Kas yra servo pavara? Kaip veikia servo pavara?

Servo pavara – servovariklis yra elektrinis variklis, veikiantis grįžtamojo ryšio principu. Iš variklio rotoriaus sukimasis per greičių dėžę perduodamas į valdymo mechanizmą, grįžtamąjį ryšį suteikia valdymo blokas, kuris yra prijungtas prie jutiklio, kuris valdo sukimosi kampą.
Servovarikliai yra naudojami automobiliuose, kad būtų užtikrintas linijinis ir kampinis elementų, kurių tiksli padėtis keliami dideli reikalavimai, judėjimas. Servo pavaros veikimo principas pagrįstas elektros variklio veikimo reguliavimu, kad būtų vykdomas valdymo signalas.

Servo pavara - sudėtis ir paskirtis

Jei valdymo signalas nurodo kampą, kuriuo sukasi variklio išėjimo velenas, jis paverčiamas taikomąja įtampa. Grįžtamajam ryšiui gauti naudojamas jutiklis, matuojantis vieną iš variklio išėjimo charakteristikų. Jutiklio surinktus rodmenis apdoroja valdymo blokas, tada reguliuojamas servovariklio darbas.

Servo pavaros konstrukciją sudaro elektromechaninis blokas, kurio elementai yra viename korpuse. Servo pavarą sudaro pavarų dėžė, elektros variklis, valdymo blokas ir jutiklis.

Pagrindinės servo pavaros charakteristikos yra darbinė maitinimo įtampa, sukimo momentas, sukimosi greitis, medžiagos ir konstrukcija, naudojamos konkrečiame modelyje.

Servo pavara – konstrukcija ir veikimo ypatybės

Šiuolaikiniuose servo įrenginiuose naudojami dviejų tipų elektros varikliai: tuščiaviduris rotorius ir šerdis. Pagrindiniai varikliai turi rotorių su apvija, o aplink jį yra nuolatinės srovės magnetai. Šių elektros variklių ypatumas – sukant švytuoklę atsiranda vibracijų, dėl kurių sumažėja kampinių judesių tikslumas.

Varikliai su tuščiaviduriu rotoriu šio trūkumo neturi, tačiau yra brangesni dėl sudėtingos gamybos technologijos.

Servo pavaros pavarų dėžės reikalingos norint sumažinti sukimosi greitį ir padidinti išėjimo veleno sukimo momentą. Daugelyje servo pavarų dėžių yra cilindrinės pavaros, pavaros, pagamintos iš polimerinių medžiagų ir metalo. Metalinės pavarų dėžės pasižymi didele kaina, tačiau tuo pat metu išsiskiria tvirtumu ir ilgaamžiškumu.

Priklausomai nuo reikalingo veikimo tikslumo, servosai gali naudoti plastikines įvores arba rutulinius guolius, kad išvesties velenas būtų suderintas su korpusu.

Servo pavara taip pat skiriasi naudojamo valdymo bloko tipu, kuris yra analoginis arba skaitmeninis. Skaitmeniniai blokai užtikrina tikslesnį pagrindinio servo pavaros elemento padėties nustatymą ir didesnį atsako greitį.

Ar jums patiko straipsnis? Pasidalinkite su draugais socialiniuose tinkluose!

Servo varikliai yra elektromechaninės pavaros tipas, kuris nepertraukiamai sukasi kaip nuolatinės srovės/kintamosios srovės ar žingsniniai varikliai, o juda į tam tikrą padėtį ir ją palaiko. Jie naudojami ten, kur nereikia nuolatinio sukimosi. Servo pavaros naudojamos ten, kur reikia pereiti į konkrečią padėtį, tada sustoti ir išlaikyti padėtį.Dažniausiai naudojami servovarikliai – valdyti orlaivių ir valčių vairo padėtį ir kt. Šiose srityse efektyviai naudojami servosai, nes vairo nereikia pasukti 360 laipsnių kampu ir jam nereikia nuolatinio sukimosi kaip ratams. Servo pavaros taip pat naudoja grįžtamojo ryšio mechanizmą, todėl gali apdoroti klaidas ir jas ištaisyti nustatant padėtį. Tokia sistema vadinama sekimas. Taigi, jei oro srautas daro spaudimą ant vairo ir jį nukreipia, tada servo pritaikys jėgą priešinga kryptimi ir bandys ištaisyti klaidą. Pavyzdžiui, jei liepsite servo eiti ir užsifiksuoti 30 laipsnių kampu. o tada pabandyk pasukti ranka, servos bandys įveikti jėgą ir išlaikyti nurodytą kampą.

