Реч серво долази од грчке речи за роб. „Серво мотор“ се може схватити као мотор који се апсолутно повинује команди контролног сигнала: пре него што се управљачки сигнал пошаље, ротор мирује; Када се пошаље контролни сигнал, ротор се одмах окреће; Када се контролни сигнал изгуби, ротор се може одмах зауставити.
Серво мотор је микромотор који се користи као актуатор у уређају за аутоматско управљање, чија је функција претварање електричних сигнала у угаони померај или угаону брзину ротационог вратила. Серво мотор, такође познат као извршни мотор, користи се као извршни елемент у систему аутоматског управљања за претварање примљеног електричног сигнала у угаони померај или излазну угаону брзину на осовини мотора.
Класификација сервомотора
Серво мотор је подељен у две категорије АЦ серво и ДЦ серво.
Основна структура АЦ серво мотора је слична оној код индукционог мотора на наизменичну струју (асинхрони мотор). Два узбудљива намотаја Вф и управљачка намотаја ВцоВф са помаком фазног простора од 90 степени на статору повезани су константним наизменичним напоном. Сврха управљања радом мотора се постиже коришћењем промене наизменичног напона или фазе примењене на Вц. Ац серво мотор има карактеристике стабилног рада, добре управљивости, брзог одзива, високе осетљивости и строгог индекса нелинеарности механичких карактеристика и карактеристика подешавања (мање од 10 процената ~ 15 процената и мање од 15 процената ~ 25 процената, респективно).
Предности и мане ДЦ серво мотора
Предности: прецизна контрола брзине, карактеристике брзине обртног момента су веома тешке, једноставан принцип управљања, једноставан за употребу, јефтина цена.
Недостаци: окретање четке, ограничење брзине, додатни отпор, честице хабања (није погодно за експлозивно окружење без прашине).
Основна структура ДЦ серво мотора је слична оној код општег ДЦ мотора. Брзина мотора н=Е/К1ј=(Уа-иара)/К1ј, где је Е повратна електромоторна сила арматуре, К је константна, ј је магнетни флукс по полу, Уа и Иа су напон арматуре и струја арматуре, Ра је отпор арматуре, промена Уа или промена φ, може да контролише брзину ДЦ серво мотора, али генерално користи метод контроле напона арматуре. У сервомотору са сталним магнетом ДЦ, намотај поља је замењен трајним магнетом, а магнетни флукс φ је константан. Дц серво мотор има добре карактеристике линеарне регулације и брз временски одзив.
Предности и мане АЦ серво мотора
Предности: Добре карактеристике контроле брзине, глатка контрола се може постићи у целој зони брзине, скоро без осцилација, више од 90 процената високе ефикасности, мање топлоте, контрола велике брзине, висока прецизна контрола положаја (у зависности од тачности енкодера), номинални рад подручје, може постићи константан обртни момент, ниску инерцију, ниску буку, без хабања четкица, без одржавања (погодно за окружење без прашине, експлозивно).
Недостаци: Контрола је сложенија, а параметри драјвера се морају подесити на лицу места да би се одредили ПИД параметри, што захтева више ожичења.
Дц серво мотори се деле на моторе без четкица и без четкица.
Мотор са четкицом има предности ниске цене, једноставне структуре, великог стартног момента, широког опсега регулације брзине, лаке контроле, потребе за одржавањем, али згодног одржавања (угљена четка), електромагнетних сметњи, захтева за коришћење околине, која се обично користи за уобичајене индустријске и грађанске прилике осетљиве на трошкове.
Мотор без четкица мала запремина, мала тежина, велики излазни одзив, велика брзина, мала инерција, глатка ротација са стабилним обртним моментом, сложена контрола, интелигентан, флексибилан режим електронске комутације, комутација квадратног таласа или синусног таласа, без одржавања мотора, висока ефикасност и уштеда енергије, електромагнетно зрачење, низак пораст температуре дуг животни век, погодан за све врсте окружења.
Ац серво мотор је такође мотор без четкица, подељен на синхрони и асинхрони мотор, синхрони мотор се тренутно користи у контроли кретања, његов опсег снаге је велики, снага може бити веома велика, велика инерција, највећа брзина је мала, брзина опада равномерно са повећањем снаге, погодан за малу брзину и несметан рад
Ротор унутар серво мотора је трајни магнет, а возач контролише У/В/В трофазни електрицитет да би се формирало електромагнетно поље. Ротор се ротира под дејством овог магнетног поља. Истовремено, енкодер мотора шаље повратне сигнале возачу и упоређује повратну вредност са циљном вредношћу, како би подесио угао ротације ротора.
Q
Која је разлика у перформансама између АЦ серво мотора и ДЦ серво мотора без четкица?
