Kas ir servo piedziņa? Kā darbojas servo piedziņa?

Servo piedziņa - servomotors ir elektromotors, kas darbojas pēc atgriezeniskās saites principa. No dzinēja rotora rotācija caur pārnesumkārbu tiek pārraidīta uz vadības mehānismu, atgriezenisko saiti nodrošina vadības bloks, kas savienots ar sensoru, kas kontrolē griešanās leņķi.
Servomotori tiek izmantoti automašīnās, lai nodrošinātu elementu lineāru un leņķisku kustību, kuru precīza pozīcija ir pakļauta augstām prasībām. Servo piedziņas darbības princips ir balstīts uz elektromotora darbības regulēšanu, lai izpildītu vadības signālu.

Servo piedziņa - sastāvs un mērķis

Ja vadības signāls norāda leņķi, kādā griežas motora izejas vārpsta, tas tiek pārveidots par pielietoto spriegumu. Lai iegūtu atgriezenisko saiti, tiek izmantots sensors, kas mēra vienu no motora izejas raksturlielumiem. Sensora savāktos rādījumus apstrādā vadības bloks, pēc tam tiek regulēta servomotora darbība.

Servo piedziņas konstrukcija sastāv no elektromehāniskās vienības, kuras elementi atrodas viena korpusa iekšpusē. Servo piedziņā ietilpst pārnesumkārba, elektromotors, vadības bloks un sensors.

Servo piedziņas galvenie raksturlielumi ir darba barošanas spriegums, griezes moments, griešanās ātrums, materiāli un konkrētajā modelī izmantotais dizains.

Servo piedziņa - konstrukcijas un darbības īpatnības

Mūsdienu servo izmanto divu veidu elektromotorus: dobu rotoru un serdi. Galvenajiem motoriem ir rotors ar tinumu un ap to novietoti līdzstrāvas magnēti. Šo elektromotoru īpatnība ir vibrāciju rašanās, kad svārsts griežas, kas noved pie leņķisko kustību precizitātes samazināšanās.

Motoriem ar dobu rotoru šī trūkuma nav, taču tie ir dārgāki sarežģītās ražošanas tehnoloģijas dēļ.

Servo piedziņas pārnesumkārbas ir nepieciešamas, lai samazinātu griešanās ātrumu un palielinātu izejas vārpstas griezes momentu. Daudzās servo pārnesumkārbās ir cilindriskie zobrati, zobrati, kas izgatavoti no polimērmateriāliem un metāla. Metāla pārnesumkārbām ir raksturīgas augstas izmaksas, bet tajā pašā laikā tās izceļas ar izturību un izturību.

Atkarībā no nepieciešamās darbības precizitātes, servo var izmantot plastmasas bukses vai lodīšu gultņus, lai izlīdzinātu izejas vārpstu attiecībā pret korpusu.

Servo piedziņa atšķiras arī pēc izmantotā vadības bloka veida, kas ir analogā vai digitālā. Digitālie bloki nodrošina precīzāku servopiedziņas galvenā elementa pozicionēšanu un lielāku reakcijas ātrumu.

Vai jums patika raksts? Dalieties ar saviem draugiem sociālajos tīklos!

Servo motori ir elektromehāniskās piedziņas veids, kas negriežas nepārtraukti kā līdzstrāvas/maiņstrāvas vai pakāpju motori, bet pārvietojas uz noteiktu pozīciju un uztur to. Tos izmanto, ja nav nepieciešama nepārtraukta rotācija. Servo piedziņas tiek izmantotas, ja nepieciešams pāriet uz noteiktu pozīciju, pēc tam apstāties un saglabāt pozīciju.Servomotoru visbiežāk izmanto, lai kontrolētu lidmašīnu un laivu stūres stāvokli utt. Šajās zonās tiek efektīvi izmantoti servo, jo stūre nav jāpārvieto par 360 grādiem un tai nav nepieciešama nepārtraukta griešanās kā riteņiem. Servo piedziņas izmanto arī atgriezeniskās saites mehānismu, tāpēc tās var apstrādāt kļūdas un labot tās pozicionēšanas laikā. Tādu sistēmu sauc izsekošana. Tātad, ja gaisa plūsma rada spiedienu uz stūri un novirza to, tad servo pieliks spēku pretējā virzienā un mēģinās labot kļūdu. Piemēram, ja jūs sakāt, lai servo iet un bloķējas 30 grādos, un tad mēģiniet to pagriezt ar roku, servo mēģinās pārvarēt spēku un saglabāt norādīto leņķi.

