettati solo per l'apertura. Puoi scegliere un'azionamento del bagagliaio costituito da un motore elettrico con un meccanismo inerziale che si spegne quando si verifica un ostacolo al movimento. I modelli costosi sono costituiti da un dispositivo per sollevare e abbassare il coperchio, un meccanismo di bloccaggio più vicino, un controller e sensori.

L'installazione e la regolazione del servomotore del cofano bagagliaio vengono eseguite in fabbrica, ma è possibile installare autonomamente dispositivi semplici.

Caratteristiche del servoazionamento

I dispositivi sono disponibili nei tipi analogici e digitali. Le unità non hanno un aspetto diverso, ma la differenza tra loro è significativa. Questi ultimi hanno un'elaborazione dei comandi più accurata, poiché il controllo viene effettuato da microprocessori. I programmi vengono scritti e immessi per i servi. I dispositivi analogici funzionano da segnali provenienti da microcircuiti. I loro vantaggi sono un dispositivo semplice e un prezzo più basso.

I parametri principali per la selezione sono i seguenti:

Nutrizione. La tensione viene fornita tramite tre fili. Il bianco trasmette un impulso, il rosso trasmette la tensione operativa, il nero o il marrone sono neutri.
Dimensioni: dispositivi large, standard e micro.
Velocità. Determina per quanto tempo l'albero ruoterà di un angolo di 60 0. I dispositivi economici hanno una velocità di 0,22 secondi. Se è richiesta un'alta velocità, sarà 0,06 secondi.
La grandezza del momento. Il parametro è prioritario, poiché una coppia bassa rende più difficile il controllo.

Come controllare il servo digitale?

Gli azionamenti sono collegati a controllori programmabili, tra i quali è ben noto Arduino. Il collegamento alla sua scheda avviene tramite tre fili. Due tensioni di alimentazione e la terza trasporta un segnale di controllo.

Le istruzioni per un servoazionamento a controllo digitale prevedono la presenza nel controller di un semplice programma che consente di leggere le letture dal potenziometro e convertirle in numeri. Viene quindi convertito in un comando di trasmissione per ruotare l'albero del servo in una posizione specifica. Il programma viene scritto su disco e quindi trasferito al controller.

Conclusione

Abbiamo dato uno sguardo più da vicino al servoazionamento. Di cosa si tratta diventerà chiaro quando sarà necessaria l'automazione di vari processi in cui è necessario ruotare e mantenere l'albero del motore elettrico in una determinata posizione. I dispositivi sono disponibili in versione analogica e digitale. Questi ultimi hanno trovato un'applicazione più ampia grazie al loro elevato livello di risoluzione, elevata potenza e precisione di posizionamento.

Le moderne attrezzature ad alta tecnologia prevedono l'uso di elementi di design che consentono movimenti dinamici costanti con controllo costante dell'angolo di rotazione dell'albero, nonché la capacità di controllare la velocità nei dispositivi elettromeccanici. L'intera gamma di problemi di questo tipo può essere risolta utilizzando i servomotori. Sono un sistema di azionamento elettrico che consente un controllo efficiente della velocità entro l'intervallo richiesto. L'utilizzo di questo tipo di dispositivi consente di implementare la ripetibilità periodica dei processi con alta frequenza. I servomotori rappresentano un'opzione innovativa per gli azionamenti elettrici, motivo per cui sono ampiamente utilizzati nell'ingegneria meccanica e in altri settori. Tali dispositivi combinano un'elevata efficienza operativa e bassi livelli di rumore.

Progettazione del servomotore

La progettazione del servomotore richiede i seguenti elementi:

Rotore;
statore;
Componenti destinati alla commutazione (spine o morsettiere);
Sensore di feedback (encoder);
Unità di controllo, monitoraggio e correzione;
Accensione e spegnimento del sistema;
Alloggiamenti (nei motori del tipo a cassa)

La principale differenza progettuale tra i dispositivi in esame e i motori DC e AC convenzionali, dotati o senza spazzole, è la capacità di controllarli modificando la velocità, la coppia e la posizione del rotore.

