Hvad er servo, servostyring

Et servodrev er et drev, hvis præcise styring udføres gennem negativ feedback og dermed giver dig mulighed for at opnå de nødvendige parametre for arbejdslegemets bevægelse.

Mekanismer af denne type har en sensor, der overvåger en bestemt parameter, for eksempel hastighed, position eller kraft, samt en styreenhed (mekaniske stænger eller et elektronisk kredsløb), hvis opgave er automatisk at vedligeholde den nødvendige parameter under driften af ​​enheden , afhængigt af signalet fra sensoren på ethvert tidspunkt.

Startværdien af ​​driftsparameteren indstilles f.eks. ved hjælp af en kontrol potentiometer knap eller ved at bruge et andet eksternt system, hvor en numerisk værdi indtastes. Så servodrevet udfører automatisk den tildelte opgave - afhængigt af signalet fra sensoren justerer det præcist den indstillede parameter og holder den stabil på drevet.

Mange forstærkere og regulatorer med negativ feedback kan kaldes servoer.For eksempel omfatter servodrev bremsning og styring i biler, hvor en håndbetjent forstærker nødvendigvis har negativ positionsfeedback.

Hovedkomponenter i servoen:

• Drive enhed;

• Sensor;

• Styreenhed;

• Konverter.

For eksempel kan en pneumatisk cylinder med en stang eller en elektrisk motor med gearkasse bruges som drev. Feedbacksensoren kan være encoder (vinkelsensor) eller f.eks Hall sensor… Styreenhed — individuel inverter, frekvensomformer, servoforstærker (engelsk Servodrive). Styreenheden kan umiddelbart omfatte en styresignalsensor (transducer, input, stødsensor).

I sin enkleste form er styreenheden til et elektrisk servodrev baseret på et kredsløb til sammenligning af værdierne af de indstillede signaler og signalet, der kommer fra feedbacksensoren, som et resultat af hvilket en spænding med den passende polaritet leveres til elmotoren.

Hvis jævn acceleration eller jævn deceleration er påkrævet for at undgå dynamiske overbelastninger af den elektriske motor, anvendes mere komplekse kontrolsystemer baseret på mikroprocessorer, som kan placere arbejdslegemet mere præcist. Så for eksempel er enheden til placering af hovederne på harddiske arrangeret.

Præcis styring af grupper eller enkelte servodrev opnås ved at bruge CNC-controllere, som i øvrigt kan bygges på programmerbare logiske controllere. Servodrev baseret på sådanne controllere når 15 kW effekt og kan udvikle et drejningsmoment på op til 50 Nm.

Roterende servodrev er synkrone, med mulighed for ekstremt præcis justering af omdrejningshastighed, omdrejningsvinkel og acceleration, og asynkrone, hvor hastigheden holdes meget præcist selv ved ekstremt lave hastigheder.

Synkrone servomotorer er i stand til at accelerere meget hurtigt til nominel hastighed. Cirkulære og flade lineære servoer er også almindelige, hvilket tillader accelerationer op til 70 m/s².

Generelt er servoenheder opdelt i elektrohydromekaniske og elektromekaniske. I førstnævnte er bevægelsen genereret af stempel-cylinder-systemet og responsen er meget høj. Sidstnævnte bruger blot en elmotor med gearkasse, men ydelsen er en størrelsesorden lavere.

Anvendelsesområdet for servodrev i dag er meget bredt på grund af muligheden for ekstremt nøjagtig positionering af arbejdslegemet.

Der er mekaniske låse, ventiler og arbejdslegemer af forskellige værktøjer og værktøjsmaskiner, især med CNC, herunder automatiske maskiner til fabriksproduktion af printplader og forskellige industrirobotter og mange andre præcisionsværktøjer. Højhastigheds servomotorer er meget populære med modelfly. Især servomotorer er bemærkelsesværdige for deres karakteristiske ensartede bevægelser og effektivitet med hensyn til energiforbrug.

Tre-polede kommutatormotorer blev oprindeligt brugt som drev til servomotorer, hvor rotoren indeholdt viklinger og statoren indeholdt permanente magneter. Den havde også en samlerbørste. Senere steg antallet af spoler til fem, og drejningsmomentet blev større, og accelerationen blev hurtigere.

Det næste trin af forbedring — viklingerne blev placeret uden for magneterne, så rotorens vægt blev reduceret, og accelerationstiden blev reduceret, men omkostningerne steg. Som et resultat blev der taget et vigtigt forbedringstrin - de forlod manifolden (især permanentmagnetrotormotorer blev udbredt), og motoren viste sig at være børsteløs, endnu mere effektiv, da acceleration, hastighed og drejningsmoment nu var endnu højere.

Servomotorer er blevet meget populære i de senere år. Styret af Arduino, hvilket åbner store muligheder for både amatørflyvning og robotteknologi (quadcoptere, etc.), samt for skabelsen af ​​præcisions-metalskæremaskiner.

For det meste bruger konventionelle servomotorer tre ledninger til at fungere. En af dem er til magt, den anden er signal, den tredje er fælles. Der tilføres et styresignal til signalledningen, ifølge hvilket det er nødvendigt at justere udgangsakslens position. Akslens position bestemmes af potentiometerkredsløbet.

Regulatoren bestemmer gennem modstand og værdien af ​​styresignalet, i hvilken retning det er nødvendigt at dreje, for at akslen kan nå den ønskede position. Jo højere spænding fjernet fra potentiometeret, jo større drejningsmoment.

Takket være deres høje energieffektivitet, præcise kontrolmuligheder og fremragende ydeevne findes servodrev baseret på børsteløse motorer i stigende grad i legetøj, husholdningsapparater (heavy duty støvsugere med HEPA-filtre) og industrielt udstyr.