A
Перформансе серво мотора наизменичне струје су боље, јер је АЦ серво синусна контрола, таласање обртног момента је мало; А ДЦ серво без четкица је контрола трапезног таласа. Али ДЦ серво контрола без четкица је једноставнија и јефтинија.
Брзи развој технологије АЦ серво погона наизменичне струје доводи до тога да се ДЦ серво систем суочава са кризом елиминисања [/п][п= 30,2, лево] Од 1980-их, развојем интегрисаног кола, енергетске електронике технологија и АЦ технологија погона са променљивом брзином, технологија АЦ серво погона са перманентним магнетом је направила изузетан развој. Познати произвођачи електричне опреме представили су нове производе серије серво мотора и серво погона на наизменичну струју. Ац серво систем је постао главни правац развоја савременог серво система високих перформанси, због чега се ДЦ серво систем суочава са кризом елиминације.
У поређењу са ДЦ серво мотором, перманентни магнет АЦ серво мотор има следеће предности:
(1) Без четкице и комутатора, поузданији рад, без одржавања.
(2) Загревање намотаја статора је знатно смањено.
(3) Инерција је мала и систем има добар брзи одговор.
(4) Висока брзина и велики обртни момент радни услови су добри.
(5) Мала запремина и мала тежина под истом снагом.
Принцип серво мотора
Структура статора АЦ серво мотора је у основи слична оној код асинхроног мотора са подељеном фазом кондензатора. Статор је опремљен са два намотаја са позицијском разликом од 90 степени, један је побудни намотај Рф, који је увек повезан на наизменични напон Уф; Други је контролни намотај Л, повезан са напоном управљачког сигнала Уц. Дакле, АЦ серво мотор се назива и два серво мотора.
Ротор АЦ серво мотора је обично направљен од типа кавеза, али да би серво мотор имао широк опсег брзине, линеарне механичке карактеристике, без феномена "ротације" и перформансе брзог одзива, у поређењу са обичним мотором, требало би да има велики отпор ротора и мали момент инерције ове две карактеристике. Тренутно постоје две врсте роторских структура које се широко користе: једна је ротор са веверичним кавезом са водилицом високе отпорности од проводљивог материјала високе отпорности. Да би се смањио момент инерције ротора, ротор је направљен витким; Други је направљен од ротора шупље чаше од алуминијумске легуре, зид чаше је само 0.2-0.3 мм, ротор шупље чаше има мали момент инерције, брзу реакцију и несметан рад, тако да је широко распрострањен коришћени.
Када АЦ серво мотор нема контролни напон, статор има само пулсирајуће магнетно поље које генерише побудни намотај, а ротор је непокретан. Када постоји контролни напон, статор ће генерисати ротирајуће магнетно поље, ротор дуж правца ротације магнетног поља, у случају константног оптерећења, брзина мотора са величином контролног напона се мења, када се фаза контролног напона је супротан, серво мотор ће се обрнути.
Иако је принцип рада АЦ серво мотора сличан принципу рада једнофазног асинхроног мотора са кондензатором, отпор ротора првог је много већи од отпора другог. Стога, у поређењу са кондензаторским асинхроним мотором, серво мотор има две значајне карактеристике:
1. Велики почетни обртни момент: пошто је отпор ротора велики, карактеристике обртног момента (механичке карактеристике) су ближе линеарним и има велики почетни обртни момент. Дакле, када статор има управљачки напон, ротор се одмах окреће, односно има карактеристике брзог старта и високе осетљивости.
2. Широк радни опсег: гладак рад, ниска бука. [/п][п=30, 2, лево]3, нема феномена ротације: серво мотор у раду, све док се изгуби контролни напон, мотор ће одмах престати да ради.
Прецизни погонски микро специјални мотор
„Прецизни погон микро специјални мотор“ може брзо и правилно да изврши инструкције које се често мењају у систему, да покреће серво механизам да би завршио очекивани рад инструкција, од којих већина може да испуни следеће захтеве:
1. Може се често покретати, заустављати, кочити, уназад и ниске брзине, и висока механичка чврстоћа, висок степен отпорности на топлоту, висок степен изолације.
2. Добра способност брзог одговора, велики обртни момент, мали момент инерције, мала временска константа.
3. Са погоном и контролером (као што су серво мотор, корачни мотор), добре перформансе контроле.
4. Висока поузданост и прецизност.
Категорије прецизног погонског микромотора и њихова структура и перформансе се пореде на следећи начин:
Ац серво мотор
(1) Двофазни серво мотор кавезног типа (танак кавезни ротор, приближно линеарне механичке карактеристике, мала запремина и струја побуде, серво мале снаге, рад мале брзине није гладак).