Servo piedziņas tiek izmantotas arī RC automašīnu stūres vadīšanai, robotikai utt.Ir daudz veidu servo, taču šeit mēs koncentrēsimies uz tiemmazie servo tshobijs. Hobby motors un tā vadības mehānismsiebūvēts vienā blokā.Savienojums tiek veikts, izmantojot trīs savienojošos vadus. Mēs izmantosim servoFutabaS3003.

FutabaS3003 elektroinstalācija.

1.SARKANS -> Pozīcijas kontrole, barošana +4,8V līdz 6V

2.BLACK->Ground

3.BALTS -> Vadības signāls.

Servo piedziņas vadība.

Ar mikrokontrollera palīdzību ir viegli vadīt servo, nav nepieciešami ārēji draiveri.Tikai dodot vadības signālu, servo pozicionēsies jebkurā dotajā leņķī.Vadības signāla frekvence parasti ir 50 Hz(t.i., periods 20 ms), un impulsa ilgums nosaka leņķi.

Priekš FutabaS3003Es uzzināju šādu sinhronizācijuAttiecība starp impulsa platumu un servo griešanās leņķi ir norādīta zemāk.Ņemiet vērā, ka šis servo var griezties tikai no 0 līdz 180 grādiem.

0,388 ms = 0 grādi.
1,264 ms = 90 grādi.
(neitrāla pozīcija) 2,14 ms = 180 grādi.

Servo motora vadība.

Servo motoru vadīšanai varat izmantot AVR mikrokontrolleri ar PWM funkciju. Tādā veidā PWM automātiski ģenerēs servo bloķēšanas signālus un kontroliera centrālais procesors tiks atbrīvots citu uzdevumu veikšanai.Lai saprastu, kā varat konfigurēt un izmantot PWM, jums ir jābūt pamatzināšanām par aparatūras taimeriem un PWM moduļiem AVR.

Šeit mēs izmantosim AVR taimera moduli.kurš ir 16 bitu taimeris un tam ir divi PWM kanāli (A un B).

CPU frekvence ir 16 MHz, šī frekvence ir maksimālā frekvence, ar kuru spēj darboties lielākā daļa AVR. Mēs arī izmantosim frekvences dalītāju ar 64.Tātad taimeris iegūs 16MHz/64 =250khz (4 µs). Iestatiet taimeri 14. režīmā.

Taimera funkcijas režīmā 14

FAST PWM režīms
T T OP vērtība = ICR1

Tātad mēs iestatījām ICR1A = 4999, tas dod mums PWM periodu 20 ms (50 Hz). Pārliecinieties, vai izvades režīms ir iestatīts uz pareiziem iestatījumiem COM1A1, COM1A0 (PWM kanālam) un COM1B1, COM1B0 (PWM kanālam B)

COM1A1 = 1 un COM1A0 = 0 (PWM avots)

COM1B1 = 1 un COM1B0 = 0 (PWM kanāls B)

Tagad darba ciklu var iestatīt, iestatot OCR1A un OCR1B reģistrus. Šie divi PWM perioda kontroles reģistriTā kā taimera periods ir 4 µs(atcerieties, 16 MHz dalīts ar 64) Mēs varam aprēķināt vērtības, kas nepieciešamas, lai pagrieztu servo noteiktā leņķī.

§ Servo leņķim 0 grādi nepieciešams 0,388 ms (388 uS) impulsa platums, tāpēc OCR1A vērtība = 388 us/4 us = 97

§ Servo leņķim 90 grādi nepieciešams impulsa platums 1,264 ms (1264 uS), tāpēc OCR1A vērtība = 1264 us/4 us = 316

§ 180 grādu servo leņķim nepieciešams 2,140 ms (2140 us) impulsa platums, tāpēc OCR1A vērtība = 2140 us/4 us = 535

Tātad mēs varamaprēķināt vērtībuOCR1A (vai OCR1B otrajam servo) jebkuram leņķim. Ņemiet vērā, ka OCR1x vērtības svārstās no 97 līdz 535 leņķiem no 0 līdz 180 grādiem.

Dzinēja vadības programma.

Tālāk ir sniegta demonstrācijas programma, kurā parādīts, kā izmantot servomotorus ar AVR mikrokontrolleri. Programmas darbība ir ļoti vienkārša, tā sākas ar taimera un PWM inicializēšanu.Sākumā servo tiek fiksēts uz 0 grādiem, un pēc tam pāriet uz 90 grādiem un pēc neilgas gaidīšanas pāriet uz 135 grādiem, un visbeidzot līdz 180 grādiem. Šis process tiek atkārtots tik ilgi, kamēr diskdzinis ir pievienots strāvai.