Servo pavaros taip pat naudojamos valdant RC automobilių vairą, robotiką ir kt.Yra daug servo tipų, tačiau čia mes sutelksime dėmesį į taimaži servo taip vadinamihobis. Hobby variklis ir jo valdymo mechanizmaspastatytas į vieną bloką.Sujungimas atliekamas naudojant tris jungiamuosius laidus. Mes naudosime servoFutabaS3003.

FutabaS3003 laidai.

1.RAUDONA -> Padėties valdymas, maitinimas +4,8V iki 6V

2.JUODAS->Įžeminimas

3.BALTAS -> Valdymo signalas.

Servo pavaros valdymas.

Lengva valdyti servo mikrovaldiklio pagalba, nereikės jokių išorinių tvarkyklių.Tiesiog davus valdymo signalą servo padės bet kokiu kampu.Valdymo signalo dažnis dažniausiai būna 50hz(t. y. 20 ms periodas), o impulso trukmė nurodo kampą.

Dėl FutabaS3003Išsiaiškinau tokį sinchronizavimąRyšys tarp impulso pločio ir servo sukimosi kampo pateiktas žemiau. Atkreipkite dėmesį, kad šis servo gali pasisukti tik nuo 0 iki 180 laipsnių.

0,388 ms = 0 laipsnių.
1,264 ms = 90 laipsnių.
(Neutrali padėtis) 2,14 ms = 180 laipsnių.

Servo variklio valdymas.

Servo varikliams valdyti galite naudoti AVR mikrovaldiklį su PWM funkcija. Tokiu būdu PWM automatiškai generuos servo blokavimo signalus, o valdiklio CPU bus atlaisvintas kitoms užduotims.Norėdami suprasti, kaip galite konfigūruoti ir naudoti PWM, turite turėti pagrindinių žinių apie AVR aparatūros laikmačius ir PWM modulius.

Čia naudosime AVR laikmačio modulį.kuris yra 16 bitų laikmatis ir turi du PWM kanalus (A ir B).

CPU dažnis yra 16 MHz, šis dažnis yra didžiausias dažnis, kuriuo gali veikti dauguma AVR. Taip pat naudosime dažnio daliklį iš 64.Taigi laikmatis gaus 16MHz/64 =250khz (4 µs). Nustatykite laikmatį į 14 režimą.

Laikmačio funkcijos 14 režimu

FAST PWM režimas
T T OP reikšmė = ICR1

Taigi mes nustatome ICR1A = 4999, tai suteikia mums 20 ms (50 Hz) PWM periodą. Įsitikinkite, kad išvesties režimas yra nustatytas į teisingus nustatymus COM1A1, COM1A0 (PWM kanalui) ir COM1B1, COM1B0 (PWM kanalui B)

COM1A1 = 1 ir COM1A0 = 0 (PWM šaltinis)

COM1B1 = 1 ir COM1B0 = 0 (PWM kanalas B)

Dabar darbo ciklą galima nustatyti nustatant OCR1A ir OCR1B registrus.Šie du PWM periodo valdymo registraiKadangi laikmačio laikotarpis yra 4 µs(atminkite, kad 16 MHz padalytas iš 64) Galime apskaičiuoti vertes, kurių reikia norint pasukti servo tam tikru kampu.

§ Servo kampas 0 laipsnių reikalauja 0,388 ms (388 uS) impulso pločio, todėl OCR1A vertė = 388us / 4us = 97

§ 90 laipsnių servo kampui reikalingas 1,264 ms (1264 uS) impulso plotis, todėl OCR1A vertė = 1264us/4us = 316

§ Servo kampui 180 laipsnių reikia 2,140 ms (2140 uS) impulso pločio, todėl OCR1A vertė = 2140us/4us = 535

Taigi, mes galimeapskaičiuoti vertęOCR1A (arba OCR1B antrajam servo įrenginiui) bet kokiam kampui. Atminkite, kad OCR1x vertės svyruoja nuo 97 iki 535, kai kampai yra nuo 0 iki 180 laipsnių.

Variklio valdymo programa.