Il motore può essere acceso e spento utilizzando il sistema meccanico(resistori, potenziometri, ecc.) o elettronico tipo (microprocessore). Si basa sul principio del confronto dei dati del sensore di feedback e del valore impostato con la tensione fornita tramite il relè al dispositivo. I progetti più high-tech tengono conto anche dell'inerzia del rotore, garantendo accelerazioni e frenate fluide.

Concettualmente, tutti i servomotori possono essere classificati come attuatori ad alta potenza per sistemi, macchine e dispositivi di posizionamento di precisione. Il compito principale del servomotore è posizionare l'attuatore esattamente nel punto desiderato dello spazio.

Principio di funzionamento

L'aspetto principale del funzionamento dei servomotori sono le condizioni del suo funzionamento all'interno del sistema Codici G, cioè comandi di controllo contenuti in un programma speciale. Se consideriamo questo problema usando un esempio CNC, quindi i servomotori funzionano in interazione con convertitori che modificano il valore della tensione sull'armatura o sull'avvolgimento di eccitazione del motore, in base al livello della tensione in ingresso. Tipicamente, l'intero sistema è controllato utilizzando un rack CNC. Quando si riceve un comando dal rack per percorrere una certa distanza lungo l'asse delle coordinate X, nella sottounità del convertitore digitale-analogico del rack viene creata una tensione di una certa entità, che viene trasmessa per alimentare l'azionamento del valore specificato coordinata. Nel servomotore inizia la rotazione della vite di comando, alla quale sono collegati l'encoder e il corpo esecutivo della macchina. Nella prima vengono generati degli impulsi che vengono conteggiati dal cavalletto. Il programma prevede che ad un certo numero di segnali provenienti dall'encoder corrisponda una certa distanza di passaggio dell'attuatore. Quando viene ricevuto il numero richiesto di impulsi, il convertitore analogico produce un valore di tensione di uscita pari a zero e il servomotore si arresta. In caso di spostamento sotto l'influenza esterna degli elementi di lavoro della macchina, viene generato un impulso sull'encoder, calcolato dalla cremagliera, viene applicata una tensione di disadattamento all'azionamento e l'armatura del motore viene ruotata fino a quando non viene raggiunto un valore di disadattamento pari a zero. ottenuto. Di conseguenza, l'elemento di lavoro della macchina viene mantenuto con precisione in una determinata posizione.

Tipi di servomotori

Come altri dispositivi, i servomotori sono disponibili in diverse versioni. Questi tipi di prodotti sono:

Collettore;
Senza collezionista.

I dispositivi possono essere alimentati sia con corrente continua che alternata. I servomotori CA sono relativamente economici. I prodotti sono disponibili sul mercato anche in versione asincrona e sincrona. Nella versione sincrona, durante il funzionamento del prodotto, il movimento del campo magnetico coincide con la rotazione del rotore, quindi la loro direzione rispetto allo statore coincide. I dispositivi asincroni vengono controllati modificando i parametri della corrente di alimentazione (modificandone la frequenza utilizzando un inverter). I servomotori azionati da corrente continua sono contrassegnati con l'abbreviazione DC. Questo tipo di prodotto viene utilizzato nella maggior parte dei casi in apparecchiature destinate al funzionamento continuo, poiché si distinguono per una maggiore stabilità durante il funzionamento.

Specifiche del servomotore

Le caratteristiche operative dei motori sincroni e asincroni sono leggermente diverse.