Parametri pareizai programmas darbībai.

LOW Drošinātājs= 0xFF un AUGSTS drošinātājs= 0xC9
Frekvence = 16 MHz.
Servo motora zīmogs Futaba S3003.
MCU ir AtMega32 vai ATmega16 vienas mikroshēmas mikrokontrolleris.

Shēma

PIETEIKUMS:

Šajā nodarbībā aplūkosim servo konstrukciju un darbības principu. Apskatīsim divas vienkāršas skices servo piedziņas vadīšanai, izmantojot Arduino potenciometru. Apgūsim arī jaunas komandas C++ programmēšanas valodā − servo.rakstīt, servo.lasīt, servo.pievienot un uzziniet, kā skicēs savienot bibliotēku, lai vadītu servo un citas ierīces, izmantojot Arduino.

Servomotora ierīce (servo)

Servo piedziņa (servomotors) ir svarīgs elements dažādu robotu un mehānismu konstrukcijā. Šis ir precīzs izpildītājs, kuram ir atgriezeniskā saite, kas ļauj precīzi kontrolēt mehānismu kustības. Citiem vārdiem sakot, saņemot vadības signāla vērtību ieejā, servomotors cenšas saglabāt šo vērtību sava izpildmehānisma izejā.

Servo tiek plaši izmantoti, lai modelētu robotu mehāniskās kustības. Servo piedziņa sastāv no sensora (ātrums, pozīcija utt.), Piedziņas vadības bloka no mehāniskās sistēmas un elektroniskās shēmas. Ierīces pārnesumkārbas (zobrati) ir izgatavotas no metāla, oglekļa vai plastmasas. Plastmasas servomotora zobrati nevar izturēt lielas slodzes un triecienus.

Servomotoram ir iebūvēts potenciometrs, kas ir savienots ar izejas vārpstu. Pagriežot vārpstu, servo piedziņa maina potenciometra sprieguma vērtību. Plate analizē ieejas signāla spriegumu un salīdzina to ar potenciometra spriegumu, pamatojoties uz iegūto starpību, motors griezīsies, līdz tas izlīdzinās spriegumu izejā un potenciometrā.

Servo vadība, izmantojot impulsa platuma modulāciju

Kā savienot servo ar Arduino

Servo piedziņas savienojuma shēma ar Arduino parasti ir šāda: pievienojiet melno vadu GND, pievienojiet sarkano vadu pie 5 V un oranžo/dzelteno vadu pie analogās tapas ar PWM (impulsa platuma modulāciju). Arduino servo piedziņas vadīšana ir diezgan vienkārša, taču servo griešanās leņķi ir 180° un 360°, kas būtu jāņem vērā robotikā.

Šajā nodarbībā mums būs nepieciešama šāda informācija:

Arduino Uno / Arduino Nano / Arduino Mega dēlis;
Maizes dēlis;
USB kabelis;
1 servo piedziņa;
1 potenciometrs;
Vadi "vīrietis-vīrietis" un "vīrietis-vīrietis".

Pirmajā skicē apskatīsim, kā vadīt servo uz Arduino, izmantojot komandu myservo.write(0). Izmantosim arī standarta Servo.h bibliotēku. Savienojiet servo ar Arduino plati saskaņā ar diagrammu augstāk esošajā fotoattēlā un augšupielādējiet gatavo skici. Void loop() procedūrā mēs vienkārši iestatīsim servo vajadzīgajā griešanās leņķī un gaidīšanas laiku līdz nākamajai rotācijai.

Arduino servo piedziņas skice

#iekļauts Servo servo1; // deklarē "servo1" tipa servo mainīgo void setup()(servo1.attach(11); // saistiet servo ar analogo izeju 11) void loop () ( servo1.write (0); // iestatiet griešanās leņķi uz 0 kavēšanās (2000); // pagaidiet 2 sekundes servo1.write (90); // iestatiet griešanās leņķi uz 90 kavēšanās (2000); // pagaidiet 2 sekundes servo1.write (180); // iestatiet rotācijas leņķi uz 180 kavēšanās (2000); // uzgaidiet 2 sekundes)

Koda skaidrojumi:

Standarta Servo.h bibliotēka satur papildu komandu kopu, kas var ievērojami vienkāršot skici;
Servo mainīgais ir nepieciešams, lai izvairītos no neskaidrībām, savienojot vairākus servo ar Arduino. Katram diskam piešķiram citu nosaukumu;
Komanda servo1.attach(10) saista diskdzini ar analogo izeju 10.
Programmā mēs pagriežam piedziņu par 0-90-180 grādiem un atgriežam to sākotnējā pozīcijā, jo tukšuma cilpas procedūra tiek atkārtota cikliski.