Žemiau pateikiama demonstracinė programa, kurioje parodyta, kaip naudoti servovariklius su AVR mikrovaldikliu. Programos veikimas labai paprastas, pradedama nuo laikmačio ir PWM inicijavimo.Pradžioje servo fiksuojamas 0 laipsnių kampu, o po to juda į 90 laipsnių ir šiek tiek palaukęs persikelia į 135 laipsnius ir galiausiai iki 180 laipsnių. Šis procesas kartojamas tol, kol diskas yra prijungtas prie maitinimo šaltinio.

Parametrai tinkamam programos veikimui.

MAŽAS Lydusis saugiklis= 0xFF ir AUKŠTAS saugiklis= 0xC9
Dažnis = 16 MHz.
Servo variklio antspaudas Futaba S3003.
MCU yra AtMega32 arba ATmega16 vieno lusto mikrovaldiklis.

Schema

PROGRAMOS:

Šioje pamokoje apžvelgsime servo konstrukciją ir veikimo principą. Pažvelkime į du paprastus eskizus, kaip valdyti servo pavarą naudojant potenciometrą „Arduino“. Taip pat išmoksime naujų komandų C++ programavimo kalba − servo.rašyti, servo.skaityti, servo.pritvirtinti ir sužinokite, kaip eskizuose prijungti biblioteką, kad galėtumėte valdyti servo ir kitus įrenginius per Arduino.

Servomotorinis įtaisas (servo)

Servo pavara (servovariklis) yra svarbus elementas kuriant įvairius robotus ir mechanizmus. Tai preciziškas atlikėjas, turintis grįžtamąjį ryšį, leidžiantį tiksliai valdyti mechanizmų judesius. Kitaip tariant, gavęs valdymo signalo reikšmę įėjime, servovariklis stengiasi išlaikyti šią vertę savo pavaros išėjime.

Servos plačiai naudojamos mechaniniams robotų judesiams imituoti. Servo pavara susideda iš jutiklio (greičio, padėties ir kt.), pavaros valdymo bloko iš mechaninės sistemos ir elektroninės grandinės. Prietaiso pavarų dėžės (krumpliaračiai) gaminamos iš metalo, anglies arba plastiko. Plastikinės servomotorinės pavaros negali atlaikyti didelių apkrovų ir smūgių.

Servo variklyje yra įmontuotas potenciometras, kuris yra prijungtas prie išėjimo veleno. Sukant veleną, servo pavara keičia įtampos vertę potenciometre. Plokštė analizuoja įvesties signalo įtampą ir lygina ją su potenciometro įtampa, remdamasis gautu skirtumu, variklis suksis tol, kol išlygins įtampą išėjime ir potenciometre.

Servo valdymas naudojant impulsų pločio moduliaciją

Kaip prijungti servo prie Arduino

Servo pavaros prijungimo schema prie Arduino paprastai yra tokia: juodą laidą prijunkite prie GND, raudoną laidą prijunkite prie 5 V, o oranžinį / geltoną laidą - prie analoginio kaiščio su PWM (impulso pločio moduliacija). „Arduino“ servo pavarą valdyti gana paprasta, tačiau servo sukimosi kampai yra 180° ir 360°, į kuriuos reikėtų atsižvelgti robotikoje.

Šiai pamokai mums reikės šios informacijos:

Arduino Uno / Arduino Nano / Arduino Mega lenta;
Bandomoji Lenta;
USB kabelis;
1 servo pavara;
1 potenciometras;
Laidai "vyras-vyras" ir "vyras-vyras".

Pirmajame eskize apžvelgsime, kaip valdyti servo „Arduino“ naudojant komandą myservo.write(0). Taip pat naudosime standartinę Servo.h biblioteką. Prijunkite servo prie Arduino plokštės pagal schemą aukščiau esančioje nuotraukoje ir įkelkite gatavą eskizą. Void loop() procedūroje mes tiesiog nustatysime servo reikiamą sukimosi kampą ir laukimo laiką iki kito sukimosi.

„Arduino“ servo pavaros eskizas

#įtraukti Servo servo1; // deklaruoti "servo1" tipo servo kintamąjį void setup()(servo1.attach(11); // prijunkite servo prie 11 analoginio išvesties) void loop () ( servo1.write (0); // nustatykite sukimosi kampą į 0 delsimas (2000); // palaukite 2 sekundes servo1.write (90); // nustatykite sukimosi kampą į 90 delsimas (2000); // palaukite 2 sekundes servo1.write (180); // nustatykite sukimosi kampą į 180 delsimas (2000); // palaukite 2 sekundes)

Kodo paaiškinimai:

Standartinėje Servo.h bibliotekoje yra papildomų komandų rinkinys, kuris gali žymiai supaprastinti eskizą;
Servo kintamasis yra būtinas, kad būtų išvengta painiavos prijungiant kelis servo įrenginius prie Arduino. Kiekvienam diskui suteikiame skirtingą pavadinimą;
Komanda servo1.attach(10) susieja diską su analogine išvestimi 10.
Programoje pavarą pasukame 0–90–180 laipsnių ir grąžiname į pradinę padėtį, nes tuščiosios kilpos procedūra kartojama cikliškai.