Servomotori sincroni	Servomotori asincroni
Hanno un'elevata dinamica di lavoro (la velocità di transizione da uno stato statico a uno dinamico).	Hanno una dinamica media e alta al lavoro.
Durante i periodi di momenti elevati, i carichi inerziali sono moderatamente ben regolati.	Alle coppie di picco dei carichi inerziali, sono ben regolati.
In grado di sopportare elevati sovraccarichi (fino a 6 Mn a seconda del tipo di unità).	La capacità di sovraccarico si avvicina a tre volte il valore.
Hanno un limite elevato di carichi termici consentiti quando funzionano a lungo nell'intera gamma di velocità di rotazione dell'albero.	I motori sono in grado di sopportare elevati carichi termici, il cui livello dipende dalla velocità di rotazione dell'albero.
Il raffreddamento del prodotto avviene mediante tecnologia a convezione, nonché mediante l'utilizzo di dissipatori di calore appositamente progettati o mediante radiazione termica.	Il raffreddamento delle parti del meccanismo viene effettuato utilizzando una girante posta sull'albero o con mezzi forzati.
Controllo della velocità dell'albero di alta qualità.	La velocità dell'albero è controllata con un elevato livello di qualità.
È possibile il funzionamento a lungo termine con coppia di avviamento a basse velocità.	Gli elevati carichi termici rendono impossibile il funzionamento a lungo termine a basse velocità senza il raffreddamento forzato.
Il convertitore (a seconda delle caratteristiche) consente di regolare la velocità di rotazione nell'intervallo da 1 a 5000 e anche di più.	La velocità di rotazione è controllata da un convertitore con grande efficienza nell'intervallo da 1 a 5000 e oltre.
A basse velocità si osservano pulsazioni di coppia.	Durante il funzionamento le pulsazioni di coppia sono praticamente assenti.

Aree di applicazione dei servomotori

Grazie alla loro elevata dinamica, all'eccellente precisione di posizionamento e alla resistenza ai sovraccarichi dei servomotori, vengono utilizzati in vari campi di attività. Per la maggior parte, questi tipi di prodotti vengono utilizzati nell'industria metallurgica, nella fabbricazione di dispositivi di avvolgimento, estrusori, meccanismi destinati allo stampaggio a iniezione di prodotti in plastica, attrezzature per la stampa e l'imballaggio, nell'industria alimentare e nel processo di produzione delle bevande . I dispositivi sono anche parte integrante di macchine CNC, attrezzature di pressatura e stampaggio, linee di produzione automobilistica, ecc. Direzione principale le applicazioni dei servomotori sono gli azionamenti di avanzamento e le macchine utensili di posizionamento sistemi controllati da programmi digitali.

Collegamento dei servi

Quando si collega un servomotore, assicurarsi innanzitutto che i cavi di alimentazione siano collegati correttamente. I servomotori hanno due gruppi di fili. Alimentazione (alimentazione) e cavi dall'encoder. Nel pacchetto sono presenti 3 cavi di alimentazione; sono collegati al driver. I cavi dell'encoder sono collegati alla porta COM del driver. Il tipo di cibo e la sua quantità dipendono dal tipo di prodotto.

La maggior parte dei servi piccoli hanno 3 fili. 1 filo è comune, 1 filo è positivo e 3 fili sono il segnale, dal sensore di velocità. Questo circuito di alimentazione è comune per i servi a bassa velocità e bassa potenza che hanno un cambio nel loro design.

Si consiglia di utilizzare conduttori intrecciati schermati per trasmettere i segnali di controllo. Per eliminare la possibilità di interferenze da campi elettromagnetici, non è necessario posizionare il cavo di alimentazione e i fili di controllo uno accanto all'altro. Dovrebbero trovarsi ad una distanza di almeno trenta centimetri.

Vantaggi e svantaggi dei servomotori

I servomotori sono silenziosi e fluidi nel funzionamento. Si tratta di prodotti affidabili e senza problemi, motivo per cui sono ampiamente utilizzati nella creazione di attuatori critici. Alta velocità e precisione di movimento possono essere garantite anche a basse velocità. Tale motore può essere selezionato dall'utente in base alle prossime attività da risolvere. Gli svantaggi includono l'alto costo del modulo e la complessità della sua configurazione. La produzione di servomotori richiede attrezzature industriali ad alta tecnologia.

Pertanto, i consumatori possono acquistare i servomotori che meglio si adattano alle condizioni dell'operazione imminente, creando un attuatore altamente affidabile e funzionale.