Servo vadība ar potenciometru

Servo un potenciometra savienošana ar Arduino Uno

Arduino ļauj ne tikai kontrolēt, bet arī nolasīt rādījumus no servo piedziņas. Komanda myservo.read(0) nolasa pašreizējo servo vārpstas griešanās leņķi, un mēs to varam redzēt porta monitorā. Sniegsim sarežģītāku piemēru servo piedziņas vadīšanai ar potenciometru uz Arduino. Izveidojiet potenciometra ķēdi un augšupielādējiet servo vadības skici.

Skice servo ar potenciometru

#iekļauts // savienojiet bibliotēku darbam ar servo disku Servo servo; // deklarē "servo" tipa servo mainīgo void setup()(servo.attach(10); // saistiet servo ar analogo izeju 10 pinMode(A0,IEVADE); // pievienojiet potenciometru analogajai ieejai A0 Serial.begin(9600); // pievienojiet porta monitoru) void loop () ( servo.write(analogRead(A0)/4); // nodod servo vārpstas vērtības Serial .println(analogRead(A0)); // parādīt potenciometra rādījumus monitorā Serial .println(analogRead(A0)/4); // izvada signālu, kas nosūtīts uz servo disku Serial.println(); // izvada tukšu rindu porta monitoram kavēšanās (1000); // aizkavē vienu sekundi }

Koda skaidrojumi:

Šoreiz skicē redzamo servo nosaucām par servo ;
Komanda servo.write(analogRead(A0)/4) pārraida servo piedziņas vārpstas vērtības - mēs sadalām iegūto spriegumu no potenciometra ar četriem un nosūtām šo vērtību uz servo piedziņu.
Komanda Serial.println (servo.read(10)) nolasa servo vārpstas leņķi un nodod to porta monitoram.

Servomotori bieži tiek izmantoti dažādos Arduino projektos dažādām funkcijām: virpošanas konstrukcijām, mehānismu kustīgajām daļām. Tā kā servomotors pastāvīgi cenšas uzturēt noteiktu griešanās leņķi, esiet gatavs palielinātam enerģijas patēriņam. Tas būs īpaši jutīgs autonomos robotos, kurus darbina baterijas vai uzlādējamas baterijas.

Bieži lasi arī:

Neskatoties uz to, ka automatizētās vadības sistēmas ir ienākušas mūsu ikdienā, ne visi zina par servo piedziņu. Kas tas ir? Tā ir sistēma, kas realizē augstas precizitātes dinamiskus procesus. Ierīce sastāv no motora, sensora un vadības bloka, kas nodrošina nepieciešamo ātrumu, pozīcijas un griezes momenta apstrādi.

Servo piedziņas ietver dažādus pastiprinātājus un kontrolierus, taču šo terminu biežāk lieto automātiskajās sistēmās, lai apzīmētu elektrisko piedziņu ar negatīvu pozīcijas atgriezenisko saiti. Pamats ir elektromotora darbības regulēšana, kad tiek piegādāts vadības signāls.

Kā darbojas servo piedziņa?

Kas tas ir, ir vieglāk saprast, ja ņemam vērā ierīces dizainu un darbību. Elektromehāniskā servo piedziņas bloks atrodas vienā korpusā. Tās īpašības ir konstrukcija, darba spriegums, frekvence un griezes moments. Pamatojoties uz sensora rādījumiem, no kontrollera vai mikroshēmas tiek saņemts signāls, lai pielāgotu servomotora darbību.

Vienkāršākā ierīce ir līdzstrāvas motors, vadības ķēde un potenciometrs. Konstrukcija paredz pārnesumkārbas klātbūtni, lai iegūtu noteiktu izejas vārpstas kustības ātrumu.

Vadības ķēde

Servo piedziņu var pieslēgt, izmantojot vienkāršu ķēdi ar NE555 taimeri impulsu ģeneratora režīmā.