Servo valdymas su potenciometru

Servo ir potenciometro prijungimas prie Arduino Uno

„Arduino“ leidžia ne tik valdyti, bet ir skaityti rodmenis iš servo pavaros. Komanda myservo.read(0) nuskaito esamą servo veleno sukimosi kampą ir matome jį prievado monitoriuje. Pateiksime sudėtingesnį servo pavaros valdymo potenciometru „Arduino“ pavyzdį. Sukurkite potenciometro grandinę ir įkelkite servo valdymo eskizą.

Servo su potenciometru eskizas

#įtraukti // prijunkite biblioteką darbui su servo disku Servo servo; // deklaruoti "servo" tipo servo kintamąjį void setup()(servo.attach(10); // prijunkite servo prie analoginio išvesties 10 pinMode(A0,INPUT); // prijunkite potenciometrą prie analoginio įvesties A0 Serial.begin(9600); // prijunkite prievado monitorių) void loop () ( servo.write(analogRead(A0)/4); // perduoda servo veleno vertes Serijinis .println(analogRead(A0)); // monitoriuje rodomi potenciometro rodmenys Serijinis .println(analogRead(A0)/4); // išveda signalą, siunčiamą į servo pavarą Serial.println(); // išveda tuščią eilutę į prievado monitorių delsimas (1000); // atidėti vieną sekundę }

Kodo paaiškinimai:

Šį kartą eskizą servo pavadinome kaip servo ;
Komanda servo.write(analogRead(A0)/4) perduoda servo pavaros veleno vertes - gautą potenciometro įtampą padaliname iš keturių ir siunčiame šią reikšmę į servo pavarą.
Komanda Serial.println (servo.read(10)) nuskaito servo veleno kampą ir perduoda jį prievado monitoriui.

Servovarikliai dažnai naudojami įvairiuose Arduino projektuose įvairioms funkcijoms atlikti: tekinimo konstrukcijoms, judančioms mechanizmų dalims. Kadangi servo variklis nuolat stengiasi išlaikyti tam tikrą sukimosi kampą, būkite pasiruošę didesniam energijos suvartojimui. Tai bus ypač jautru autonominiuose robotuose, maitinamuose baterijomis arba įkraunamomis baterijomis.

Taip pat dažnai skaitykite:

Nepaisant to, kad automatizuotos valdymo sistemos pateko į mūsų kasdienį gyvenimą, ne visi žino apie servo pavarą. Kas tai yra? Tai sistema, įgyvendinanti didelio tikslumo dinaminius procesus. Įrenginys susideda iš variklio, jutiklio ir valdymo bloko, kuris užtikrina reikiamo greičio, padėties ir sukimo momento apdorojimą.

Servo pavaros apima įvairius stiprintuvus ir valdiklius, tačiau šis terminas dažniau vartojamas automatinėse sistemose, nurodant elektrinę pavarą su neigiamu padėties grįžtamuoju ryšiu. Pagrindas yra elektros variklio veikimo reguliavimas, kai tiekiamas valdymo signalas.

Kaip veikia servo pavara?

Kas tai yra, lengviau suprasti, jei atsižvelgsime į įrenginio konstrukciją ir veikimą. Elektromechaninis servo pavaros blokas yra viename korpuse. Jo charakteristikos yra konstrukcija, darbinė įtampa, dažnis ir sukimo momentas. Remiantis jutiklio rodmenimis, iš valdiklio arba mikroschemos gaunamas signalas, skirtas reguliuoti servovariklio veikimą.

Paprasčiausias prietaisas yra nuolatinės srovės variklis, valdymo grandinė ir potenciometras. Konstrukcija numato, kad yra pavarų dėžė, kad būtų pasiektas tam tikras išėjimo veleno judėjimo greitis.

Valdymo grandinė

Servo pavarą galima prijungti naudojant paprastą grandinę su NE555 laikmačiu impulsų generatoriaus režimu.

