Hva er servo, servostyring

En servodrift er en stasjon hvis nøyaktige kontroll utføres gjennom negativ tilbakemelding og dermed lar deg oppnå de nødvendige parametrene for bevegelsen til arbeidskroppen.

Mekanismer av denne typen har en sensor som overvåker en bestemt parameter, for eksempel hastighet, posisjon eller kraft, samt en kontrollenhet (mekaniske stenger eller en elektronisk krets) hvis oppgave er å automatisk opprettholde den nødvendige parameteren under driften av enheten , avhengig av signalet fra sensoren til enhver tid.

Startverdien til driftsparameteren stilles inn ved hjelp av for eksempel en kontroll potensiometerknapp eller ved å bruke et annet eksternt system hvor en numerisk verdi legges inn. Så servostasjonen utfører automatisk den tildelte oppgaven - avhengig av signalet fra sensoren, justerer den den innstilte parameteren nøyaktig og holder den stabil på stasjonen.

Mange forsterkere og regulatorer med negativ tilbakemelding kan kalles servoer.For eksempel inkluderer servodrift bremsing og styring i biler, der en håndbetjent forsterker nødvendigvis har negativ posisjonsfeedback.

Hovedkomponenter i servoen:

• Drive enhet;

• Sensor;

• Kontrollenhet;

• Konverter.

For eksempel kan en pneumatisk sylinder med stang eller en elektrisk motor med girkasse brukes som driv. Tilbakemeldingssensoren kan være koder (vinkelsensor) eller for eksempel Hall sensor… Styreenhet — individuell inverter, frekvensomformer, servoforsterker (engelsk Servodrive). Kontrollenheten kan umiddelbart inkludere en kontrollsignalsensor (svinger, inngang, sjokksensor).

I sin enkleste form er kontrollenheten for en elektrisk servodrift basert på en krets for å sammenligne verdiene til de innstilte signalene og signalet som kommer fra tilbakemeldingssensoren, som et resultat av at en spenning med riktig polaritet tilføres til den elektriske motoren.

Hvis jevn akselerasjon eller jevn retardasjon er nødvendig for å unngå dynamiske overbelastninger av den elektriske motoren, brukes mer komplekse kontrollskjemaer basert på mikroprosessorer, som kan plassere arbeidskroppen mer nøyaktig. Så for eksempel er enheten for plassering av hodene på harddisker arrangert.

Nøyaktig kontroll av grupper eller enkeltservodrev oppnås ved å bruke CNC-kontrollere, som for øvrig kan bygges på programmerbare logiske kontrollere. Servodrev basert på slike kontrollere når 15 kW effekt og kan utvikle et dreiemoment på opptil 50 Nm.

Roterende servodrev er synkrone, med mulighet for ekstremt presis justering av rotasjonshastighet, rotasjonsvinkel og akselerasjon, og asynkron, hvor hastigheten holdes svært presist selv ved ekstremt lave hastigheter.

Synkrone servomotorer er i stand til å akselerere veldig raskt til nominell hastighet. Sirkulære og flate lineære servoer er også vanlige, og tillater akselerasjoner opp til 70 m/s².

Generelt er servoenheter delt inn i elektrohydromekaniske og elektromekaniske. I førstnevnte genereres bevegelsen av stempel-sylindersystemet og responsen er meget høy.Sistnevnte bruker ganske enkelt en elektrisk motor med girkasse, men ytelsen er en størrelsesorden lavere.

Anvendelsesområdet for servodrev i dag er veldig bredt, på grunn av muligheten for ekstremt nøyaktig posisjonering av arbeidskroppen.

Det finnes mekaniske låser, ventiler og arbeidskropper til ulike verktøy og maskinverktøy, spesielt med CNC, inkludert automatiske maskiner for fabrikkproduksjon av trykte kretskort og ulike industriroboter og mange andre presisjonsverktøy. Høyhastighets servomotorer er veldig populære med modellfly. Spesielt servomotorer er bemerkelsesverdige for sin karakteristiske ensartethet i bevegelse og effektivitet når det gjelder energiforbruk.

Tre-polet kommutatormotorer ble opprinnelig brukt som drev for servomotorer, der rotoren inneholdt viklinger og statoren inneholdt permanente magneter. Den hadde også en samlerbørste. Senere økte antallet spoler til fem, og dreiemomentet ble større og akselerasjonen ble raskere.

Det neste forbedringsstadiet — viklingene ble plassert utenfor magnetene, så vekten av rotoren ble redusert, og akselerasjonstiden ble redusert, men kostnadene økte. Som et resultat ble det tatt et viktig forbedringstrinn - de forlot manifolden (spesielt ble rotormotorer med permanente magneter utbredt) og motoren viste seg å være børsteløs, enda mer effektiv, siden akselerasjon, hastighet og dreiemoment nå var enda høyere.

Servomotorer har blitt svært populære de siste årene. Kontrollert av Arduino, som åpner store muligheter for både amatørluftfart og robotikk (quadcopters, etc.), samt for å lage presisjonsmaskiner for metallskjæring.

For det meste bruker konvensjonelle servomotorer tre ledninger for å fungere. En av dem er for strøm, den andre er signal, den tredje er vanlig. Et styresignal leveres til signalledningen, i henhold til hvilket det er nødvendig å justere posisjonen til utgangsakselen. Posisjonen til akselen bestemmes av potensiometerkretsen.

Kontrolleren bestemmer gjennom motstand og verdien av kontrollsignalet i hvilken retning det er nødvendig å dreie for at akselen skal nå ønsket posisjon. Jo høyere spenning som fjernes fra potensiometeret, desto større dreiemoment.

Takket være deres høye energieffektivitet, presise kontrollfunksjoner og utmerkede ytelse, finnes servodrev basert på børsteløse motorer i økende grad i leker, husholdningsapparater (heavy duty støvsugere med HEPA-filtre) og industrielt utstyr.