Motora vārpstas stāvokli nosaka impulsa platums, ko iestata mainīgais rezistors R1. Ģeneratoram ir jānodrošina signāli nepārtraukti, piemēram, ik pēc 20 ms. Kad tiek saņemta komanda (kustinot rezistoru motoru), pārnesumkārbas izejas vārpsta griežas un tiek iestatīta noteiktā pozīcijā. Pakļaujoties ārējai ietekmei, tas pretosies, cenšoties noturēties savā vietā.

Apkures sistēmas mehāniskā vadība

Servo piedziņa - kas tas ir? To labi saprot tā darbība siltās grīdas sistēmā kā ierīce, kas regulē dzesēšanas šķidruma plūsmu. Ja to darāt manuāli, jums būs nepārtraukti jāpagriež kolektoru vārsti, jo apkures lokiem piegādātā karstā ūdens plūsma ir mainīga.

Grīdas apkures sistēmu automātiskai regulēšanai tiek izmantotas dažādas ierīces. Vienkāršākā ir termiskā galva, kas uzstādīta uz vadības vārsta. Tas sastāv no mehāniskās regulēšanas pogas, atsperu mehānisma un silfona, kas savienots ar stūmēju. Temperatūrai paaugstinoties, silfona iekšpusē uzsilst toluols, kas izplešas un nospiež vārsta kātu, aizverot to. Dzesēšanas šķidruma plūsma ir bloķēta, un tas sāk atdzist apkures lokā. Atdzesējot līdz iepriekš noteiktam līmenim, silfons atkal atver vārstu un sistēmā ieplūst jauna karstā ūdens porcija.

Mehāniskie regulatori ir uzstādīti katrā apkures lokā un tiek regulēti manuāli, pēc tam temperatūra automātiski tiek uzturēta nemainīga.

Elektriskā servo piedziņa apkurei

Uzlabota ierīce ir elektriskā servo piedziņa apkurei vai grīdas apsildei. Tas ietver savstarpēji savienotu mehānismu sistēmu, kas uztur iekštelpu gaisa temperatūru.

Apkures servo piedziņa darbojas kopā ar termostatu, kas ir uzstādīts pie sienas. Uz padeves caurules, ūdens apsildāmās grīdas kolektora priekšā, ir uzstādīts elektriskais krāns. Pēc tam tiek izveidots savienojums, tiek piegādāta 220 V jauda un uz termostata tiek iestatīts vēlamais režīms. Sistēma ir aprīkota ar diviem sensoriem: vienu grīdā un otru telpā. Tie pārsūta komandas uz termostatu, kas kontrolē servomotoru, kas savienots ar jaucējkrānu. Kontroles precizitāte būs augstāka, ja ierīci uzstādīsit ārpus telpām, jo klimatiskie apstākļi pastāvīgi mainās un ietekmē iekštelpu temperatūru.

Servomotors kontrolē divvirzienu vai trīsceļu vārstu. Pirmais maina dzesēšanas šķidruma temperatūru apkures sistēmā. Trīsceļu vārsts ar servo piedziņu uztur nemainīgu temperatūru, bet maina ķēdēm piegādātā karstā ūdens plūsmu. Tajā ir 2 ieejas karstam šķidrumam (pieplūdes cauruļvads) un aukstam šķidrumam (atgriešanai). Ir tikai viena izeja, caur to tiek piegādāts maisījums ar noteiktu temperatūru. Vārsts nodrošina plūsmu sajaukšanos, tādējādi regulējot siltuma padevi kolektoriem. Ja viena no ieejām atveras, tad otra sāk aizvērties. Šajā gadījumā izejas plūsmas ātrums paliek nemainīgs.

Bagāžnieka vāka servo

Mūsdienu automašīnas pārsvarā tiek ražotas ar automātisku bagāžnieka atvēršanu un aizvēršanu. Tas prasa servo piedziņas uzstādīšanu. Ražotāji izmanto 2 metodes, lai nodrošinātu automašīnas ar šādu iespēju. Uzticama iespēja ir pneimatiskā piedziņa, taču tā ir dārgāka. Elektriskā piedziņa tiek vadīta vairākos veidos, no kuriem izvēlēties:

no tālvadības pults;
poga uz vadītāja durvju paneļa;
rokturis uz bagāžnieka vāka.

Manuāla atvēršana ne vienmēr ir ērta, it īpaši ziemā, kad slēdzene var aizsalt. Bagāžnieka servo piedziņa ir apvienota ar slēdzeni, kas papildus pasargā auto no nesankcionētas iekļūšanas.

Ierīces tiek izmantotas ārvalstu automašīnās, bet, ja vēlaties, tās var uzstādīt vietējiem modeļiem. Vēlams izmantot piedziņu ar elektromotoru.