Variklio veleno padėtis nustatoma pagal impulso plotį, kurį nustato kintamasis rezistorius R1. Signalus generatorius turi teikti nuolat, pavyzdžiui, kas 20 ms. Gavus komandą (judinant rezistorių variklį), pavarų dėžės išėjimo velenas sukasi ir nustatomas į tam tikrą padėtį. Veikiamas išorinio poveikio, jis priešinsis, stengsis likti vietoje.

Mechaninis šildymo sistemos valdymas

Servo pavara - kas tai? Tai puikiai supranta jo veikimas šildomų grindų sistemoje kaip prietaisas, reguliuojantis aušinimo skysčio srautą. Jei tai darysite rankiniu būdu, turėsite nuolat sukti kolektorių vožtuvus, nes į šildymo kontūrus tiekiamo karšto vandens srautas yra kintamas.

Grindinio šildymo sistemoms automatiškai reguliuoti naudojami įvairūs įrenginiai. Paprasčiausia yra šiluminė galvutė, sumontuota ant valdymo vožtuvo. Jį sudaro mechaninė reguliavimo rankenėlė, spyruoklinis mechanizmas ir silfonas, sujungtas su stūmikliu. Kylant temperatūrai įkaista dumplių viduje esantis toluenas, kuris plečiasi ir spaudžia vožtuvo kotą, jį uždarydamas. Aušinimo skysčio srautas blokuojamas ir jis pradeda vėsti šildymo kontūre. Atvėsus iki nustatyto lygio, silfonas vėl atidaro vožtuvą ir į sistemą patenka nauja karšto vandens dalis.

Kiekviename šildymo kontūre montuojami mechaniniai reguliatoriai, reguliuojami rankiniu būdu, po kurio temperatūra automatiškai palaikoma pastovi.

Elektrinė servo pavara šildymui

Pažangesnis įrenginys yra elektrinė servo pavara, skirta šildymui arba grindų šildymui. Ji apima tarpusavyje sujungtų mechanizmų sistemą, kuri palaiko patalpų oro temperatūrą.

Šildymo servo pavara veikia kartu su termostatu, kuris montuojamas ant sienos. Ant tiekimo vamzdžio, prieš vandens šildomų grindų kolektorių, sumontuotas elektrinis čiaupas. Tada pajungiama, tiekiama 220 V maitinimas ir ant termostato nustatomas norimas režimas. Sistemoje yra du jutikliai: vienas grindyse, o kitas patalpoje. Jie perduoda komandas termostatui, kuris valdo prie maišytuvo prijungtą servovariklį. Valdymo tikslumas bus didesnis, jei įrenginį montuosite lauke, nes klimato sąlygos nuolat kinta ir daro įtaką patalpų temperatūrai.

Servovariklis valdo dviejų arba trijų krypčių vožtuvą. Pirmasis keičia aušinimo skysčio temperatūrą šildymo sistemoje. Trijų krypčių vožtuvas su servo pavara palaiko pastovią temperatūrą, tačiau keičia į grandines tiekiamo karšto vandens srautą. Jame yra 2 įėjimai karštam skysčiui (tiekimo vamzdynas) ir šaltam skysčiui (grąžinimui). Yra tik vienas išėjimas, per jį tiekiamas tam tikros temperatūros mišinys. Vožtuvas užtikrina srautų maišymąsi, taip reguliuojant šilumos tiekimą į kolektorius. Jei vienas iš įėjimų atsidaro, kitas pradeda užsidaryti. Tokiu atveju išėjimo srautas išlieka pastovus.

Bagažinės dangčio servo

Šiuolaikiniai automobiliai dažniausiai gaminami su automatiniu bagažinės atidarymu ir uždarymu. Tam reikia įdiegti servo pavarą. Gamintojai naudoja 2 būdus, kad suteiktų automobiliams tokią galimybę. Patikimas variantas yra pneumatinė pavara, tačiau ji yra brangesnė. Elektrinė pavara valdoma keliais būdais:

iš nuotolinio valdymo pulto;
mygtukas vairuotojo durų skydelyje;
rankena ant bagažinės dangčio.

Rankinis atidarymas ne visada patogus, ypač žiemą, kai gali užšalti spyna. Bagažinės servo pavara derinama su užraktu, kuris papildomai apsaugo automobilį nuo neteisėto įvažiavimo.