(2) Двофазни серво мотор са немагнетним чашастим ротором (шупљи ротор, приближно линеарне механичке карактеристике, велика запремина и струја побуде, серво мале снаге, несметан рад при малој брзини).
(3) Двофазни серво мотор феромагнетне чашице са ротором на наизменичну струју (феромагнетни чашни ротор са приближно линеарним механичким карактеристикама, великим моментом инерције ротора, ефектом малог зупчастог жлеба и стабилним радом).
(4) синхрони перманентни магнет АЦ серво мотор (састоји се од синхроног мотора са перманентним магнетом, машине за мерење брзине и коаксијалне јединице елемента за детекцију положаја, статор је 3 или 2 фазе, ротор од магнетног материјала, мора бити опремљен драјвером; широк опсег брзине, механичке карактеристике по зони константног обртног момента и зони константне снаге, континуирано укључивање, брзе одговарајуће перформансе су добре, велика излазна снага, мала флуктуација обртног момента; Погон квадратног таласа и погон синусног таласа на два начина, добре перформансе управљања, за производе електромеханичке интеграције).
(5) асинхрони трофазни АЦ серво мотор (слични ротор и кавезни асинхрони мотор, морају бити опремљени возачем, векторском контролом, проширити опсег контроле брзине константне снаге, углавном се користи за систем контроле брзине вретена машине алатке).
Дц серво мотор
(1) ДЦ серво мотор са штампаним намотајем (ротор у облику диска, аксијално везан цилиндрични магнетни челик у облику диска статора, мали момент инерције ротора, без ефекта утора, без ефекта засићења, велики излазни обртни момент).
(2) ДЦ серво мотор са жицом (ротор и статор у облику диска су аксијално повезани са цилиндричним магнетним челиком, момент инерције ротора је мали, перформансе управљања су боље од других ДЦ серво мотора, висока ефикасност, велики излазни обртни момент).
(3) ДЦ мотор са арматуром са сталним магнетом (шупљи ротор, мала инерција ротора, погодан за серво систем инкременталног кретања).
(4) ДЦ серво мотор без четкица (статор је полифазни намотај, ротор је перманентни магнет, сензор положаја ротора, без сметњи искре, дуг животни век, низак ниво буке).
Мотор обртног момента
(1) ДЦ мотор обртног момента (равна структура, број полова, број утора, број реверзних плоча, број серијских проводника; велики излазни обртни момент, континуирани рад при малој брзини или блокираној ротацији, добре механичке и регулаторне карактеристике, мало електромеханичко време константан).
(2) ДЦ мотор обртног момента без четкица (слично структури ДЦ серво мотора без четкица, али равна, број полова и слотова број серијских проводника; Велики излазни обртни момент, добре механичке и карактеристике подешавања, дуг век, без варница, ниска бука).
(3) Мотор са обртним моментом типа кавеза (ротор кавезног типа, равна структура, више утора за полове, велики почетни обртни момент, мала електромеханичка временска константа, може радити дуго времена, меке механичке карактеристике).
(4) Чврсти ротор АЦ мотор обртног момента (чврсти ротор од феромагнетног материјала, равна структура, број полова и слотова, може се блокирати дуго времена, несметан рад, меке механичке карактеристике).
Корачни мотор
(1) Реакциони корачни мотор (ротор статора је направљен од силиконског челичног лима, језгро ротора нема намотај, статор има контролни намотај; мали угао корака, висока почетна и радна фреквенција, ниска тачност угла корака, нема самоблокирајући обртни момент).
(2) корачни мотор са перманентним магнетом (перманентни магнет ротор, радијални поларитет магнетизације; угао корака је велики, почетна и радна фреквенција је ниска, обртни момент се одржава, потрошња енергије је мања од формуле реакције, али позитивни и негативни мора се обезбедити импулсна струја.
(3) хибридни корачни мотор (перманентни магнет ротор, поларитет аксијалне магнетизације; висока прецизност угла корака, задржавање обртног момента, мала улазна струја, предности типа реакције и типа перманентног магнета).
Преклопљени релуктантни мотор (фиксни ротор је направљен од силиконског челичног лима, конвексног типа, а број полова близу корака реакционог корака структура корачног мотора је слична, са сензором положаја ротора, смер обртног момента је независан од смера струје, опсег брзине је мали, гласан шум, механичке карактеристике по региону константног момента, област константне снаге, серијски карактеристични регион од три дела).
Линеарни мотор (једноставна структура, водилица се може користити као секундарни проводник, погодан за линеарно повратно кретање; серво перформансе велике брзине, висок фактор снаге и ефикасност, перформансе константне брзине су одличне).