Ir arī ierīces ar magnētiskām plāksnēm, taču tās ir sarežģītākas un tiek izmantotas retāk.

Lētākās ir elektroierīces, kas paredzētas tikai atvēršanai. Varat izvēlēties bagāžnieka piedziņu, kas sastāv no elektromotora ar inerciālu mehānismu, kas izslēdzas, kad rodas šķērslis kustībai. Dārgie modeļi sastāv no ierīces vāka pacelšanai un nolaišanai, ciešāka bloķēšanas mehānisma, kontrollera un sensoriem.

Bagāžnieka vāka servomotora uzstādīšana un regulēšana tiek veikta rūpnīcā, bet vienkāršas ierīces var uzstādīt arī paši.

Servo piedziņas īpašības

Ierīces ir pieejamas analogā un digitālā veidā. Diskdziņi pēc izskata neatšķiras, taču atšķirība starp tiem ir ievērojama. Pēdējiem ir precīzāka komandu apstrāde, jo vadību veic mikroprocesori. Programmas tiek rakstītas un ievadītas servo. Analogās ierīces darbojas no mikroshēmu signāliem. To priekšrocības ir vienkārša ierīce un zemāka cena.

Galvenie atlases parametri ir šādi:

Uzturs. Spriegums tiek piegādāts caur trim vadiem. Balts pārraida impulsu, sarkans pārraida darba spriegumu, melns vai brūns ir neitrāls.
Izmēri: lielas, standarta un mikro ierīces.
Ātrums. Tas nosaka, cik ilgi vārpsta griezīsies 60 0 leņķī. Lētu ierīču ātrums ir 0,22 sekundes. Ja nepieciešams liels ātrums, tas būs 0,06 sekundes.
Šā brīža lielums. Parametrs ir prioritāte, jo zems griezes moments apgrūtina vadību.

Kā kontrolēt digitālo servo?

Diskdziņi ir savienoti ar programmējamiem kontrolleriem, starp kuriem Arduino ir labi pazīstams. Savienojums ar tā dēli tiek veikts ar trim vadiem. Divi barošanas spriegumi, un trešais nes vadības signālu.

Digitāli vadāmas servopiedziņas instrukcijas nodrošina vienkāršas programmas klātbūtni, kas ļauj nolasīt potenciometra rādījumus un pārvērst tos skaitļos. Pēc tam tā tiek pārveidota par transmisijas komandu, lai pagrieztu servo vārpstu noteiktā pozīcijā. Programma tiek ierakstīta diskā un pēc tam pārsūtīta uz kontrolieri.

Secinājums

Uzmanīgāk apskatījām servo piedziņu. Kas tas ir, kļūs skaidrs, kad būs nepieciešama dažādu procesu automatizācija, kur nepieciešams pagriezt un noturēt elektromotora vārpstu noteiktā pozīcijā. Ierīces ir pieejamas analogā un digitālā versijā. Pēdējie ir atraduši plašāku pielietojumu to augstā izšķirtspējas līmeņa, lielās jaudas un pozicionēšanas precizitātes dēļ.

Mūsdienu augsto tehnoloģiju aprīkojums ietver dizaina elementu izmantošanu, kas nodrošina pastāvīgas dinamiskas kustības, pastāvīgi kontrolējot vārpstas griešanās leņķi, kā arī iespēju kontrolēt ātrumu elektromehāniskajās ierīcēs. Visu šāda veida problēmu loku var atrisināt, izmantojot servomotorus. Tās ir elektriskās piedziņas sistēma, kas ļauj efektīvi kontrolēt ātrumu vajadzīgajā diapazonā. Šāda veida ierīču izmantošana ļauj īstenot periodisku procesu atkārtojamību ar augstu frekvenci. Servomotori ir inovatīva iespēja elektriskajām piedziņām, tāpēc tos plaši izmanto mašīnbūvē un citās nozarēs. Šādas ierīces apvieno augstu darbības efektivitāti un zemu trokšņa līmeni.

Servo motora dizains

Servomotora konstrukcijai ir nepieciešami šādi elementi:

Rotors;
Stators;
Komponenti, kas paredzēti komutācijai (kontaktdakšas vai spaiļu kārbas);
Atgriezeniskās saites sensors (kodētājs);
Kontroles, uzraudzības un korekcijas vienība;
Ieslēgšanas un izslēgšanas sistēma;
Korpusi (korpusa tipa dzinējiem)

Galvenā dizaina atšķirība starp aplūkojamajām ierīcēm un parastajiem līdzstrāvas un maiņstrāvas motoriem, kas aprīkoti ar vai bez sukām, ir iespēja tos vadīt, mainot rotora ātrumu, griezes momentu un pozīciju.