Įrenginiai naudojami užsienio automobiliuose, tačiau jei pageidaujama, juos galima montuoti ir vietiniuose modeliuose. Pageidautina naudoti pavarą su elektros varikliu.

Taip pat yra prietaisų su magnetinėmis plokštelėmis, tačiau jie yra sudėtingesni ir naudojami rečiau.

Pigiausi yra elektros prietaisai, skirti tik atidaryti. Galite pasirinkti bagažinės pavarą, kurią sudaro elektros variklis su inerciniu mechanizmu, kuris išsijungia, kai atsiranda kliūtis judėti. Brangius modelius sudaro dangčio pakėlimo ir nuleidimo įtaisas, artimesnis užrakto mechanizmas, valdiklis ir jutikliai.

Bagažinės dangčio servovariklio montavimas ir reguliavimas atliekami gamykloje, tačiau paprastus įrenginius galima sumontuoti ir patiems.

Servo pavaros charakteristikos

Prietaisai yra analoginių ir skaitmeninių tipų. Diskai savo išvaizda nesiskiria, tačiau skirtumas tarp jų yra reikšmingas. Pastarieji turi tikslesnį komandų apdorojimą, nes valdymą atlieka mikroprocesoriai. Programos rašomos ir įvedamos servams. Analoginiai įrenginiai veikia iš mikroschemų signalų. Jų privalumai – paprastas įrenginys ir mažesnė kaina.

Pagrindiniai pasirinkimo parametrai yra šie:

Mityba. Įtampa tiekiama trimis laidais. Balta spalva perduoda impulsą, raudona – darbinę įtampą, juoda arba ruda – neutrali.
Dydžiai: dideli, standartiniai ir mikro įrenginiai.
Greitis. Jis nustato, kiek laiko velenas pasisuks 60 0 kampu. Nebrangių prietaisų greitis yra 0,22 sekundės. Jei reikia didelio greičio, tai bus 0,06 sekundės.
Akimirkos dydis. Šis parametras yra prioritetinis, nes mažas sukimo momentas apsunkina valdymą.

Kaip valdyti skaitmeninį servo įrenginį?

Diskai yra prijungti prie programuojamų valdiklių, tarp kurių gerai žinomas „Arduino“. Prijungimas prie jo plokštės atliekamas trimis laidais. Dvi maitinimo įtampa, o trečioji perduoda valdymo signalą.

Skaitmeniniu būdu valdomos servo pavaros instrukcijose numatyta, kad valdiklyje yra paprasta programa, leidžianti nuskaityti potenciometro rodmenis ir konvertuoti juos į skaičius. Tada ji paverčiama transmisijos komanda, skirta pasukti servo veleną į nurodytą padėtį. Programa įrašoma į diską ir perkeliama į valdiklį.

Išvada

Atidžiau apžiūrėjome servo pavarą. Kas tai yra, paaiškės, kai reikės automatizuoti įvairius procesus, kur reikia sukti ir laikyti elektros variklio veleną tam tikroje padėtyje. Prietaisai yra analoginės ir skaitmeninės versijos. Pastarieji rado platesnį pritaikymą dėl didelės skiriamosios gebos, didelės galios ir padėties nustatymo tikslumo.

Šiuolaikinė aukštųjų technologijų įranga apima dizaino elementų, leidžiančių nuolatinius dinamiškus judesius, nuolat kontroliuojant veleno sukimosi kampą, naudojimą, taip pat galimybę valdyti greitį elektromechaniniuose įrenginiuose. Visas tokio pobūdžio problemų spektras gali būti išspręstas naudojant servovariklius. Tai elektrinė pavaros sistema, leidžianti efektyviai valdyti greitį reikiamame diapazone. Naudojant šio tipo įrenginius, galima periodiškai pakartojami aukšto dažnio procesus. Servovarikliai yra naujoviškas elektrinių pavarų variantas, todėl jie plačiai naudojami mechaninėje inžinerijoje ir kitose pramonės šakose. Tokie įrenginiai derina aukštą veikimo efektyvumą ir žemą triukšmo lygį.

Servo variklio konstrukcija

Servovariklio konstrukcijai reikalingi šie elementai:

Rotorius;
Statorius;
Komponentai, skirti perjungti (kištukai arba gnybtų dėžutės);
Grįžtamojo ryšio jutiklis (koderis);
Valdymo, stebėjimo ir korekcijos blokas;
Įjungimo ir išjungimo sistema;
Korpusai (korpuso tipo varikliams)

Pagrindinis nagrinėjamų prietaisų konstrukcijos skirtumas nuo įprastų nuolatinės srovės ir kintamosios srovės variklių su šepečiais arba be jų yra galimybė juos valdyti keičiant rotoriaus greitį, sukimo momentą ir padėtį.