Dzinēju var ieslēgt un izslēgt, izmantojot sistēmu mehānisks(rezistori, potenciometri utt.) vai elektroniski(mikroprocesora) tips. Tas ir balstīts uz atgriezeniskās saites sensora datu un iestatītās vērtības salīdzināšanas principu ar spriegumu, kas caur releju tiek piegādāts ierīcei. Augsto tehnoloģiju dizainā ir ņemta vērā arī rotora inerce, kas nodrošina vienmērīgu paātrinājumu un bremzēšanu.

Konceptuāli visus servomotorus var klasificēt kā lieljaudas izpildmehānismus precīzas pozicionēšanas sistēmām, mašīnām un ierīcēm. Servomotora galvenais uzdevums ir novietot izpildmehānismu precīzi vēlamajā telpas punktā.

Darbības princips

Galvenais servomotoru darbības aspekts ir to darbības apstākļi sistēmā G kodi, tas ir, vadības komandas, kas ietvertas īpašā programmā. Ja mēs aplūkojam šo jautājumu, izmantojot piemēru CNC, tad servomotori darbojas mijiedarbībā ar pārveidotājiem, kas maina sprieguma vērtību uz armatūras vai uz motora aizraujošā tinuma, pamatojoties uz ieejas sprieguma līmeni. Parasti visu sistēmu kontrolē, izmantojot CNC statīvu. Kad no statīva tiek saņemta komanda nobraukt noteiktu attālumu pa X koordinātu asi, statīva digitālā-analogā pārveidotāja apakšvienībā tiek izveidots noteikta lieluma spriegums, kas tiek pārraidīts, lai darbinātu norādītā diska piedziņu. koordinēt. Servomotorā sākas vadošās skrūves rotācija, ar kuru ir savienots kodētājs un mašīnas izpildkorpuss. Pirmajā tiek ģenerēti impulsi, kurus uzskaita stends. Programma paredz, ka noteikts skaits signālu no kodētāja atbilst noteiktam izpildmehānisma caurbraukšanas attālumam. Kad tiek saņemts nepieciešamais impulsu skaits, analogais pārveidotājs rada nulles izejas sprieguma vērtību un servomotors apstājas. Ja mašīnas darba elementu ārējā ietekmē notiek nobīde, uz kodētāja tiek ģenerēts impulss, ko aprēķina statīvs, piedziņai tiek pievienots nesakritības spriegums un motora armatūra tiek pagriezta, līdz tiek iegūta nulles neatbilstības vērtība. iegūts. Rezultātā mašīnas darba elements tiek precīzi noturēts noteiktā pozīcijā.

Servo motoru veidi

Tāpat kā citas ierīces, servomotori ir pieejami vairākos dizainos. Šie produktu veidi ir:

Kolekcionārs;
Bez savācēja.

Ierīces var darbināt gan ar līdzstrāvu, gan maiņstrāvu. Maiņstrāvas servomotori ir salīdzinoši lēti. Produkti tirgū ir pieejami arī asinhronās un sinhronās versijās. Sinhronajā versijā izstrādājuma darbības laikā magnētiskā lauka kustība sakrīt ar rotora griešanos, tāpēc to virziens attiecībā pret statoru sakrīt. Asinhronās ierīces tiek vadītas, mainot barošanas strāvas parametrus (mainot tās frekvenci, izmantojot invertoru). Servomotori, kas tiek darbināti ar līdzstrāvu, ir apzīmēti ar saīsinājumu DC. Šāda veida izstrādājumus vairumā gadījumu izmanto iekārtās, kas paredzētas nepārtrauktai darbībai, jo tās izceļas ar lielāku stabilitāti darbības laikā.

Servo motora specifikācijas

Sinhrono un asinhrono motoru darbības raksturlielumi ir nedaudz atšķirīgi.

Sinhronie servomotori	Asinhronie servomotori
Viņiem ir augsta darba dinamika (pārejas ātrums no statiskā uz dinamisko stāvokli).	Viņiem ir vidēja un augsta dinamika darbā.
Augstu momentu periodos inerces slodzes ir vidēji labi regulētas.	Pie inerciālo slodžu maksimālajiem griezes momentiem tie ir labi noregulēti.
Spēj izturēt lielas pārslodzes (līdz 6 Mn atkarībā no iekārtas veida).	Pārslodzes spēja tuvojas trīs reizes lielākai vērtībai.
Tiem ir augsts pieļaujamo termisko slodžu ierobežojums, ilgstoši darbojoties visā vārpstas griešanās ātrumu diapazonā.	Motori spēj izturēt lielas termiskās slodzes, kuru līmenis ir atkarīgs no vārpstas griešanās ātruma.
Produkta dzesēšana notiek, izmantojot konvekcijas tehnoloģiju, kā arī izmantojot speciāli izstrādātas siltuma izlietnes vai termisko starojumu.	Mehānisma daļu dzesēšana tiek veikta, izmantojot lāpstiņriteni, kas novietota uz vārpstas, vai ar piespiedu līdzekļiem.
Augstas kvalitātes vārpstas ātruma kontrole.	Vārpstas ātrums tiek kontrolēts ar augstu kvalitātes līmeni.
Iespējama ilgstoša darbība ar palaišanas griezes momentu pie maziem apgriezieniem.	Liela termiskā slodze padara ilgstošu darbību zemā ātrumā neiespējamu bez piespiedu dzesēšanas.
Pārveidotājs (atkarībā no īpašībām) ļauj regulēt griešanās ātrumu diapazonā no 1 līdz 5000 un pat vairāk.	Rotācijas ātrumu kontrolē pārveidotājs ar lielu efektivitāti diapazonā no 1 līdz 5000 un vairāk.
Pie maziem apgriezieniem tiek novērota griezes momenta pulsācija.	Darbības laikā griezes momenta pulsācijas praktiski nav.

Servo motoru pielietojuma jomas

Pateicoties augstajai dinamikai, lieliskajai pozicionēšanas precizitātei un izturībai pret servomotoru pārslodzēm, tos izmanto dažādās darbības jomās. Lielākoties šāda veida izstrādājumus izmanto metalurģijas rūpniecībā, tinumu ierīču, ekstrūderu, plastmasas izstrādājumu iesmidzināšanas liešanas mehānismu, apdrukas un iepakošanas iekārtu ražošanā, pārtikas rūpniecībā un dzērienu ražošanas procesā. . Ierīces ir arī CNC iekārtu, presēšanas un štancēšanas iekārtu, automobiļu ražošanas līniju u.c. sastāvdaļa. Galvenā uzmanība servomotoru lietojumi ir padeves piedziņas un pozicionēšanas darbgaldi digitālo programmu kontrolētās sistēmas.

Servo pieslēgšana

Pieslēdzot servomotoru, vispirms jāpārliecinās, vai strāvas kabeļi ir pievienoti pareizi. Servomotoriem ir divas vadu grupas. Barošana (barošana) un vadi no kodētāja. Komplektā ir 3 strāvas vadi; tie ir savienoti ar draiveri. Kodētāja vadi ir savienoti ar draivera COM portu. Pārtikas veids un tā daudzums ir atkarīgs no produkta veida.

Lielākajai daļai mazo servo ir 3 vadi. 1 vads ir kopīgs, 1 vads ir pozitīvs un 3 vads ir signāls no ātruma sensora. Šī barošanas ķēde ir izplatīta zema ātruma, mazjaudas servo, kuru konstrukcijā ir pārnesumkārba.

Vadības signālu pārraidīšanai ieteicams izmantot ekranētus savītus vadītājus. Lai novērstu elektromagnētisko lauku radīto traucējumu iespējamību, nav nepieciešams novietot strāvas kabeli un vadības vadus blakus. Tiem jāatrodas vismaz trīsdesmit centimetru attālumā.

Servo motoru priekšrocības un trūkumi

Servo motori darbojas klusi un vienmērīgi. Tie ir uzticami un bez problēmām produkti, tāpēc tos plaši izmanto kritisko izpildmehānismu izveidē. Lielu ātrumu un kustības precizitāti var nodrošināt arī pie maziem ātrumiem. Šādu dzinēju lietotājs var izvēlēties atkarībā no gaidāmajiem uzdevumiem, kas jāatrisina. Trūkumi ietver moduļa augstās izmaksas, kā arī tā konfigurācijas sarežģītību. Servo motoru ražošanai ir nepieciešams augsto tehnoloģiju rūpnieciskais aprīkojums.

Tādējādi patērētāji var iegādāties servomotorus, kas vislabāk atbilst gaidāmās darbības apstākļiem, radot ļoti uzticamu un funkcionālu izpildmehānismu.