Variklį galima įjungti ir išjungti naudojant sistemą mechaninis(rezistoriai, potenciometrai ir kt.) arba elektroninis(mikroprocesoriaus) tipo. Jis pagrįstas grįžtamojo ryšio jutiklio duomenų ir nustatytos vertės palyginimo su įtampa, tiekiama per relę į įrenginį, principu. Aukštųjų technologijų konstrukcijose taip pat atsižvelgiama į rotoriaus inerciją, todėl greitėjimas ir stabdymas yra sklandus.

Konceptualiai visi servovarikliai gali būti klasifikuojami kaip didelės galios pavaros, skirtos tikslios padėties nustatymo sistemoms, mašinoms ir įrenginiams. Pagrindinė servovariklio užduotis yra tiksliai nustatyti pavaros vietą norimame erdvės taške.

Veikimo principas

Pagrindinis servovariklio veikimo aspektas yra jų veikimo sistemoje sąlygos G kodai, tai yra valdymo komandos, esančios specialioje programoje. Jei nagrinėsime šią problemą naudodamiesi pavyzdžiu CNC, tada servovarikliai veikia sąveikaudami su keitikliais, kurie keičia įtampos vertę ant armatūros arba sužadinamosios variklio apvijos, atsižvelgiant į įėjimo įtampos lygį. Paprastai visa sistema valdoma naudojant CNC stovą. Kai iš stovo gaunama komanda nuvažiuoti tam tikrą atstumą išilgai X koordinačių ašies, stovo skaitmeninio-analoginio keitiklio subvienete sukuriama tam tikro dydžio įtampa, kuri perduodama maitinti nurodytos pavaros. koordinuoti. Servovariklyje prasideda švino varžto sukimasis, su kuriuo yra prijungtas kodavimo įrenginys ir mašinos vykdomasis korpusas. Pirmajame generuojami impulsai, kuriuos skaičiuoja stovas. Programa numato, kad tam tikras skaičius signalų iš kodavimo įrenginio atitinka tam tikrą pavaros praėjimo atstumą. Kai gaunamas reikiamas impulsų skaičius, analoginis keitiklis sukuria nulinę išėjimo įtampos vertę ir servovariklis sustoja. Esant poslinkiui dėl išorinio mašinos darbinių elementų poveikio, daviklyje generuojamas impulsas, kurį apskaičiuoja stovas, pavarai taikoma neatitikimo įtampa, o variklio armatūra sukama tol, kol gaunama nulinė neatitikimo vertė. gautas. Dėl to mašinos darbinis elementas tiksliai laikomas tam tikroje padėtyje.

Servo variklių tipai

Kaip ir kiti įrenginiai, servovarikliai yra kelių konstrukcijų. Šios produktų rūšys yra:

Kolektorius;
Be kolekcionierių.

Įrenginiai gali būti maitinami tiek nuolatine, tiek kintama srove. Kintamosios srovės servovarikliai yra palyginti pigūs. Produktai taip pat parduodami asinchroninėmis ir sinchroninėmis versijomis. Sinchroninėje versijoje gaminio veikimo metu magnetinio lauko judėjimas sutampa su rotoriaus sukimu, todėl jų kryptis statoriaus atžvilgiu sutampa. Asinchroniniai įrenginiai valdomi keičiant maitinimo srovės parametrus (keičiant jos dažnį naudojant keitiklį). Servovarikliai, varomi nuolatine srove, pažymėti santrumpa DC. Šio tipo gaminiai dažniausiai naudojami nuolatiniam darbui skirtoje įrangoje, nes jie pasižymi didesniu stabilumu eksploatacijos metu.

Servo variklio specifikacijos

Sinchroninių ir asinchroninių variklių veikimo charakteristikos šiek tiek skiriasi.

Sinchroniniai servovarikliai	Asinchroniniai servovarikliai
Jie turi didelę darbo dinamiką (perėjimo iš statinės į dinaminę būseną greitis).	Jie turi vidutinę ir didelę darbo dinamiką.
Didelių momentų metu inercinės apkrovos yra vidutiniškai gerai reguliuojamos.	Esant didžiausiam inercinių apkrovų sukimo momentui, jie yra gerai sureguliuoti.
Gali atlaikyti dideles perkrovas (iki 6 Mn, priklausomai nuo įrenginio tipo).	Gebėjimas perkrauti beveik tris kartus viršija vertę.
Jie turi aukštą leistinų šiluminių apkrovų ribą, kai veikia ilgą laiką visame veleno sukimosi greičių diapazone.	Varikliai gali atlaikyti dideles šilumines apkrovas, kurių lygis priklauso nuo veleno sukimosi greičio.
Gaminio aušinimas vyksta naudojant konvekcinę technologiją, taip pat naudojant specialiai suprojektuotus šilumos šalintuvus arba šiluminę spinduliuotę.	Mechanizmo dalių aušinimas atliekamas ant veleno uždėtu sparnuotės arba priverstiniu būdu.
Aukštos kokybės veleno greičio reguliatorius.	Veleno sukimosi greitis reguliuojamas aukštos kokybės.
Galimas ilgalaikis veikimas su paleidimo momentu esant mažam greičiui.	Didelės šiluminės apkrovos neleidžia ilgai dirbti mažu greičiu be priverstinio aušinimo.
Keitiklis (priklausomai nuo charakteristikų) leidžia reguliuoti sukimosi greitį nuo 1 iki 5000 ir net daugiau.	Sukimosi greitį valdo keitiklis, kurio efektyvumas yra nuo 1 iki 5000 ir daugiau.
Esant mažam greičiui, stebimas sukimo momento pulsavimas.	Eksploatacijos metu sukimo momento pulsacijų praktiškai nėra.

Servo variklių panaudojimo sritys

Dėl didelės dinamikos, puikaus padėties nustatymo tikslumo ir atsparumo servo variklių perkrovoms, jie naudojami įvairiose veiklos srityse. Dažniausiai šios rūšies gaminiai naudojami metalurgijos pramonėje, gaminant vyniojimo įrenginius, ekstruderius, plastikinių gaminių liejimo įpurškimo mechanizmus, spausdinimo ir pakavimo įrangą, maisto pramonėje ir gėrimų gamybos procese. . Įrenginiai taip pat yra neatskiriama CNC staklių, presavimo ir štampavimo įrangos, automobilių gamybos linijų ir kt. Pagrindinė kryptis servovarikliai yra tiekimo pavaros ir padėties nustatymo staklės skaitmeninėmis programomis valdomos sistemos.

Servo prijungimas

Prijungdami servovariklį, pirmiausia turite įsitikinti, kad maitinimo kabeliai yra tinkamai prijungti. Servovarikliai turi dvi laidų grupes. Maitinimas (maitinimas) ir laidai iš kodavimo įrenginio. Rinkinyje yra 3 maitinimo laidai, jie prijungti prie tvarkyklės. Laidai iš kodavimo įrenginio prijungiami prie tvarkyklės COM prievado. Maisto rūšis ir jo kiekis priklauso nuo produkto rūšies.

Dauguma mažų servo įrenginių turi 3 laidus. 1 laidas yra įprastas, 1 laidas yra teigiamas ir 3 laidas yra signalas iš greičio jutiklio. Ši maitinimo grandinė yra įprasta mažo greičio, mažos galios servosistemoms, kurių konstrukcijoje yra pavarų dėžė.

Valdymo signalams perduoti rekomenduojama naudoti ekranuotus susuktus laidus. Norint pašalinti elektromagnetinių laukų trikdžių galimybę, maitinimo laido ir valdymo laidų nereikia dėti vienas šalia kito. Jie turi būti išdėstyti mažiausiai trisdešimties centimetrų atstumu.

Servo variklių privalumai ir trūkumai

Servo varikliai veikia tyliai ir sklandžiai. Tai patikimi ir be problemų gaminiai, todėl jie plačiai naudojami kuriant svarbias pavaras. Didelis greitis ir judėjimo tikslumas gali būti užtikrintas ir esant mažam greičiui. Tokį variklį gali pasirinkti vartotojas, atsižvelgdamas į būsimas užduotis, kurias reikia išspręsti. Trūkumai apima didelę modulio kainą, taip pat jo konfigūracijos sudėtingumą. Servo variklių gamybai reikalinga aukštųjų technologijų pramoninė įranga.

Taigi vartotojai gali įsigyti servovariklius, geriausiai atitinkančius būsimos eksploatacijos sąlygas, sukurdami itin patikimą ir funkcionalią pavarą.